本发明专利技术涉及一种无人机不规则油箱油量体积测量及显示系统包括：设于无人机上的油量体积测量及显示电路、无线模块、设于无人机油箱内的油量液位传感器；所述油量体积测量及显示电路包括处理器、串口电路、I2C通信接口电路、数码管驱动电路、油量刻度显示灯电路、电压转换电路，所述处理器通过串口电路连接油量液位传感器、无线模块，所述I2C通信接口电路经过数码管驱动电路连接油量刻度显示灯电路；电压转换电路分别连接处理器、串口电路、I2C通信接口电路、数码管驱动电路、油量刻度显示灯电路提供电源。本发明专利技术可以测量油量体积，为无人机作业任务规划人员提供可靠动力，避免无法精准测量油量剩余量而反复起降的重复性工作。量油量剩余量而反复起降的重复性工作。量油量剩余量而反复起降的重复性工作。
【技术实现步骤摘要】
一种无人机不规则油箱油量体积测量及显示系统
[0001]本专利技术属于无人机油量测量
，具体的说是一种无人机不规则油箱油量体积测量及显示系统。
技术介绍
[0002]无人机的续航能力是衡量无人机系统好坏的重要技术指标，为了达到超长航时大多无人机均采用燃油动力系统作为最主要动力方式。而且在无人机设计初期要对无人机的续航能力进行实际飞行测试，飞行测试中需要关注的一个重要参数就是测试燃油的剩余体积。大多数市面上测量油量体积的测量方法是采用电阻型液位传感器测量油量的液位，并且只知道油量下降的液位，并不知道实际的油量体积。还存在的一个问题是设计无人机外形时考虑到气动布局一般油箱都不是四四方方的规则油箱，而是根据无人机外壳蒙皮设计的异形油箱结构，所以很难通过传统的电路结构和电阻型传感器精确测量出实际的油量体积。
技术实现思路
[0003]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种无人机不规则油箱油量体积测量及显示系统，可以对任意不规则油箱模型进行辨识并确定计算模型；具备动态姿态补偿功能，可以补偿无人机姿态导致的液位测量不准确问题；可以通信协议可自由定制，与市面上任意一款飞控通信；不仅可以在无人机地面站上显示油量，同时也可以在机体上显示剩余油量百分比方便地勤维护人员的日常维护。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种无人机不规则油箱油量体积测量及显示系统，包括：设于无人机上的油量体积测量及显示电路、无线模块、设于无人机油箱内的油量液位传感器；所述油量体积测量及显示电路包括处理器、串口电路、I2C通信接口电路、数码管驱动电路、油量刻度显示灯电路、电压转换电路，所述处理器通过串口电路连接油量液位传感器、无线模块，所述I2C通信接口电路经过数码管驱动电路连接油量刻度显示灯电路；电压转换电路分别连接处理器、串口电路、I2C通信接口电路、数码管驱动电路、油量刻度显示灯电路提供电源。
[0006]所述油量液位传感器采用电压型液位传感器。
[0007]所述电压转换电路包括：电源芯片U2的输入端VIN连接+5V电源，输入端VIN还经过电容C16和C17并联后接地，输出端VO输出3.3V电源，输出端VO还经过电容C18和C19并联后接地。
[0008]所述电压转换电路还连接电源指示灯电路：输入端VIN、输出端VO分别经过二极管D13、D14接地。
[0009]所述串口电路为串口RS232
‑
TTL转换电路，包括：
[0010]芯片U3引脚C1+与引脚C1
‑
之间连接电容C20，引脚C2+与引脚C2
‑
之间连接电容C21，引脚VDD经过电容C22接地，引脚VCC经过电容C23接地，引脚VCC还连接3.3V电源；
[0011]引脚T1IN连接处理器，引脚T1OUT连接RS232的COM端子P2，引脚R1OUT连接处理器，引脚R1IN连接RS232的COM端子P2，端子P2连接液位传感器；
[0012]引脚T2IN连接处理器，引脚T2OUT连接RS232的COM端子P3，引脚R2OUT连接处理器，引脚R2IN连接RS232的COM端子P3，端子P3连接无人机状态监控模块。
[0013]所述I2C通信接口电路包括：处理器的两个I2C引脚SCL和SDA分别经过两个上拉电阻R21、R22接地，还连接端子P4，端子P4连接数码管驱动电路。
[0014]所述数码管驱动电路，包括：
[0015]端子P6的引脚2和3分别连接数码管驱动芯片TM1650的SCL和SDA引脚，端子P6的引脚2和3还分别经过上拉电阻R23、R24连接5V电源，5V电源还经过电容C27和C28并联后接地，还分别经过电容C25、R26接地；
[0016]数码管驱动芯片TM1650的输出8路LED信号连接至数码显示芯片8SEG4LED；端子P6还连接I2C通信接口电路的端子P4。
[0017]所述油量刻度显示灯电路，包括：
[0018]端子P7输出10路信号OILLEDD0
‑
OILLED9分别连接LED10RYGB的输入引脚，二极管模块LED10RYGB输出引脚分别经过油量刻度显示灯负载电阻R1
‑
R10连接3.3V电源；所述10组油量刻度显示灯构成机体油量显示器，用于显示油量剩余百分比；
[0019]端子P7的输入端13引脚输出信号OIL
‑
PB0连接处理器101芯片的IO引脚，输出端14引脚输出信号OIL
‑
PB1连接处理器101芯片的IO引脚；12引脚连接3.3V电源，14引脚连接5V电源；11、15引脚接地。
[0020]所述处理器采用STM32F427单片机；所述处理器还通过设在无人机上的无线模块与地面站上位机通信。
[0021]所述地面站上位机向处理器发送程序，执行如下测量步骤：
[0022]1).获取实时姿态角信息、采集油浮子位置变化时相应的实时液位传感器的A/D采样值；
[0023]2)根据实时液位传感器的A/D采样值x、油箱油量辨识模型，计算对应的油箱油量V；
[0024]3)将实时姿态角信息与实时液位测量姿态角补偿进行求和，用于计算由姿态角误差产生的这部分油量体积误差；
[0025]4)将油量体积误差作为油箱体积补偿量，与根据辨识模型计算的油箱油量V进行求和，获取补偿后的油箱实时体积；
[0026]其中，所述油箱实时体积＝根据辨识模型计算的油箱油量V+油箱体积补偿量。
[0027]本专利技术的优点及有益效果是：
[0028]1.可以对任意无人机不规则油箱模型进行辨识并确定计算模型；
[0029]2.具备动态姿态补偿功能，可以补偿无人机姿态导致的液位测量不准确问题；
[0030]3.可以与市面上任意一款飞控通信，通信协议可自由定制；
[0031]4.不仅可以在无人机地面站上显示油量，同时也可以在机体上显示剩余油量方便地勤维护人员的日常维护。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的油箱油量体积测量及显示系统实施例1结构示意图；
[0033]图2为本专利技术的电压转换电路和电源指示灯电路；
[0034]图3为本专利技术的串口电路；
[0035]图4为本专利技术的I2C通信接口电路；
[0036]图5为本专利技术的数码管驱动电路；
[0037]图6为本专利技术的油量刻度显示灯电路；
[0038]图7本专利技术的无人机不规则油箱体积测量系统结构实施例2示意图；
[0039]图8为本专利技术无人机不规则油箱体积测量系统的姿态油量体积测量补偿方法示意图；
[0040]图9为XY200型无人直升机机体油箱体积的准确测量曲线；
具体实施方式
[0041]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。
[0042]如图1所示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人机不规则油箱油量体积测量及显示系统，其特征在于，包括：设于无人机上的油量体积测量及显示电路(1)、无线模块(3)、设于无人机油箱内的油量液位传感器(2)；所述油量体积测量及显示电路(1)包括处理器(101)、串口电路(102)、I2C通信接口电路(103)、数码管驱动电路(104)、油量刻度显示灯电路(105)、电压转换电路(106)，所述处理器(101)通过串口电路(102)连接油量液位传感器(2)、无线模块(3)，所述I2C通信接口电路(103)经过数码管驱动电路(104)连接油量刻度显示灯电路(105)；电压转换电路(106)分别连接处理器(101)、串口电路(102)、I2C通信接口电路(103)、数码管驱动电路(104)、油量刻度显示灯电路(105)提供电源。2.根据权利要求1所述的无人机不规则油箱体积测量系统，其特征在于，所述油量液位传感器(2)采用电压型液位传感器。3.根据权利要求1所述的无人机不规则油箱体积测量系统，其特征在于，所述电压转换电路(106)包括：电源芯片U2的输入端VIN连接+5V电源，输入端VIN还经过电容C16和C17并联后接地，输出端VO输出3.3V电源，输出端VO还经过电容C18和C19并联后接地。4.根据权利要求3所述的无人机不规则油箱体积测量系统，其特征在于，所述电压转换电路(106)还连接电源指示灯电路(107)：输入端VIN、输出端VO分别经过二极管D13、D14接地。5.根据权利要求1所述的无人机不规则油箱体积测量系统，其特征在于，所述串口电路(102)为串口RS232
‑
TTL转换电路，包括：芯片U3引脚C1+与引脚C1
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之间连接电容C20，引脚C2+与引脚C2
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之间连接电容C21，引脚VDD经过电容C22接地，引脚VCC经过电容C23接地，引脚VCC还连接3.3V电源；引脚T1IN连接处理器(101)，引脚T1OUT连接RS232的COM端子P2，引脚R1OUT连接处理器(101)，引脚R1IN连接RS232的COM端子P2，端子P2连接液位传感器(2)；引脚T2IN连接处理器(101)，引脚T2OUT连接RS232的COM端子P3，引脚R2OUT连接处理器(101)，引脚R2IN连接RS232的COM端子P3，端子P3连接无人机状态监控模块(3)。6.根据权利要求1所述的无人机不规则油箱体积测量系统，其特征在于，所述I...
【专利技术属性】
技术研发人员：何玉庆，谷丰，狄春雷，周浩，孙晓舒，皮廷建，宋明，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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