[实用新型]一种小型飞行器机载测控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及飞行器测控系统技术领域，具体是一种小型飞行器机载测控系统。

背景技术

现行飞行器在飞行过程中受到各种外部环境的干扰，很难获得其准确的性能参数。利用陀螺仪或姿态传感器对物体进行姿态检测时，会产生累计误差，致使飞行器在飞行过程中不稳定。本实用新型在分析微型四旋翼飞行器的特点和工作原理的基础上，构建飞行器的机理模型，以单片机为控制器设计飞行器机载测控系统，提出一种小型飞行器机载测控系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小型飞行器机载测控系统，解决现行飞行器在飞行过程中受到各种外部环境干扰难以获得其准确性能参数以及飞行器姿态检测时产生累计误差致使飞行器在飞行过程中不稳定的问题。

本实用新型所述的一种小型飞行器机载测控系统，包括传感器、飞行控制器、飞行驱动器、通信系统、上位机，小型飞行器以四旋翼为机体结构，选取╳形支架模式，所述飞行驱动器由四个电机组成，分别对称地安装在╳形支架的左上、左下、右上和右下端点，所述传感器、所述飞行控制器和所述通信系统通过阻尼器固定于╳形支架的中心空间，所述通信系统包括两部分，分别是飞行控制器与地面遥控基站之间的无线通信板块和飞行控制器与上位机之间的串口通信板块，所述传感器与所述飞行控制器通过接口连接，所述飞行控制器与所述无线通信板块通过接口连接，所述飞行控制器与所述串口通信板块连接，所述传感器与所述上位机通过串口连接。

对上述基础方案优选，所述传感器为六轴姿态传感器MPU-6050，通过IIC 接口与飞行控制器相连。

对上述基础方案优选，所述飞行控制器为ATMEGA328P微控制器，所述ATMEGA328P微控制器通过IIC接口与传感器相连。

对上述基础方案优选，所述述飞行驱动器由四个电机组成，所述电机为716 空心杯电机。

对上述基础方案优选，所述无线通信板块由两个NRF24L01器件组成，所述串口通信板块为HC-06蓝牙通信，所述无线通信板块与所述飞行控制器通过SPI 接口连接，所述传感器与所述上位机通过TTI串口连接。

对上述基础方案优选，所述阻尼器为减震胶柱或弹簧。

本实用新型的优点和产生积极效果是：本实用新型的小型飞行器以四旋翼为机体结构，选取╳形支架模式，与普通飞行器相比，具有结构简单和单位体积能够产生更大升力等优点；本实用新型基于传感器和飞行控制器对卡尔曼滤波应用，设计出一种小型飞行器机载测控系统，通过传感器和飞行控制器与外界交互并且作出相应反应，确保飞行器飞行时的平稳快速，使其具有较好的远程监控及较强的抗干扰能力，并可以广泛运用到气象监测、影视制作、灾情观测等领域。

附图说明

图1为本实用新型小型飞行器机载测控系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

本实用新型所述的一种小型飞行器机载测控系统，包括六轴姿态传感器 MPU-6050、ATMEGA328P微控制器、飞行驱动器、通信系统、上位机，小型飞行器以四旋翼为机体结构，选取╳形支架模式，所述飞行驱动器由四个716空心杯电机组成，分别对称地安装在╳形支架的左上、左下、右上和右下端点，所述六轴姿态传感器MPU-6050、所述ATMEGA328P微控制器和所述通信系统通过减震胶柱固定于╳形支架的中心空间；所述六轴姿态传感器MPU-6050检测飞行器当前的加速度、角度及角速度等姿态信号，所述六轴姿态传感器MPU-6050 与所述ATMEGA328P微控制器通过IIC接口连接，所述ATMEGA328P微控制器运行卡尔曼滤波器进行姿态算解，然后输入所述ATMEGA328P微控制器，与平衡状态比较机身的偏移角度，根据偏差在所述ATMEGA328P微控制器内进行 PID算法处理，输出PWM波控制四个所述716空心杯电机转动，使飞行器平衡稳定，如此反复不断进行，直到飞行器平衡稳定为止；所述通信系统包括两部分，分别是ATMEGA328P微控制器与地面遥控基站之间的无线通信板块和 ATMEGA328P微控制器与上位机之间的串口通信板块，所述ATMEGA328P微控制器与所述无线通信板块通过SPI接口连接，实现飞行器的无线通信，完成飞行器的遥控操作，同时通过固定在机身上的所述六轴姿态传感器MPU-6050检测飞行姿态数据经过卡尔曼滤波器分析和解算后与所述HC-06蓝牙通信连接，通过TTI串口连接与HC-06蓝牙通信接收器所在的终端电脑连接，实现所述上位机上飞行器实时飞行姿态的监控，调试飞行器飞行达到平稳快速运行的效果。