一种基于投影手机的无人机飞行控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于投影手机的无人机飞行控制系统，包括无人机本体、分别固设在所述无人机本体上且相互连接的投影手机、传感伺服控制器和飞行执行机构；投影手机内设有飞行控制程序；投影手机内设有陀螺仪、加速度计、GPS和磁场传感器；传感伺服控制器内设有微控制器、智能识别模块、GPS、定时器、AD采样器及包含红外传感器、气压传感器、超声波传感器、光流传感器、磁场传感器、陀螺仪外部辅助传感器；传感伺服控制器中设置有连接至所述飞行执行机构的PWM生成定时器。本发明专利技术实现了节约系统资源，提高稳定性，易于控制的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于投影手机的无人机飞行控制系统
本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种基于投影手机的无人机飞行控制系统。
技术介绍
无人机广泛应用于航拍、军事、农业等领域，现在逐渐向个人消费领域扩展。例如无人机领军企业大疆创新于2017年6月发布的Spark无人机，其体积小、重量轻，主要满足普通群众的自拍需求。面对个人消费领域的小型无人机，其控制模式主要包括遥控器控制以及手机APP控制。大疆创新公司的Spark无人机支持遥控器控制及手机APP控制两种方式，既能满足近距离自拍需求，也能实现中距离航拍的需要。零度智控的DOBBY口袋无人机则只支持手机APP控制，包括体感控制、虚拟摇杆控制、语音控制等方式。手机APP控制利用投影手机与无人机的WIFI连接实现无人机的操控，但手机APP控制需要利用投影手机中的低成本的微机电传感器，测量误差较大，会造成较大的姿态估计误差，导致体感控制时无人机飞行的不稳定性增加。另外，无人机飞行控制系统需搭载加速度计、陀螺仪、气压计、GPS、磁力计等多种传感器，从而感知飞行器的运动状态，实现飞行器的稳定控制。目前基于投影手机的飞行控制系统方案，利用手机搭载的传感器和运算单元，实现无人飞行器的导航、控制功能。然而，投影手机搭载的传感器受成本、用途等限制，常常缺少无人机飞行控制系统所需的某一种或多种传感器；即便搭载了某种传感器，其传感精度或采样频率往往较低，因此完全基于投影手机自身传感器的飞行控制系统的控制效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于投影手机的无人机飞行控制系统，实现节约系统资源，提高稳定性，易于控制的功能。本专利技术是这样实现的，一种基于投影手机的无人机飞行控制系统，包括无人机本体、分别固设在所述无人机本体上且相互连接的投影手机、传感伺服控制器和飞行执行机构；所述投影手机内设有飞行控制程序；所述投影手机内设有陀螺仪、加速度计、GPS和磁场传感器；所述传感伺服控制器内设有微控制器、智能识别模块、GPS、定时器、AD采样器及包含红外传感器、气压传感器、超声波传感器、光流传感器、磁场传感器、陀螺仪的外部辅助传感器；所述传感伺服控制器中设置有连接至所述飞行执行机构的PWM生成定时器。其中，所述投影手机中设置有能够调用的前后摄像头，并通过4G/5G网络实时远程传输照片或视频。其中，所述投影手机与所述传感伺服控制器之间的数据连接方式为SPI、I/O或者I2C总线连接。其中，所述投影手机为带显示屏的投影手机或者不带显示屏的投影手机或者全息手机。其中，所述智能识别模块包括手势识别单元、人脸识别单元、视觉识别单元、图像识别单元及骨骼识别单元。其中，所述投影手机与所述无人机本体之间设有减震装置。其中，所述PWM生成定时器包括PWM捕获定时器和PWM生成定时器。其中，所述无人机本体内分别设有单独为所述传感伺服控制器和所述投影手机供电的供电单元。其中，所述飞行控制程序的运行频率为90Hz至520Hz。本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术包括无人机本体、分别固设在所述无人机本体上且相互连接的投影手机、传感伺服控制器和飞行执行机构；所述投影手机内设有飞行控制程序；所述投影手机内设有陀螺仪、加速度计、GPS和磁场传感器；所述传感伺服控制器内设有微控制器、智能识别模块、GPS、定时器、AD采样器及包含GPS传感器、红外传感器、气压传感器、超声波传感器、光流传感器、磁场传感器、陀螺仪、加速度的外部辅助传感器；所述传感伺服控制器中设置有连接至所述飞行执行机构的PWM生成定时器，这样，通过投影手机中的陀螺仪、加速度计、GPS和磁场传感器实时获得无人机的姿态及飞行数据，且由于无人机的飞行程序，通过将投影手机内部传感器与传感伺服控制器提供的外部辅助传感器相结合，计算获得飞行器准确的姿态、位置信息，由投影手机内部的飞行控制程序进行运算获取初步控制指令，发送到传感伺服控制器进一步处理，进而驱动飞行器的执行机构，实现飞行器的稳定控制。本系统操作简单，稳定性好，适用于大面积推广和使用。另外，由于投影手机与传感伺服控制器之间的数据连接方式为USB连接或蓝牙连接，从而保证了数据传输的稳定性和精确性。另外，由于操作系统的投影手机中设置有能够调用的前后摄像头，并通过4G/5G网络实时传输，使实时图像不只局限于操纵者本人观看。另外，由于飞行控制程序的运行频率为90Hz至520Hz，从而能够使得控制效果更好，更加稳定。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的基于投影手机的无人机飞行控制系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种基于投影手机的无人机飞行控制系统，包括无人机本体、分别固设在所述无人机本体上且相互连接的投影手机、传感伺服控制器和飞行执行机构；所述投影手机内设有飞行控制程序；所述投影手机内设有陀螺仪、加速度计、GPS和磁场传感器；所述传感伺服控制器内设有微控制器、智能识别模块、GPS、定时器、AD采样器及包含红外传感器、气压传感器、超声波传感器、光流传感器、磁场传感器、陀螺仪的外部辅助传感器；所述传感伺服控制器中设置有连接至所述飞行执行机构的PWM生成定时器。本实施例中采用外部传感器对投影手机内部的传感器进行补充和优化，从而获取更好的传感信息，使得基于投影手机的飞行控制系统具备更好的控制效果。同时，采用有效的任务调度机制，使飞行器拍摄照片、视频时仍然保持稳定的飞行。飞行控制系统，通过将手机内部传感器与传感伺服控制器提供的外部辅助传感器相结合，计算获得飞行器准确的姿态、位置信息，由投影手机内部的飞行控制程序进行运算获取初步控制指令，经由usb口或蓝牙接口发送到传感伺服控制器，进而驱动飞行器的执行机构进一步处理后，实现飞行器的稳定控制。本专利技术中，经实验测定，当控制程序运行频率在90Hz至520Hz之间时，有最好的控制效果。所述投影手机，搭载加速度计、陀螺仪等无人机飞行控制所必须的部分传感器，配备触摸屏幕作为飞行控制系统与用户交互的界面之一。投影手机在本专利技术的飞行控制系统中起主要的传感、计算、人机交互等作用。所述传感伺服控制器，搭载部分无人机飞行控制系统所需的传感器，作为对投影手机上未装备的传感器的补充，或对投影手机上搭载了但精度不足的传感器提供更高精度的优化。此外，传感伺服控制器通过USB或蓝牙方式与投影手机实现数据连接，一方面将其搭载的传感器的实时数据发送给投影手机，用于飞行控制指令的计算；另一方面，接收投影手机发送来的飞行控制计算结果，经进一步处理后，生成最终控制指令，发送给飞行器的执行机构。投影手机内有飞行控制所需的部分传感器(例如陀螺仪、加速度计等)，通过获取传感伺服控制器发送来的补充传感器数据，经过与手机的运动状态估计程序，将传感器数据组合、融合后，经过滤波、微分、积分等运算处理，最终获得飞行器的运动状态的估计值。通过将解算得到的运动状态与期望运动状态对比，采用PID或其他控制算法，获取初步的控制指令。这里，期望运动状态为飞行器接收到的操纵者的指令状态，或飞行器在自动执行任务时为满足任务需求而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于投影手机的无人机飞行控制系统，其特征在于，包括无人机本体、分别固设在所述无人机本体上且相互连接的投影手机、传感伺服控制器和飞行执行机构；所述投影手机内设有飞行控制程序；所述投影手机内设有陀螺仪、加速度计、GPS和磁场传感器；所述传感伺服控制器内设有微控制器、智能识别模块、GPS、定时器、AD采样器及包含红外传感器、气压传感器、超声波传感器、光流传感器、磁场传感器、陀螺仪的外部辅助传感器；所述传感伺服控制器中设置有连接至所述飞行执行机构的 PWM 生成定时器。

【技术特征摘要】
1.一种基于投影手机的无人机飞行控制系统，其特征在于，包括无人机本体、分别固设在所述无人机本体上且相互连接的投影手机、传感伺服控制器和飞行执行机构；所述投影手机内设有飞行控制程序；所述投影手机内设有陀螺仪、加速度计、GPS和磁场传感器；所述传感伺服控制器内设有微控制器、智能识别模块、GPS、定时器、AD采样器及包含红外传感器、气压传感器、超声波传感器、光流传感器、磁场传感器、陀螺仪的外部辅助传感器；所述传感伺服控制器中设置有连接至所述飞行执行机构的PWM生成定时器。2.根据权利要求1所述的一种基于投影手机的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述投影手机中设置有能够调用的前后摄像头，并通过4G/5G网络实时远程传输照片或视频。3.根据权利要求1所述的一种基于投影手机的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述投影手机与所述传感伺服控制器之间的数据连接方式为SPI、I/O或者I2C总线连接。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪玉龙，
申请(专利权)人：深圳市乐升科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44