[發(fā)明專利]微型六軸飛行器及其構(gòu)成的機群控制系統(tǒng)和控制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610121309.5 | 申請日： | 2016-03-03 |
| 公開（公告）號： | CN105549609A | 公開（公告）日： | 2016-05-04 |
| 發(fā)明（設計）人： | 符長友;魏揚;李行;葉鵬 | 申請（專利權(quán)）人： | 四川理工學院 |
| 主分類號： | G05D1/08 | 分類號： | G05D1/08;G05D1/10 |
| 代理公司： | 重慶為信知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 50216 | 代理人： | 余錦曦 |
| 地址： | 643000 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 微型 飛行器 及其 構(gòu)成 機群 控制系統(tǒng) 控制 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及飛行器控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種微型六軸飛行 器及其構(gòu)成的機群控制系統(tǒng)和控制方法。
背景技術(shù)
微型六軸飛行器是無人飛行器，具備可垂直升降、空中自由懸停 等優(yōu)點，在現(xiàn)代軍事和民用方便都具有廣闊的應用前景。軍事上應用 于地面戰(zhàn)場偵察和監(jiān)視、排爆、情報獲取、近距離空中支持等方面； 民用上可以用于航拍、自然災害之后的搜救、高壓線、水壩的檢查等。 因此開展微型飛行器的研究具有十分重大的意義。
但是由于微型六軸飛行器主體尺寸小、自重偏大，飛行速度低， 其飛行雷諾數(shù)較低，同時，微型六軸飛行器也是一個具有空間6個自 由度而只有4個輸入的欠驅(qū)動系統(tǒng)，具有多變量、非線性和強耦合等 特性。因此，微型六軸飛行器可攜帶的設備與有效載荷都受到了極大 的限制，其有效載荷能力小，難以有效完成復雜任務，使微型飛行器 的發(fā)展受到極大的限制。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種微型六軸飛行器及其構(gòu)成 的機群控制系統(tǒng)和控制方法，采用多個微型飛行器通過無線傳感 網(wǎng)，構(gòu)建一個微型飛行器機群，使其編隊飛行，團隊友好協(xié)作， 從而提高系統(tǒng)的綜合效能和任務執(zhí)行時的冗余性能，增大有效負 荷量。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：
一種微型六軸飛行器，包括安裝主體，在所述安裝主體上按照圓 周均勻分布有六個旋臂，在靠近每個旋臂的端部處分別設置有一個電 機，在每一個所述電機的轉(zhuǎn)軸上設置有旋翼，在所述安裝主體的下方 設置有停機架，所述安裝主體為一電路安裝腔，該電路安裝腔內(nèi)部的 控制電路中設置有微控制器，所述微控制器分別控制每一個旋臂上的 電機轉(zhuǎn)動，在所述微控制器上還連接有陀螺儀傳感器、加速度傳感器、 磁力計傳感器、溫度傳感器、狀態(tài)顯示模塊、姿態(tài)顯示模塊、電源以 及通信模塊。
通過上述設計，微型六軸飛行器的微控制器控制六個電機按照預 設的參數(shù)轉(zhuǎn)動，并結(jié)合陀螺儀傳感器、加速度傳感器、磁力計傳感器、 溫度傳感器檢測的各種參數(shù)以及油門、航向、滾轉(zhuǎn)、俯仰等參數(shù)，來 實現(xiàn)不同的飛行狀態(tài)，并通過狀態(tài)顯示模塊顯示出來，其中飛行狀態(tài) 包括垂直上升、垂直下降、向左移動、向右移動、向前移動、向后移 動、側(cè)向飛行、空中懸停、緊急停機等；狀態(tài)顯示模塊包括無線通訊 顯示、啟動狀態(tài)顯示、緊急停機報警、充電指示、運行狀態(tài)、電量情 況、電源指示等。
進一步描述，為了使微控制器能精準控制微型六軸飛行器，且能 及時讀取各個傳感器的數(shù)據(jù)、進行數(shù)據(jù)快速處理、控制6個電機、把 相關(guān)數(shù)據(jù)通過通信模塊傳給其他微型六軸飛行器以及在微型六軸飛 行器上實時顯示飛行器的飛行姿態(tài)，微控制器采用LPC2148單片機； 為了使陀螺儀傳感所占空間小、功耗低、定位準、精度高，所述陀螺 儀傳感器采用FXAS21002三軸數(shù)字角速度陀螺儀；為了降低整個飛 行器的重量，使電路更加簡潔，所述加速度傳感器和磁力計傳感器采 用一塊高集成芯片，所述加速度傳感器和磁力計傳感器采用 FXOS8700CQ集成模塊；為了提高測量的精度，所述溫度傳感器采 用型號為DS18B20的數(shù)字溫度傳感器；所述通信模塊包括ZigBee無 線通信模塊。
再進一步描述，為了實現(xiàn)地面控制微型六軸飛行器，所述微控制 器上還連接有WiFi無線通信模塊以及GPS定位模塊。
優(yōu)選地，所述WiFi無線通信模塊采用RN1723，所述GPS定位 模塊采用BU-1315。
再進一步描述，為了拍攝微型六軸飛行器所處的環(huán)境，以便用 戶實時控制微型六軸飛行器，在所述安裝主體上設置有攝像頭模塊， 為了保存微型六軸飛行器的各種數(shù)據(jù)，方便用戶分析查看微型六軸飛 行器的飛行記錄，來分析微型六軸飛行器的飛行情況，在所述微控制 器上連接有SD卡存儲模塊。
再進一步地，為了使ZigBee無線通信模塊具有較高的接收靈敏 度和抗干擾性能，所述ZigBee無線通信模塊采用CC2530F64，為了 提高拍攝質(zhì)量，所述攝像頭模塊采用OV16825-2A。
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