[发明专利]微小型飞行机器人集成飞行控制系统

权利要求书

1.一种微小型飞行机器人集成飞行控制系统，其特征在于：包括微型中央处理模块、定位模块、惯性测量模块、智能预警模块、驱动模块、无线通信模块、数据存储模块，以及电源管理模块；微型中央处理模块负责管理飞行控制系统的各个模块并运行集成制导与姿态控制算法；定位模块用于测量飞行机器人的位置和速度信息并传送给微型中央处理模块；惯性测量模块用于测量飞行机器人的姿态以及角速度信息；智能预警模块监测飞行机器人的飞行状态以便及时发出预警；驱动模块根据微型中央处理模块的指令驱动飞行机器人的作动器；无线通信模块负责飞行机器人与地面站的数据通信；数据存储模块负责存储飞行过程中的数据；电源管理模块负责给整个系统供电。

2.根据权利要求1所述的微小型飞行机器人集成飞行控制系统，其特征在于：所述的集成制导与姿态控制算法，具体为：

微型中央处理模块接收到来自定位模块与惯性测量模块传送的位置测量值、速度测量值、姿态测量值以及角速度测量值；制导环通过比较期望位置，输出期望的力矢量，经过制导控制分配算法，输出期望姿态；姿态控制环通过比较期望姿态，输出期望的机体控制力矩，并经过姿态控制分配算法，输出各个相应模块的指令给驱动模块。

3.根据权利要求1所述的微小型飞行机器人集成飞行控制系统，其特征在于：所述的智能预警模块，完成整个飞行机器人集成控制系统的自动预警功能，根据微型中央处理模块传送的数据监测飞行机器人的运行状态，如果出现异常状态，则提醒微型中央处理模块当前的紧急状况，并由微型中央处理模块通过智能通信定位模块直接向地面站发出相应的错误信息以及飞行机器人当前的状态，从而便于采取人工介入方式处理紧急状况。

4.根据权利要求1所述的微小型飞行机器人集成飞行控制系统，其特征在于：所述微型中央处理模块由中央处理器及其外围电路组成，中央处理器根据所实现功能以及数据存储量的大小采用普通单片机、ARM嵌入式芯片或DSP芯片。

5.根据权利要求1所述的微小型飞行机器人集成飞行控制系统，其特征在于：所述的数据存储模块负责存储飞行机器人在飞行过程中的状态数据，由flash存储芯片以及外围电路组成；数据存储模块由微型中央处理模块管理存储飞行机器人的状态数据，包括接收到的位置、姿态指令数据，以及定位模块和惯性测量模块输出的飞行机器人实际位置、速度、姿态角、角速度数据。

6.根据权利要求1所述的微小型飞行机器人集成飞行控制系统，其特征在于：所述的定位模块采集包括GPS定位模块、加速度计、气压高度计，以及处理器A；定位模块将采集到的飞行机器人位置信息以及速度信息传送给微型中央处理模块，定位模块中的处理器A将GPS定位模块输出的经纬度坐标信息，加速度计输出的加速度信息，气压高度计输出的高度信息进行数据融合，得到更为精准的位置和速度信息，并将之传送给微型中央处理模块。

7.根据权利要求1所述的微小型飞行机器人集成飞行控制系统，其特征在于：所述的惯性测量模块包括陀螺仪、磁场计，以及处理器B；惯性测量模块将采集计算得到的飞行机器人的姿态以及角速度数据传送给微型中央处理模块；处理器B运行信息融合算法，将陀螺仪输出的角速度信息以及磁场计输出的方位角信息进行融合，得到更为精准的姿态与角速度数据信息，供微型中央处理模块使用。

8.根据权利要求1所述的微小型飞行机器人集成飞行控制系统，其特征在于：所述的智能预警模块完成整个飞行机器人系统的自动预警功能；所述的智能预警模块由蜂鸣器、复位电路和错误判断电路组成，智能预警模块接收微型中央处理模块的位置、速度、角速度以及姿态角数据，对飞行机器人工作状态进行判断。