CN204856211U - 多旋翼飞行控制系统堆栈式架构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的是提供一种具有良好的通用性，可靠性和稳定性的多旋翼飞行控制系统堆栈式架构。本实用新型所采用的技术解决方案是一种多旋翼飞行控制系统堆栈式架构，包括设置在PCB板上的控制模块、电源模块、CPU模块、惯性导航模块、通信模块、GPS导航模块、遥控器模块，图像处理模块，所述的各个模块之间采用堆叠结构设置，所述的每个模块在相同的位置上设置有相同的接口，所述的接口由2组3排引脚间距为2.54mm加长针排母构成，所述的2组排母分布在模块两端，所述的各功能模块由加长针排母依次接插联结。
Description
技术领域
本实用新型属于飞行控制系统技术领域，特别是涉及一种多旋翼飞行控制系统堆栈式架构。
背景技术
多旋翼飞行器近年来发展快速，并在很多领域展现了应用前景，并成为研究热点。多旋翼飞行器飞行控制系统（以下简称为飞控系统）是飞行器系统的核心。目前市场上使用的飞控系统均是单板结构，即处理器与主要传感器、遥控器收发单元等集成在一块印制电路板上，形式紧凑，但也暴漏出一些明显的不足，即处理器与各单元紧耦合，无法实现灵活组合。如果要升级或更换某个单元器件，则整块飞控板需要重新设计，制作，周期长，且质量得不到保障。
如果能够将飞控系统拆解，处理器与传感器等各单元独立成板，系统可以根据使用要求，选用不同的、适用的单元，通过共享接口连接，组成飞控系统，将赋予飞控系统极大地灵活性。鉴于目前市场上尚无此类产品，本项目提出了堆栈式结构的飞控系统方案，能够实现飞控系统的灵活组合，满足不同飞行任务要求。
发明内容
本实用新型为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种具有良好的通用性，可靠性和稳定性的多旋翼飞行控制系统堆栈式架构。
本实用新型所采用的技术解决方案是一种多旋翼飞行控制系统堆栈式架构，包括设置在PCB板上的控制模块、电源模块、CPU模块、惯性导航模块、通信模块、GPS导航模块、遥控器模块，图像处理模块，所述的各个模块之间采用堆叠结构设置，所述的每个模块在相同的位置上设置有相同的接口，所述的接口由2组3排引脚间距为2.54mm加长针排母构成，所述的2组排母分布在模块两端，所述的各功能模块由加长针排母依次接插联结。
所述的控制模块设置在最底层，所述的控制模块设置的接口设置为普通不加长排母。
所述的每个模块预留共享接口进行数据连接的共享接口。
所述的共享接口支持CAN总线连接以及可通过跳线自定义的SPI、I2C串行总线连接。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：堆栈式的飞控硬件结构可以任意对硬件进行配置，根据任务需求的不同挂载不同任务组件，通用性更强。硬件升级无需重新设计整个飞控平台，仅仅需要对所要升级的任务组件进行设计即可，减小了硬件升级成本同时保留了成熟的任务组件，提高了飞控平台升级的可靠性与稳定性。
各个组件之间采用标准CAN总线通信接口，其具有的高可靠性和良好的错误检测能力保证了飞控平台的数据安全与稳定性。同时CAN总线废除了站地址编码，直接对通讯数据进行编码，这使得所有飞控任务组件都能够同时接受相同的数据，保证了通讯的实时性。这使得一些任务可以并行执行，如姿态导航组件向网络中发送数据时通讯组件与控制组件同时可以收到姿态导航数据那么在进行控制的同时与地面站通讯的任务也将并行执行，这是普通的飞控平台无法实现的。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用的数据共享接口示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种多旋翼飞行控制系统堆栈式架构，包括设置在PCB板上的控制模块、电源模块、CPU模块、惯性导航模块、通信模块、GPS导航模块、遥控器模块，图像处理模块，可根据需要设计添加扩展模块。所述的控制模块采用ARMCortex-M4微控制器，所述其它模块可商业购得，或根据现有技术公开的方法制得，本领域熟练技术人员可根据现有技术进行选择，所述的各个模块之间采用堆叠结构设置，所述的每个模块在相同的位置上设置有相同的接口，所述的接口由2组3排引脚间距为2.54mm加长针排母构成，所述的2组排母分布在模块两端，可使模块之间的连接以及稳定性得到加强。使用时将各个模块根据任务需求进行挂载。所述的各功能模块由加长针排母依次接插联结。将处理器、各个传感器、遥控器，电源等单元分别设计成为各自独立的板卡，根据使用需要，进行灵活组合，硬件升级无需重新设计整个飞控平台，仅仅需要对所要升级的任务组件进行设计即可，减小了硬件升级成本同时保留了成熟的任务组件，提高了飞控平台升级的可靠性与稳定性。
所述的控制模块设置在最底层，所述的控制模块设置的接口设置为普通不加长排母，高度为8.5mm、针距为2.54mm。
如图2所示，所述的每个模块预留共享接口进行数据连接的共享接口。各模块板卡通过命名为“SMARTLine”的共享接口进行数据连接，可构成满足不同特定需求的飞控系统。
所述的共享接口支持CAN总线连接以及可通过跳线自定义的SPI、I2C串行总线连接。最终通过选取不同的模块堆叠在一起，构成用户订制的飞控系统。各个组件之间采用标准CAN总线通信接口，其具有的高可靠性和良好的错误检测能力保证了飞控平台的数据安全与稳定性。同时CAN总线废除了站地址编码，直接对通讯数据进行编码，这使得所有飞控任务组件都能够同时接受相同的数据，保证了通讯的实时性。这使得一些任务可以并行执行，如姿态导航组件向网络中发送数据时通讯组件与控制组件同时可以收到姿态导航数据那么在进行控制的同时与地面站通讯的任务也将并行执行，这是普通的飞控平台无法实现的。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种多旋翼飞行控制系统堆栈式架构，其特征是：包括设置在PCB板上的控制模块、电源模块、CPU模块、惯性导航模块、通信模块、GPS导航模块、遥控器模块和图像处理模块，所述的各个模块之间采用堆叠结构设置，所述的每个模块在相同的位置上设置有相同的接口，所述的接口由2组3排引脚间距为2.54mm加长针排母构成，所述的2组排母分布在模块两端，所述的各功能模块由加长针排母依次接插联结。
2.根据权利要求1所述的多旋翼飞行控制系统堆栈式架构，其特征是：所述的控制模块设置在最底层，所述的控制模块设置的接口设置为普通不加长排母。
3.根据权利要求1所述的多旋翼飞行控制系统堆栈式架构，其特征是：所述的每个模块预留共享接口进行数据连接的共享接口。
4.根据权利要求3所述的多旋翼飞行控制系统堆栈式架构，其特征是：所述的共享接口支持CAN总线连接以及可通过跳线自定义的SPI、I2C串行总线连接。
Priority Applications (1)
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| CN201520575525.8U CN204856211U (zh) | 2015-08-04 | 2015-08-04 | 多旋翼飞行控制系统堆栈式架构 |
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| CN201520575525.8U CN204856211U (zh) | 2015-08-04 | 2015-08-04 | 多旋翼飞行控制系统堆栈式架构 |
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| CN204856211U true CN204856211U (zh) | 2015-12-09 |
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| CN (1) | CN204856211U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106911022A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-06-30 | 王洋 | 板件接插件、无电缆卫星总线布置方法及架构 |
| CN109724480A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | 一种适用于飞行器的一体化综合控制装置 |
| CN110488862A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-22 | 南京理工大学 | 一种火箭一子级一体化飞控系统 |
| CN112388677A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-23 | 四川大学 | 一种微型vslam视觉传感器 |
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2015
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