[发明专利]使用wifi进行操控和视频传输的四轴飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用wifi进行操控和视频传输的四轴飞行器。

背景技术

基于四轴飞行器的视频采集设备主要用于航拍领域。由于它的尺寸较小、重 量较轻、飞行平稳、具备自主导航飞行能力等等特点，其运用也越来越广泛。 传统的四轴飞行器视频采集设备一般采用无线射频信号来控制飞行器，需要单 独的遥控器。同时视频信号的传输也是采用无线射频的方式，不仅清晰度不高、 失真较大，同时也需要额外的视频接收和显示设备，使得整个控制端过于复杂， 而且携带起来非常不方便。wifi作为一种常见的无线通信方式，其稳定、传输 数据量大、通信距离较远，同时也是一种十分常见的无线传输方式，广泛地集 成在我们日常的电子设备之中(手机、笔记本)。wifi视频传输技术较为成熟、 可以满足高清视频传输，也十分适用于四轴飞行器视频采集设备。

发明内容

针对上述所述不足，本发明的目的是公开一种使用wifi进行操控和视频传 输的四轴飞行器。其控制和视频信号的传输均采用wifi网络信号实现，只需要 一个手机客户端，就可以完成对视频的接收和对四轴飞行器的操作，十分的简 单和方便，用户体验也更好，以解决上述问题至少一个方面。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种使用wifi进行操控和视频传 输的四轴飞行器设备，包括飞控板、wifi路由模块、电源部分、电机驱动、摄 像头、手机程序模块，飞控板基于stm32芯片Wifi，拥有陀螺仪、加速度计外 设；wifi路由采用RT5350芯片，具有8MFLASH和32MSDRAM，wifi路由模块 采用开源的openwrt操作系统；摄像头为最大分辨率720p的USB无驱摄像头； 手机程序模块采用android系统开发；通过wifi路由和手机之间建立的局域网， 实现对控制信号和视频信号的传输；可以通过手机客户端实现对四轴飞行器各 种运动状态的控制，在移动终端上查看四轴飞行器拍摄到的视频并且对视频信 号进行存储。

飞控板部分主要用于控制四轴飞行器的各种飞行运动，主要包括垂直运动， 俯仰运动，滚转运动，偏航运动，前后运动，侧向运动。四轴飞行器是一个具 有6个自由度和4个输入的欠驱动系统，具有不稳定和强耦合等特点，所以控 制其稳定飞行也是关键。本系统采用常用的PID控制算法来进行控制，主控通 过计算分析陀螺仪、加速度计等采集到的数据，进行四轴飞行器控姿态的解算， 和预定的四轴飞行器姿态进行比较，通过PID运算将控制量输出给四个电机完 成对四轴飞行器姿态的控制。主控与wifi路由模块的通讯使用RS232串口，可 以接收控制命令，并且传输四轴飞行器运行参数。四轴的运动控制主要由四个 变量完成，它们分别是油门(throttle)，控制四轴飞行器的上升下降；航向 (yaw)，控制四轴旋转；翻滚(roll)，控制四轴向左向右；俯仰(pitch)，控 制四轴飞行器的前进后退。

Wifi路由器采用微型wifi路由模块，通过烧写OpenWRT操作系统进行编程 和功能修改，OpenWRT是一个嵌入式的Linux发行版，是主流路由器固件之一。 路由具有USB和RS232接口，通过烧写相应的驱动程序，在USB接口上挂载一 个网络摄像头，使用RS232接口和四轴主控进行通信。wifi路由器将网络摄像 头拍摄到的视频传输给手机客服端，供用户查看。同时wifi路由器将手机客户 端传输过来的控制命令通过串口传输给四轴主控，控制四轴飞行器进行各种飞 行运动。控制命令采用表1的协议完成，采用ASC-Ⅱ码格式进行传输。

表1控制命令帧格式

附图说明

图1为本发明的总体框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明公开了一种使用wifi进行操控和视频传输的四轴飞行 器，主要包括飞控板、wifi路由模块、电源部分、电机驱动、摄像头、手机程 序模块。飞控板基于stm32芯片Wifi，同时拥有陀螺仪、加速度计等外设；wifi 路由采用RT5350芯片，同时具有8MFLASH和32MSDRAM，路由的操作系统采用 开源的openwrt操作系统；摄像头为最大分辨率720p的USB无驱摄像头；手机 应用程序采用android进行开发。