CN208796105U - 一种无人机飞控测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无人机飞控测试系统，包括PC机、测试计算机、8路输入捕获电路、地面站端数传模块、测试端测试数据通道、测试端SBUS收发器、两路缸温信号发生器模拟电路和两路转速信号发生器电路；PC机发送测试项命令给测试计算机，测试计算机通过测试数据通道发送各个模块的测试命令，被测飞控系统根据对应的测试命令收发相应的数据，测试计算机获得测试数据和测试结果，并通过USB发送给PC机，进行判断。该系统能对飞控系统的关键功能和关键数据进行完整测试。实现了全自动、精准的系统性测试。耗时短、获取数据准确、在PC端能提供完整的测试数据和测试结果，操作人员能快速定位故障类型和故障点。

Description

一种无人机飞控测试系统

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机飞控测试系统。

背景技术

现有针对飞控的测试工作主要有人力来完成，操作人员根据具体功能，手动执行相应的操作。通过观察飞机的运行状态和飞行记录仪上的数据来判断功能是否正常。这样的做法有以下弊端：1判断飞机运行状态通过主观辨识，不准确、容易遗漏问题。2人工每次执行同一功能的操作做不到完全一致，导致基本参考数据不统一。3分析飞行记录仪上的数据需要专业技术人员来完成，对人员素质要求高。4总体耗时长、效率低。

针对以上问题，本测试系统完全实现了自动化的测试，输入数据源一致、准确，不需要人工干预，测试结果和测试数据自动生成，并能自动诊断问题。耗时非常少。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种无人机飞控测试系统。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种无人机飞控测试系统，被测飞控系统设有飞控舵机PWM输出接口、机载端数传、飞控端测试数据通道、飞控端SBUS收发器、缸温输入接口、转速输入接口、电子陀螺、GPS接收机、TF卡数据记录仪、磁力计、供电电源、超声波传感器和气压传感器；所述飞控测试系统包括PC机和测试计算机，以及与测试计算机连接的8路输入捕获电路、地面站端数传模块、测试端测试数据通道、测试端SBUS收发器、两路缸温信号发生器模拟电路和两路转速信号发生器电路；

所述8路输入捕获电路通过测试夹具与飞控舵机PWM输出接口连接，将捕获的数据发送给测试计算机；所述地面站端数传模块通过无线连接机载端数传，用于测试地面站通信是否正常；所述测试端测试数据通道通过测试夹具与飞控端测试数据通道连接，用于发送启动测试命令给飞控以及将飞控读取的电子陀螺、GPS接收机、TF卡数据记录仪、磁力计、供电电源、超声波传感器和气压传感器的数据传输到测试计算机；所述测试端SBUS收发器通过无线连接飞控端SBUS收发器，用于测试SBUS收发数据是否正常；所述两路缸温信号发生器模拟电路通过测试夹具连接缸温输入接口，用于测试缸温传感器是否正常；所述两路转速信号发生器电路通过测试夹具连接转速输入接口，用于测试转速传感器是否正常；所述测试计算机用于发送各个测试命令给飞控，并用于捕获各个模块的测试数据；所述PC机与测试计算机连接，用于通过PC机测试软件实时接收测试计算机发送的各个模块的测试数据和测试结果。

进一步，还包括相互连接的电源模块和电平转换模块，所述电源模块的电压经电平转换模块转换为飞控测试系统需求的电压。

进一步，所述测试计算机与地面站端数传模块、测试端测试数据通道以及测试端SBUS收发器之间均通过RS232双向通讯；所述测试计算机的信号经DAC转换输出到两路缸温信号发生器模拟电路I；所述测试计算机输出PWM信号到两路缸温信号发生器电路II。

进一步，所述测试计算机与所述PC机之间采用USB通讯。

工作过程：

飞控测试系统主要对被测飞控系统的舵机PWM输出、地面站通信、SBUS收发、缸温传感器、转速传感器、陀螺运行、GPS收发、TF记录仪、超声波传感器、磁力计、气压传感器以及各电源电路输出电压进行测试，以保证飞控系统稳定运行。

PC机通过USB发送测试项命令给测试计算机，测试计算机执行对应的测试程序和相关数据收发，具体测试过程如下：

(1)测试舵机PWM输出：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试舵机命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后发送测试PWM波形，测试计算机通过TIMER捕获通道采集PWM波形数据，并判断测试是否正确，然后，测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认舵机PWM输出是否正常。

(2)测试地面站通信：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试地面站通信命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后发送测试通信数据，测试计算机通过USART收发通信数据，并判断通信是否符合规则要求，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认地面站通信是否正常。

(3)测试SBUS收发：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试SBUS命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后发送测试SBUS数据，测试计算机收发SBUS数据，并判断通信是否符合规则要求，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认SBUS收发是否正常。

(4)测试缸温传感器：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试缸温命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后进入缸温测试进程，测试计算机输出可测量范围内的缸温模拟信号，并与测试输出的缸温进行比较，并判测试是否正常，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认缸温是否正常。

(5)测试转速传感器：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试转速命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后发送测试转速PWM波形，包括正常转速的全频率，测试计算机接收飞控反馈回的实时转速数据，并与测试PWM进行比较，判断测试是否正常，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认发动机转速传感器是否正常。

(6)测试电子陀螺运行：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试陀螺命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后实时接收6轴陀螺数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得陀螺数据，然后测试计算机通过USB把陀螺数据发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认6轴陀螺是否正常。

(7)测试GPS收发：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试GPS命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后实时接收GPS信息并解析，测试计算机通过测试数据通道实时获得GPS数据，然后测试计算机通过USB把GPS数据发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认GPS是否正常。

(8)测试TF卡数据记录仪：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试TF命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，在规定时间内持续写入TF卡测试数据，飞控计算机把写入的数据块读出并与写入数据进行比对，判断TF卡数据记录是否正常，并把结果给测试计算机，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认TF记录仪是否正常。

(9)测试超声波传感器：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试超声波命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，在规定时间内持续采集超声波数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得超声波数据，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认超声波传感器是否正常。

(10)测试磁力计：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试磁力计命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，在规定时间内持续采集磁力计数据，并生成磁航向数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得磁航向数据，然后测试计算机通过USB把磁航向数据发送给PC机，PC机测试软件实时接收磁航向数据，以确认磁力计是否正常。

(11)测试气压传感器：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试气压计命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，实时采集气压计数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得实时大气压数据，然后测试计算机通过USB把大气压数据发送给PC机，PC机测试软件实时接收大气压数据，以确认气压传感器是否正常。

(12)测试各供电电源电路输出电压：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试电源电压命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，采集各路电源电压数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得电压数据，并判断各路电压是否正常，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认气压传感器是否正常。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种无人机飞控测试系统，该系统能对飞控系统的关键功能和关键数据进行完整测试。由于飞控系统上集成的传感器和外设比较多，并且功能复杂。用人工方式一项一项测试，时间长、获得数据不准确、容易遗漏和忽略一些潜在问题。这种方法实现了全自动、精准的系统性测试。耗时短、获取数据准确、在PC端能提供完整的测试数据和测试结果，操作人员能快速定位故障类型和故障点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的系统示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的一种无人机飞控测试系统，被测飞控系统设有飞控舵机PWM输出接口、机载端数传、飞控端测试数据通道、飞控端SBUS收发器、缸温输入接口、转速输入接口、电子陀螺、GPS接收机、TF卡数据记录仪、磁力计、供电电源、超声波传感器和气压传感器；所述飞控测试系统包括PC机和测试计算机，以及与测试计算机连接的8路输入捕获电路、地面站端数传模块、测试端测试数据通道、测试端SBUS收发器、两路缸温信号发生器模拟电路和两路转速信号发生器电路；

所述8路输入捕获电路通过测试夹具与飞控舵机PWM输出接口连接，将捕获的数据发送给测试计算机；所述地面站端数传模块通过无线连接机载端数传，用于测试地面站通信是否正常；所述测试端测试数据通道通过测试夹具与飞控端测试数据通道连接，用于发送启动测试命令给飞控以及将飞控读取的电子陀螺、GPS接收机、TF卡数据记录仪、磁力计、供电电源、超声波传感器和气压传感器的数据传输到测试计算机；所述测试端SBUS收发器通过无线连接飞控端SBUS收发器，用于测试SBUS收发数据是否正常；所述两路缸温信号发生器模拟电路通过测试夹具连接缸温输入接口，用于测试缸温传感器是否正常；所述两路转速信号发生器电路通过测试夹具连接转速输入接口，用于测试转速传感器是否正常；所述测试计算机用于发送各个测试命令给飞控，并用于捕获各个模块的测试数据；所述PC机与测试计算机连接，用于通过PC机测试软件实时接收测试计算机发送的各个模块的测试数据和测试结果。

进一步，还包括相互连接的电源模块和电平转换模块，所述电源模块的电压经电平转换模块转换为飞控测试系统需求的电压。

进一步，所述测试计算机与地面站端数传模块、测试端测试数据通道以及测试端SBUS收发器之间均通过RS232双向通讯；所述测试计算机的信号经DAC转换输出到两路缸温信号发生器模拟电路I；所述测试计算机输出PWM信号到两路缸温信号发生器电路II。

进一步，所述测试计算机与所述PC机之间采用USB通讯。

工作过程：

飞控测试系统主要对被测飞控系统的舵机PWM输出、地面站通信、SBUS收发、缸温传感器、转速传感器、陀螺运行、GPS收发、TF记录仪、超声波传感器、磁力计、气压传感器以及各电源电路输出电压进行测试，以保证飞控系统稳定运行。

PC机通过USB发送测试项命令给测试计算机，测试计算机执行对应的测试程序和相关数据收发，具体测试过程如下：

(1)测试舵机PWM输出：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试舵机命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后发送测试PWM波形，测试计算机通过TIMER捕获通道采集PWM波形数据，并判断测试是否正确，然后，测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认舵机PWM输出是否正常。

(2)测试地面站通信：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试地面站通信命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后发送测试通信数据，测试计算机通过USART收发通信数据，并判断通信是否符合规则要求，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认地面站通信是否正常。

(3)测试SBUS收发：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试SBUS命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后发送测试SBUS数据，测试计算机收发SBUS数据，并判断通信是否符合规则要求，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认SBUS收发是否正常。

(4)测试缸温传感器：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试缸温命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后进入缸温测试进程，测试计算机输出可测量范围内的缸温模拟信号，并与测试输出的缸温进行比较，并判测试是否正常，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认缸温是否正常。

(5)测试转速传感器：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试转速命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后发送测试转速PWM波形，包括正常转速的全频率，测试计算机接收飞控反馈回的实时转速数据，并与测试PWM进行比较，判断测试是否正常，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认发动机转速传感器是否正常。

(6)测试陀螺运行：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试陀螺命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后实时接收6轴陀螺数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得陀螺数据，然后测试计算机通过USB把陀螺数据发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认6轴陀螺是否正常。

(7)测试GPS收发：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试GPS命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后实时接收GPS信息并解析，测试计算机通过测试数据通道实时获得GPS数据，然后测试计算机通过USB把GPS数据发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认GPS是否正常。

(8)测试TF记录仪：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试TF命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，在规定时间内持续写入TF卡测试数据，飞控计算机把写入的数据块读出并与写入数据进行比对，判断TF卡数据记录是否正常，并把结果给测试计算机，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认TF记录仪是否正常。

(9)测试超声波传感器：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试超声波命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，在规定时间内持续采集超声波数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得超声波数据，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认超声波传感器是否正常。

(10)测试磁力计：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试磁力计命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，在规定时间内持续采集磁力计数据，并生成磁航向数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得磁航向数据，然后测试计算机通过USB把磁航向数据发送给PC机，PC机测试软件实时接收磁航向数据，以确认磁力计是否正常。

(11)测试气压传感器：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试气压计命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，实时采集气压计数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得实时大气压数据，然后测试计算机通过USB把大气压数据发送给PC机，PC机测试软件实时接收大气压数据，以确认气压传感器是否正常。

(12)测试各电源电路输出电压：首先，测试计算机由测试数据通道发送启动测试电源电压命令给被测飞控系统，被测飞控系统接收到测试命令后，采集各路电源电压数据，测试计算机通过测试数据通道实时获得电压数据，并判断各路电压是否正常，然后测试计算机通过USB把测试结果发送给PC机，PC机测试软件实时接收测试数据和测试结果，以确认气压传感器是否正常。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种无人机飞控测试系统，被测飞控系统设有飞控舵机PWM输出接口、机载端数传、飞控端测试数据通道、飞控端SBUS收发器、缸温输入接口、转速输入接口、电子陀螺、GPS接收机、TF卡数据记录仪、磁力计、供电电源、超声波传感器和气压传感器，其特征在于：所述飞控测试系统包括PC机和测试计算机，以及与测试计算机连接的8路输入捕获电路、地面站端数传模块、测试端测试数据通道、测试端SBUS收发器、两路缸温信号发生器模拟电路和两路转速信号发生器电路；

所述8路输入捕获电路通过测试夹具与飞控舵机PWM输出接口连接，将捕获的数据发送给测试计算机；所述地面站端数传模块通过无线连接机载端数传，用于测试地面站通信是否正常；所述测试端测试数据通道通过测试夹具与飞控端测试数据通道连接，用于发送启动测试命令给飞控以及将飞控读取的电子陀螺、GPS接收机、TF卡数据记录仪、磁力计、供电电源、超声波传感器和气压传感器的数据传输到测试计算机；所述测试端SBUS收发器通过无线连接飞控端SBUS收发器，用于测试SBUS收发数据是否正常；所述两路缸温信号发生器模拟电路通过测试夹具连接缸温输入接口，用于测试缸温传感器是否正常；所述两路转速信号发生器电路通过测试夹具连接转速输入接口，用于测试转速传感器是否正常；所述测试计算机用于发送各个测试命令给飞控，并用于捕获各个模块的测试数据；所述PC机与测试计算机连接，用于通过PC机测试软件实时接收测试计算机发送的各个模块的测试数据和测试结果。

2.如权利要求1所述的无人机飞控测试系统，其特征在于：还包括相互连接的电源模块和电平转换模块，所述电源模块的电压经电平转换模块转换为飞控测试系统需求的电压。

3.如权利要求1所述的无人机飞控测试系统，其特征在于：所述测试计算机与地面站端数传模块、测试端测试数据通道以及测试端SBUS收发器之间均通过RS232双向通讯；所述测试计算机的信号经DAC转换输出到两路缸温信号发生器模拟电路I；所述测试计算机输出PWM信号到两路缸温信号发生器电路II。

4.如权利要求1所述的无人机飞控测试系统，其特征在于：所述测试计算机与所述PC机之间采用USB通讯。