CN206726055U - 一种自主巡航飞行器系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自主巡航飞行器系统，包括微控制器、信息采集单元、飞行控制单元、控制调试单元、供电单元；所述信息采集单元连接所述微控制器，用于采集并存储所述待巡航区域检测数据，并将所述检测数据发送到微控制器；所述飞行控制单元用于采集将飞行器飞行姿态数据，并将所述飞行姿态数据发送到微控制器；所述微控制器用于根据所述飞行姿态数据控制所述飞行器的运动轨迹；所述供电单元用于对所述微控制器、信息采集单元、飞行控制单元、控制调试单元进行供电。本实用新型方案成本低、全天候、全地域、高精度,且具有定位误差不随时间积累、可实时给出运动载体的位置和速度信息、在各种复杂应用环境下实现可靠定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人飞行器领域，特别涉及一种自主巡航飞行器系统。
背景技术
四旋翼无人飞行器能够垂直起降、自由悬停，具有很强的机动能力，便于在复杂环境下使用，同时该技术若结合视频传输技术实现对微型飞行器周围的环境情况从空中进行侦察、监视和测绘，提供准确、实时的目标探测信息。于影视、消防、农业、电力系统等领域具有广阔的应用前景。
然而现有的四旋翼无人飞行器不仅价格昂贵，其功能也比较单一，在复杂应用环境下定位误差、数据采集误差较大，巡航能力较差。
实用新型内容
本实用新型在于克服现有技术的上述不足，提供一种成本低、精度高、巡航能力强的自主巡航飞行器系统。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种自主巡航飞行器系统，包括微控制器、信息采集单元、飞行控制单元、控制调试单元、供电单元；所述信息采集单元连接所述微控制器，用于采集并存储所述待巡航区域检测数据，并将所述检测数据发送到微控制器；所述飞行控制单元用于采集将飞行器飞行姿态数据，并将所述飞行姿态数据发送到微控制器；所述微控制器用于根据所述飞行姿态数据控制所述飞行器的运动轨迹；所述供电单元用于对所述微控制器、信息采集单元、飞行控制单元、控制调试单元进行供电。
进一步地，所述信息采集单元包括，摄像头接口电路、GPS接口电路、蓝牙接口电路、存储模块接口电路。
进一步地，所述飞行控制单元包括，电机驱动电路、电子罗盘电路、气压传感器电路、陀螺仪加速度计电路。
进一步地，所述控制调试单元包括，调试电路、复位电路、模式选择电路、输入输出接口电路。
进一步地，所述微控制器为STM32F103C8T6。
进一步地，所述电子罗盘芯片为HMC5883L。
进一步地，所述气压传感器芯片为BMP085。
进一步地，所述陀螺仪加速度计芯片为MPU-6050。
进一步地，所述微控制器还用于发送所述检测数据到远程控制终端。
进一步地，所述微控制器还用于接收远程控制终端的飞行控制命令，控制所述飞行控制单元调整飞行器的飞行姿态。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果
本实用新型的自主巡航飞行器系统通过信息采集单元采集巡航数据，通过飞行控制单元控制飞行器的姿态，结合飞行控制单元传感器收集的数据，利用卡尔曼滤波算法来测量飞行器的姿态信息，运用经典的PID控制算法，实现飞行器的悬停和自主飞行，本实用新型方案成本很低、全天候、全地域、高精度,且具有定位误差不随时间积累、可实时给出运动载体的位置和速度信息、在各种复杂应用环境下实现可靠定位, 大大提高微型飞行器的能力。
附图说明
图1所示为本实用新型的自主巡航飞行器系统模块框图。
图2所示为微控制器芯片电路。
图3所示为I/O接口电路。
图4所示为JTAG调试接口电路。
图5所示为微控制器电源电路。
图6所示为复位电路。
图7所示为IC去耦电容电路。
图8所示为I/O调试LED电路。
图9所示为boot模式选择电路。
图10所示为摄像头辅控制器KL26电源电路。
图11所示为SD卡和摄像头电源电路。
图12所示为电源接口和飞行器主控接口电路。
图13所示为电源开关和飞行器开关电路。
图14所示为电源滤波电路。
图15所示为电源扩展电路。
图16所示为摄像头接口电路。
图17所示为液晶屏接口电路。
图18所示为SD卡电路。
图19所示为蓝牙接口电路。
图20所示为GPS接口电路。
图21所示为辅控制器KL26电路。
图22所示为3轴陀螺仪和3轴加速度计电路。
图23所示为3轴电子罗盘电路。
图24所示为电源电路。
图25所示为传感器芯片下载接口电路。
图26所示为STM32核心板I/O接口电路。
图27所示为气压传感器电路。
图28所示为电机驱动电路。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
实施例1：
图1所示为本实用新型的自主巡航飞行器系统模块框图，包括微控制器、信息采集单元、飞行控制单元、控制调试单元、供电单元；所述信息采集单元连接所述微控制器，用于采集并存储所述待巡航区域检测数据，并将所述检测数据发送到微控制器；所述飞行控制单元用于采集将飞行器飞行姿态数据，并将所述飞行姿态数据发送到微控制器；所述微控制器用于根据所述飞行姿态数据控制所述飞行器的运动轨迹；所述供电单元用于对所述微控制器、信息采集单元、飞行控制单元、控制调试单元进行供电。
本实用新型的自主巡航飞行器系统通过信息采集单元采集巡航数据，通过飞行控制单元控制飞行器的姿态，结合飞行控制单元传感器收集的数据，利用卡尔曼滤波算法来测量飞行器的姿态信息，运用经典的PID控制算法，实现飞行器的悬停和自主飞行，本实用新型方案成本很低、全天候、全地域、高精度,且具有定位误差不随时间积累、可实时给出运动载体的位置和速度信息、在各种复杂应用环境下实现可靠定位, 大大提高微型飞行器的能力。
在一个具体实施方式中，所述信息采集单元包括，摄像头接口电路、GPS接口电路、蓝牙接口电路、存储模块接口电路。所述飞行控制单元包括，电机驱动电路、电子罗盘电路、气压传感器电路、陀螺仪加速度计电路。所述控制调试单元包括，调试电路、复位电路、模式选择电路、输入输出接口电路。
参看图2，所述微控制器芯片选择的是基于ARM-CotexM3内核的STM32F103RCT6。
所述控制调试单元具体电路参看图3-图9，图3为I/O接口电路，图4为JTAG调试接口电路，图5为微控制器电源电路，图6为复位电路，图7为IC去耦电容电路，图8为I/O调试LED电路，图9为boot模式选择电路。
所述信息采集单元具体电路参看图10-图21，图10为给摄像头辅控制器KL26提供电源的电路，图11为给SD卡和摄像头提供能量的电源电路、图12为电源接口和飞行器主控接口，图13为电源开关和飞行器开关，图14为电源滤波电路，图15为电源扩展电路，图16为摄像头接口电路，图17液晶屏接口电路，图18为SD卡电路，图19为蓝牙接口电路，图20为GPS接口电路，其中GPS模块选择UBLOX MAX-6Q芯片，图21为辅控制器KL26。其中，上述各个部分的电源电路的供电电池选用11.1V 3S 2200mA电池，LM2940-5将11.2V转化为5V为kl26控制器供电，5V电压经过LM1117-3.3转为3.3V给摄像头和SD卡供电。
所述飞行控制单元具体电路参看图22-图28，图22为 3轴陀螺仪和3轴加速度计电路，其选用MPU-6050集成芯片电路，图23为3轴电子罗盘电路，电子罗盘芯片为HMC5883L，图24为各个电路提供能量的电源电路，图25为各个传感器芯片的下载接口电路、图26为对应STM32核心板I/O接口电路、图27为气压传感器电路，气压传感器芯片为BMP085，图28为连接主控制器和四旋翼飞行器四个飞行臂上电机的电机驱动电路。其中，各个部分的供电电路选择ME6206将电池电压转化为3.3V的可用电压。主控制芯片通过I/O接口与传感器相应接口相连。
此外，所述微控制器还用于发送检测数据到远程控制终端。所述微控制器还用于接收远程控制终端的飞行控制命令，控制所述飞行控制单元调整飞行器的飞行姿态。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细说明，但本实用新型并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。
Claims (10)
1.一种自主巡航飞行器系统，其特征在于，包括微控制器、信息采集单元、飞行控制单元、控制调试单元、供电单元；所述信息采集单元连接所述微控制器，用于采集并存储所述待巡航区域检测数据，并将所述检测数据发送到微控制器；所述飞行控制单元用于采集将飞行器飞行姿态数据，并将所述飞行姿态数据发送到微控制器；所述微控制器用于根据所述飞行姿态数据控制所述飞行器的运动轨迹；所述供电单元用于对所述微控制器、信息采集单元、飞行控制单元、控制调试单元进行供电。
2.根据权利要求1所述的自主巡航飞行器系统，其特征在于，所述信息采集单元包括，摄像头接口电路、GPS接口电路、蓝牙接口电路、存储模块接口电路。
3.根据权利要求1所述的自主巡航飞行器系统，其特征在于，所述飞行控制单元包括，电机驱动电路、电子罗盘电路、气压传感器电路、陀螺仪加速度计电路。
4.根据权利要求1所述的自主巡航飞行器系统，其特征在于，所述控制调试单元包括，调试电路、复位电路、模式选择电路、输入输出接口电路。
5.根据权利要求1所述的自主巡航飞行器系统，其特征在于，所述微控制器为STM32F103C8T6。
6.根据权利要求3所述的自主巡航飞行器系统，其特征在于，所述电子罗盘芯片为HMC5883L。
7.根据权利要求3所述的自主巡航飞行器系统，其特征在于，所述气压传感器芯片为BMP085。
8.根据权利要求3所述的自主巡航飞行器系统，其特征在于，所述陀螺仪加速度计芯片为MPU-6050。
9.根据权利要求1-8任一项所述的自主巡航飞行器系统，其特征在于，所述微控制器还用于发送所述检测数据到远程控制终端。
10.根据权利要求9所述的自主巡航飞行器系统，其特征在于，所述微控制器还用于接收远程控制终端的飞行控制命令，控制所述飞行控制单元调整飞行器的飞行姿态。
Priority Applications (1)
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| CN201720469429.4U CN206726055U (zh) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | 一种自主巡航飞行器系统 |
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| CN114650018A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-06-21 | 成都市克莱微波科技有限公司 | 一种用于功放的自适应散热方法、散热装置及散热系统 |
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| CN114650018B (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-06 | 成都市克莱微波科技有限公司 | 一种用于功放的自适应散热方法、散热装置及散热系统 |
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