[实用新型]一种基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器

说明书

技术领域

本实用新型提供了基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器。

背景技术

近几年，无人飞行器逐渐进入公众视野，发展势头迅猛。目前无人机已经被广泛利用于各个领域，成为国家重点发展的行业之一。由于无人机目标小，速度快，适用范围广，便于操控，在检测监控、远程运输等方面有极大优势，军用无人机正在飞速发展，同时民用无人机市场已经和正在逐渐形成。

无人机的的空间定位、姿态调整、路径规划不论在单个无人机的精准控制还是无人机群的指挥调度中都非常重要，要准确获知无人机的空间位置信息，首先要选择精确的传感器，同时算法的效率也非常重要。传统的GPS定位不够精确，在室内定位时也无法使用，无法达到定点控制的要求。同时，考虑到应用的广泛性以及普遍性，无人机定位如何做到高精度，低成本成为一个关键问题。

中国硬件技术这些年来不断发展，模拟气压传感器的测量速度与精度逐渐上升。通过测量气压来计算高度，再根据温度补偿，因为不受地形限制，不受光线影响，稳定性高，成为一种可行的方式。

实用新型内容

本实用新型针对上述不足提供了基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供的基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器，包括单片机控制模块、驱动模块、电源模块和旋翼支架，基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器还包括MPX4115A气压计模块，电源模块由电池直接支撑，电池同时为单片机控制模块、驱动模块供电，MPX4115A气压计利用的是气压监测信号，用于检测高度，所述单片机控制模块用于控制整个系统。

本实用新型所述的基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器，所述的飞行驱动机构包括旋翼与电机；电机驱动旋翼旋转驱动飞行器飞行。

本实用新型所述的基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器，所述的单片机控制模块由镀金复合PCB电路板组成。

MPX4115A气压计安装在飞行器底部距离轴心较近位置；所述MPX4115A气压计测量气压数据，将气压计输出的模拟电压信号和一个电压基准源信号通过仪表放大器进行差分放大并对比，结果送入飞行控制器产生输入中断进行ADC转换；所述电路中采用仪表放大器，降低噪声，并确保小于30nV/rt-Hz 的低输入电压噪声，在电路中加上下拉电阻设定合理的增益。

单片机控制模块包括飞行控制计算机和电机；所述电源模块为电池；所述监控部分包括飞行控制计算机、电池和MPX4115A气压计。

支架采用PA66+30%超高强度材料制成，飞行计算机由高强度镀金复合PCB电路板组成。所述飞行器机身从上到下分别安放飞行控制计算机，电池和MPX4115A气压计；所述滤波法为中位值平均滤波法，即连续采集多个数据，去掉其中的最大值和最小值，对剩余数据求平均值，不仅针对脉冲性干扰非常有效，而且对周期干扰的许削减作用也十分明显；所述计算方法为先根据采集数据计算出气压计的真实输出，再由得到的电压值计算出对应的气压值，算出相应的高度值，再进行存储和计算。由电压值到高度值的计算采用查表法与公式法结合的方式。

有益效果

本实用新型提供的基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器，该飞行器采用MPX4115A气压计确定飞行高度的方式，由于MPX4115A气压计体积小、重量轻的优点，可使飞行器的承重能力要求降低，由于MPX4115A气压计利用的是气压监测信号，数据测量速度非常快，返回一个模拟信号，经过主控芯片ADC转换存入数据存储器并进行运算，缩短了无人飞行器定高处理时间，提高了高度变换的速度，并且提高了飞行控制系统的运行效率。

设计了一种高共模抑制比、低线性误差、低失调漂移增益的差分放大电路来对气压计输出信号进行处理，而且此电路输入阻抗高、噪声低，一方面大大提高了系统的测量灵敏度，另一方面也扩大了输出电压的变化范围。

软件上采用中位值平均滤波法，它是中位值滤波法和算术平均滤波法的融合，有很好的稳定性，针对偶然出现的脉冲性干扰非常有效，同时对周期性干扰的矫正作用也很明显。

系统经过仪器矫正、硬件滤波、软件降噪和解算高度公式的计算，确保了测量结果的精度。静态测量误差在± 0.02m 以内，动态测量误差小于0.042m 。

附图说明

图 1是本实用新型基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器的俯视图；

图 2是本实用新型基于MPX4115A气压计定高的无人机飞行器的侧视图；