[發(fā)明專利]一種無人機飛控系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011602280.5
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112666979A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜春雷;楊洋
• 申請（專利權(quán)）人: 北京神州飛航科技有限責任公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 顧煒

本發(fā)明公開了一種無人機飛控系統(tǒng)，包括：飛控計算機、光纖航姿傳感器、MEMS慣組以及舵機模塊以及舵機系統(tǒng)；飛控計算機的機箱內(nèi)部設(shè)置有第一電源板、CPU板、綜合板、串口板、GPS/記錄器板、大氣機板、無線電高度表板；所述舵機模塊包括第二電源板以及多個舵機控制器，舵機模塊與舵機系統(tǒng)相連；飛控計算機與光纖航姿傳感器、MEMS慣組以及舵機模塊以及舵機系統(tǒng)之間通過雙路冗余CAN總線連接；飛控計算機的CPU板通過CAN總線獲取到大氣機板、無線電高度表板以及光纖航姿傳感器當前的測量數(shù)據(jù)信息，CPU板通過驅(qū)動串口板，以獲取到GPS/記錄器板卡、MEMS慣組測量到的數(shù)據(jù)信息；舵機控制器從CAN總線獲取到CPU板解算得到的舵機控制指令，通過模擬量驅(qū)動舵機工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子工程和計算機科學領(lǐng)域，具體涉及一種無人機飛控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

消費級無人機，成本低、技術(shù)門檻低，目前市場上產(chǎn)品已經(jīng)相當成熟，形成成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。對于中大型無人機市場，雖然也有相關(guān)配套的廠家，但還沒有高可靠的系統(tǒng)產(chǎn)品。國外市場相關(guān)技術(shù)相對成熟，但針對中國市場，存在產(chǎn)品銷售和技術(shù)封鎖等多種因素，因此在國內(nèi)中大型無人機市場，飛控系統(tǒng)以國內(nèi)廠家自主研發(fā)為主。國內(nèi)市場，以某型號系列無人機為例，在傳統(tǒng)的飛控系統(tǒng)中，傳感器、舵機由多個專業(yè)研究所來各自承擔，導致總體單位在進行產(chǎn)品選型和型號研制時，需要花費很大的精力進行供應(yīng)鏈選擇，不僅效率低，而且價格貴，系統(tǒng)集成度低，不利于無人機領(lǐng)域的快速發(fā)展。

由于沒有完整的解決方案，總體單位研發(fā)初期，還存在訂貨量少，訂貨困難的情況。在研制過程中，也會存在，前期選型缺乏經(jīng)驗，致使系統(tǒng)不匹配，導致項目失敗的風險。隨著軍民融合的快速發(fā)展，無人機迫切需要能夠?qū)⑸鲜鰝鞲衅鳌w控計算機、舵機進行高度集成的系統(tǒng)化解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種無人機飛控系統(tǒng)，在成本、可靠性和擴展性方面具備一定的優(yōu)勢。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種無人機飛控系統(tǒng)，包括：飛控計算機、光纖航姿傳感器、MEMS慣組以及舵機模塊以及舵機系統(tǒng)；其中，飛控計算機的機箱內(nèi)部設(shè)置有第一電源板、CPU板、綜合板、串口板、GPS/記錄器板、大氣機板、無線電高度表板；

所述舵機模塊包括第二電源板以及多個舵機控制器，舵機模塊與舵機系統(tǒng)相連；

飛控計算機與光纖航姿傳感器、MEMS慣組以及舵機模塊以及舵機系統(tǒng)之間通過雙路冗余CAN總線連接；

飛控計算機的電源板為機箱中的所有板卡供電，CPU板通過CAN總線獲取到大氣機板、無線電高度表板以及光纖航姿傳感器當前的測量數(shù)據(jù)信息，CPU板通過驅(qū)動串口板，以獲取到GPS/記錄器板卡、MEMS慣組測量到的數(shù)據(jù)信息；

舵機控制器從CAN總線獲取到CPU板解算得到的舵機控制指令，從而通過模擬量驅(qū)動舵機工作。

進一步的，所述飛控計算機的CPU板、舵機控制器、光纖航姿傳感器的航插以及總線底板上均引出了雙路冗余CAN總線，所有掛接在CAN總線上的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。

進一步的，光纖航姿傳感器與GPS或者大氣機進行組合導航，CPU板卡通過CAN總線發(fā)送GPS/記錄器板卡或者大氣機板卡數(shù)據(jù)信息，光纖航姿傳感器通過CAN總線即可獲取到相關(guān)的組合導航必要信息。

進一步的，MEMS慣組與GPS進行組合導航，通過串口板卡或者GPS/記錄器板卡的串口獲取到GPS測量的相關(guān)必要數(shù)據(jù)信息。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：

(1)系統(tǒng)互連采用雙冗余CAN總線，提高可靠性同時，大幅減少系統(tǒng)電纜需求；

(2)采用光纖航姿系統(tǒng)代替光纖慣導，在滿足系統(tǒng)要求情況下，大幅降低系統(tǒng)成本；

(3)采用MEMS慣組作為備份慣性器件，以低成本實現(xiàn)高可靠性。