[实用新型]一种六旋翼飞行系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及飞行器控制技术领域，具体涉及一种六旋翼飞行系统。

背景技术

多旋翼飞行器拥有体积小、结构紧凑以及可垂直起降的特点，被广泛应用于军事、警备和工农业生产等领域。其中，以结构简单和成本低廉的四旋翼飞行器居多，但四旋翼飞行器载重低，滞空时间短，容错性不强。相对于四旋翼飞行器，六旋翼飞行器多了两个电机，在自重提升不大的前提下，升力提升明显，并且通过各电机的调整，可达到较佳的容错控制效果。由于成本高、控制策略复杂和续航时间短等缺点，六旋翼飞行器的发展和普及应用速度缓慢。近年来，随着新型材料、微机电(MEMS)、微惯导(MIMU)以及飞行控制等技术的发展，六旋翼飞行器的制造成本大为降低，其自适应飞行能力得到长足进步。通过各种算法和数学模型可以灵活控制六个旋翼的旋转，实现垂直起降、定点悬停、旋转、侧飞、倒飞等功能。六旋翼飞行器凭借载重能力强、可控度高、动作灵活以及容错性能好等优点成为国内外炙热的研究热点和技术攻关领域。

由于实际条件限制，对于六旋翼飞行器控制研究的理论成果不少，但大多设计复杂，系统难以实现，对于普通用户而言难以实施操作。

实用新型内容

针对上述问题，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型旨在提供一种结构简单，容易实现和操作的六旋翼飞行系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种六旋翼飞行系统，包括控制器和飞行器，所述控制器包括第一无线通信模块、第一处理模块、定位装置、航姿测量装置以及用于设定飞行器的油门值、航向角和高度值的调节装置，所述第一无线通信模块与第一处理模块连接，定位装置、航姿测量装置和调节装置均与第一处理模块连接；所述飞行器包括第二无线通信模块、第二处理模块、电机、电机调速装置和定高装置，所述第二无线通信模块、第二处理模块、调速装置和电机依次连接，定高装置与第二处理模块连接；所述第一无线通信模块与第二无线通信模块连接。

作为优选，所述定位装置包括第一陀螺仪、第一加速度计和GPS模块，所述第一陀螺仪、第一加速度计和GPS模块均与第一处理模块连接。

作为优选，所述航姿测量装置包括第二陀螺仪、第二加速度计、电子磁场计和温度传感器，所述第二陀螺仪、第二加速度计、电子磁场计和温度传感器均与第一处理模块连接。

作为优选，所述航姿测量装置为三轴加速度陀螺仪传感器。

作为优选，所述定高装置包括超声波传感器和气压计传感器，所述超声波传感器和气压计传感器均与第二处理模块连接。

作为优选，所述电机为无刷电机。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于，通过控制器和飞行器的分工合作，在一定程度上减轻了飞行器的负担，提高了系统的运行效率，增强了人机交互性，降低了用户的操作难度，相比现有技术，此系统结构更简单，更容易实现。

附图说明

图1为本实用新型的六旋翼飞行系统的模块示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

一种六旋翼飞行系统，如图1所示，包括控制器和飞行器，所述控制器包括第一无线通信模块、第一处理模块、定位装置、航姿测量装置和调节装置，所述第一无线通信模块与第一处理模块连接，定位装置、航姿测量装置和调节装置均与第一处理模块连接；

所述飞行器包括第二无线通信模块、第二处理模块、电机、电机调速装置和定高装置，所述第二无线通信模块、第二处理模块、调速装置和电机依次连接，定高装置与第二处理模块连接；

所述第一无线通信模块与第二无线通信模块连接。

所述定位装置包括第一陀螺仪、第一加速度计和GPS模块，所述第一陀螺仪、第一加速度计和GPS模块均与第一处理模块连接，所述定位装置通过陀螺仪、加速度计和GPS模块采集的信号，利用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法测算飞行器所处的空间坐标，并于用户期望的悬停位置相比较，通过数字PID算法锁定空间位置。

所述航姿测量装置包括第二陀螺仪、第二加速度计、电子磁场计和温度传感器，所述第二陀螺仪、第二加速度计、电子磁场计和温度传感器均与第一处理模块连接；所述航姿测量装置实时检测控制器的姿态、作业环境温度和磁场信息，并将检测信号发送给第一处理模块；所述第一处理模块首先利用温度信息对陀螺仪输出信号进行实时温度漂移补偿，然后利用磁场信息对陀螺仪输出信号进行实时校准，最后利用四元素融合算法对姿态信号进行处理，得出可以控制驱动电机的欧拉角(即横滚角(θ)、俯仰角(ψ)和航向角(φ))。