CN206892609U - 一种无人机传感器吊舱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无人机传感器吊舱，包括用于接收数据并将数据发送至上位机的传感器接口平台和用于采集数据的传感器模块，所述传感器接口平台包括第一控制器，所述第一控制器还连接有USB母头电路，所述传感器模块包括第二控制器和与第二控制器连接USB公头电路，所述第二控制器还连接有用于采集数据的传感器电路，所述USB母头电路与所述USB公头电路可拆卸连接，所述USB母头电路为多个，所述传感器模块有多个，且每一个传感器模块中的传感器电路用于采集不同的数据。本实用新型通过传感器几口平台上的多个即插即用的USB接口，可以连接功能不同的多个传感器模块，并且可以方便的更换传感器模块。用于满足无人机不同的应用场景。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机传感器技术领域，具体的说，是一种无人机传感器吊舱。
背景技术
当前市场上的无人机传感器较多，但是一台无人机并不能完全搭载所有的传感器。而且市面上搭载有传感器的无人机应用场景固定，无法适用于当前无人机应用场景复杂的需要。同时如果搭载过多的传感器，由于无人机的应用场景复杂，但是这样就加大了无人机的功耗，将降低无人机的续航能力。现有的设备，主要用于解决无人机给传感器带来的震动导致的不稳定性和对传感器数据的实时处理。但对于携带的传感器数量单一，无法在使用过程中做到根据侦察环境灵活搭配所需要的传感器。且操作复杂，本发明专利通过USB这种常用的接口，使用方便。且每个传感器插接在吊篮上的位置不固定，而且可插接的传感器数量不止一个。这样就可以适合多种环境的应用。
申请号为ZL201520209290.0，名称为无人机传感器及设备减震平台的中国实用新型专利申请，公开了一种无人机传感器及设备减震平台，包括基座框架以及支撑板；基座框架底板上安装有步进电机，步进电机的主轴与活动转盘中心固定，活动转盘四周连接多根活动推杆，活动推杆分别连接活动支杆；支撑板位于基座框架的上方，其边缘通过多根弹簧分别连接活动支杆。支撑板底部安装有震动传感器，震动传感器通过控制器连接步进电机。本实用新型可以根据不同的被减震设备及不同的震动环境下检测到的震动值的大小自动调节弹簧的拉伸程度，达到减震目的。减震调节过程由平台自动完成，无需人工参与，实际使用下来，效果极佳。本实用新型也可以广泛应用于其他需要减震的领域中。
申请号为200910250197.3，名称为一种便携式无人机航空遥感地面数据接收处理专用工作站的中国发明专利申请，公开了一种便携式无人机航空遥感地面数据接收处理专用工作站,旨在集成无人机传感器姿态数据和遥感影像数据的实时接收与实时处理单元,对无人机航空遥感作业实施实时监控,并对无人机载传感器所采集的数据实施实时的空间定位与自动化拼接处理。该工作站由数传接收单元、数字微波接收单元、模拟微波接收单元、视频采集单元、嵌入式工业计算机、显示屏、键盘、轨迹球、数据接收处理与可视化软件、减震机箱等10部分组成。其特征是所述的工作站集成数传、模拟微波、数字微波、视频采集模块,可同时接收传感器姿态和遥感影像数据,实施自动拼接与空间定位。
以上现有技术仍没有解决无人机携带的传感器数量单一，无法在使用过程中做到根据侦察环境灵活搭配所需要的传感器的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种无人机传感器吊舱，用于解决现有技术中无人机携带的传感器数量单一，无法根据无人机的应用场景更换传感器的问题。
为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案实现：
一种无人机传感器吊舱，包括用于接收数据并将数据发送至上位机的传感器接口平台和用于采集数据并与所述传感器接口平台通信的传感器模块，所述传感器接口平台包括第一控制器，所述第一控制器连接晶振电路和复位电路，所述第一控制器还连接有USB母头电路，所述传感器模块包括第二控制器和与第二控制器连接USB公头电路，所述第二控制器还连接有用于采集数据的传感器电路，所述USB母头电路与所述USB公头电路可拆卸连接，所述USB母头电路为多个，所述传感器模块有多个，且每一个传感器模块中的传感器电路用于采集不同的数据。
无人机传感器吊舱分为两部分，一部分为固定安装在无人机上的传感器接口平台，传感器接口平台上的第一控制器用于接收从USB母头电路传输的数据，并将数据传输至上位机，用户通过上位机可以查看数据，以及通过上位机来控制第一控制器发送控制指令。所述传感器模块为独立的模块，需要使用传感器模块的时候，将传感器模块的USB公头电路中与传感器接口平台中的USB母头电路连接在一起即可。根据无人机的应用场景要用到的传感器的种类和数量，将相应的传感器模块上的USB公头电路与传感器接口平台上的USB母头电路连接。带有不同数据采集功能的传感器模块，将同时被安装与无人机固定安装的传感器接口平台上，无人机在飞行过程中，可以实现多种数据的采集。这里的不同数据采集功能包括但不限于温度采集、高度采集、距离采集、光电采集、图像采集等，采用在不同的传感器模块上的传感器电路分别采用温度传感器、高度传感器、距离传感器、光电传感器、图像传感器以及扭矩传感器、平衡力传感器等实现相应的数据采集功能。当不再使用某个传感器模块时或者需要更换不同场景下需要的传感器时，只需要将该传感器模块的USB公头电路与传感器接口平台中的USB母头电路断开，即可将该传感器模块拆卸，更换另外的传感器模块即可。
优选地，所述USB母头电路主要由USB母头构成，所述USB母头的信号发送端与信号接收端分别与所述第一控制器的串口IO的接收端和发送端电连接。
所述USB母头电路中的USB母头与第一控制器的串口IO通信，所述USB母头包括电源端、接地端、信号输入端和信号输出端，USB母头的信号输入端连接第一控制器的TXD串口，USB母头的信号输出端连接第一控制器的RXD串口，与第一控制器进行串行通信，将接收到的传感器模块中采集的数据输入第一控制器。
优选地，所述USB公头电路主要由USB公头构成，所述USB公头的信号发送端与信号接收端分别与所述第二控制器的串口IO的接收端和发送端电连接。
所述USB公头电路中的USB公头与第二控制器的串口IO通信，所述USB公头包括电源端、接地端、信号输入端和信号输出端，USB公头的信号输入端连接第二控制器的TXD串口，USB公头的信号输出端连接第二控制器的RXD串口，与第二控制器进行串行通信，接收第二控制器的控制器指令，将采集的数据传送至传感器接口平台中的USB母头。
优选地，所述第一控制器与第二控制器均采用芯片STC12C5A60S2。
芯片STC12C5A60S2有两个全双工串口通信接口，还有一个独立的波特率发生器，具有高速、低功耗、超强抗干扰的优点。
优选地，所述第一控制器的引脚P3.0和引脚P3.1连接有第一扩展模块，所述第一扩展模块为排针。
将第一控制器的引脚P3.0即RXD串口和引脚P3.1即TXD串口，连接第一扩展模块，第一扩展模块为排针。采用这样的方式，可以方便地将程序写进第一控制器中。
优选地，所述第一控制器的引脚P1.2和引脚P1.3连接有第二扩展模块，所述第二扩展模块为排针。
将第一控制器的引脚P3.0即RXD串口和引脚P3.1即TXD串口，连接第二扩展模块，第二扩展模块为排针。采用这样的方式，可以用于通过配置串口2的参数，用作扩展接口，通过串口2与第一控制器或者上位机进行通信。
优选地，所述传感器接口平台还包括开关电路，所述开关电路包括三脚开关，所述三脚开关的3脚悬空，2脚接直流电源VCC，1脚为输出端，为传感器接口平台提供电压，1脚通过电阻R2连接发光二极管LED，所述发光二极管LED接地。
三脚开关控制传感器接口平台中电源输入的通断，并且通过与三脚开关的1脚连接的电阻R2和发光二极管LED，用于显示当前电源的通/断状态。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本实用新型通过传感器几口平台上的多个即插即用的USB接口，可以连接功能不同的多个传感器模块，并且可以方便的更换传感器模块。用于满足无人机不同的应用场景。
附图说明
图1为本实用新型的传感器接口平台的电路原理图；
图2为本实用新型的传感器模块的电路原理图；
图3为第一扩展模块和第二扩展模块与第一控制器的电路连接图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1：
结合附图1和图2所示，一种无人机传感器吊舱，包括用于接收数据并将数据发送至上位机的传感器接口平台和用于采集数据并与所述传感器接口平台通信的传感器模块，所述传感器接口平台包括第一控制器，所述第一控制器连接晶振电路和复位电路，所述第一控制器还连接有USB母头电路，所述传感器模块包括第二控制器和与第二控制器连接USB公头电路，所述第二控制器还连接有用于采集数据的传感器电路，所述USB母头电路与所述USB公头电路可拆卸连接，所述USB母头电路为多个，所述传感器模块有多个，且每一个传感器模块中的传感器电路用于采集不同的数据。
无人机传感器吊舱分为两部分，一部分为固定安装在无人机上的传感器接口平台，传感器接口平台上的第一控制器用于接收从USB母头电路传输的数据，并将数据传输至上位机，用户通过上位机可以查看数据，以及通过上位机来控制第一控制器发送控制指令。所述传感器模块为独立的模块，需要使用传感器模块的时候，将传感器模块的USB公头电路中与传感器接口平台中的USB母头电路连接在一起即可。根据无人机的应用场景要用到的传感器的种类和数量，将相应的传感器模块上的USB公头电路与传感器接口平台上的USB母头电路连接。带有不同数据采集功能的传感器模块，将同时被安装与无人机固定安装的传感器接口平台上，无人机在飞行过程中，可以实现多种数据的采集。这里的不同数据采集功能包括但不限于温度采集、高度采集、距离采集、光电采集、图像采集等，采用在不同的传感器模块上的传感器电路分别采用温度传感器、高度传感器、距离传感器、光电传感器、图像传感器以及扭矩传感器、平衡力传感器等实现相应的数据采集功能。当不再使用某个传感器模块时或者需要更换不同场景下需要的传感器时，只需要将该传感器模块的USB公头电路与传感器接口平台中的USB母头电路断开，即可将该传感器模块拆卸，更换另外的传感器模块即可。当传感器模块中的USB公头电路与传感器接口平台上的USB母头电路建立连接时，第一控制器检测加载的USB母头电路的地址和编号，并以总线的方式，周期性的向加入传感器接口平台的各个地址发送指令，所述指令包含数据信息和地址信息，当总线上的传感器模块接收到指令，如果对应的地址为自身的地址，则进行应答，如果不是，则丢弃。当传感器接口平台接收到该地址的应答时，开始进行通信，完成数据的收发。如果在设定时间内，没有收到该地址的应答，则放弃这次通信请求。值得说明的是，第一控制器、第二控制器连接的外围电路如晶振电路，复位电路，均采用现有技术中常用的电路连接方式，在此不再详述。
实施例2：
在实施例1和图2的基础上，结合附图1所示，所述USB母头电路主要由USB母头构成，所述USB母头的信号发送端与信号接收端分别与所述第一控制器的串口IO的接收端和发送端电连接。
所述USB母头电路中的USB母头与第一控制器的串口IO通信，所述USB母头包括电源端、接地端、信号输入端和信号输出端，USB母头的信号输入端连接第一控制器的TXD串口，USB母头的信号输出端连接第一控制器的RXD串口，与第一控制器进行串行通信，将接收到的传感器模块中采集的数据输入第一控制器。
优选地，所述USB公头电路主要由USB公头构成，所述USB公头的信号发送端与信号接收端分别与所述第二控制器的串口IO的接收端和发送端电连接。
所述USB公头电路中的USB公头与第二控制器的串口IO通信，所述USB公头包括电源端、接地端、信号输入端和信号输出端，USB公头的信号输入端连接第二控制器的TXD串口，USB公头的信号输出端连接第二控制器的RXD串口，与第二控制器进行串行通信，接收第二控制器的控制器指令，将采集的数据传送至传感器接口平台中的USB母头。
实施例3：
在实施例2的基础上，结合附图1-3所示，所述第一控制器与第二控制器均采用芯片STC12C5A60S2。
芯片STC12C5A60S2有两个全双工串口通信接口，还有一个独立的波特率发生器，具有高速、低功耗、超强抗干扰的优点。
优选地，所述第一控制器的引脚P3.0和引脚P3.1连接有第一扩展模块，所述第一扩展模块为排针。
将第一控制器的引脚P3.0即RXD串口和引脚P3.1即TXD串口，连接第一扩展模块，第一扩展模块为排针。采用这样的方式，可以方便地将程序写进第一控制器中。
优选地，所述第一控制器的引脚P1.2和引脚P1.3连接有第二扩展模块，所述第二扩展模块为排针。
将第一控制器的引脚P3.0即RXD串口和引脚P3.1即TXD串口，连接第二扩展模块，第二扩展模块为排针。采用这样的方式，可以用于通过配置串口2的参数，用作扩展接口，通过串口2与第一控制器或者上位机进行通信。
实施例4：
在实施例3的基础上，结合附图1和图2所示，所述传感器接口平台还包括开关电路，所述开关电路包括三脚开关，所述三脚开关的3脚悬空，2脚接直流电源VCC，1脚为输出端，为传感器接口平台提供电压，1脚通过电阻R2连接发光二极管LED，所述发光二极管LED接地。
三脚开关控制传感器接口平台中电源输入的通断，并且通过与三脚开关的1脚连接的电阻R2和发光二极管LED，用于显示当前电源的通/断状态。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无人机传感器吊舱，包括用于接收数据并将数据发送至上位机的传感器接口平台和用于采集数据并与所述传感器接口平台通信的传感器模块，所述传感器接口平台包括第一控制器，所述第一控制器连接晶振电路和复位电路，其特征在于，所述第一控制器还连接有USB母头电路，所述传感器模块包括第二控制器和与第二控制器连接USB公头电路，所述第二控制器还连接有用于采集数据的传感器电路，所述USB母头电路与所述USB公头电路可拆卸连接，所述USB母头电路为多个，所述传感器模块有多个，且每一个传感器模块中的传感器电路用于采集不同的数据。
2.根据权利要求1所述的一种无人机传感器吊舱，其特征在于，所述USB母头电路主要由USB母头构成，所述USB母头的信号发送端与信号接收端分别与所述第一控制器的串口IO的接收端和发送端电连接。
3.根据权利要求2所述的一种无人机传感器吊舱，其特征在于，所述USB公头电路主要由USB公头构成，所述USB公头的信号发送端与信号接收端分别与所述第二控制器的串口IO的接收端和发送端电连接。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种无人机传感器吊舱，其特征在于，所述第一控制器与第二控制器均采用芯片STC12C5A60S2。
5.根据权利要求4所述的一种无人机传感器吊舱，其特征在于，所述第一控制器的引脚P3.0和引脚P3.1连接有第一扩展模块，所述第一扩展模块为排针。
6.根据权利要求5所述的一种无人机传感器吊舱，其特征在于，所述第一控制器的引脚P1.2和引脚P1.3连接有第二扩展模块，所述第二扩展模块为排针。
7.根据权利要求6所述的一种无人机传感器吊舱，其特征在于，所述传感器接口平台还包括开关电路，所述开关电路包括三脚开关，所述三脚开关的3脚悬空，2脚接直流电源VCC，1脚为输出端，为传感器接口平台提供电压，1脚通过电阻R2连接发光二极管LED，所述发光二极管LED接地。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2021147008A1 (zh) * | 2020-01-22 | 2021-07-29 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种无人控制机器人的控制方法及无人控制机器人 |
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