[發明專利]飛行控制系統及具有其的飛行器

在審

• 申請號: 201710147222.X
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107450575A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 胡華智
• 申請（專利權）人: 億航智能設備（廣州）有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 深圳市行一知識產權代理事務所(特殊普通合伙)44453
• 代理人: 楊賢

技術領域

本發明屬于飛行器技術領域，涉及一種飛行控制系統及具有該飛行控制系統的飛行器。

背景技術

無人飛行器，簡稱無人機，是一種處在迅速發展中的飛行裝置，其具有機動靈活、反應快速、無人飛行、操作要求低等優點。無人機通過搭載多種傳感器，可以實現影像實時傳輸、高危地區探測功能，是衛星遙感與傳統航空遙感的有力補充。目前，無人機的使用范圍已經擴展到軍事、科研和民用三大領域，具體在電力、通信、氣象、農業、海洋、勘探、攝影、防災減災、農作物估產、緝毒緝私、邊境巡邏、治安反恐等領域應用甚廣。

飛行控制系統是飛行器的核心，負責整個飛行器的控制。但是，現有的飛行控制系統普遍存在如下缺點：1、數據處理能力弱，導致其不能快速地處理復雜的數據，從而影響飛行控制系統的穩定性、安全性和處理能力。2、各個模塊都是分散的，集成度低，體積龐大，增大了飛行器的體積和重量，不利于飛行器的飛行和小型化。3、對外界的感知能力弱，對感知信息的處理能力弱，不能很好地實現各種控制功能。4、通信方式單一，當該通信方式出現故障或信號較弱時，無人機失去控制，容易導致墜毀等問題，給無人機的安全帶來很大的危害。

鑒于現有技術的上述缺陷，迫切需要一種新型的飛行控制系統。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種飛行控制系統，以解決目前飛行控制系統存在的數據處理能力弱，集成度低、體積大，對外界環境感知能力弱等問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種飛行控制系統，其包括控制器模塊以及與其通信的慣性測試單元模塊、GPS模塊、電子調速器模塊、視覺處理模塊、光流蔽障處理模塊和云臺模塊，其特征在于，所述控制器模塊用于完成飛行數據解析處理和通信控制處理；所述慣性測試單元模塊用于實時采集飛行器的姿態、高度和加速度信息并與所述控制器模塊之間進行實時交流，以對飛行器的姿態進行控制；所述GPS模塊用于提供地理信息；所述電子調速器模塊用于對所述控制器模塊傳來的數據進行解析處理并輸出控制電機的信號；所述視覺處理模塊用于將圖像處理成有效信息后與所述控制器模塊之間進行數據交流；所述光流蔽障處理模塊用于采集和處理地面高度和位置信息并上傳給所述控制器模塊；所述云臺模塊用于與所述控制器模塊之間進行實時通訊，實現對云臺的實時控制與監測，完成對云臺的各種操作。

進一步地，其中，所述飛行控制系統進一步包括系統電源管理模塊，所述系統電源管理模塊用于為飛行控制系統的各個模塊供電。

更進一步地，其中，所述系統電源管理模塊采用多路獨立電源供電，以減小各個模塊之間的電源干擾。

再進一步地，其中，所述系統電源管理模塊采用DC-DC降壓加LDO線性穩壓供電，以降低供電電源的紋波，提高飛行控制系統的工作穩定性。

另一方面，其中，所述飛行控制系統進一步包括電池管理系統模塊，所述電池管理系統模塊用于采集電源的電壓、電流和電量信息，并與所述控制器模塊進行數據交流。

進一步地，其中，所述控制器模塊獲取所述電池管理系統模塊的上傳信息，進行邏輯判斷，執行相應的動作，實現對電源的優化操控。

此外，其中，所述控制器模塊采用雙核結構，包括一個主控制器單元和一個從控制器單元。

進一步地，其中，所述從控制器單元用于實現對所述電子調速器模塊的外設操控，減輕所述主控制器單元的工作壓力；所述主控制器單元用高速工作主頻實現對各種數據的融合處理。

更進一步地，其中，所述主控制器單元擁有多種通信接口，實現各種模塊的方便接入。

再進一步地，其中，所述多種通信接口包括UART，SPI，USB，I2C和CAN。

更加進一步地，其中，所述控制器模塊帶有存儲設備，所述存儲設備用于實現飛行器飛行數據的實時存儲。

再另一方面，其中，所述慣性測試單元模塊設置有減震機構，所述減震機構能有效地削弱飛行過程中的高頻振動分量，提高飛行控制系統的穩定性。

進一步地，其中，所述GPS模塊采用雙模高精度的GPS定位模塊，其接受靈敏度高，定位精確。

更進一步地，其中，所述GPS模塊采用獨立的模塊存在。

再進一步地，其中，所述GPS模塊外部加抗干擾信號屏蔽機構，提高所述GPS模塊的接收靈敏度與抗干擾能力。

而且，其中，所述電子調速器模塊的控制器與驅動器集成在一起。

進一步地，其中，所述電子調速器模塊的控制方式為磁場定向控制。