CN107943092A - 一种多旋翼无人机的降落系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多旋翼无人机的降落系统，包括主控模块、自动导航模块、超声波测距模块、手持触发模块、惯性测量模块、无线通讯模块、外置传感器模块和远程控制模块，自动导航模块、超声波测距模块、手持触发模块、惯性测量模块和无线通讯模块分别与主控模块相连，远程控制模块内设有GPS定位单元和无线通讯单元，惯性测量模块包括惯性测量处理器、三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器和气压传感器，三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器和气压传感器分别与惯性测量处理器相连，外置传感器模块包括GPS模块和三轴电子罗盘。本发明的有益效果是：可以实现无人机安全降落及回收。

Description

一种多旋翼无人机的降落系统

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多旋翼无人机的降落系统。

背景技术

多旋翼无人机又叫多轴飞行器，由三个或三个以上的独立动力系统来进行控制各种装置，结构简单，协调电机之间的转速即可实现控制，飞行器姿态保持能力较高，具有非常广阔的使用领域和研究价值。而目前多旋翼无人机在降落回收方面做的并不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多旋翼无人机的降落系统，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多旋翼无人机的降落系统，包括主控模块、自动导航模块、超声波测距模块、手持触发模块、惯性测量模块、无线通讯模块、外置传感器模块和远程控制模块，自动导航模块、超声波测距模块、手持触发模块、外置传感器模块和无线通讯模块分别与主控模块通讯相连，远程控制模块内设有GPS定位单元和无线通讯单元，主控模块通过无线通讯模块、无线通讯单元与远程控制模块建立数据交互，惯性测量模块包括惯性测量处理器、三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器和气压传感器，三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器和气压传感器分别与惯性测量处理器通讯相连，惯性测量处理器与主控模块通讯相连，外置传感器模块包括GPS模块和三轴电子罗盘。

本发明的有益效果是：自动导航模块根据GPS定位单元的定位信息，实现无人机的返航降落，在降落过程中利用惯性测量模块及GPS等传感器，实现无人机的闭环回路控制，达到自动悬停飞行的效果，超声波测距模块则用于测定无人机距地面的距离，从而好确定悬停飞行高度；在悬停飞行时，为了方便用户获取无人机的同时关闭无人机，用户可知直接用手拿住飞机，触发手持触发模块，即可关闭手持触发模块，无人机自动停止螺旋桨，实现无人机手持降落及回收。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，手持触发模块为指静脉识别器或二维码识别器或指纹识别器。

进一步，还包括多个旋翼电机状态检测模块、降落校正模块和旋翼电机控制模块，所有旋翼电机状态检测模块均与降落校正模块通讯相连，降落校正模块与旋翼电机控制模块通讯相连，旋翼电机控制模块与所述主控模块通讯相连。

进一步，旋翼电机状态检测模块包括飞行故障判断单元、电压检测单元和电流检测单元，电压检测单元和电流检测单元分别与旋翼电机控制模块通讯相连，飞行故障判断单元与惯性测量处理器通讯相连，电流检测单元还与降落校正模块通讯相连。

采用上述进一步的有益效果是：旋翼电机状态检测模块，用于检测无人机的各旋翼电机是否正常工作；降落校正模块，用于在旋翼电机工作异常时输出调整各旋翼电机转速的控制指令；旋翼电机控制模块，依据所述控制指令驱动各旋翼电机的运行；惯性测量模块，用于检测无人机的飞行状态；飞行故障判断单元，用于依据飞行状态判断飞行状态是否发生异常；电压检测单元，用于在飞行状态异常时，检测旋翼电机控制部中的三相输出的电压；降落校正模块还与电流检测模块连接，用于依据异常电流输出控制指令以调整各旋翼电机转速，可以有效保证悬停飞行过程中的平稳性。

进一步，主控模块包括主控处理器，主控处理器架构采用“FPGA+ARM”处理架构，主控模块上设有若干连接口，其中，连接口包括4路RS232接口、4路A/D接口、6路DIO接口和6路PWM接口。

采用上述进一步的有益效果是：处理器是“FPGA+ARM”处理架构，“FPGA+ARM”处理架构的处理器平台，可以把可编程逻辑看成是处理器外设中一个具有可重配置特点的“外设”，比如当串行接口或以太网接口不够时，可以用可编程逻辑来扩展；其次也可将其看成一个与处理器对等的主设备，其可主动完成与外部芯片的数据交互，通过这样的结合，既发挥了处理器在处理复杂控制算法、运行操作系统等方面的优势，又利用FPGA在并行算法加速、可动态重配置的特点，实现了系统加速，增强了灵活性。

附图说明

图1为本发明所述多旋翼无人机的降落系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种多旋翼无人机的降落系统，包括主控模块1、自动导航模块2、超声波测距模块3、手持触发模块4、惯性测量模块5、无线通讯模块10、外置传感器模块6和远程控制模块7，自动导航模块2、超声波测距模块3、手持触发模块4、外置传感器模块6和无线通讯模块10分别与主控模块1通讯相连，远程控制模块7内设有GPS定位单元710和无线通讯单元720，主控模块1通过无线通讯模块10、无线通讯单元720与远程控制模块7建立数据交互，惯性测量模块5包括惯性测量处理器510、三轴陀螺仪传感器520、三轴加速度传感器530和气压传感器540，三轴陀螺仪传感器520、三轴加速度传感器530和气压传感器540分别与惯性测量处理器510通讯相连，惯性测量处理器510与主控模块1通讯相连，外置传感器模块6包括GPS模块610和三轴电子罗盘620。

手持触发模块4为指静脉识别器或二维码识别器或指纹识别器。

还包括多个旋翼电机状态检测模块8、降落校正模块9和旋翼电机控制模块11，所有旋翼电机状态检测模块8均与降落校正模块9通讯相连，降落校正模块9与旋翼电机控制模块11通讯相连，旋翼电机控制模块11与所述主控模块1通讯相连。

旋翼电机状态检测模块8包括飞行故障判断单元810、电压检测单元820和电流检测单元830，电压检测单元820和电流检测单元830分别与旋翼电机控制模块11通讯相连，飞行故障判断单元810与惯性测量处理器510通讯相连，电流检测单元830还与降落校正模块9通讯相连。

主控模块1包括主控处理器，主控处理器架构采用“FPGA+ARM”处理架构，主控模块1上设有若干连接口，其中，连接口包括4路RS232接口、4路A/D接口、6路DIO接口和6路PWM接口。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种多旋翼无人机的降落系统，其特征在于，包括主控模块(1)、自动导航模块(2)、超声波测距模块(3)、手持触发模块(4)、惯性测量模块(5)、无线通讯模块(10)、外置传感器模块(6)和远程控制模块(7)，所述自动导航模块(2)、所述超声波测距模块(3)、所述手持触发模块(4)、所述外置传感器模块(6)和所述无线通讯模块(10)分别与所述主控模块(1)通讯相连，所述远程控制模块(7)内设有GPS定位单元(710)和无线通讯单元(720)，所述主控模块(1)通过无线通讯模块(10)、无线通讯单元(720)与所述远程控制模块(7)建立数据交互，所述惯性测量模块(5)包括惯性测量处理器(510)、三轴陀螺仪传感器(520)、三轴加速度传感器(530)和气压传感器(540)，所述三轴陀螺仪传感器(520)、三轴加速度传感器(530)和气压传感器(540)分别与惯性测量处理器(510)通讯相连，所述惯性测量处理器(510)与所述主控模块(1)通讯相连，所述外置传感器模块(6)包括GPS模块(610)和三轴电子罗盘(620)。

2.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机的降落系统，其特征在于，所述手持触发模块(4)为指静脉识别器或二维码识别器或指纹识别器。

3.根据权利要求2所述的一种多旋翼无人机的降落系统，其特征在于，还包括多个旋翼电机状态检测模块(8)、降落校正模块(9)和旋翼电机控制模块(11)，所有所述旋翼电机状态检测模块(8)均与所述降落校正模块(9)通讯相连，所述降落校正模块(9)与所述旋翼电机控制模块(11)通讯相连，所述旋翼电机控制模块(11)与所述主控模块(1)通讯相连。

4.根据权利要求3所述的一种多旋翼无人机的降落系统，其特征在于，所述旋翼电机状态检测模块(8)包括飞行故障判断单元(810)、电压检测单元(820)和电流检测单元(830)，所述电压检测单元(820)和所述电流检测单元(830)分别与所述旋翼电机控制模块(11)通讯相连，所述飞行故障判断单元(810)与所述惯性测量处理器(510)通讯相连，所述电流检测单元(830)还与所述降落校正模块(9)通讯相连。

5.根据权利要求4所述的一种多旋翼无人机的降落系统，其特征在于，所述主控模块(1)包括主控处理器，所述主控处理器架构采用“FPGA+ARM”处理架构，所述主控模块(1)上设有若干连接口，其中，所述连接口包括4路RS232接口、4路A/D接口、6路D IO接口和6路PWM接口。