一种用于无人机的多惯导飞行控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于无人机的多惯导飞行控制系统，所述无人机的多惯导飞行控制系统包括：无人机支架、第一惯导单元(1)、第二惯导单元(2)、马达驱动器(3)、差分单元(4)以及飞行控制主板(100)；所述第一惯导单元(2)和所述第二惯导单元(2)分别与所述飞行控制主板(100)相连；所述马达驱动器(3)安装在所述飞行控制主板(100)上；所述差分单元(4)设置于飞行控制主板中，分别与所述第一惯导单元(1)、第二惯导单元(2)、马达驱动器(3)相连。本发明专利技术的用于无人机的多惯导飞行控制系统通过采用双或多惯导单元方式，能够克服无人机不同部位摆动幅度不同带来的影响，提供更精确的惯导信息。

A multi inertial navigation control system for UAVs

The invention provides a multi inertial flight control system for UAV. The multi inertial flight control system of the UAV consists of a UAV bracket, a first inertial guide unit (1), a second inertial guide unit (2), a motor driver (3), a differential unit (4), and a flight control main board (100), and the first inertial navigation unit (2) and the said second. The inertial navigation unit (2) is connected to the flight control main board (100), respectively, the motor driver (3) is installed on the flight control main board (100), and the difference unit (4) is set in the flight control main board and is connected to the first inertial guide unit (1), the second inertial unit (2) and the motor driver (3) respectively. The multi inertial navigation control system used in UAV can overcome the influence of different swinging amplitude in different parts of UAV and provide more accurate inertial navigation information by using two or more inertial navigation units.

【技术实现步骤摘要】
一种用于无人机的多惯导飞行控制系统
本专利技术涉及无人机惯性导航
，尤其是涉及一种用于无人机的多惯导飞行控制系统。
技术介绍
捷联惯性导航是当今迅速发展的一种先进导航技术，其不依赖外部系统支持，自主获得姿态、速度和位置信息，也不向外界辐射任何信息，具有实时自主，不受地域、时间、气候条件限制，以及输出参数全面等优点，被广泛于航空、航海、交通等多种领域。目前的捷联惯性导航系统至少由一个惯性测量装置、一个控制计算机、控制显示器和相关支持部件构成，其核心部件惯性测量装置装有陀螺仪和加速度计。惯性测量装置的工作原理是：它利用陀螺仪、加速度计等惯性元件测量出无人机相对于惯性参考系的角速率和加速度；利用控制计算机将陀螺仪所测的角速率信号对时间积分运算，推算出瞬时航向、倾角等航行姿态信息和位置信息，引导无人机从起始点驶向目的地；利用加速度计测得的加速度信号，对时间积分运算，推算出瞬时航行速度信息；进行二次积分，即可推算该时段内航行的距离和位置。惯性测量装置是影响捷联式惯性导航系统性能的关键技术。这是因为惯性测量及其姿态解算，是对运载体实施轨迹控制的前提，它的精度和效率直接影响导航的时效和精度。然而无人机是一种小型或微型的运载设备，其基础质量与常规运载体相比有大幅度减小，在航行动力环境中受到的激扰和随机振动比常规载体更为剧烈，系统更不稳定。随着无人机的飞行，惯性测量装置要在严酷的气动环境中直接承受振动、冲击和角运动，容易引发诸多的失稳和误差效应。并且，无人机在飞行过程中，各个部位的动作幅度相差较大，难以提供全面、稳定的惯导信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前存在的问题，提供用于无人机的多惯导飞行控制系统，其能够克服无人机不同部位摆动幅度不同带来的影响，提供更精确的惯导信息。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种用于无人机的多惯导飞行控制系统，其特征在于，所述无人机的多惯导飞行控制系统包括：无人机支架、第一惯导单元、第二惯导单元、马达驱动器、差分单元以及飞行控制主板；所述飞行控制主板设置于所述无人机支架上或无人机支架内，所述第一惯导单元安装在所述飞行控制主板的第一位置处，所述第二惯导单元安装在所述飞行控制主板的第二位置处；所述马达驱动器安装在所述飞行控制主板上；所述差分单元设置于飞行控制主板中，分别与所述第一惯导单元、第二惯导单元、马达驱动器相连。优选地，所述无人机支架包括由上下两部分组成，下部为底座，上部具有盖体，所述盖体盖在所述底座上，中间形成飞行控制腔，所述飞行控制主板、所述第一惯导单元以及所述第二惯导单元设置于所述飞行控制腔内。优选地，所述第一惯导单元和所述第二惯导单元分别包括陀螺仪和加速度传感器。优选地，所述多惯导飞行控制系统包括三个以上的惯导单元，多个惯导单元分别设置在所述飞行控制主板的不同位置处。优选地，所述盖体包括：中间盖以及在中间盖外侧的多个翼板，所述翼板上有安装孔，所述安装孔内穿有用于将盖体固定于所述底座上的螺钉。优选地，所述无人机支架包括中间连接部和四个螺旋桨臂，四个螺旋桨臂连接在中间连接部上；所述无人机支架的四个螺旋桨臂上安装有四个螺旋桨，每个螺旋桨由一个马达驱动。由上述本专利技术的技术方案可以看出，本专利技术具有如下技术效果：本专利技术的用于无人机的飞行控制系统通过采用双惯导单元或者多惯导测量单元的方式，能够克服无人机不同部位摆动幅度不同带来的影响，提供更精确的惯导信息，所以本专利技术能够提高导航精度。附图说明图1为本专利技术实施例1中的飞行控制系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例3的结构示意图。附图中：第一惯导单元1、第二惯导单元2、马达驱动器3、差分单元4、飞行控制主板100、中间盖5、翼板6具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。本专利技术中，属于“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1本专利技术实施例中的飞行控制系统的结构如图1所示。该飞行控制系统的包括：无人机支架、第一惯导单元1、第二惯导单元2、马达驱动器3、差分单元4以及飞行控制主板100。本实施例中，并未画出无人机支架，无人机支架可以采用通常的四旋翼结构，也可以采用其他结构，这里不再详述。飞行控制主板100设置于无人机支架内，第一惯导单元1安装在飞行控制主板100的左下部，第二惯导单元安装在飞行控制主板100的中部，二者之间具有一定距离。并且第一惯导单元1和第二惯导单元2分别与飞行控制主板100相连。马达驱动器3安装在飞行控制主板100上；差分单元4设置于飞行控制主板中，分别与第一惯导单元1、第二惯导单元2、马达驱动器3相连。第一惯导单元1和第二惯导单元2分别包括陀螺仪和加速度传感器。通常情况下，可以仅采用普通的差分模块实现差分单元4，差分模块对来自两个惯导单元的信号就行差分处理，飞行控制主板再基于差分处理后的信号进行飞行控制，这样可以消去噪声的影响。优选地，差分单元4采用卡尔曼滤波对两个惯导单元的信号进行处理。实施例2在另一实施例中，本专利技术的飞行控制系统的结构与实施例1基本类似。只是在本实施例中，包括更多个惯导单元，多个惯导单元分别设置在飞行控制主板的不同位置处。各个惯导测量单元分别与差分单元相连，差分单元对各个惯导单元测得的数据进行两两差分，并将差分结果输出给飞行控制主板。实施例3在本实施例中，为了减少飞行控制板的振动，还添加了减震腔。具体而言，如图2所示，本实施例中，无人机支架包括由上下两部分组成，下部为底座，上部具有中间盖5，中间盖5盖在底座上，中间形成飞行控制腔，飞行控制主板设置于飞行控制腔内。从俯视角度来看，支架上部分包括中间盖5以及在中间盖外侧的多个翼板6，翼板上有安装孔，安装孔内穿有用于将盖体固定于底座上的螺钉。优选地，本实施例中，飞行控制腔内包括一个或多个减震腔，每个减震腔内设置一个惯导单元，所述减震腔的内设置有膏状粘性物。所述惯导单元设置于膏状粘性物上方，所述惯导单元上方设置压盖，所述压盖半包围所述惯导单元，所述压盖上方也具有膏状粘性物，所述惯导单元下方紧贴膏状粘性物，所述减震腔保持密封并由膏状粘性物充满，所述惯导单元通过有线或无线通信方式与飞行控制主板通信。所述该膏状粘性物可以是硅橡胶，也可以是导热硅胶等不导电且具有弹性的物质。本实施例中通过在惯导单元和减震腔之间粘附有膏状粘性物，能够减小该惯导减震系统受到震动的影响，所以本专利技术能够提高导航精度。虽然本专利技术已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本专利技术。在不脱离本专利技术之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本专利技术之保护范围。因此本专利技术的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无人机的多惯导飞行控制系统，其特征在于，所述无人机的多惯导飞行控制系统包括：无人机支架、第一惯导单元(1)、第二惯导单元(2)、马达驱动器(3)、差分单元(4)以及飞行控制主板(100)；所述飞行控制主板(100)设置于所述无人机支架上或无人机支架内，所述第一惯导单元(1)安装在所述飞行控制主板(100)的第一位置处，所述第二惯导单元安装在所述飞行控制主板(100)的第二位置处；所述马达驱动器(3)安装在所述飞行控制主板(100)上；所述差分单元(4)设置于飞行控制主板中，分别与所述第一惯导单元(1)、第二惯导单元(2)、马达驱动器(3)相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机的多惯导飞行控制系统，其特征在于，所述无人机的多惯导飞行控制系统包括：无人机支架、第一惯导单元(1)、第二惯导单元(2)、马达驱动器(3)、差分单元(4)以及飞行控制主板(100)；所述飞行控制主板(100)设置于所述无人机支架上或无人机支架内，所述第一惯导单元(1)安装在所述飞行控制主板(100)的第一位置处，所述第二惯导单元安装在所述飞行控制主板(100)的第二位置处；所述马达驱动器(3)安装在所述飞行控制主板(100)上；所述差分单元(4)设置于飞行控制主板中，分别与所述第一惯导单元(1)、第二惯导单元(2)、马达驱动器(3)相连。2.根据权利要求1所述的用于无人机的多惯导飞行控制系统，其特征在于，所述无人机支架包括由上下两部分组成，下部为底座，上部具有盖体，所述盖体盖在所述底座上，中间形成飞行控制腔，所述飞行控制主板、所述第一惯导单元(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：储国松，王少华，梁寅博，
申请(专利权)人：中航联创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11