[发明专利]飞行控制系统及具有其的飞行器

说明书

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，涉及一种飞行控制系统及具有该飞行控制系统的飞行器。

背景技术

无人飞行器，简称无人机，是一种处在迅速发展中的飞行装置，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低等优点。无人机通过搭载多种传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人机的使用范围已经扩展到军事、科研和民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。

飞行控制系统是飞行器的核心，负责整个飞行器的控制。但是，现有的飞行控制系统普遍存在如下缺点：1、数据处理能力弱，导致其不能快速地处理复杂的数据，从而影响飞行控制系统的稳定性、安全性和处理能力。2、各个模块都是分散的，集成度低，体积庞大，增大了飞行器的体积和重量，不利于飞行器的飞行和小型化。3、对外界的感知能力弱，对感知信息的处理能力弱，不能很好地实现各种控制功能。4、通信方式单一，当该通信方式出现故障或信号较弱时，无人机失去控制，容易导致坠毁等问题，给无人机的安全带来很大的危害。

鉴于现有技术的上述缺陷，迫切需要一种新型的飞行控制系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种飞行控制系统，以解决目前飞行控制系统存在的数据处理能力弱，集成度低、体积大，对外界环境感知能力弱等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种飞行控制系统，其包括控制器模块以及与其通信的惯性测试单元模块、GPS模块、电子调速器模块、视觉处理模块、光流蔽障处理模块和云台模块，其特征在于，所述控制器模块用于完成飞行数据解析处理和通信控制处理；所述惯性测试单元模块用于实时采集飞行器的姿态、高度和加速度信息并与所述控制器模块之间进行实时交流，以对飞行器的姿态进行控制；所述GPS模块用于提供地理信息；所述电子调速器模块用于对所述控制器模块传来的数据进行解析处理并输出控制电机的信号；所述视觉处理模块用于将图像处理成有效信息后与所述控制器模块之间进行数据交流；所述光流蔽障处理模块用于采集和处理地面高度和位置信息并上传给所述控制器模块；所述云台模块用于与所述控制器模块之间进行实时通讯，实现对云台的实时控制与监测，完成对云台的各种操作。

进一步地，其中，所述飞行控制系统进一步包括系统电源管理模块，所述系统电源管理模块用于为飞行控制系统的各个模块供电。

更进一步地，其中，所述系统电源管理模块采用多路独立电源供电，以减小各个模块之间的电源干扰。

再进一步地，其中，所述系统电源管理模块采用DC-DC降压加LDO线性稳压供电，以降低供电电源的纹波，提高飞行控制系统的工作稳定性。

另一方面，其中，所述飞行控制系统进一步包括电池管理系统模块，所述电池管理系统模块用于采集电源的电压、电流和电量信息，并与所述控制器模块进行数据交流。

进一步地，其中，所述控制器模块获取所述电池管理系统模块的上传信息，进行逻辑判断，执行相应的动作，实现对电源的优化操控。

此外，其中，所述控制器模块采用双核结构，包括一个主控制器单元和一个从控制器单元。

进一步地，其中，所述从控制器单元用于实现对所述电子调速器模块的外设操控，减轻所述主控制器单元的工作压力；所述主控制器单元用高速工作主频实现对各种数据的融合处理。

更进一步地，其中，所述主控制器单元拥有多种通信接口，实现各种模块的方便接入。

再进一步地，其中，所述多种通信接口包括UART，SPI，USB，I2C和CAN。

更加进一步地，其中，所述控制器模块带有存储设备，所述存储设备用于实现飞行器飞行数据的实时存储。

再另一方面，其中，所述惯性测试单元模块设置有减震机构，所述减震机构能有效地削弱飞行过程中的高频振动分量，提高飞行控制系统的稳定性。

进一步地，其中，所述GPS模块采用双模高精度的GPS定位模块，其接受灵敏度高，定位精确。

更进一步地，其中，所述GPS模块采用独立的模块存在。

再进一步地，其中，所述GPS模块外部加抗干扰信号屏蔽机构，提高所述GPS模块的接收灵敏度与抗干扰能力。

而且，其中，所述电子调速器模块的控制器与驱动器集成在一起。

进一步地，其中，所述电子调速器模块的控制方式为磁场定向控制。