CN107831784A - 一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器 - Google Patents

一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器 Download PDF

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张庆苏
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Abstract

本发明公开了一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，包括无人机，所述无人机上安装有飞行控制器，飞行控制器由大CPU、小CPU、内存、SD卡和传感器组成，传感器包括有陀螺仪、加速度计、气压计、电子罗盘和GPS，大CPU通过数据线与小CPU、内存、SD卡、传感器、4G通信模块和摄像头连接，小CPU通过数据线与电机和舵机连接。本发明可满足无人机的信息安全要求，以及平稳飞行的要求；支持4G通信模块和摄像头等外部设备，具备远程视频遥控功能；支持不同类型的无人机，包括固定翼、直升机、多旋翼等类型。

Description

一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器
技术领域
本发明涉及一种无人机飞行控制器，具体是一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器。
背景技术
现有的无人机飞行控制器，主要有以下两类：第一类采用单片机为核心，不运行操作系统，其功能较少，无法支持4G通信模块、摄像头等外部设备，不具备远程视频遥控功能；第二类采用进口CPU为核心，运行linux操作系统，其功能较多，支持4G通信模块、摄像头等外部设备，具备远程视频遥控功能，但依赖进口CPU，非自主可控，存在信息安全风险。因此，针对这一现状，迫切需要开发一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，包括无人机，所述无人机上安装有飞行控制器，飞行控制器由大CPU、小CPU、内存、SD卡和传感器组成；其中，传感器包括有陀螺仪、加速度计、气压计、电子罗盘和GPS，所述大CPU通过数据线与小CPU、内存、SD卡、传感器、4G通信模块和摄像头连接，所述小CPU通过数据线与电机和舵机连接。
作为本发明进一步的方案：所述大CPU和小CPU均为自主可控的国产CPU。
作为本发明进一步的方案：所述大CPU负责运行linux操作系统以及飞行控制程序。
作为本发明进一步的方案：所述小CPU负责运行电机、舵机以及外围电路的驱动程序。
作为本发明进一步的方案：所述大CPU从摄像头采集无人机飞行视频，经过压缩处理后，由4G通信模块发送至地面遥控站，地面遥控站用于将接收的视频画面展示给遥控者，大CPU将遥控者通过4G通信模块传输下达的遥控指令数据加入飞行控制程序进行计算，实现远程视频遥控功能。
作为本发明进一步的方案：该无人机飞行控制器，无人机的飞行由电机和舵机配合工作实现，支持的无人机类型包括固定翼、直升机和多旋翼。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：飞行控制器以自主可控的国产CPU为核心，满足信息安全要求；飞行控制器的CPU大小架构满足linux操作系统以及飞行控制程序的实时性要求，从而满足无人机平稳飞行的要求，支持不同类型的无人机，包括固定翼、直升机、多旋翼等类型；linux操作系统支持4G通信模块和摄像头等外部设备，具备远程视频遥控功能。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图中：1-无人机，2-飞行控制器，3-电机，4-舵机，5-内存，6-SD卡，7-大CPU，8-小CPU，9-GPS，10-电子罗盘，11-气压计，12-加速度计，13-陀螺仪，14-摄像头，15-4G通信模块，16-地面遥控站。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，包括无人机1，所述无人机1上安装有飞行控制器2，通过控制电机3和舵机4工作，达到控制无人机1飞行的目的，支持不同类型的无人机1，包括固定翼、直升机和多旋翼等类型。
本实施例提供的无人机飞行控制器2，由国产大CPU7、小CPU8、内存5、SD卡6和传感器组成，其中，传感器包括有陀螺仪13、加速度计12、气压计11、电子罗盘10和GPS9，所述大CPU7通过数据线与小CPU8、内存5、SD卡6、传感器、4G通信模块15和摄像头14连接，所述小CPU8通过数据线与电机3和舵机4连接。
所述大CPU7和小CPU8均为自主可控的国产CPU，满足信息安全要求，所述大CPU7负责运行linux操作系统以及飞行控制程序，所述大CPU7通过收集陀螺仪13和加速度计12的飞行姿态数据、气压计11的飞行高度数据、电子罗盘10的飞行方向数据、GPS9的飞行定位数据以及遥控指令数据，计算出无人机1动力和航向的调整量，再输出至小CPU8进行处理，小CPU8负责运行电机3和舵机4等外围电路的驱动程序，通过输入动力和航向的调整量并分解输出至电机3和舵机4，实现无人机1动力和航向的调整，其实时性满足无人机1平稳飞行的要求。
所述大CPU7从摄像头14采集无人机1飞行视频，经过压缩处理后，由4G通信模块15发送至地面遥控站16，所述地面遥控站16接收视频后，将画面展示给遥控者，遥控者下达遥控指令，通过4G通信模块15回传至大CPU7，所述大CPU7将遥控指令数据加入飞行控制程序进行计算，实现远程视频遥控功能。
通过以上实施例，飞行控制器2以自主可控的国产CPU为核心，满足信息安全要求；飞行控制器2的CPU大小架构满足linux操作系统以及飞行控制程序的实时性要求，从而满足无人机1平稳飞行的要求，支持不同类型的无人机1，包括固定翼、直升机、多旋翼等类型；linux操作系统支持4G通信模块15和摄像头14等外部设备，具备远程视频遥控功能。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.一种基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，包括无人机（1），其特征在于，所述无人机（1）上安装有飞行控制器（2），飞行控制器（2）由大CPU（7）、小CPU（8）、内存（5）、SD卡（6）和传感器组成；其中，传感器包括有陀螺仪（13）、加速度计（12）、气压计（11）、电子罗盘（10）和GPS（9），所述大CPU（7）通过数据线与小CPU（8）、内存（5）、SD卡（6）、传感器、4G通信模块（15）和摄像头（14）连接，所述小CPU（8）通过数据线与电机（3）和舵机（4）连接。
2.根据权利要求1所述的基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，其特征在于，所述大CPU（7）和小CPU（8）均为自主可控的国产CPU。
3.根据权利要求1或2所述的基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，其特征在于，所述大CPU（7）负责运行linux操作系统以及飞行控制程序。
4.根据权利要求1或2所述的基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，其特征在于，所述小CPU（8）负责运行电机（3）、舵机（4）以及外围电路的驱动程序。
5.根据权利要求1所述的基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，其特征在于，所述大CPU（7）从摄像头（14）采集无人机（1）飞行视频，经过压缩处理后，由4G通信模块（15）发送至地面遥控站（16），地面遥控站（16）用于将接收的视频画面展示给遥控者，大CPU（7）将遥控者通过4G通信模块（15）传输下达的遥控指令数据加入飞行控制程序进行计算，实现远程视频遥控功能。
6.根据权利要求1所述的基于CPU大小架构和linux系统的无人机飞行控制器，其特征在于，该无人机飞行控制器，无人机（1）的飞行由电机（3）和舵机（4）配合工作实现，支持的无人机（1）类型包括固定翼、直升机和多旋翼。
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