[實用新型]一種小型飛行器機載測控系統

有效

• 申請號: 201720642662.8
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN206848757U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 胡開明;李躍忠;王懷平
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 喻莎

技術領域

本實用新型涉及飛行器測控系統技術領域，具體是一種小型飛行器機載測控系統。

背景技術

現行飛行器在飛行過程中受到各種外部環境的干擾，很難獲得其準確的性能參數。利用陀螺儀或姿態傳感器對物體進行姿態檢測時，會產生累計誤差，致使飛行器在飛行過程中不穩定。本實用新型在分析微型四旋翼飛行器的特點和工作原理的基礎上，構建飛行器的機理模型，以單片機為控制器設計飛行器機載測控系統，提出一種小型飛行器機載測控系統。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種小型飛行器機載測控系統，解決現行飛行器在飛行過程中受到各種外部環境干擾難以獲得其準確性能參數以及飛行器姿態檢測時產生累計誤差致使飛行器在飛行過程中不穩定的問題。

本實用新型所述的一種小型飛行器機載測控系統，包括傳感器、飛行控制器、飛行驅動器、通信系統、上位機，小型飛行器以四旋翼為機體結構，選取╳形支架模式，所述飛行驅動器由四個電機組成，分別對稱地安裝在╳形支架的左上、左下、右上和右下端點，所述傳感器、所述飛行控制器和所述通信系統通過阻尼器固定于╳形支架的中心空間，所述通信系統包括兩部分，分別是飛行控制器與地面遙控基站之間的無線通信板塊和飛行控制器與上位機之間的串口通信板塊，所述傳感器與所述飛行控制器通過接口連接，所述飛行控制器與所述無線通信板塊通過接口連接，所述飛行控制器與所述串口通信板塊連接，所述傳感器與所述上位機通過串口連接。

對上述基礎方案優選，所述傳感器為六軸姿態傳感器MPU-6050，通過IIC 接口與飛行控制器相連。

對上述基礎方案優選，所述飛行控制器為ATMEGA328P微控制器，所述ATMEGA328P微控制器通過IIC接口與傳感器相連。

對上述基礎方案優選，所述述飛行驅動器由四個電機組成，所述電機為716 空心杯電機。

對上述基礎方案優選，所述無線通信板塊由兩個NRF24L01器件組成，所述串口通信板塊為HC-06藍牙通信，所述無線通信板塊與所述飛行控制器通過SPI 接口連接，所述傳感器與所述上位機通過TTI串口連接。

對上述基礎方案優選，所述阻尼器為減震膠柱或彈簧。

本實用新型的優點和產生積極效果是：本實用新型的小型飛行器以四旋翼為機體結構，選取╳形支架模式，與普通飛行器相比，具有結構簡單和單位體積能夠產生更大升力等優點；本實用新型基于傳感器和飛行控制器對卡爾曼濾波應用，設計出一種小型飛行器機載測控系統，通過傳感器和飛行控制器與外界交互并且作出相應反應，確保飛行器飛行時的平穩快速，使其具有較好的遠程監控及較強的抗干擾能力，并可以廣泛運用到氣象監測、影視制作、災情觀測等領域。

附圖說明

圖1為本實用新型小型飛行器機載測控系統結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細說明。

本實用新型所述的一種小型飛行器機載測控系統，包括六軸姿態傳感器 MPU-6050、ATMEGA328P微控制器、飛行驅動器、通信系統、上位機，小型飛行器以四旋翼為機體結構，選取╳形支架模式，所述飛行驅動器由四個716空心杯電機組成，分別對稱地安裝在╳形支架的左上、左下、右上和右下端點，所述六軸姿態傳感器MPU-6050、所述ATMEGA328P微控制器和所述通信系統通過減震膠柱固定于╳形支架的中心空間；所述六軸姿態傳感器MPU-6050檢測飛行器當前的加速度、角度及角速度等姿態信號，所述六軸姿態傳感器MPU-6050 與所述ATMEGA328P微控制器通過IIC接口連接，所述ATMEGA328P微控制器運行卡爾曼濾波器進行姿態算解，然后輸入所述ATMEGA328P微控制器，與平衡狀態比較機身的偏移角度，根據偏差在所述ATMEGA328P微控制器內進行 PID算法處理，輸出PWM波控制四個所述716空心杯電機轉動，使飛行器平衡穩定，如此反復不斷進行，直到飛行器平衡穩定為止；所述通信系統包括兩部分，分別是ATMEGA328P微控制器與地面遙控基站之間的無線通信板塊和 ATMEGA328P微控制器與上位機之間的串口通信板塊，所述ATMEGA328P微控制器與所述無線通信板塊通過SPI接口連接，實現飛行器的無線通信，完成飛行器的遙控操作，同時通過固定在機身上的所述六軸姿態傳感器MPU-6050檢測飛行姿態數據經過卡爾曼濾波器分析和解算后與所述HC-06藍牙通信連接，通過TTI串口連接與HC-06藍牙通信接收器所在的終端電腦連接，實現所述上位機上飛行器實時飛行姿態的監控，調試飛行器飛行達到平穩快速運行的效果。