[发明专利]无人机的自动驾驶仪

说明书

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别地，涉及一种无人机的自动驾驶仪。

背景技术

小型无人机以其体积小，在执行任务时隐蔽性好，机动灵活，便于部署，成本低廉，便于携带等特点，在低空军事侦察、火力支援、目标搜索、中继通讯、航空摄影、气象灾害监测以及道路交通监控等各领域都有着广泛的应用前景。随着应用领域向无人机小型化上的拓展，对小型无人机精确制导和控制也提出了更高的要求，为小型无人机设计一种体积小、低成本、低功耗、高精度、高集成度和高可靠性的自动驾驶仪是小型无人机发展的关键技术之

就目前国内的研究现状来看，大多数自动驾驶仪采用的是机械陀螺加GPS接收机组成的INS/GPS飞行控制与导航系统，此类系统功耗大、体积和重量大，均不适合小型无人机使用。

发明内容

本发明目的在于提供一种无人机的自动驾驶仪，以解决现有的驾驶仪系统功耗大、体积和重量过大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种无人机的自动驾驶仪，包括：驾驶仪壳体、设置在驾驶仪壳体内飞机控制器和传感器系统，在驾驶仪壳体上设置有电源接口，传感器系统与飞机控制器电连接；飞机控制器内设置有双DSP控制芯片和数据接口，双DSP控制芯片内集成有飞机控制软件；传感器系统包括三轴惯性传感器、GPS接收机、电子罗盘、大气动压传感器、大气静压传感器。

进一步地，数据接口包括电动机接口、左尾舵机接口、右尾舵机接口、左副翼舵机接口、右副翼舵机接口、回收伞舵机接口和相应接口电路；数据接口采用PWM方式控制电动机和相对应的舵机。

进一步地，大气动压传感器上设置有两个动压通气孔，两个动压通气孔通过管道延伸到驾驶仪壳体外；大气静压传感器上设置有一个静压通气孔，静压通气孔通过管道延伸到驾驶仪壳体外；飞机控制器通过模拟量方式控制大气动压传感器和大气静压传感器。

进一步地，大气动压传感器为双向压差传感器，大气动压传感器中设置有检测膜片，两个动压通气孔将压力施加在检测膜片的两边，通过检测膜片的变形确定小型无人机的空速。

进一步地，自动驾驶仪还包括姿态传感器、航向传感器和高度传感器，姿态传感器的输出精度小于2.5°，航向传感器的输出精度小于1.5°，高度传感器的输出精度小于40m。

进一步地，驾驶仪壳体内还设置有转接盒，转接盒电连接在飞机控制器和传感器系统上，电源接口与转接盒电连接。

进一步地，转接盒上电连接有一个转接板，电源接口通过转接板电连接在转接盒上。

本发明具有以下有益效果：本发明的自动驾驶仪将飞机控制器和多个传感器集成在驾驶仪的壳体内，使得驾驶仪的体积大大减小，功耗降低；另一方面，该飞机控制器采用双DSP控制芯片，使得驾驶仪的控制精度和可靠性大大提高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的自动驾驶仪外观结构示意图；以及

图2是本发明优选实施例的自动驾驶仪内部系统组成示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1和图2，一种无人机的自动驾驶仪，包括驾驶仪壳体1、设置在驾驶仪壳体1内的飞机控制器2、传感器系统3和转接盒6。在驾驶仪壳体1上设置有电缆通孔7和电源接口5。飞机控制器2和传感器系统3的输入和输出数据信号均通过数据接口4与自动驾驶仪上的电缆通孔7连接，电源接口5为自动驾驶仪与电源的连接通道，通过电源接口5给飞机控制器2、传感器系统3以及自动驾驶仪外部的飞机舵机供电。

飞机控制器2内设置有双DSP控制芯片和相应接口电路，双DSP控制芯片内集成有飞机控制软件。飞机控制软件包括姿态控制程序、通讯程序、故障诊断程序和航迹控制程序。工作过程中，飞机控制器2根据控制律反馈、飞行监控等要求，测量出飞机姿态、三轴角速率、飞行航向、飞行高度、飞行速度、飞机位置、电动机转速、电流和输出功率等信号，并给无人机的各执行机构发出执行指令。