[发明专利]一种基于多传感融合的四轴飞行器系统和工作方法

权利要求书

1.一种基于多传感融合的四轴飞行器系统，其特征在于，包括：飞控组件、姿态电路组件和电调组件；

飞控组件四角向外延伸，该飞控组件形成“X”形，该飞控组件与电调组件上下契合，该飞控组件与电调组件中间夹缝中安装姿态电路组件，飞控组件的四角位置和电调组件的四角位置通过金属固定柱连接，在飞控组件的每一角设置螺旋桨，同时在飞控组件的每一角安装保护罩，该保护罩一端固定在飞控组件，另一端向外延伸的长度超过螺旋桨的运行半径。

2.根据权利要求1所述的基于多传感融合的四轴飞行器系统，其特征在于，所述飞控组件包括：飞控板、红外传感器、超声波传感器、I²C通信电路、CAN通信电路、无线通信电路和摄像装置；

红外传感器和超声波传感器分别安装在飞控板的每一角最外侧，分别接收每个方位的距离信息和障碍物信息，摄像装置安装在飞控组件的每一角上部，用于采集图像数据，I²C通信电路布置在飞控组件和电调组件之间，传输红外传感器和超声波传感器的数据，CAN通信电路连接于飞控组件、姿态电路组件和电调组件之间，用于相互之间的数据交互，无线通信电路连接外部智能设备。

3.根据权利要求2所述的基于多传感融合的四轴飞行器系统，其特征在于，所述电调组件包括：电调板、若干马达、电池绑缚孔、起落架和电源板；

电调板每一角安装马达，所述马达穿过电调板和飞控板带动螺旋桨转动，所述电调板中心位置开设条形的电池绑缚孔，该电池绑缚孔通过绕线安装固定电池，电池供电端连接电源板电源端，电调板每一角在马达内侧安装起落架，所述起落架面向地面一侧安装橡胶垫。

4.根据权利要求1所述的基于多传感融合的四轴飞行器系统，其特征在于，所述飞控组件还包括：

红外传感器信号发送端连接飞控处理器红外信号接收端，超声波传感器信号发送端连接飞控处理器超声波信号接收端，I²C通信电路信号发送端连接飞控处理器I²C信号接收端，CAN通信电路信号交互端连接飞控处理器CAN总线信号交互端，无线通信电路信号交互端连接飞控处理器无线信号交互端，摄像装置信号发送端连接飞控处理器摄像信号接收端。

5.根据权利要求4所述的基于多传感融合的四轴飞行器系统，其特征在于，所述姿态电路组件包括：加速度传感器、陀螺仪、电子罗盘；

加速度传感器信号发送端连接姿态处理器信号接收端，陀螺仪信号发送端连接姿态处理器信号接收端，电子罗盘信号发送端连接姿态处理器信号接收端。

6.根据权利要求5所述的基于多传感融合的四轴飞行器系统，其特征在于，所述电源板还包括：电调处理器、电源电路、直流调相电路、传感器电路和通信电路；

电池供电端连接电源电路电源端，电源电路供电端连接电调处理器电源端，直流调相电路信号发送端连接电调处理器调相信号接收端，传感器电路信号发送端连接电调处理器传感器信号接收端，通信电路信号发送端连接电调处理器通信信号接收端。

7.根据权利要求1所述的基于多传感融合的四轴飞行器系统，其特征在于，所述保护罩为扇形展开形状，所述保护罩与电调组件和飞控组件在同一平面，所述保护罩中部切削掏空若干对流框，使螺旋桨在保护罩上方旋转能够采集足够的气流，在保护罩四周设置若干发光LED灯组。

8.一种基于多传感融合的四轴飞行器系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：启动飞行器系统并初始化，执行飞行指令过程中，姿态电路组件、红外传感器、超声波传感器、气压计进行采样，采样频率根据系统的响应频率进行匹配设定；

S2：根据采集的红外传感器输出电压数据，利用红外传感器输出电压-距离解算曲线解算出距离；根据超声波传感器采集数据解算出距离；根据气压传感器采集数据解算出气压值；根据姿态测量器采样数据利用旋转矩阵法解算出俯仰、横滚和偏航角；

S3：融合处理红外传感器、超声波传感器、气压计、姿态电路组件的参数数据，并进行飞行稳定性判断；保证整个飞行器系统的安全。