[发明专利]一种高速无人机超低空全程自主飞行控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及无人机超低空飞行控制技术领域，尤其涉及一种高速无人机超低空全程自主飞行控制系统。 

背景技术

目前，高速无人机由于高度控制精度低而均不能进行超低空飞行。无人机在飞行高度上的划分没有国家具体标准，一般情况下，以海平面为基准线，在300m高空以上属于常规高度飞行；在50m—20m范围属于低空飞行；在20m以下属于超低空飞行。现有的无人机在超低空飞行状态下，不能精确控制飞行高度，不能平稳地在20m以下进入超低空飞行状态，而且自主化程度较低，内外场准备时间长；操纵复杂，对飞行操纵人员要求较高，故障率高，严重影响和制约了无人机的推广应用。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高速无人机超低空全程自主飞行控制系统，能够控制无人机在高速超低空状态下，自主启动、自主爬升、自主进入预设定航线飞行，并在完成飞行后自主回收，达到全程自主飞行。 

本发明采用的技术方案为： 

一种高速无人机超低空飞行控制系统，包括姿态信息传感模块、高度信息传感模块、航向信息传感模块和定位信息传感模块，采集模 块的采集信号端分别连接姿态信息传感模块、高度信息传感模块、航向信息传感模块和定位信息传感模块的输出端，采集模块的信号输出端连接主控模块和通信模块的输入端，主控模块的输出端连接输出模块，主控模块的通信端口连接通信模块，主控模块的供电端连接电源管理模块，主控模块的动力控制端连接发动控制模块，主控模块的开关信号端连接开关控制模块连接，输出模块的控制端连接执行模块的输入端，输出模块的输出端连接通信模块。 

所述的姿态信息传感模块包括检测无人机俯仰/倾侧姿态角的垂直陀螺仪和检测无人机俯仰/倾侧姿态角速率的角速率陀螺仪。 

所述的高度信息传感模块包括采集绝对高度的无线电高度计和采集气压高度的半导体硅压阻式气压高度传感器。 

所述的航向信息传感模块包括三轴磁航向传感器。 

所述的定位信息传感模块包括传输无人机经纬度的GPS接收机。 

所述的执行模块包括控制纵向姿态的升降舵机和控制横向姿态的副翼舵机。 

所述的发动控制模块包括发动机，温度传感器和发动机转速传感器输入端连接发动机，温度传感器和发动机转速传感器输出端连接发动机主控模块的信号输入端，发动机主控模块的输出端连接主控模块。 

本发明利用多个高精度传感器采集信息，将信息发送给飞行控制器，经由飞行控制器程序计算，设定全程自主飞行模式，再由执行机 构完成全程自主飞行动作，能够在无人遥控的状态下，精确的计算航线，完成高速超低空飞行，减少人员操作，提高智能控制。 

附图说明

图1为本发明的电路原理框图； 

图2为本发明的三维程控飞行示意图； 

图3为本发明的三维程控方框原理图； 

图4为本发明的纵向通道控制原理图； 

图5为本发明的横向通道控制原理图； 

图6为本发明的高度通道控制原理图； 

图7为本发明的航向通道控制原理图； 

图8为本发明的航迹通道控制原理图； 

图9为本发明的流程图。 

具体实施方式

如图1、2所示，本发明包括姿态信息传感模块、高度信息传感模块、航向信息传感模块和定位信息传感模块，采集模块的采集信号端分别连接姿态信息传感模块、高度信息传感模块、航向信息传感模块和定位信息传感模块的输出端，采集模块的信号输出端连接主控模块和通信模块的输入端，主控模块的输出端连接输出模块，主控模块的通信端口连接通信模块，主控模块的供电端连接电源管理模块，主控模块的动力控制端连接发动控制模块，主控模块的开关信号端连接开关控制模块连接，输出模块的控制端连接执行模块的输入端，输出模块的输出端连接通信模块。执行模块包括控制纵向姿态的升降舵机 和控制横向姿态的副翼舵机，姿态信息传感模块包括检测无人机俯仰/倾侧姿态角的垂直陀螺仪和检测无人机俯仰/倾侧姿态角速率的角速率陀螺仪，高度信息传感模块包括采集绝对高度的无线电高度计和采集气压高度的半导体硅压阻式气压高度传感器，航向信息传感模块包括三轴磁航向传感器，定位信息传感模块包括传输无人机经纬度的GPS接收机，发动控制模块包括发动机，温度传感器和发动机转速传感器输入端连接发动机，温度传感器和发动机转速传感器输出端连接发动机主控模块的信号输入端，发动机主控模块的输出端连接主控模块。 

超低空飞行方案