CN208596309U - 一种无人机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无人机控制系统，包括传感器模块、预处理模块、A/D转换器、DSP、主处理器、无线通信模块、GPS模块、信息存储模块，传感器模块采集无人机的飞行状态数据；预处理模块包括依次连接的输入滤波电路、低通滤波电路、信号修正电路；DSP用以对无人机飞行状态数字信号进行惯性信息解算以获得惯性导航信息；主处理器将GPS发送的导航信息与DSP发送的惯性导航信息进行信息融合以获得精确的导航信息；所述信息存储模块存储禁飞区域信息；所述主处理器从信息存储模块读取禁飞区域信息，并与导航信息作比对，并修改导航信息，当无人机接近禁飞区域时控制其返航。本实用新型定位准确性高，信号不容易丢失，防止无人机飞入禁飞区域。

Description

一种无人机控制系统

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机控制系统。

背景技术

由于无人机具有体型小、成本低等优势，而且随着飞控技术、通信技术和电子技术的快速发展，无人机的性能不断增强、类型不断增多，使其在军用领域和民用领域中的应用需求不断增大。

然而现有的无人机控制系统由于控制手段不合理，还存在以下缺陷，一方面，定位准确性不高，悬停可靠性差，存在较大的风险；另一方面，信号容易丢失，导致无法受控；第三方面，容易进入到禁飞区域以及碰撞障碍物。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种无人机控制系统，定位准确性高，信号不容易丢失，防止无人机飞入禁飞区域。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种无人机控制系统，包括传感器模块、预处理模块、A/D转换器、DSP、主处理器、无线通信模块、GPS模块、信息存储模块，所述传感器模块、预处理模块、A/D转换器、DSP、主处理器、无线通信模块依次连接，所述GPS模块、信息存储模块分别连接主处理器；所述传感器模块采集无人机的飞行状态数据；所述预处理模块包括依次连接的输入滤波电路、低通滤波电路、信号修正电路；所述A/D转换器用以将无人机飞行状态数据的模拟信号转换为数字信号；所述DSP用以对无人机飞行状态数字信号进行惯性信息解算以获得惯性导航信息；所述主处理器将GPS发送的导航信息与DSP发送的惯性导航信息进行信息融合以获得精确的导航信息；所述信息存储模块存储禁飞区域信息；所述主处理器从信息存储模块读取禁飞区域信息，并与导航信息作比对，当无人机接近禁飞区域时控制其返航。

进一步的，所述传感器模块包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁罗盘。

进一步的，所述信号修正电路包括运算放大器AR2，运算放大器AR2的反相输入端分别连接电阻R5的另一端、电位器RP1的下端、电阻R7的一端，电位器RP1的可调端分别连接电位器RP1的上端、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电源+5V，电阻R7的另一端连接电阻R8的一端，运算放大器AR2的同相输入端通过电阻R8连接地。

进一步的，所述输入滤波电路包括数据采集接口P1，数据采集接口P1的引脚1和电容C1的一端连接电源+5V，数据采集接口P1的引脚2和电容C1的另一端连接地，数据采集接口P1的引脚2分别连接接地电容C2的一端、电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别连接电阻R1的一端、电阻R3的一端，电阻R1的另一端连接电源+5V；

所述低通滤波电路包括运算放大器AR1，运算放大器AR1的反相输入端分别连接电阻R3的另一端、电阻R4的一端、电解电容C3的负极，电解电容C3的正极分别连接电阻R4的另一端、运算放大器AR1的输出端、电阻R5的一端，运算放大器AR1的同相输入端和运算放大器AR1的地端连接地，运算放大器AR1的电源端连接+5V。

有益效果：本实用新型能够弥补无人机工作在强干扰环境下，现有技术中的导航系统难以同时满足高质量的导航信号输出和高速数据更新的需求；本实用新型设置预处理模块和DSP，定位准确性高，信号不容易丢失；主控制器从信息存储模块读取禁飞区域信息，修正导航信息，防止无人机飞入禁飞区域。

传感器信息由输入滤波电路对外界尖峰脉冲噪声干扰进行滤除、低通滤波电路只允许微弱电信号低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号(150HZ)则被阻隔、减弱，之后进入信号修正电路对微弱电信号进行幅度补偿，修正信号传输过程中的衰减。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，本实用新型包括传感器模块、预处理模块、A/D转换器、DSP、主处理器、无线通信模块、GPS模块、信息存储模块。

所述传感器模块采集无人机的飞行状态，包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁罗盘，三轴陀螺仪采集无人机的角速率信号，三轴加速度计采集无人机的加速度信号。

所述预处理模块包括依次连接的输入滤波电路、低通滤波电路、信号修正电路。

所述A/D转换器对输入的经过预处理的无人机飞行状态的模拟信号进行采样和量化，获得数字化的无人机飞行状态信号，并将数字化的无人机飞行状态信号输出到DSP进行处理。

所述DSP用以对无人机飞行状态数字信息进行惯性信息解算以获得惯性导航信息。

所述主处理器将GPS发送的导航信息与DSP发送的惯性导航信息进行信息融合以获得精确的导航信息，然后通过无线通信模块将无人机导航信息发送至地面控制站。

所述信息存储模块存储禁飞区域信息；所述主处理器从信息存储模块读取禁飞区域信息，并与导航信息作比对，并修改导航信息，当无人机接近禁飞区域时控制其返航。

本实用新型通过设置预处理模块和DSP使主处理器无需再对惯性导航传感器所采集的数据进行复杂预处理，只需将GPS发送的导航信息与DSP发送的惯性导航信息进行信息融合便可以获得精确的导航信息。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无人机控制系统，其特征在于，包括传感器模块、预处理模块、A/D转换器、DSP、主处理器、无线通信模块、GPS模块、信息存储模块，所述传感器模块、预处理模块、A/D转换器、DSP、主处理器、无线通信模块依次连接，所述GPS模块、信息存储模块分别连接主处理器；所述传感器模块采集无人机的飞行状态数据；所述预处理模块包括依次连接的输入滤波电路、低通滤波电路、信号修正电路；所述A/D转换器用以将无人机飞行状态数据的模拟信号转换为数字信号；所述DSP用以对无人机飞行状态数字信号进行惯性信息解算以获得惯性导航信息；所述主处理器将GPS发送的导航信息与DSP发送的惯性导航信息进行信息融合以获得精确的导航信息；所述信息存储模块存储禁飞区域信息；所述主处理器从信息存储模块读取禁飞区域信息，并与导航信息作比对，当无人机接近禁飞区域时控制其返航。

2.根据权利要求1所述的一种无人机控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁罗盘。

3.根据权利要求1所述的一种无人机控制系统，其特征在于，所述信号修正电路包括运算放大器AR2，运算放大器AR2的反相输入端分别连接电阻R5的另一端、电位器RP1的下端、电阻R7的一端，电位器RP1的可调端分别连接电位器RP1的上端、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电源+5V，电阻R7的另一端连接电阻R8的一端，运算放大器AR2的同相输入端通过电阻R8连接地。

4.根据权利要求3所述的一种无人机控制系统，其特征在于，所述输入滤波电路包括数据采集接口P1，数据采集接口P1的引脚1和电容C1的一端连接电源+5V，数据采集接口P1的引脚2和电容C1的另一端连接地，数据采集接口P1的引脚2分别连接接地电容C2的一端、电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别连接电阻R1的一端、电阻R3的一端，电阻R1的另一端连接电源+5V；

所述低通滤波电路包括运算放大器AR1，运算放大器AR1的反相输入端分别连接电阻R3的另一端、电阻R4的一端、电解电容C3的负极，电解电容C3的正极分别连接电阻R4的另一端、运算放大器AR1的输出端、电阻R5的一端，运算放大器AR1的同相输入端和运算放大器AR1的地端连接地，运算放大器AR1的电源端连接+5V。