[發明專利]四旋翼無人機飛行系統及其方法

在審

• 申請號: 201811343658.7
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109515699A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 王青
• 申請（專利權）人: 南通理工學院
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64D27/24;B64D31/00;G05D1/10
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 孫兵

本發明公開四旋翼無人機飛行系統及其方法，該系統包括：機體、設置于機體上的槳葉以及用于提供電能的電源組件，還包括：導航組件，分別與飛控組件和測距組件電連接，導航組件用于輸出模擬遙控器信號給飛控組件，從而控制機體飛行；測距組件，用于采集機體的高度數據；傳感器組件，用于對機體自身情況和/或周圍環境情況進行采集，并發送給飛控組件；動力組件，用于為機體提供動力源；飛控組件，分別與導航組件、傳感器組件、動力組件電連接，飛控組件用于控制機體飛行。本發明結合高性能MCU及MEMS傳感器，實現無人機自主飛行，極大地減少人力成本，同時降低人為操作失誤的風險。

技術領域

本發明屬于無人機控制領域，具體涉及一種四旋翼無人機飛行系統及其方法。

背景技術

四旋翼無人機是近年來逐漸引入人們生活的一種小型飛行器，無人機相比載人飛行器具有結構簡單、小巧便攜、起降方便的特點，它擁有良好的機動性，可以靈活地進行空中飛行，完成航拍、偵查、噴灑農藥、遞送快遞等任務，在軍用和民用領域有廣闊的應用前景。目前大多數四旋翼飛行器都是通過遙控器手動控制，無法實現無人機的自主飛行，其容易產生人為操作失誤。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種四旋翼無人機飛行系統及其方法，其結合高性能MCU及MEMS傳感器，實現無人機自主飛行，極大地減少人力成本，同時降低人為操作失誤的風險。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

四旋翼無人機飛行系統，包括：機體、設置于機體上的槳葉以及用于提供電能的電源組件，還包括：

導航組件，分別與飛控組件和測距組件電連接，導航組件用于輸出模擬遙控器信號給飛控組件，從而控制機體飛行；

測距組件，用于采集機體的高度數據；

傳感器組件，用于對機體自身情況和/或周圍環境情況進行采集，并發送給飛控組件；

動力組件，用于為機體提供動力源；

飛控組件，分別與導航組件、傳感器組件、動力組件電連接，飛控組件用于控制機體飛行。

本發明可實現無人機自主飛行，極大地減少人力成本，同時降低人為操作失誤的風險。

在上述技術方案的基礎上，還可做如下改進：

作為優選的方案，導航組件包括：主控芯片RX23T，且主控芯片RX23T可通過設置MTU實現4路PWM輸出用于模擬遙控器信號控制飛控組件飛行，具體分別為：油門PWM信號、偏航PWM信號、前后PWM信號以及左右PWM信號。

采用上述優選的方案，操作更便捷，控制效果更佳。

作為優選的方案，油門PWM信號、偏航PWM信號、前后PWM信號以及左右PWM信號其中一種或多種為：頻率為a Hz、占空比為n1％-n2％之間變化的波形，其中a、n1、n2為自然數。

采用上述優選的方案，控制更便捷。

作為優選的方案，飛控組件包括：單片機STM32、六軸傳感器MPU6050和磁力計AK8975，且六軸傳感器MPU6050內部集成了三軸加速度計和三軸陀螺儀。

采用上述優選的方案，單片機STM32搭載了六軸傳感器MPU6050和磁力計AK8975，可以方便地配置使用。六軸傳感器MPU6050內部集成了三軸加速度計和三軸陀螺儀消除了焊接電路時加速度計和陀螺儀之間的對準誤差，相比自行搭建的飛控模塊穩定性更高，數據傳輸更穩定，利于飛行器的飛行調試。

作為優選的方案，動力組件包括：四個呈X形交叉分布的無刷電機。

采用上述優選的方案，飛行器的飛行動作通過改變四個無刷電機的轉速差實現，不需要復雜的傳動裝置，機械結構比較簡單，成本低。