[发明专利]一种基于ARM和DSP的工业级无人机飞控系统

说明书

本发明公开了一种基于ARM和DSP的工业级无人机飞控系统，包括：电源板、主控板及IMU板；所述电源板为所述主控板及IMU板隔离供电；所述主控板上设置主处理器，所述主处理器用于接收遥控器控制信号、无人机姿态信息，读取航点信息，并根据接收的遥控器控制信号、无人机姿态信息及读取到的航点信息生成无人机控制指令；所述IMU板上设置协处理器、传感器单元及GPS单元，所述协处理器用于采集接收传感器单元及GPS单元的信息，根据接收传感器单元及GPS单元的信息得到无人机状态信息，并将无人机状态信息通过CAN总线发送至主处理器，本发明能够提高飞控系统的安全性、可靠性，使其满足工业级无人机的需求。

技术领域

本发明涉及飞控系统设计技术领域，特别涉及一种提高飞控系统的安全性、可靠性，使其满足工业级无人机的需求的基于ARM和DSP的工业级无人机飞控系统硬件结构。

背景技术

无人机是一种无人驾驶飞行器，因其体积小、成本低、机动灵活等优点，尤其是无人机可在恶劣环境下进行特种作业，降低人员风险。为此，无人机被广泛的应用在农林防护、灾害救援、地质勘探、军事对抗等诸多领域。其中飞控是无人机控制系统的核心，控制无人机执行作业任务或飞行，但由于无人机自身可靠性问题，无人机失控坠机、伤人等事故频发。随着无人机的普及，国家对无人机的管控更为严格，其对飞控系统的安全性、可靠性也提出了更高的要求，飞控性能的好坏直接决定了无人机能否安全、可靠的执行作业任务或飞行。因此，为提高飞控系统的可靠性及性能，本发明提出一种基于ARM和DSP的工业级无人机飞控系统。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种提高飞控系统的安全性、可靠性，使其满足工业级无人机的需求的基于ARM和DSP的工业级飞控系统硬件结构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供一种基于ARM和DSP的工业级无人机飞控系统，飞控系统包括：电源板、主控板及IMU板；

所述电源板为所述主控板及IMU板隔离供电；

所述主控板上设置主处理器，所述主处理器用于接收遥控器控制信号、无人机姿态信息，读取航点信息，并根据接收的遥控器控制信号、无人机姿态信息及读取到的航点信息生成用于控制无人机的控制指令；

所述IMU板上设置协处理器、传感器单元及GPS单元，所述协处理器用于采集接收传感器单元及GPS单元的信息，进行卡尔曼滤波、导航解算处理得到无人机状态信息，并将无人机状态信息通过CAN总线发送至主处理器。

所述主控板与所述IMU板之间采用隔离的CAN总线进行通信。减少板件接线，并提高通信的可靠性。

所述主处理器接收遥控器控制信号，并将遥控器控制信号转换为无人机的各舵控指令，并通过隔离的PWM处理模块控制无人机舵机偏转，进而对无人机姿态进行控制。

所述传感器单元包括内置传感器及外置传感器；

所述内置传感器焊接在IMU板上，通过非隔离SPI、IIC接口与协处理器连接，满足无人机安全飞行；

所述外置传感器采用隔离接口与IMU板进行连接。如，组合导航等与IMU板之间采用隔离的RS422进行通信，抑制共模干扰等，降低通信干扰，保护处理器。

所述电源板包括：功率供电部分、数字供电部分、USB调试供电。

功率供电部分，供电范围7-42V，转换为功率5V给舵机、电机、PWM处理模块、外置传感器供电；

数字供电部分，供电范围3-9V，先升压至12V，再稳压至5V，给主处理器处理器、协处理器及内置传感器供电；

USB调试供电，主要方便调试使用，将迷你USB接口电压稳压至3.3V给处理器及部分内置传感器供电；

USB调试供电给接收机等部分外置设备供电，便于调试使用。