一种适用于多种无人体的集成智能控制模组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于多种无人体的集成智能控制模组，由机载电脑核心、飞控核心和集成载板组成，机载电脑核心和飞控核心可拆卸式安装于集成载板上，机载电脑核心和飞控核心通过集成载板的内部串口通信连接。本实用新型专利技术较控制模组分立方案而言，解决了分立载板电路冗余的问题，优化了电源滤波、软开、DC

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多种无人体的集成智能控制模组


[0001]本技术属于无人体控制模组设计
，具体涉及一种适用于多种无人体的集成智能控制模组。

技术介绍

[0002]目前无人体包含：无人机、无人车(船)、机器人等。无人体的控制系统一般由上位计算机与下位控制器组成。上位计算机即机载电脑，是无人体的大脑，主要用来完成识别目标、动静态避障、轨迹规划等需要大量算力的工作；下位控制器即飞控，飞控是飞行控制系统，是无人体的小脑，其载有加速度计、陀螺仪、气压计、罗盘等传感器，无人体在运行过程中，利用飞行控制系统，能够对电机、舵机等部件进行控制，进而控制无人体的姿态，完成无人体的各种任务。
[0003]日益复杂的环境与任务，对无人体的尺寸与算力发起了挑战，为了让无人体拥有更强大的环境适应能力与工作处理能力，无人体的尺寸需尽量小，无人体的控制系统需同时兼顾高集成与高算力的要求。目前，无人体控制系统中的机载电脑与飞控的载板一般采用分立设计，即机载电脑与飞控依靠各自的载板进行工作，它们之间通过线缆连接进行串口通信。然而无人体控制系统中机载电脑与飞控的载板分立设计的方案，存在以下缺点：
[0004](1)机载电脑载板与飞控载板之间存在较多冗余的电路设计，如DC
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DC电路、LDO电路、电源管理电路等，造成没有必要的功率损耗与空间浪费。
[0005](2)为了适配不同无人体的尺寸、算力要求，设计控制系统需要选用技术指标符合要求的机载电脑与飞控，不同的无人体需选用不同的产品，产品之间的功能、架构存在差异，需要研发工程师掌握不同的使用技能，难度较高。
[0006](3)大部分载电脑与飞控的载板，预留的接口较多，部分接口不会被使用，浪费了无人体内部的设计空间。
[0007](4)不同的机载电脑与飞控载板，通信接口设计不同，存在接口阻抗匹配问题，使用时可能会出现阻抗不匹配导致两者无法正常通信。
[0008]现有方案中采用集成载板设计方案的控制系统较少，其中ModalAI公司的VOXL系列集成载板性能较为优异，最新的VOXL 2，采用的PX4飞控。而采用集成载板方案的ModalAI VOXL 2，虽解决的部分分立方案的缺点，但它的核心与载板无法分离，使用维修成本较高，若出现硬件问题，必须更换整个模组。另外VOXL 2的算力为15TOPS，对于不同无人体的适配性不足，且其仍然存在冗余电路以及不被使用的接口等。

技术实现思路

[0009]本技术的目的在于提供一种适用于多种无人体的集成智能控制模组，解决了分立载板电路冗余问题，具有尺寸小、高算力、适配性强的特点。
[0010]为实现上述目的，本技术所采取的技术方案为：
[0011]一种适用于多种无人体的集成智能控制模组，所述适用于多种无人体的集成智能
控制模组由机载电脑核心、飞控核心和集成载板组成，所述机载电脑核心和飞控核心可拆卸式安装于所述集成载板上，所述机载电脑核心和飞控核心通过集成载板的内部串口通信连接；
[0012]所述集成载板包含供电电路、使能电路、HUB电路和接口电路，所述供电电路包含电源滤波电路、软开关电路、DC
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DC电路、LDO电路以及电源管理电路，由所述电源滤波电路接入供电电压，所述软开关电路的输入端与所述电源滤波电路的输出端连接，所述软开关电路的输出端连接至DC
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DC电路的输入端，所述DC
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DC电路的输出端与LDO电路的输入端连接，同时所述DC
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DC电路为机载电脑核心、飞控核心、集成载板上的外设以及部分接口电路供电，所述电源管理电路与所述DC
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DC电路的控制端连接。
[0013]以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
[0014]作为优选，所述电源滤波电路包括差模电感、共模电感、X电容和Y电容。
[0015]作为优选，所述DC
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DC电路包括3.3V DC
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DC电路和5V DC
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DC电路，所述软开关电路的输出端分别与所述3.3V DC
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DC电路和5V DC
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DC电路的输入端连接；
[0016]所述5V DC
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DC电路的输出端为机载电脑核心、飞控核心、集成载板上的外设以及部分接口电路供电，所述3.3V DC
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DC电路的输出端与LDO电路的输入端连接，所述3.3V DC
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DC电路的输出端为集成载板上的外设以及部分接口电路供电，所述LDO电路的输出端为集成载板上的外设供电。
[0017]作为优选，所述使能电路分别与所述DC
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DC电路和电源管理电路的使能端连接，所述使能电路为逻辑门电路。
[0018]作为优选，所述HUB电路与所述机载电脑核心连接，提供四个USB3.1接口。
[0019]作为优选，所述机载电脑核心为英伟达NX核心板。
[0020]作为优选，所述接口电路包括由英伟达NX核心板引出的一个M.2KEY M接口、一个M.2KEY E接口、四个USB3.1接口、两个MIPI CSI接口、一个RJ45接口、一个MICRO HDMI接口、一个MICRO USB接口和两个UART接口。
[0021]作为优选，所述飞控核心为采用PX4框架的CUBE核心板。
[0022]作为优选，所述接口电路包括由CUBE核心板引出的四个SERIAL接口、八个FMU MIAN接口、六个FMU AUX接口、一个RCIN接口和两个CAN接口。
[0023]作为优选，所述集成载板为完成阻抗匹配的PCB板。
[0024]本技术提供的适用于多种无人体的集成智能控制模组，较控制模组分立方案而言，解决了分立载板电路冗余的问题，优化了电源滤波、软开、DC
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DC、LDO、电源管理电路，减小了控制模组的功率损耗，同时还减小了电路布局面积；缩减、缩小了原机载电脑载板与飞控载板的接口设计，释放无人体内部设计空间；载板集成简化了机载电脑核心与飞控核心的通信，在同一块PCB上布局，方便接口阻抗匹配设计，提高了机载电脑核心与飞控核心的兼容性与可靠性。较ModelAI集成方案，本技术所述智能模组保留了机载电脑核心和飞控核心的可拆卸性，在优化了其维修成本的同时，便于提供算力更高的核心，进一步提升智能模组在多无人体上的适配性。
附图说明
[0025]图1为本技术的适用于多种无人体的集成智能控制模组的结构示意图；
[0026]图2为本技术供电电路的结构示意图；
[0027]图3为本技术机载电脑核心和飞控核心引出的接口示意图。
具体实施方式
[0028]下面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于多种无人体的集成智能控制模组，其特征在于，所述适用于多种无人体的集成智能控制模组由机载电脑核心、飞控核心和集成载板组成，所述机载电脑核心和飞控核心可拆卸式安装于所述集成载板上，所述机载电脑核心和飞控核心通过集成载板的内部串口通信连接；所述集成载板包含供电电路、使能电路、HUB电路和接口电路，所述供电电路包含电源滤波电路、软开关电路、DC
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DC电路、LDO电路以及电源管理电路，由所述电源滤波电路接入供电电压，所述软开关电路的输入端与所述电源滤波电路的输出端连接，所述软开关电路的输出端连接至DC
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DC电路的输入端，所述DC
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DC电路的输出端与LDO电路的输入端连接，同时所述DC
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DC电路为机载电脑核心、飞控核心、集成载板上的外设以及部分接口电路供电，所述电源管理电路与所述DC
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DC电路的控制端连接。2.如权利要求1所述的适用于多种无人体的集成智能控制模组，其特征在于，所述电源滤波电路包括差模电感、共模电感、X电容和Y电容。3.如权利要求1所述的适用于多种无人体的集成智能控制模组，其特征在于，所述DC
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DC电路包括3.3V DC
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DC电路和5V DC
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DC电路，所述软开关电路的输出端分别与所述3.3V DC
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DC电路和5V DC
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DC电路的输入端连接；所述5V DC
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DC电路的输出端为机载电脑核心、飞控核心、集成载板上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，于鹏飞，徐庶，
申请(专利权)人：中国电子科技南湖研究院，
类型：新型
国别省市：