一种基于μC/OS-III的四轴飞行器控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于μC/OS‑III的四轴飞行器控制系统和方法，系统包括遥控器和飞行器；本发明专利技术克服了传统遥控器操作传统，功能单一，结构封闭等不足以及飞控APP硬件上的缺陷，本发明专利技术提出新型飞行器控制器方法，可以摆脱传统遥控器的摇杆，一方面利用加速度计重力感应操作遥控飞机，另一方面运用触控屏幕去设置飞机参数等；本发明专利技术可以将飞机的实时状态显示在显示器上；本发明专利技术可以模糊操作实现多种用户预制的自动飞行功能。

A C/OS III four axis aircraft control system and method based on

The invention provides a C/OS III four axis aircraft control system and method based on the system, including remote control and aircraft; the invention overcomes the traditional remote control operation, single function, such as insufficient and defect structure of closed APP flight control hardware, the invention provides a new type of vehicle controller method, can get rid of the traditional rocker the remote control, use a accelerometer gravity sensing operation remote control aircraft, on the other hand, use the touch screen to set the parameters of the aircraft; the invention can be real-time displayed on the display plane; the invention can achieve a variety of user operation fuzzy autopilot functions of prefabricated.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及四轴飞行器控制领域，尤其涉及一种基于μC/OS-III的四轴飞行器控制系统和方法。
技术介绍
目前，市面上比较成熟的四轴飞行器仅是作为一种玩具或者工具出售，主要控制模式是基于“遥控器-飞行器”模式，用户通过传统摇杆式遥控器来操控飞行器，也有部分通过基于四轴飞行器控制APP。基于遥控器的产品操作传统，功能单一，结构封闭。没有提供图形用户界面，使用摇杆控制；只能在可视范围内手动遥控飞行器；结构封闭，虽然基于智能设备的APP部分解决了上述问题，但仍存硬件支持不充分的问题：智能设备遥控并不具备专业化的性质，以及其一般只携带有蓝牙和WIFI模块，而这些模块存在信号传输距离短、穿透能力差的问题，并不适宜对飞行器的遥控。
技术实现思路
为了克服上述技术问题，本专利技术提出了一种基于μC/OS-III的四轴飞行器控制系统，包括遥控器和飞行器；所述的遥控器包括遥控器控制模块、和分别与遥控器控制模块连接的LCD显示屏、output模块、input模块、第一电源模块、遥控器2.4GHz无线通信模块；所述的电源模块分别为控器控制模块、LCD显示屏、output模块、input模块、遥控器2.4G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于μC/OS‑III的四轴飞行器控制系统，其特征在于：包括遥控器和飞行器；所述的遥控器包括遥控器控制模块、和分别与遥控器控制模块连接的LCD显示屏、output模块、input模块、第一电源模块、遥控器2.4GHz无线通信模块；所述的电源模块分别为控器控制模块、LCD显示屏、output模块、input模块、遥控器2.4GHz无线通信模块供电；所述的飞行器包括飞行器控制模块、和分别与飞行器控制模块连接的飞行器2.4GHz无线通信模块、电机调速器、惯性测量单元、气压传感器、卫星定位模块、超声波测距模块、第二电源模块和红外线感应模块连接；所述的飞行器2.4GHz无线通信模块分别与电机调速器、...

【技术特征摘要】
1.一种基于μC/OS-III的四轴飞行器控制系统，其特征在于：包括遥控器和飞行器；所述的遥控器包括遥控器控制模块、和分别与遥控器控制模块连接的LCD显示屏、output模块、input模块、第一电源模块、遥控器2.4GHz无线通信模块；所述的电源模块分别为控器控制模块、LCD显示屏、output模块、input模块、遥控器2.4GHz无线通信模块供电；所述的飞行器包括飞行器控制模块、和分别与飞行器控制模块连接的飞行器2.4GHz无线通信模块、电机调速器、惯性测量单元、气压传感器、卫星定位模块、超声波测距模块、第二电源模块和红外线感应模块连接；所述的飞行器2.4GHz无线通信模块分别与电机调速器、惯性测量单元、气压传感器、卫星定位模块、超声波测距模块、第二电源模块和红外线感应模块连接；所述的无刷电机和电机调速器连接；所述的第二电源模块分别为飞行器控制模块、飞行器2.4GHz无线通信模块、电机调速器、无刷电机、惯性测量单元、气压传感器、卫星定位模块、超声波测距模块和红外线感应模块供电。2.根据权利要求1所述的一种基于μC/OS-III的四轴飞行器控制系统，其特征在于，所述的output模块包括蜂鸣器，LED指示灯；所述的气压传感器包括气压计MS5611；所述的飞行器2.4GHz无线通信模块和遥控器2.4GHz无线通信模块采用NRF24L01型无线通讯模块。3.根据权利要求1所述的一种基于μC/OS-III的四轴飞行器控制系统，其特征在于，所述的惯性测量单元包括MPU6050加速度计、陀螺仪、L5883重力传感器。4.根据权利要求1所述的一种基于μC/OS-III的四轴飞行器控制系统，其特征在于，所述的遥控器控制模块和飞行器控制模块分别包括第一模数转换模块和第二模数转换模块。5.一种基于μC/OS-III的四轴飞行器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：准备阶段；所述的准备阶段包括如下步骤；步骤1.1：初始化，包括遥控器2.4GHz无线通信模块与飞行器2.4GHz无线通信模块配对；output模块、input模块、惯性测量单元、气压传感器、卫星定位模块、超声波测距模块、红外线感应模块的初始化，第一电源模块和第二电源初始化，LCD显示器初始化；步骤1.2：用户通过触摸屏或input模块输入起飞指令，通过遥控器2.4GHz无线通信模块和飞行器2.4GHz无线通信模块配对，建立通信；步骤1.3：起飞指令通过遥控器2.4GHz无线通信模块和飞行器2.4GHz无线通信模块的通讯发送给飞行器；步骤1.4：飞行器通过红外线感应模块检测螺旋桨周围的障碍物，通过飞行器2.4GHz无线通信模块和遥控器2.4GHz无线通信模块通讯然后将数据发回遥控器，遥控器将数据通过LCD显示屏展示给用户；步骤2：飞行阶段；所述的飞行阶段包括如下步骤；步骤2.1：飞行器起飞后，飞行器读取气压传感器和卫星定位模块数据，并发送给遥控器；步骤2.2：在飞行过程中，飞行器通过超声波测距模块检测周围的障碍物并将信息传送至遥控器；步骤2.3：利用飞行器上面的惯性测量单元，测量飞行器在空间中的姿态，经过计算转换成遥控飞机的参数，再发送给飞机；所述的步骤2.3具体包括步骤：步骤2.3.1：遥控器读取飞行器上的加速度计的数据，经过互补滤波处理，如公式1，得到重力在飞行器各个坐标轴上的分量；式1中，表示第n次相较于第n-1次飞行的旋转增量；表示重力在飞行器各个坐标上的分量；而表示第n次即当前飞行器的飞行姿态，表示上一次第...

【专利技术属性】
技术研发人员：武小平，陈芳，钟姗杉，孔泽伦，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42