[發(fā)明專利]一種基于安卓手機和外部傳感器的無人機飛行控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510542140.6
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105068544B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚瑞文
• 申請（專利權(quán)）人: 上海菲貓機器人技術(shù)有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;H04M1/725;H04M1/02
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 宋西磊

1.一種基于安卓手機和外部傳感器的無人機飛行控制系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的：固定于無人機中且為安卓操作系統(tǒng)的智能手機、傳感伺服控制器和飛行器執(zhí)行機構(gòu)；

所述的安卓操作系統(tǒng)的智能手機內(nèi)安裝有飛行控制程序；所述的飛行控制程序的運行頻率為90Hz～520Hz；

所述的智能手機內(nèi)設(shè)置有：陀螺儀、加速度計、GPS和磁場傳感器；

所述的傳感伺服控制器內(nèi)設(shè)置有：陀螺儀、加速度計、氣壓計、磁場傳感器外部輔助傳感器、GPS、定時器和AD采樣器；手機內(nèi)部傳感器與傳感伺服控制器提供的外部輔助傳感器相結(jié)合；所述的智能手機與傳感伺服控制器之間的數(shù)據(jù)連接方式為USB連接或藍(lán)牙連接；

所述的傳感伺服控制器中設(shè)置有連接至無人機飛行器執(zhí)行機構(gòu)的PWM生成定時器；

所述的安卓操作系統(tǒng)的智能手機與飛行器之間設(shè)置有減震裝置；

智能手機內(nèi)有飛行控制所需的部分傳感器，通過獲取傳感伺服控制器發(fā)送來的補充傳感器數(shù)據(jù)，經(jīng)過與手機自帶的運動狀態(tài)估計程序，將傳感器數(shù)據(jù)組合、融合后，經(jīng)過濾波、微分、積分等運算處理，最終獲得飛行器的運動狀態(tài)的估計值， 通過將解算得到的運動狀態(tài)與期望運動狀態(tài)對比，采用PID或其他控制算法，獲取初步的控制指令， 這里，期望運動狀態(tài)為飛行器接收到的操縱者的指令狀態(tài)，或飛行器在自動執(zhí)行任務(wù)時為滿足任務(wù)需求而由程序計算得出的目標(biāo)狀態(tài)， 通過獲取運動狀態(tài)向量與期望運動狀態(tài)向量相減獲取兩者的偏差，對此偏差進行微分、積分和增益運算后，將此三者經(jīng)線性或非線性組合，生成初步的控制指令；

初步控制指令由usb接口或藍(lán)牙接口發(fā)送給傳感伺服控制器， 傳感伺服控制器對從智能手機接收到的初步控制指令進行進一步處理，然后將處理結(jié)果通過PWM生成定時器生成飛行器執(zhí)行機構(gòu)可辨識的控制信號，進而發(fā)出控制指令；

飛行器執(zhí)行機構(gòu)在接收到控制指令后，偏轉(zhuǎn)舵面或改變螺旋槳轉(zhuǎn)速或改變槳距，從而改變飛行器的運動狀態(tài)，達(dá)到期望的飛行狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于安卓手機和外部傳感器的無人機飛行控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的傳感伺服控制器中的定時器包括：PWM捕獲定時器和PWM生成定時器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于安卓手機和外部傳感器的無人機飛行控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的安卓操作系統(tǒng)的智能手機中設(shè)置有能夠調(diào)用的前后攝像頭，并通過3G/4G/wifi網(wǎng)絡(luò)實時遠(yuǎn)程傳輸照片或視頻。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于安卓手機和外部傳感器的無人機飛行控制系統(tǒng)，其特征在于：傳感伺服控制器由智能手機usb口供電。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于安卓手機和外部傳感器的無人機飛行控制系統(tǒng)，其特征在于：所述智能手機安裝時屏幕與水平面垂直。