[實用新型]一種植保無人機(jī)專用飛控系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420685049.0
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN204270115U
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苑進(jìn);劉雪美;陳榮康;王公成;張翼;張文碩
• 申請（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種植保無人機(jī)專用飛控系統(tǒng)，其特征在于：包括無人機(jī)植保綜合管理模塊、高度控制子模塊、航路導(dǎo)航控制子模塊，噴霧控制子模塊；所述無人機(jī)植保綜合管理模塊作為整個無人機(jī)控制的控制核心，管理航路導(dǎo)航控制子模塊、噴霧作業(yè)控制子模塊、飛行高度控制子模塊的信息交換以及實現(xiàn)作業(yè)參數(shù)設(shè)定等人機(jī)交互功能；所述高度控制子模塊可以測量無人機(jī)距離作物冠層的距離，并且實時調(diào)整無人機(jī)鉛垂方向升力使之穩(wěn)定在作業(yè)高度上；所述航路導(dǎo)航控制子模塊使無人機(jī)沿預(yù)設(shè)作業(yè)航路飛行，同時可以隨時調(diào)整飛行過程中出現(xiàn)的航路誤差，做到精確導(dǎo)航；所述噴霧控制子模塊依據(jù)植保無人機(jī)的作業(yè)位置實時控制植保作業(yè)開關(guān)，有效避免農(nóng)藥的漏噴和重噴；

所述的無人機(jī)植保綜合管理模塊，包括飛控處理單元、信息接收單元、控制信息輸出單元；所述的飛控處理單元選用DSP處理器；所述的信息接收單元包括高度信息輸入接口、飛行信息輸入接口、無線傳輸模塊和無線信息輸入接口；所述的控制信息輸出單元包括高度控制信息輸出接口、飛行姿態(tài)調(diào)整信息輸出接口和噴藥控制信息輸出接口；所述的高度信息輸入接口采用UART接口與飛控處理單元通訊；所述的飛行信息輸入接口的SPI接口與飛控處理單元通訊；所述的無線傳輸模塊經(jīng)無線信息輸入接口與飛控處理單元進(jìn)行遠(yuǎn)程通信；

所述的高度控制子模塊包括超聲波測高裝置和高度控制單元；所述的超聲波測高裝置測量無人機(jī)與作物冠層的實際距離；所述的高度控制單元包括油門舵機(jī)、發(fā)動機(jī)、大旋翼；所述油門舵機(jī)利用測高傳感單元反饋的信息調(diào)整發(fā)動機(jī)油門大小，控制輸出動力大小，進(jìn)而控制大旋翼的旋轉(zhuǎn)速度，調(diào)整無人機(jī)鉛垂向的升力；測高傳感單元經(jīng)過高度信息輸入接口進(jìn)入飛控處理單元，經(jīng)飛控處理單元計算后，再經(jīng)高度控制信息輸出接口輸出控制參數(shù)，控制油門舵機(jī)的油門大小，以控制大旋翼速度，進(jìn)而調(diào)整無人機(jī)高度；

所述的航路導(dǎo)航控制子模塊包括飛行參數(shù)傳感單元和飛行姿態(tài)調(diào)整單元；所述的飛行參數(shù)傳感單元包括GPS裝置、6軸運動處理組件和電子羅盤；所述的GPS裝置通過飛行信息輸入接口送入飛控處理單元，GPS裝置獲取無人機(jī)的空間位置和飛行速度信息，用于控制無人機(jī)沿著預(yù)定航路進(jìn)行作業(yè)；所述的6軸運動處理組件為3軸陀螺儀和3軸加速器儀組合模塊，用于測量無人機(jī)空間三個旋轉(zhuǎn)自由度的偏轉(zhuǎn)角度和三個平移自由度的加速度值；所述電子羅盤利用內(nèi)置磁阻效應(yīng)傳感器，用于確定無人機(jī)相對地磁場的絕對航向角；所述的6軸運動處理組件和電子羅盤采用MEMS傳感器，各傳感器信號通過AD轉(zhuǎn)換后由飛行信息輸入接口送入飛控處理單元；所述飛行姿態(tài)調(diào)整單元分為前后向姿態(tài)調(diào)整模塊和左右向姿態(tài)調(diào)整模塊，每個模塊均包括機(jī)身兩側(cè)與其相應(yīng)的電子調(diào)速器、電機(jī)和小旋翼；所述電子調(diào)速器與電機(jī)連接，電機(jī)隨著電子調(diào)速器輸出的電機(jī)驅(qū)動電流的大小和方向變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，小旋翼和電機(jī)共軸連接，產(chǎn)生不同推力帶動無人機(jī)調(diào)整飛行姿態(tài)；所述的飛行參數(shù)傳感單元經(jīng)?過飛行信息輸入接口進(jìn)入飛控處理單元，飛控處理單元根據(jù)飛行參數(shù)傳感單元獲取無人機(jī)GPS位置信息和姿態(tài)信息進(jìn)行計算，得出無人機(jī)姿態(tài)調(diào)整參數(shù)，再經(jīng)飛行姿態(tài)調(diào)整信息輸出接口輸出控制參數(shù)，改變電子調(diào)速器的輸出電流大小和方向，以控制小旋翼速度，進(jìn)而調(diào)整無人機(jī)的飛行姿態(tài)和水平速度；

所述的噴霧控制子模塊包括繼電器、電動隔膜泵和噴頭組；所述的繼電器與電動隔膜泵連接，用于控制電動隔膜泵開關(guān)；所述的電動隔膜泵通過藥液管與噴頭組連接；所述的噴藥控制信息輸出接口與繼電器連接，飛控處理單元依據(jù)是否到達(dá)噴霧區(qū)域進(jìn)行繼電器開關(guān)的控制，從而控制電動隔膜泵是否進(jìn)行噴霧作業(yè)。