[发明专利]一种低成本扩展航姿传感器模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种低成本扩展航姿传感器模块，特别涉及一种应用于遥控多旋翼直升机、固定翼飞行器的航姿传感器模块，属于航姿传感器技术领域。

背景技术

多旋翼无人直升机是一种结构简单、易于操控、可垂直起降、悬停状态稳定的无人飞行器。多旋翼无人直升机根据支臂数不同大致可以分为：三轴、四轴、六轴及八轴，除三轴结构以外，其他结构每个支臂可以采用单层旋翼布局或双层旋翼布局。多旋翼飞行器不同的支臂数和旋翼数量，可以实现不同的负载能力。多旋翼无人直升机有极高的可控性、机动性和稳定性，并且具有低噪声、无污染、携带方便、安全危害性小等特点，非常适合于执行中短距离的飞行任务。固定翼无人机相对于多旋翼无人机飞行速度快，飞行距离远，但是灵活性没有多旋翼直升机好。在军事和民用领域这两种类型的无人机均具有广阔的应用前景，如侦察监视、通信中继、搜索救援、目标跟踪、电力检修、航拍成像等。

随着无人机的智能化程度越来越高，遥控飞行器的飞控主控制器所要处理的数据也越来越多，一方面，增加了飞控主控制器的计算量，从而使其处理其他信息的资源变得越来越少；另一方面，降低了无人机的智能化程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种低成本扩展航姿传感器模块，在传统的航姿传感器模块基础上进行扩展，使其能够输出飞控主控制器所需要的传感器信息，减轻飞控主控制器的计算量。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种低成本扩展航姿传感器模块，包括数据处理单元、电子罗盘、六轴姿态传感器、气压计和数据输出接口，所述电子罗盘、六轴姿态传感器、气压计和数据输出接口分别与数据处理单元连接；该模块还包括GPS单元接口、超声波测距单元接口和遥控器接收机接口，以及与上述接口分别一一对应的GPS单元、超声波测距单元和遥控器接收机，所述GPS单元通过GPS单元接口与数据处理单元连接，超声波测距单元通过超声波测距单元接口与数据处理单元连接，遥控器接收机通过遥控器接收机接口与数据处理单元连接。

作为本发明的一个优选方案，所述电子罗盘、六轴姿态传感器、气压计分别通过IIC总线与数据处理单元连接。

作为本发明的一个优选方案，所述数据处理单元采用的芯片型号为STM32F103C8T6。

作为本发明的一个优选方案，所述电子罗盘采用的芯片型号为HMC5883L。

作为本发明的一个优选方案，所述六轴姿态传感器采用的芯片型号为MPU6050。

作为本发明的一个优选方案，所述气压计采用的芯片型号为BMP180。

作为本发明的一个优选方案，所述数据输出接口的串口波特率值为115200。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明低成本扩展航姿传感器模块，可以同时输出飞控主控制器所需要的多种传感器数据，减轻飞控系统主控制器的工作负担，简化飞控系统的设计。

2、本发明低成本扩展航姿传感器模块，既可以输出气压高度数据又可以输出超声波高度数据，飞行器在飞行高度小于4米的低空飞行时，使用超声波高度有利于提高飞行品质。

3、本发明低成本扩展航姿传感器模块，测得的数据经处理后输出，提高了模块的抗干扰性。

附图说明

图1是本发明低成本扩展航姿传感器模块的硬件结构框图。

图2是本发明低成本扩展航姿传感器模块的原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1、图2所示，一种低成本扩展航姿传感器模块主要包含数据处理单元、电子罗盘、六轴姿态传感器、气压计、GPS单元接口及与之对应的GPS单元、遥控器接收机接口及与之对应的遥控器接收机、超声波测距单元接口及与之对应的超声波测距单元、数据输出接口。

其中，电子罗盘、六轴姿态传感器和气压计通过IIC总线与数据处理单元相连；GPS单元和数据输出接口通过数据处理单元的UART管脚与其相连；遥控器接收机和超声波测距单元通过数据处理单元的TIMER管脚与其相连。具体的芯片选择及模块接口功能描述如下。