CN207457839U - 一种飞行器控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种飞行器控制系统，所述飞行器控制系统包括控制器和飞行器，所述控制器包括加速度传感器、第一MCU处理器和第一通信模块，所述加速度传感器与第一通信模块均连接于所述第一MCU处理器；所述飞行器包括第二MCU处理器、第二通信模块和动力装置，所述第二通信模块和动力装置均连接于所述第二MCU处理器。本实用新型采用具有加速度传感器的控制器，来检测相应的手势动作，并根据手势动作更直观的控制飞行器的飞行方向，从而降低了操作难度，也提高了灵活性。

Description

一种飞行器控制系统

技术领域

本实用新型涉及飞行控制领域，尤其涉及一种飞行器控制系统。

背景技术

飞行器是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的飞行设备，其也可由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

飞行器按应用领域，可分为军用与民用。民用方面，飞行器+行业应用，是飞行器真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了飞行器本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展飞行器技术。

现有技术中，飞行器功能还不完善，其飞行动作的控制是通过摇杆等设备进行控制，操作难度高，灵活度差。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种飞行器控制系统，旨在解决现有飞行器控制方式操作难度高、灵活度差等问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种飞行器控制系统，其中，包括控制器和飞行器，所述控制器包括加速度传感器、第一MCU处理器和第一通信模块，所述加速度传感器与第一通信模块均连接于所述第一MCU处理器；所述飞行器包括第二MCU处理器、第二通信模块和动力装置，所述第二通信模块和动力装置均连接于所述第二MCU处理器。

所述的飞行器控制系统，其中，所述第一MCU处理器的型号为OCT32F031。

所述的飞行器控制系统，其中，所述第二MCU处理器的型号为OCT32F031。

所述的飞行器控制系统，其中，所述控制器还包括用于向加速度传感器、第一MCU处理器和通信模块进行供电的电源模块。

所述的飞行器控制系统，其中，所述第一通信模块为2.4G通信模块。

所述的飞行器控制系统，其中，所述第二通信模块为2.4G通信模块。

所述的飞行器控制系统，其中，所述动力装置包括桨叶和用于驱动所述桨叶的马达装置。

所述的飞行器控制系统，其中，所述第一MCU处理器通过I2C或SPI接口与所述加速度传感器连接。

有益效果：本实用新型采用具有加速度传感器的控制器，来检测相应的手势动作，并根据手势动作更直观的控制飞行器的飞行方向，从而降低了操作难度，也提高了灵活性。

附图说明

图1为本实用新型一种飞行器控制系统较佳实施例的结构框图。

图2为本实用新型一种飞行器控制系统的控制方法较佳实施例的流程图。

图3为加速度传感器的原理图。

具体实施方式

本实用新型提供一种飞行器控制系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型一种飞行器控制系统较佳实施例的结构框图，其中，包括控制器10和飞行器20，所述控制器10包括加速度传感器11、第一MCU处理器12和第一通信模块13，所述加速度传感器11与第一通信模块13均连接于所述第一MCU处理器12；所述飞行器20包括第二MCU处理器22、第二通信模块23和动力装置21，所述第二通信模块23和动力装置21均连接于所述第二MCU处理器22。

本实用新型采用具有加速度传感器11的控制器10来进行动作，并由飞行器20根据所述动作进行相应的动作，这样本实用新型可以相对直观的对飞行器20进行控制，降低了操作难度同时更加灵活。

进一步，所述第一MCU处理器12的型号为OCT32F031。优选的，所述第二MCU处理器22的型号为OCT32F031。所述OCT32F031为深圳蚁石科技有限公司的MCU芯片，其稳定性好，控制性能佳。当然，本实用新型的两个MCU处理器也可采用其他现有技术中的芯片，例如Atmega16芯片，同样可以实现本实用新型的目的。

本实用新型中的加速度传感器11具体可采用MMA7455三轴加速度传感器，其具有信号调理、低通滤波器、温度补偿、自测、可配置通过中断引脚检测0g、以及脉冲检测等功能。MMA7455包括14个引脚，能够同时策略X/Y/Z三个轴的加速度，支持SPI/I2C总线，通过CS进行选择。其引脚分别为引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14。其中，引脚1为3.3V电源输入端(数字)；引脚2接地；引脚3为空引脚，不接或接地；引脚4为I2C地址0位；引脚为接地；引脚6为3.3V电源输入端(模拟)；引脚7位SPI使能(0)，I2C使能(1)；引脚8为中断1/数据就绪；引脚9为中断2；引脚10为空引脚，不接或接地；引脚11为空引脚，不接或接地；引脚12为SPI串行数据输出；引脚13为I2C串行数据输出/SPI串行数据输入/3线接口串行数据输出；引脚14为I2C时钟信号输出/SPI时钟信号输出。

MMA7455主要包括数据寄存器、状态寄存器、检测源寄存器、零点漂移寄存器、模式控制寄存器、中断锁存复位寄存器、第一微控制器、第二微控制器。

优选的，所述控制器10还包括用于向加速度传感器11、第一MCU处理器12和通信模块13进行供电的电源模块14。所述电源模块14可以是锂电池等供电模块，也可以采用其他形式的电源模块。优选的，锂电池电源电压11.1V，倍率20C，内阻3.2～4毫欧，重量175g。

进一步，所述第一通信模块13为2.4G通信模块。进一步，所述第二通信模块23为2.4G通信模块。例如第一通信模块13为蓝牙模块，第二通信模块23也为蓝牙模块。或者第一通信模块13为WiFi模块，第二通信模块23也为WiFi模块。

进一步，所述动力装置21包括桨叶和用于驱动所述桨叶的马达装置。所述桨叶设置在飞行器20的顶端，所述马达装置设置在飞行器20的内部，所述马达装置通过转轴连接所述桨叶，所述桨叶可设置多个，例如可设置成3桨或4桨的形式，并且均匀分布。

所述马达采用无刷直流电机，例如外形尺寸为27.8mm*27mm，重量48g，输出轴3mm，无刷直流电机可设置多个，例如设置4个，从而提供3kg以上的升力，无刷直流电机可采用全桥式驱动方式，其功率高、转矩波动小，另外全桥式驱动方式包括三相无刷星型联结的三三导通方式和三相无刷星型联结的二二导通方式，本实用新型优选采用二二导通方式，其在相同矩阵条件下，所用时间短、功耗低。另外由于在驱动无刷直流电机时，电压和电流较大时产生热量升温，因此选择MOSFET管作为功率管，在电子输入端和MOSFET之间加一级晶体管，以加速功率场效应管的导通速度、减小功耗。所述桨叶的通电电压11V、电流15.6A，可达6810转。

进一步，所述第一MCU处理器12通过I2C或SPI接口与所述加速度传感器11连接。所述第一MCU处理器12是通过I2C或SPI接口来获取加速度传感器11所感应到的加速度信息。

本实用新型还提供一种如上任一项所述的飞行器控制系统的控制方法，如图2所示，其包括步骤：

S1、加速度传感器检测控制器的加速度；

S2、第一MCU处理器根据所述加速度获取控制器的移动方向信息；并通过第一通信模块将控制器的移动方向信息发送至飞行器；

S3、第二通信模块接收所述移动方向信息，并由所述第二MCU处理器根据所述移动方向信息控制动力装置按照对移动方向进行调整。

优选的，所述第一通信模块与第二通信模块之间采用2.4G RF方式进行通信。

具体地，加速度传感器先获取控制器的加速度，并交由第一MCU处理器，通过第一MCU处理器来获取控制器的移动方向信息，再将移动方向信息发送给第一通信模块，第一通信模块将移动方向信息发送至飞行器的第二通信模块，第二通信模块将移动方向信息发送至第二MCU处理器，第二MCU处理器控制动力装置进行动作，从而使飞行器按照控制器的姿态进行飞行，这样无需操作操纵杆之类的工具，而只需根据人手的动作进行飞行，所以大大提高了飞行控制的灵活性，降低了操作难度。

其中，加速度传感器可以如图3所示：

accx＝1g*sinθ*cosφ………(1)

accy＝-1g*sinθ*sinφ………(2)

accz＝1g*cosθ………(3)

所以：

(2)/(1):accy/accx＝-tanφ………(4)

根据(3)，(4)可以求出φ，θ，从而获取加速度传感器和地球坐标系的转换关系。

根据旋转矩阵：

可以求出在地球坐标系上的加速度，从而得知控制器在地球坐标系上的移动方向。

综上所述，本实用新型采用具有加速度传感器的控制器，来检测相应的手势动作，并根据手势动作更直观的控制飞行器的飞行方向，从而降低了操作难度，也提高了灵活性。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种飞行器控制系统，其特征在于，包括控制器和飞行器，所述控制器包括加速度传感器、第一MCU处理器和第一通信模块，所述加速度传感器与第一通信模块均连接于所述第一MCU处理器；所述飞行器包括第二MCU处理器、第二通信模块和动力装置，所述第二通信模块和动力装置均连接于所述第二MCU处理器。

2.根据权利要求1所述的飞行器控制系统，其特征在于，所述第一MCU处理器的型号为OCT32F031。

3.根据权利要求1所述的飞行器控制系统，其特征在于，所述第二MCU处理器的型号为OCT32F031。

4.根据权利要求1所述的飞行器控制系统，其特征在于，所述控制器还包括用于向加速度传感器、第一MCU处理器和通信模块进行供电的电源模块。

5.根据权利要求1所述的飞行器控制系统，其特征在于，所述第一通信模块为2.4G通信模块。

6.根据权利要求1所述的飞行器控制系统，其特征在于，所述第二通信模块为2.4G通信模块。

7.根据权利要求1所述的飞行器控制系统，其特征在于，所述动力装置包括桨叶和用于驱动所述桨叶的马达装置。

8.根据权利要求1所述的飞行器控制系统，其特征在于，所述第一MCU处理器通过I2C或SPI接口与所述加速度传感器连接。