[实用新型]一种无人机地面站云台控制电路

说明书

本实用新型公开了一种无人机地面站云台控制电路，该电路包括微处理系统、电源处理模块、电性连接微处理系统用于将水平/俯仰电机控制信号与微处理系统信号进行转换的信号转换模块、与微处理系统电性连接的RS485通信模块、GPS信息获取模块、以及信号隔离模块，信号隔离模块分别连接俯仰0度和90度限位开关。该电路根据无人机实时传送的GPS信息来计算跟踪的水平角和俯仰角，并通过这个角度控制水平和俯仰电机进行转动，带动云台及其上的定向天线运动，同时获取航向/横滚俯仰传感器的信息对水平/俯仰角进行补偿修正，保证跟踪精度和稳定性，为保证俯仰角度不过冲，在电机转动过程中，微处理系统实时监测俯仰0度和90度限位开关的信号。

技术领域

本实用新型涉及无人机航空领域和电路领域，具体地说涉及一种无人机地面站云台控制电路。

背景技术

随着无人机产业的发展，无人机应用到了各行各业，包括侦察、航拍、农业、快递等等领域，在许多应用中，无人机都需要将采集到信息数据实时传送给地面控制系统，这种无线通信系统的数据传输都有远距离、高带宽的要求，因此系统中通常选择使用定向天线。

定向天线的特点就是通信距离远、覆盖范围小，欲跟踪上毫无规律运行中的无人机，使无人机与地面控制系统实现不间断实时通信，必须保证定线天线的发射天线和接收天线主瓣对准，因此地面的定向天线需要随着无人机的飞行而转动，即跟踪无人机。

实现定向天线对准跟踪无人机一般采用自动跟踪方式，目前这种自动跟踪系统较复杂，跟踪角度波动较大，不稳定，易跟丢目标。

实用新型内容

发明目的：本实用新型的目的是提供一种利用云台及其定向天线运动实时控制、跟踪、修正无人机水平/俯仰角并保证电机运转安全的无人机地面站云台控制电路。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种无人机地面站云台控制电路，包括微处理系统、电源处理模块、电性连接微处理系统用于分别将水平电机控制信号和俯仰电机控制信号与微处理系统信号进行转换的第一信号转换模块和第二信号转换模块、与微处理系统电性连接的RS485通信模块、GPS信息获取模块、以及信号隔离模块；所述电源处理模块分别电性连接未处理系统、第一信号转换模块、第二信号转换模块、信号隔离模块、RS485通信模块和GPS信息获取模块。所述信号隔离模块分别连接俯仰0度限位开关和俯仰90度限位开关。

本实用新型所述的俯仰限位开关为无人机领域的常用技术术语，其主要目的是限制定向天线的俯仰角（0~90度），当定向天线到达0度或者90度时，限位开关状态变化，微处理系统感知到该俯仰角并立即控制电机停转，以防电机过冲损坏设备。

本实用新型的微处理系统根据无人机实时传送来的GPS位置与获取到定向天线的GPS信息来计算跟踪的水平角和俯仰角，并通过这个角度控制水平和俯仰电机进行转动，带动云台及其上的定向天线运动，同时获取航向传感器以及横滚俯仰传感器的信息对水平和俯仰角进行补偿修正，从而保证跟踪精度和稳定性，为保证水平和俯仰角度不过冲，在电机转动过程中，微处理系统实时监测俯仰0度和俯仰90度限位开关的信号。

本实用新型所述的微处理系统包括但不限于32位STM32型号ARM芯片。该处理器的ASG信号输出引脚和BSG信号输出引脚各自分别与第一信号转换模块和第二信号转换模块电性连接，经422总线向水平电机、俯仰电机输出控制信号并进行跟踪。该处理器的4号、5号引脚（EXIT1、EXIT2）电性连接俯仰0度限位开关和俯仰90度限位开关，用于实时监测俯仰0度和90度。作为优选实施方式，本实用新型选用STM32F427VI芯片作为微处理系统，该芯片时钟频率最高可达168MHz，内置2M的Flash、64K的RAM、3个12位AD、17个定时器、4路USART通讯口等多种资源，具有极高的性价比。另外，微处理系统的23号、24号引脚电性连接航向传感器，25号、26号引脚电性连接横滚俯仰传感器，用于获取定向天线的方位角、俯仰角以及横滚角。