一种航拍式旋翼飞行器控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种航拍式旋翼飞行器控制系统。其技术方案是：ARM系统模块（2）与无线传输模块（1）连接，ARM系统模块（2）与陀螺仪模块（3）连接，ARM系统模块（2）与气压计模块（4）连接，ARM系统模块（2）与GPS定位模块（5）连接，ARM系统模块（2）与LED模块（6）连接，ARM系统模块（2）与电机模块（7）连接；ARM系统模块（2）中装有飞行器控制系统的控制软件。本发明专利技术通过飞行器控制系统的控制软件与硬件共同作用，具有抗干扰性好、载重比高、稳定性好、抗陀螺效应强的特点。适合作为各种行业高空拍摄和低空拍摄设备使用。

【技术实现步骤摘要】
一种航拍式旋翼飞行器控制系统
本专利技术属于飞行器控制系统
具体涉及到一种航拍式旋翼飞行器控制系统。
技术介绍
现有的航拍式旋翼飞行器技术较为成熟，能够完成定点悬停、低速低空飞行、垂直起降和室内飞行，而这些动作是某些固定翼飞机无法完成的。航拍式旋翼飞行器虽能应用于多种场合的现场拍摄，如森林、农作物以及人员无法进入的有毒有害有障碍物所在的区域。但其缺点是：在高动态飞行的情况下会体现出强非线性特性；在飞行过程中受到气流的干扰和各种参数摄动的影响；载重量有限，无法携带高精度的导航设备作为反馈元件。总之，现有的航拍式旋翼飞行器在实际应用中存在如下的技术缺陷：抗干扰性差，载重比低，稳定性差，抗陀螺效应弱。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种能使航拍式旋翼飞行器的抗干扰性强、载重比高、稳定性好、抗陀螺效应强的航拍式旋翼飞行器控制系统，该系统用于旋翼航拍式飞行器能使航拍稳定和拍摄流畅。为了完成上述目的，本专利技术采用的技术方案是：所述控制系统包括无线传输模块、ARM系统模块、陀螺仪模块、气压计模块、GPS定位模块、LED模块和电机模块。ARM系统模块的输出端CSN、MOSO、CE和CLK与无线传输模块的输入端CSN、MOSO、CE和CLK对应连接，ARM系统模块的输入端IRQ和MOSI与无线传输模块的输出端IRQ和MOSI对应连接；ARM系统模块的输出端SCL与陀螺仪模块的输入端SCL连接，ARM系统模块的双向输入/输出端SDA与陀螺仪模块的双向输入/输出端SDA连接，ARM系统模块的输出端SCL与气压计模块的输入端SCL连接，ARM系统模块的双向输入/输出端SDA与气压计模块的双向输入/输出端SDA连接；ARM系统模块的双向输入/输出端RXD和TXD与GPS定位模块的双向输入/输出端TXD和RXD对应连接；ARM系统模块的输出端LED1和LED2与LED模块的输入端LED1和LED2对应连接；ARM系统模块的输出端M1、M2、……、Mn与电机模块的输入端M1、M2、……、Mn对应连接，n为1、2、3、4、5、6、8、16和18的自然数中的一个。ARM系统模块中装有飞行器控制系统的控制软件。所述的ARM系统模块以芯片U1为主。芯片U1的脚24、脚36、脚48和脚9均与稳压电源端VCC连接，芯片U1的脚20和脚44与电阻R1的一端和电阻R2的一端对应连接，电阻R1的另一端和电阻R2的另一端均与电源数字地GND_D连接，芯片U1脚5和脚6与晶振Y1的脚3和脚1对应连接，芯片U1的脚7分别与电阻R3的一端和电容C1的一端连接，芯片U1脚8、脚23、脚35和脚47均与电源数字地GND_D连接，电阻R3的一端与开关K1的一端连接，电阻R3的另一端与稳压电源端VCC连接，电容C1的另一端和开关K1的另一端均与电源数字地GND_D连接，电容C2的一端和电容C3的一端与晶振Y1的脚1和脚3对应连接，电容C2的另一端和电容C3的另一端均与电源数字地GND_D连接，电容C4、电容C5和电容C6的一端均与稳压电源端VCC连接，电容C4、电容C5和电容C6的另一端均与电源数字地GND_D连接。芯片U1的输出端CSN、MOSO、CE和CLK与无线传输模块的输入端CSN、MOSO、CE和CLK对应连接，芯片U1的输入端IRQ和MOSI与无线传输模块的输出端IRQ和MOSI对应连接；芯片U1的输出端SCL与陀螺仪模块的输入端SCL连接，芯片U1的双向输入/输出端SDA与陀螺仪模块的双向输入/输出端SDA连接，芯片U1的输出端SCL与气压计模块的输入端SCL连接，芯片U1的双向输入/输出端SDA与气压计模块的双向输入/输出端SDA连接；芯片U1的双向输入/输出端RXD和TXD与GPS定位模块的双向输入/输出端TXD和RXD对应连接，芯片U1的输出端LED1和LED2与LED模块的输入端LED1和LED2对应连接，芯片U1的输出端M1、M2、……、Mn与电机模块的输入端M1、M2、……、Mn对应连接，n为1、2、3、4、5、6、8、16和18的自然数中的一个。所述的陀螺仪模块以整合性6轴运动处理组件U3为主。整合性6轴运动处理组件U3的脚23、脚24、脚13、脚20、脚10和脚8与电阻R4的一端、电阻R5的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电容C9的一端和电容C10的一端对应连接，电容C10的一端、电容C7的一端、电阻R4的另一端和电阻R5的另一端均与稳压电源端VCC连接，整合性6轴运动处理组件U3的脚11、脚18、脚22、电容C7的另一端、电容C8的另一端和电容C9的另一端均与电源模拟地GND_A连接，电容C10的另一端与电源数字地GND_D连接。整合性6轴运动处理组件U3的输入端SCL与ARM系统模块的输出端SCL连接，整合性6轴运动处理组件U3的双向输入/输出端SDA与ARM系统模块的双向输入/输出端SDA连接。所述的电机模块由n个相互独立的电机子模块构成，每个电机子模块相同，每个电机子模块与各自对应的电机模块的输入端M1、M2、……、Mn连接。电机子模块的电路连接方式是：二极管ID的负极分别与稳压电源端VCC和电容C11的一端连接，二极管ID的正极分别与电容C11的另一端和三极管Q的漏极连接，电阻R6的一端与三极管Q的栅极连接，电阻R6的另一端和三极管Q的源极均与电源数字地GND_D连接。电机模块的输入端M1、M2、……、Mn与ARM系统模块的输出端M1、M2、……、Mn对应连接，n为1、2、3、4、5、6、8、16和18的自然数中的一个。所述的飞行器控制系统控制软件的主流程是：S-01、开始；S-02、芯片U1对外部设备进行初始化；S-03、芯片U1对陀螺仪模块和气压计模块进行初始化；S-04、陀螺仪模块校准；S-05、是否接收到起飞信号？若是，则执行S-06；若不是，则执行S-04；S-06、起飞；S-07、监听是否丢失？若是，执行S-14；若不是，则执行S-08；S-08、进行飞行器模式检测；S-09、是否为导航定位模式？若是，则执行S-10，若不是，则执行S-12；S-10、航点定向，读取GPS定位模块、气压计模块和陀螺仪模块信息；S-11、是否返航，若是，则执行S-14；若不是，则执行S-07；S-12、接收信息测试航拍式旋翼飞行器；S-13、执行S-11；S-14、返航降落。由于采用上述技术方案，本专利技术中的无线传输模块、ARM系统模块、陀螺仪模块、气压计模块、GPS定位模块和电机模块与飞行器控制软件共同作用，通过航点定向，读取GPS定位模块、气压计模块和陀螺仪模块信息使得航拍式旋翼飞行器的定点悬停、低空低速飞行、垂直起降和室内飞行的动作精度更高。本专利技术采用的ARM系统模块集成度高、精度高、实时性强、功耗低、主控体积小、重量轻、抗干扰能力强和成本低，故使航拍式旋翼飞行器具有集成度高、精度高、实时性强、功耗低、主控体积小、重量轻、抗干扰能力强和成本低的特点。本专利技术中的陀螺仪模块采用整合性6轴运动处理组件，用于感测与维持方向，抗陀螺效应好，使得航拍式旋翼飞行器动作迅速、反应灵敏和飞行稳定，故使航拍稳定和拍摄流畅。本专利技术采用气压计模块测定大气压强用于航拍式旋翼飞行器的定高功能；采用GPS定位模块定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航拍式旋翼飞行器控制系统，其特征在于所述控制系统包括无线传输模块（1）、ARM系统模块（2）、陀螺仪模块（3）、气压计模块（4）、GPS定位模块（5）、LED模块（6）和电机模块（7）；ARM系统模块（2）的输出端CSN、MOSO、CE和CLK与无线传输模块（1）的输入端CSN、MOSO、CE和CLK对应连接，ARM系统模块（2）的输入端IRQ和MOSI与无线传输模块（1）的输出端IRQ和MOSI对应连接，ARM系统模块（2）的输出端SCL与陀螺仪模块（3）的输入端SCL连接，ARM系统模块（2）的双向输入/输出端SDA与陀螺仪模块（3）的双向输入/输出端SDA连接，ARM系统模块（2）的输出端SCL与气压计模块（4）的输入端SCL连接，ARM系统模块（2）的双向输入/输出端SDA与气压计模块（4）的双向输入/输出端SDA连接，ARM系统模块（2）的双向输入/输出端RXD和TXD与GPS定位模块（5）的双向输入/输出端TXD和RXD对应连接，ARM系统模块（2）的输出端LED1和LED2与LED模块（6）的输入端LED1和LED2对应连接，ARM系统模块（2）的输出端M1、M2、……、Mn与电机模块（7）的输入端M1、M2、……、Mn对应连接，n为1、2、3、4、5、6、8、16和18的自然数中的一个；ARM系统模块（2）中装有飞行器控制系统的控制软件。...

【技术特征摘要】
1.一种航拍式旋翼飞行器控制系统，其特征在于所述控制系统包括无线传输模块(1)、ARM系统模块(2)、陀螺仪模块(3)、气压计模块(4)、GPS定位模块(5)、LED模块(6)和电机模块(7)；ARM系统模块(2)的输出端CSN、MOSO、CE和CLK与无线传输模块(1)的输入端CSN、MOSO、CE和CLK对应连接，ARM系统模块(2)的输入端IRQ和MOSI与无线传输模块(1)的输出端IRQ和MOSI对应连接，ARM系统模块(2)的输出端SCL与陀螺仪模块(3)的输入端SCL连接，ARM系统模块(2)的双向输入/输出端SDA与陀螺仪模块(3)的双向输入/输出端SDA连接，ARM系统模块(2)的输出端SCL与气压计模块(4)的输入端SCL连接，ARM系统模块(2)的双向输入/输出端SDA与气压计模块(4)的双向输入/输出端SDA连接，ARM系统模块(2)的双向输入/输出端RXD和TXD与GPS定位模块(5)的双向输入/输出端TXD和RXD对应连接，ARM系统模块(2)的输出端LED1和LED2与LED模块(6)的输入端LED1和LED2对应连接，ARM系统模块(2)的输出端M1、M2、……、Mn与电机模块(7)的输入端M1、M2、……、Mn对应连接，n为1、2、3、4、5、6、8、16和18的自然数中的一个；ARM系统模块(2)中装有飞行器控制系统的控制软件；所述的电机模块(7)由n个相互独立的电机子模块构成，每个电机子模块相同，每个电机子模块与各自对应的电机模块(7)的输入端M1、M2、……、Mn连接，电机子模块的电路连接方式是：二极管ID的负极分别与稳压电源端VCC和电容C11的一端连接，二极管ID的正极分别与电容C11的另一端和三极管Q的漏极连接，电阻R6的一端与三极管Q的栅极连接，电阻R6的另一端和三极管Q的源极均与电源数字地GND_D连接；电机模块(7)的输入端M1、M2、……、Mn与ARM系统模块(2)的输出端M1、M2、……、Mn对应连接，n为1、2、3、4、5、6、8、16和18的自然数中的一个。2.权利要求1所述的航拍式旋翼飞行器控制系统，其特征在于所述的ARM系统模块(2)以芯片U1为主；芯片U1的脚24、脚36、脚48和脚9均与稳压电源端VCC连接，芯片U1的脚20和脚44与电阻R1的一端和电阻R2的一端对应连接，电阻R1的另一端和电阻R2的另一端均与电源数字地GND_D连接，芯片U1脚5和脚6与晶振Y1的脚3和脚1对应连接，芯片U1的脚7分别与电阻R3的一端和电容C1的一端连接，芯片U1脚8、脚23、脚35和脚47均与电源数字地GND_D连接，电阻R3的一端与开关K1的一端连接，电阻R3的另一端与稳压电源端VCC连接，电容C1的另一端和开关K1的另一端均与电源数字地GND_D连接，电容C2的一端和电容C3的一端与晶振Y1的脚1和脚3对应连接，电容C2的另一端和电容C3的另一端均与电源数字地GND_D连接，电容C4、电容C5和电容C6的一端均与稳压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李劲松，杨君，林森，张莹，刘友才，张黄学，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42