CN105549610A - 一种无人机控制系统 - Google Patents
一种无人机控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105549610A CN105549610A CN201410596191.2A CN201410596191A CN105549610A CN 105549610 A CN105549610 A CN 105549610A CN 201410596191 A CN201410596191 A CN 201410596191A CN 105549610 A CN105549610 A CN 105549610A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control computer
- speed regulator
- flight control
- aerial vehicle
- unmanned aerial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
一种无人机控制系统属于电学技术领域，尤其涉及一种无人机控制系统。本发明提供一种容错率高的一种无人机控制系统。本发明包括电源模块、陀螺仪、加速度计、RC接收机、辅助模块、飞控计算机、电子调速器、无刷电机；其特征在于：电源模块与陀螺仪、加速度计、RC接收机、辅助模块的电源输入端相连；电源模块还与飞控计算机的电源输入端相连；飞控计算机与电子调速器相连，电子调速器与无刷电机相连。
Description
技术领域
本发明属于电学技术领域，尤其涉及一种无人机控制系统。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。
无人机广泛应用，由于其无需人员驾驶，所以能执行更危险的任务，无人机技术广泛的应用在侦查搜索领域，美国将无人机技术作为主要发展方向，已经实现了无人机航母着陆，无人机技术必将成为下个领域技术竞争的又一个领域。
近年来，世界无人飞行器技术不断发展和完善，尤其在多旋翼飞行器领域取得了长足的进步。另一方面，随着电网规模的不断扩大，社会发展对输电线路安全运行的需求增大，若不及时对线路进行检测并实施有效维护，极可能导致重大电网安全事故。无人机在电力巡线方面的成功应用，极大提高了电力巡线的工作效率，有效地降低了电力巡线的人工费用。但是由于无人机电力巡检技术对飞行器的安全性和可靠性要求极高，一旦多旋翼飞行器在空中发生偶然性故障，如电机卡死堵转、旋翼翼面破损、遥控器信号丢失，往往会导致对电网的次生灾害，如撞上输电杆塔、缠住输电线路。因此，研究多旋翼飞行器的容错控制，提高其应对偶然性故障的能力则具有重要意义。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种容错率高的一种无人机控制系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括电源模块、陀螺仪、加速度计、RC接收机、辅助模块、飞控计算机、电子调速器、无刷电机；其特征在于：电源模块与陀螺仪、加速度计、RC接收机、辅助模块的电源输入端相连；电源模块还与飞控计算机的电源输入端相连；飞控计算机与电子调速器相连，电子调速器与无刷电机相连。
作为另一种优选方案，所述的陀螺仪与加速度计相连。
本发明有益效果。
本发明依据电力巡线，结合近年来国内外对容错飞行控制的理论研究，提出一种六旋翼飞行器容错飞行控制的控制方法，可以依据飞行器电调的反馈信息，实时调节六旋翼飞行器各个执行机构，包括无刷电机、旋翼的输出，实现飞行器在故障下的容错飞行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本发明原理框图。
具体实施方式
如图所示，本发明包括电源模块、陀螺仪、加速度计、RC接收机、辅助模块、飞控计算机、电子调速器、无刷电机；其特征在于：电源模块与陀螺仪、加速度计、RC接收机、辅助模块的电源输入端相连；电源模块还与飞控计算机的电源输入端相连；飞控计算机与电子调速器相连，电子调速器与无刷电机相连。
作为另一种优选方案，所述的陀螺仪与加速度计相连。
基本的六旋翼飞行器控制系统包括：飞控计算机、惯性测量单元（IMU）、电子调速器（ESC）、RC接收机、电源模块以及其他辅助控制模块。惯性测量单元（IMU）包括三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪。加速度计能够测量出飞行器机体坐标系下三个轴上的加速度；陀螺仪能够测量出飞行器机体坐标系下绕着三个轴的角速度。IMU将飞行器的加速度信号与角速度信号发给飞控计算机进行处理。飞控计算机通过从IMU采集到的原始姿态信息，通过一定的滤波，运用四元数法或者DCM算法进行姿态解算，得到飞行器当前在惯性坐标系下的真实姿态信息。同时飞控计算机从RC接收机中解算出用户或者飞控地面站发出的控制指令，结合当前的真实姿态信息，产生对飞行器执行机构的控制信号。
电源模块为整个六旋翼飞行器控制系统供电，产生两路不同的电压信号：一路信号为+5V，向飞控计算机、惯性测量单元、RC接收机供电，保证其正常工作；另一路信号为11V～6024V不等，具体电压由电子调速器和无刷电机的电气参数决定，直接驱动无刷电机工作。电子调速器（ESC）接收飞控计算机的控制信号，产生驱动飞行器执行机构（主要为无刷电机）的PWM信号，是直接控制无刷电机的电子模块。为了能够实现六旋翼飞行器容错飞行控制，对电子调速器进行了部分改进，使得其不仅能够向无刷电机输出控制信号，而且还能实时监测无刷电机的转速和运行状态，并且将这些状态信息返回给飞控计算机。飞控计算机依据相关状态信息调整各无刷电机的输出。其他辅助控制模块包括气压计、GPS等。气压计能够测量当前海拔高度，便于飞行器实现高度控制；GPS能够获得飞行器当前位置的经度、纬度和海拔高度，便于飞行器配合地面站实现航路点飞行。
为了实现飞控计算机与电子调速器之间的信息沟通，必须采用一主机多从机的通讯方式。AVRATmega系列单片机片内集成两线串行接口TWI模块，通过两根双向总线（包括一根时钟线SCL和一根数据线SDA），可以连接128个设备，具有简便、高效、快速的特点。故在飞控计算机与电子调速器之间采用TWI通信协议实现状态信息的交流。
Claims (2)
1.一种无人机控制系统，包括电源模块、陀螺仪、加速度计、RC接收机、辅助模块、飞控计算机、电子调速器、无刷电机；其特征在于：电源模块与陀螺仪、加速度计、RC接收机、辅助模块的电源输入端相连；电源模块还与飞控计算机的电源输入端相连；飞控计算机与电子调速器相连，电子调速器与无刷电机相连。
2.根据权利要求1所述一种无人机控制系统，其特征在于：所述的陀螺仪与加速度计相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410596191.2A CN105549610A (zh) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | 一种无人机控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410596191.2A CN105549610A (zh) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | 一种无人机控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105549610A true CN105549610A (zh) | 2016-05-04 |
Family
ID=55828848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410596191.2A Pending CN105549610A (zh) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | 一种无人机控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105549610A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106347683A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-01-25 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 飞行器的控制方法、装置及飞行器 |
| CN106527137A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-22 | 天津大学 | 基于观测器的四旋翼无人机容错控制方法 |
| CN107087428A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-08-22 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 多旋翼无人机、动力系统、电调、电调的控制方法及系统 |
| CN107416212A (zh) * | 2016-09-07 | 2017-12-01 | 亿航智能设备（广州）有限公司 | 一种多旋翼飞行器的电机调速系统以及多旋翼飞行器 |
| CN109343562A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-15 | 深圳思博航空科技有限公司 | 一种多旋翼无人机控制系统及方法 |
-
2014
- 2014-10-30 CN CN201410596191.2A patent/CN105549610A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107416212A (zh) * | 2016-09-07 | 2017-12-01 | 亿航智能设备（广州）有限公司 | 一种多旋翼飞行器的电机调速系统以及多旋翼飞行器 |
| CN106347683A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-01-25 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 飞行器的控制方法、装置及飞行器 |
| CN106347683B (zh) * | 2016-10-20 | 2019-09-27 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 飞行器的控制方法、装置及飞行器 |
| CN106527137A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-03-22 | 天津大学 | 基于观测器的四旋翼无人机容错控制方法 |
| CN106527137B (zh) * | 2016-11-25 | 2019-08-16 | 天津大学 | 基于观测器的四旋翼无人机容错控制方法 |
| CN107087428A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-08-22 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 多旋翼无人机、动力系统、电调、电调的控制方法及系统 |
| CN109343562A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-15 | 深圳思博航空科技有限公司 | 一种多旋翼无人机控制系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203786564U (zh) | 一种双余度飞行控制系统 | |
| CN105549610A (zh) | 一种无人机控制系统 | |
| CN207008411U (zh) | 多传感器冗余备份的双余度飞行控制系统及含其的无人机 | |
| CN105807779A (zh) | 一种无人机飞行控制系统及方法 | |
| CN102424112A (zh) | 微小型四旋翼飞行器的三层机载飞控装置 | |
| CN103324203A (zh) | 基于智能手机的无人飞机航电系统 | |
| CN102183941B (zh) | 基于民用手机网络的超远程无人机控制系统 | |
| CN106125766A (zh) | 一种基于无人机的铁路线巡检监控系统及巡检方法 | |
| CN204965188U (zh) | 一种用于遥控多旋翼无人机的双余度飞行控制系统 | |
| CN104914872A (zh) | 适用于小型民用无人机的传感器双余度飞控计算机系统 | |
| CN204989980U (zh) | 一种变桨距多旋翼飞行器控制器 | |
| CN104155981A (zh) | 一种基于多旋翼机器人的地面遥控的空中无线电监测系统 | |
| CN102591350A (zh) | 四旋翼无人飞行器的飞行控制方法和系统 | |
| CN109542108A (zh) | 一种无人机抗风巡飞系统 | |
| CN104536467A (zh) | 一种超视距飞行器巡视系统 | |
| CN103235599A (zh) | 基于智能手机的飞行控制系统 | |
| CN105109675A (zh) | 一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人 | |
| CN204331470U (zh) | 超视距飞行器巡视系统 | |
| CN104166054A (zh) | 基于多旋翼机器人的空中无线电监测系统 | |
| CN105912008A (zh) | 一种电力铁塔巡检无人机飞控系统及其飞控方法 | |
| CN102945048A (zh) | 多螺旋桨飞行器控制装置 | |
| CN104133483A (zh) | 一种基于集成定位通讯模块的微型四旋翼飞行器控制系统及其控制方法 | |
| CN110134133A (zh) | 一种多旋翼自动控制无人机系统 | |
| CN202102301U (zh) | 基于民用手机网络的超远程无人机控制系统 | |
| CN203012513U (zh) | 一种无线航模控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160504 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |