一種無人機飛控模塊、無人機飛控系統及無人機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無人機領域，特別涉及到一種無人機飛控模塊、無人機飛控系統及無人機。
【背景技術】
[0002]無人機具有無需空中駕駛員、機動性強、成本相對低、易于操作等優點，在軍事領域的區域偵查監視、目標鎖定跟蹤和通訊中繼等，警用領域中的反恐偵查監視、安保和交通監控等，民用領域中的石油管路巡線、電力巡線、農林植保和漁業等業務中擁有廣泛的應用市場和良好的應用前景，使得無人機的發展十分迅猛。
[0003]現有技術中，無人機的飛行控制系統大多由地面遙控裝置、機載控制裝置和機載驅動裝置這三部分組成。地面操作手需要實時觀察無人機的飛行狀態，并根據飛行狀態對遙控裝置進行控制，遙控裝置將接收到的控制信息與機載控制裝置進行交互，機載控制裝置對接收到指令信息進行分析計算，然后依據處理后的指令信息對所述機載驅動系統進行控制，最后，通過機載驅動系統實現對無人機的控制。
[0004]上述這種無人機的控制方式對操作手的資質有較高要求，而且不同應用領域的無人機，其具體應用特點也不同，因此需要對操作手進行專業的嚴格培訓。
[0005]另一方面，上述這種無人機的控制方式無法實現超視距操作，且遠距離控制精度不佳、影響飛行安全，不利于無人機在各個不同領域的推廣和廣泛應用。
[0006]因此，現有技術中的無人機大多還十分依賴操作手，而且無法實現超視距操作，遠距離控制精度不佳，無人機飛行安全性較低。
【發明內容】
[0007]本發明解決的問題是現有技術中的無人機大多還十分依賴操作手，而且無法實現超視距操作，遠距離控制精度不佳，無人機飛行安全性較低。
[0008]為解決上述問題，本發明提供一種無人機飛控模塊，包括:
[0009]處理器；
[0010]GNSS模塊，所述GNSS模塊與所述處理器連接；
[0011]飛行狀態偵測單元，所述飛行狀態偵測單元與所述處理器連接；
[0012]接口驅動，所述接口驅動與所述處理器連接。
[0013]進一步，所述飛行狀態偵測單元包括:
[0014]IMU ；
[0015]絕壓傳感器；
[0016]差壓傳感器。
[0017]進一步，還包括:
[0018]存儲器，所述存儲器與所述處理器連接；
[0019]總線驅動，所述總線驅動與所述處理器連接；
[0020]信號處理單元，所述信號處理單元與所述處理器連接，并與所述差壓傳感器連接;
[0021]信號整形單元，所述信號整形單元與所述處理器連接；
[0022]數據鏈模塊，所述數據鏈模塊與所述處理器連接。
[0023]進一步，還包括:
[0024]LED燈，所述LED燈與所述處理器連接；
[0025]功率放大器，所述功率放大器與所述處理器連接；
[0026]電源管理模塊；
[0027]USB接口，所述USB接口與所述處理器連接。
[0028]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:
[0029]本發明的無人機飛控模塊包括飛行狀態偵測單元，所述飛行狀態偵測單元可以獲得諸如過載信息、航姿信息、空速信息以及氣流角信息等飛行狀態信息，并通過GNSS獲得導航信息，然后將飛行狀態信息與導航信息融合計算后通過接口驅動對無人機進行自主控制，實現超視距控制，提高了無人機的飛行安全，降低了無人機飛行時對操作手的依賴。
[0030]本發明還提供一種無人機飛控系統，包括:
[0031]上述的無人機飛控模塊；
[0032]I/O接口、舵機和電調，所述I/O接口、舵機和電調與所述接口驅動連接；
[0033]遙控接收機，所述遙控接收機與所述信號整形單元連接；
[0034]GNSS天線，所述GNSS天線與所述GNSS模塊連接；
[0035]空速管，所述空速管與所述信號處理單元和所述差壓傳感器連接。
[0036]進一步，還包括:
[0037]機載電源，所述機載電源與電源管理模塊連接；
[0038]I2C總線、UART總線和CAN總線，所述I2C總線、UART總線和CAN總線與所述總線驅動連接。
[0039]進一步，還包括:
[0040]射頻接頭，所述GNSS天線通過所述射頻接頭與所述GNSS模塊連接。
[0041]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:
[0042]本發明的無人機飛控系統包括無人機飛控模塊，所述無人機飛控模塊包括飛行狀態偵測單元，所述飛行狀態偵測單元可以獲得諸如過載信息、航姿信息、空速信息以及氣流角信息等飛行狀態信息，并通過GNSS獲得導航信息，然后將飛行狀態信息與導航信息融合計算后通過接口驅動對無人機進行自主控制，實現超視距控制，提高了無人機的飛行安全，降低了無人機飛行對操作手的依賴。
[0043]本發明還提供一種無人機，包括:
[0044]上述的無人機飛控系統；
[0045]遙控器，所述遙控器可與遙控接收機進行交互。
[0046]進一步，還包括:
[0047]地面站PC，所述地面站PC可通過USB接口與所述處理器連接。
[0048]進一步，還包括:
[0049]數據鏈地面終端，所述數據鏈地面終端可與所述數據鏈模塊進行交互。
[0050]本發明的無人機包括無人機飛控系統，所述無人機飛控系統包括無人機飛控模塊，所述無人機飛控模塊包括飛行狀態偵測單元，所述飛行狀態偵測單元可以獲得諸如過載信息、航姿信息、空速信息以及氣流角信息等飛行狀態信息，并通過GNSS獲得導航信息，然后將飛行狀態信息與導航信息融合計算后通過接口驅動對無人機進行自主控制，實現超視距控制，提高了無人機的飛行安全，降低了無人機飛行對操作手的依賴。
【附圖說明】
[0051]圖1是本發明第一實施例中無人機飛控模塊的布局示意圖；
[0052]圖2是本發明第二實施例中無人機飛控系統的布局示意圖；
[0053]圖3是本發明第三實施例中無人機飛控系統和地面站的布局示意圖；
[0054]圖4是本發明第三實施例中無人機自主飛行的信號處理流程示意圖；
[0055]圖5是本發明第三實施例中無人機工作流程圖。
【具體實施方式】
[0056]現有技術中的無人機大多還十分依賴操作手，而且無法實現超視距操作，遠距離控制精度不佳，無人機飛行安全性較低。
[0057]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。
[0058]第一實施例
[0059]參考圖1，本實施例提供一種無人機飛控模塊，包括:
[0060]處理器，GNSS(Global Navigat1n Satellite System，全球導航衛星系統)模塊，飛行狀態偵測單元和接口驅動。
[0061]在本實施例中，所述處理器為ARM和FPGA的雙核結構，可以確保無人機飛控模塊具有良好的實時性和卓越接口能力。
[0062]所述GNSS模塊與所述處理器連接，所述GNSS模塊用于提供衛星導航信息，可以獲取無人機的經度、瑋度、高度、地速和航向等信息，并將這些信息傳輸至處理器進行解算。
[0063]所述飛行狀態偵測單元與所述處理器連接。在本實施例中，所述飛行狀態偵測單元包括頂U、絕壓傳感器和差壓傳感器。
[0064]其中IMU提供3軸的慣性信息和磁場信息，并將慣性信息和磁場信息提供給處理器以解算得到無人機的飛行姿態和磁航向。
[0065]所述絕壓傳感器可以測得大氣絕對壓力，以供處理器計算氣壓高度。
[0066]在本實施例中，所述無人機飛控模塊還包括信號處理單元，所述信號處理單元與所述處理器連接，并與所述差壓傳感器連接。所述差壓傳感器和信號處理單元向處理器提供差壓和氣流角信號，以供處理器計算空速、迎角及側滑角等信息。
[0067]所述接口驅動與所述處理器連接。
[0068]在本實施例中，無人機飛控模塊還包括:存儲器，總線驅動，LED燈，功率放大器，電源管理模塊，USB接口，信號整形單元以及數據鏈模塊。
[0069]所述存儲器與所述處理器連接，所述處理器可以對所述存儲器進行讀寫操作。
[0070]在本實施例中，所述存儲器包括高速NVM(Non Volatile Memory，非易失性存儲器)以用于實時存取重要參數，還包括TF卡以用于記錄大的數據，如存儲航線、任務等預載入數據。
[0071]所述總線驅動與所述處理器連接，所述總線驅動提供標準總線接口，以便與現有的通用設備互聯，提高無人機飛控模塊的通用性與擴展性。
[0072]所述信號整形單元與所述處理器連接，信號整形單元用于對接口驅動的接口信號進行處理，以便處理器處理，又起到隔離保護作用。
[0073]所述數據鏈模塊與所述處理器連接，用于與數據鏈地面終端通過射頻接頭建立無線連接。
[0074]所述LED燈與所述處理器連接，LED燈在處理器的驅動下通過不同的燈光組合顯示不同的信息。
[0075]所述功率放大器與所述處理器連接，用于提供高功率輸出能力的接口。
[0076]所述USB接口與所述處理器連接，地面站PC通過該USB與無人機飛控模塊進行連接。
[0077]所述電源管理模塊管理電源的輸入，為無人機飛控模塊提供合理的供電，并對電源和無人機飛控模塊進行保護。
[0078]本實施例的無人機飛控模塊包括飛行狀態偵測單元，所述飛行狀態偵測單元可以獲得諸如過載信息、航姿信息、空速信息以及氣流角信息等飛行狀態信息，并通過GNSS獲得導航信息，然后將飛行狀態信息與導航信息融合計算后通過接口驅動對無人機進行自主控制，實現超視距控制，提高了無人機的飛行安全，降低了無人機飛行時對操作手的依賴。
[0079]第二實施例
[0080]參考圖2，本實施例提供一種無人機飛控系統，包括:
[0081]第一實施例中的無人機飛控模塊。
[0082]I/O接口、舵機和電調，所述I/O接口、舵機和電調與所述接口驅動連接；所述I/O接口、舵機和電調受無人機飛控模塊控制，進而實現對無人機的最終控制。
[0083]遙控接收機，所述遙控接收機與所述信號整形單元連接；所述遙控接收機接收遙控器的指令，并將指令通過所述信號整形單元進行處理，最后傳輸至處理器，通過處理器處理后控制I/O接口、舵機和電調等，實現對無人機的最終控制。
[0084]所述無人機飛控系統還提供脈沖信號給信號整形單元。
[0085]GNSS天線，所述GNSS天線與所述GNSS模塊連接；用于接收GNSS的導航信號。
[0086]在具體實施例中，所述無人機飛控模塊還包括射頻接頭，所述GNSS天線通過所述射頻接頭與所述GNSS模塊連接。
[00