[发明专利]一种固定翼无人机的飞行辅助系统

说明书

本发明公开一种固定翼无人机的飞行辅助系统。包括监测无人机的飞行状态和稳定程度，建立无人机三维飞行的控制模型，实现实时自主调控无人机稳定飞行并将数据返回地面。所述装置主要包括主控制模块、姿态感应模块、气压高度感应模块、空速感应模块、信号调理及接口模块、舵机模块、无线模块和电源模块。姿态感应模块、气压高度感应模块、空速感应模块实时监测无人机飞行状态、高度和空速，并将数据发送到主控制模块进行处理和解算，主控制模块输出指令给执行机构，控制电机和舵机来改变无人机的俯仰角、横滚角、偏航角，同时无线模块发送信息到地面控制终端，并融合遥控信息实时监测并辅助无人机使其稳定飞行，最终使无人机应用于诸多方面。

技术领域

本发明涉及一种固定翼无人机的飞行辅助系统，包括在遥控无人机的同时，检测无人机的飞行状态和稳定程度，实现实时自主调控无人机使其稳定飞行，并将数据返回地面。

背景技术

随着科学的发展和时代的进步，固定翼无人机无论在军事还是民用领域都有广泛的应用前景。近年来，对无人机领域的研究已得到国内外各大研究机构的重视，尤其小型固定翼无人机的研究得到迅猛发展，可广泛应用于军事侦察、高空拍摄、交通监控及自然灾害勘察等方面，因此实现小型固定翼无人机的稳定飞行具有重要的现实意义。

然而，实现无人机飞行不可避免地要涉及到飞行器姿态、速度、位置等方面的控制运算。大多数航模爱好者并不能使自己的航模稳定飞行，原因之一是只用遥控器操控航模飞行，很容易受天气影响，加之操控者手法不熟练，其次风向和风速的变化人眼无法察觉，没有时间进行快速控制，形成飞行力量不平衡，以致上下、左右翻滚成为常见现象，另外，航模缺少飞行稳定辅助系统，飞机无法达到自主或半自主飞行。

基于此，小型固定翼无人机需要一个飞行辅助系统来使其避免这些弊端，达到稳定飞行的目的并对其进行控制。

发明内容

本发明主要解决的是：提供一种固定翼无人机的飞行辅助系统，使无人机能在接收遥控信息的同时，监测无人机的飞行状态和稳定程度，使其进行自动调整，并将数据返回地面。

本发明所采用的技术方案是：一种固定翼无人机的飞行辅助系统，采用模块化设计，主要包括主控制模块、姿态感应模块、气压高度感应模块、空速感应模块、信号调理及接口模块、舵机模块、无线模块。所述的主控制模块分别与姿态感应模块、气压高度感应模块、空速感应模块、信号调理及接口模块、舵机模块、无线模块、电源模块相连；所述的姿态感应模块由MEMS

三轴数字陀螺仪和三轴数字MEMS加速度计组成，用来监测无人机飞行姿态并将测得数据返回到上位机，其中MPU6050陀螺仪使用I²C总线与MCU之间通信；所述的气压高度感应模块为MS5611-01BA气压传感器，用来检测飞行高度；所述的空速感应模块为4525D0气压传感器，用来检测飞行速度；所述的舵机模块由舵盘、位置反馈电位器、减速齿轮组、直流电机和控制电路组成；所述的主控制系统中上位机采用DMA的方式接收数据；所述的无线模块为基于2.4G频段的NRF2401模块，可实现无人机飞行数据返回并接收遥控指令。

本发明由于采用上述结构，使无人机能在接收遥控信息的同时，监测无人机的飞行状态和稳定程度，使其进行自动调整，并将数据返回地面，能很大程度上规避无人机和航模的飞行不稳问题，使无人机实现自主或半自主飞行，从而能被广泛应用于诸多方面，例如军事侦察、高空拍摄、交通监控、自然灾害勘察、航模制作、无人机快递送货上门及人工降雨等，有广泛的应用价值和市场前景。

附图说明

图1是系统总体结构图

图2是系统基本流程图

具体实施方式

下面结合附图给出具体实施例，进一步说明本发明是如何实现的。