[實(shí)用新型]一種基于分布式多余度總線的無人機(jī)飛控裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721890373.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN207611271U
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁寅博;王少華;儲(chǔ)國松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中航聯(lián)創(chuàng)科技有限公司;梁寅博
• 主分類號(hào): G05B19/048
• 分類號(hào): G05B19/048;G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京律譜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 羅建書

本實(shí)用新型提供一種基于分布式多余度總線的無人機(jī)飛控裝置，其中，每個(gè)GPS、IMU和氣壓高度計(jì)均連接到總線上，實(shí)時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)封裝到數(shù)據(jù)包中并傳到總線上；每個(gè)飛控計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)接收總線上承載的采集設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包；每個(gè)飛控計(jì)算機(jī)通過線路分別與其余的飛控計(jì)算機(jī)和作動(dòng)控制器相連，用以將載有自己計(jì)算得到的飛行參數(shù)的數(shù)據(jù)包傳給其余的飛控計(jì)算機(jī)；將自己計(jì)算得到的飛行參數(shù)封裝到數(shù)據(jù)包中傳輸給作動(dòng)控制器；該數(shù)據(jù)包包括：設(shè)備ID標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)類型標(biāo)簽、數(shù)據(jù)內(nèi)容部分和校驗(yàn)位。本實(shí)用新型通過分布式多余度總線配置多個(gè)飛控計(jì)算機(jī)和采集設(shè)備并行協(xié)調(diào)工作，使得本實(shí)用新型具備更強(qiáng)的容錯(cuò)能力，提高了無人機(jī)飛行的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及無人機(jī)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于分布式多余度總線的無人機(jī)飛控裝置。

背景技術(shù)

無人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱無人機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle，簡(jiǎn)稱UAV)，是一種利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于城市管理、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、氣象、電力、搶險(xiǎn)救災(zāi)、視頻拍攝等民用行業(yè)。

通常無人機(jī)包括作動(dòng)控制器、飛控計(jì)算機(jī)和采集設(shè)備，如IMU(Inertialmeasurement unit，慣性測(cè)量單元)、GPS、高度測(cè)量模塊(如氣壓計(jì)、超聲波測(cè)距、雷達(dá)測(cè)距)等。IMU、GPS、高度測(cè)量模塊分別將測(cè)量數(shù)據(jù)傳給飛控計(jì)算機(jī)，飛控計(jì)算機(jī)利用這些測(cè)量參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到飛行參數(shù)，作動(dòng)控制器利用這些飛行參數(shù)控制無人機(jī)的飛行。

為了提高無人機(jī)飛行的可靠性，有些科研人員將與飛控計(jì)算機(jī)相連的IMU、GPS、高度測(cè)量模塊均升級(jí)為三套，以便當(dāng)其中一組數(shù)據(jù)失效后，可以利用其余的數(shù)據(jù)來控制無人機(jī)的飛行。

但是，如果無人機(jī)配置有多個(gè)飛控計(jì)算機(jī)，按照這種方法來配置IMU、GPS、高度測(cè)量模塊等，勢(shì)必會(huì)使無人機(jī)的重量大大增加，為了承載更多的重量，也需要增加無人機(jī)的動(dòng)力裝置，這不僅會(huì)增加無人機(jī)的成本，而且與無人機(jī)的輕量化發(fā)展相違背。

另外，現(xiàn)有配置有多個(gè)飛控計(jì)算機(jī)的無人機(jī)，都是將其中一個(gè)飛控計(jì)算機(jī)設(shè)置為主飛控計(jì)算機(jī)，處于運(yùn)行狀態(tài)；其余飛控計(jì)算機(jī)作為輔助飛控計(jì)算機(jī)，均處于備份狀態(tài)。每個(gè)飛控計(jì)算機(jī)都通過獨(dú)立的兩個(gè)通道接收采集設(shè)備的數(shù)據(jù)以及地面基站的數(shù)據(jù)。只有當(dāng)主飛控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，才將其中的輔助飛控計(jì)算機(jī)切換為主飛控計(jì)算機(jī)來執(zhí)行任務(wù)。然而在主輔飛控計(jì)算機(jī)切換過程中，無人機(jī)的飛行容易失去控制，導(dǎo)致無人機(jī)安全性能降低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前存在的問題，提供一種基于分布式多余度總線的無人機(jī)飛控裝置，通過本實(shí)用新型，當(dāng)增加飛控計(jì)算機(jī)數(shù)量時(shí)，依然可以利用原有的三套測(cè)量設(shè)備采集數(shù)據(jù)，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且可以通過配置的多個(gè)飛控計(jì)算機(jī)并行協(xié)調(diào)地工作，使得本實(shí)用新型具備更強(qiáng)的容錯(cuò)能力，因此能夠提高無人機(jī)飛行的可靠性。

本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于分布式多余度總線的無人機(jī)飛控裝置，其包括：

多個(gè)GPS、多個(gè)IMU、多個(gè)氣壓高度計(jì)、多個(gè)飛控計(jì)算機(jī)和一個(gè)作動(dòng)控制器；

每個(gè)GPS、IMU和氣壓高度計(jì)均連接到總線上，實(shí)時(shí)將測(cè)量得到的測(cè)量數(shù)據(jù)封裝到數(shù)據(jù)包中并傳到總線上；

每個(gè)飛控計(jì)算機(jī)的輸入端均與總線連接，實(shí)時(shí)接收總線上承載的GPS、IMU和多個(gè)氣壓高度計(jì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包；每個(gè)飛控計(jì)算機(jī)的輸出端為兩個(gè)，其中一個(gè)輸出端通過線路分別與其余的飛控計(jì)算機(jī)相連，用以將載有自己計(jì)算得到的飛行參數(shù)的數(shù)據(jù)包傳給其余的飛控計(jì)算機(jī)；另一個(gè)輸出端與作動(dòng)控制器相連，用以將自己計(jì)算得到的飛行參數(shù)封裝到數(shù)據(jù)包中傳輸給作動(dòng)控制器；

所述數(shù)據(jù)包均包括：設(shè)備ID標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)類型標(biāo)簽、數(shù)據(jù)內(nèi)容部分和校驗(yàn)位。

更優(yōu)選地，所述總線包括總線Ⅰ和總線Ⅱ。