[发明专利]基于FPGA的无人机飞行控制电路

权利要求书

1.一种基于FPGA的无人机飞行控制电路，其特征在于，包括：控制器模块以及分别与所述控制器模块电连接的九轴测量模块、姿态解算模块、PID控制模块和遥控舵机模块，其中，所述九轴测量模块、所述姿态解算模块、所述PID控制模块以及所述遥控舵机模块依次电连接；

所述九轴测量模块连接至加速度计、陀螺仪和磁力计，用于根据所述加速度计、所述陀螺仪和所述磁力计传送的测量数据生成并输出九轴数据；

所述姿态解算模块用于根据所述九轴数据生成并输出飞行姿态数据；

所述PID控制模块连接所述九轴测量模块，所述PID控制模块包括至少三个并行设置的姿态角控制电路，用于根据所述九轴测量模块传送的九轴数据以及所述飞行姿态数据计算生成电机控制数据；

所述遥控舵机模块连接遥控器接收机以及与所述无人机的各个电机连接的电子调速器，所述遥控舵机模块用于根据所述遥控器发送的遥控信号、所述PID控制模块输出的电机控制数据生成用以控制所述电子调速器的控制信号，并将所述控制信号反馈至所述PID控制模块，以并行的控制所述无人机的各个电机运行；

其中，所述遥控舵机模块包括电机控制电路和通道编码电路，所述电机控制电路连接所述PID控制模块，所述电机控制电路、所述通道编码电路连接所述控制器模块；所述通道编码电路用于根据所述遥控信号生成无人机工作模式信号，并将所述无人机工作模式信号传送至所述控制器模块；所述电机控制电路根据所述PID控制模块输出的电机控制数据以及所述控制器模块输出的无人机工作模式信号生成电机的通道数值，并将所述电机的通道数值转换为用以控制所述电子调速器的控制信号。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的无人机飞行控制电路，其特征在于，所述九轴测量模块包括中断控制电路以及依次电连接的数据缓冲电路、数据处理电路、数据选通电路、数据还原电路和同步输出电路；

其中，所述数据缓冲电路、所述数据处理电路和所述同步输出电路连接所述控制器模块；所述中断控制电路连接至所述数据选通电路和所述数据还原电路，用于控制所述数据选通电路的导通或关闭；

所述数据缓冲电路连接所述加速度计、所述陀螺仪和所述磁力计，用以获取所述加速度计、所述陀螺仪和所述磁力计的测量数据，所述数据处理电路用于对所述测量数据进行滤波处理，所述数据还原电路用于对所述测量数据进行数制转换以及归一化处理，所述同步输出电路连接所述姿态解算模块，所述同步输出电路用于同步生成所述九轴数据，并将所述九轴数据传送至所述姿态解算模块。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的无人机飞行控制电路，其特征在于，所述数据处理电路包括加速度计数据处理单元、陀螺仪数据处理单元和磁力计数据处理单元；

所述加速度计数据处理单元包括依次电连接的第一平滑滤波器组和第一数据选通器，用于对所述加速度计的测量数据进行平滑滤波处理；

所述陀螺仪数据处理单元包括依次电连接的第二平滑滤波器组、零偏值计算-消除电路以及第二数据选通器，用于对所述陀螺仪的测量数据进行平滑滤波、消除零偏值的处理；

所述磁力计数据处理单元包括依次电连接的第三平滑滤波器组、校准-归一化电路以及第三数据选通器，用于对所述磁力计的测量数据进行平滑滤波、校准处理；

其中，所述第一数据选通器、所述第二数据选通器以及所述第三数据选通器分别连接至所述控制器模块。