[发明专利]多旋翼无人机控制系统

说明书

本发明公开了一种多旋翼无人机控制系统，包括主控制模块、传感模块、执行单元和电源模块，所述传感模块包括惯性测量单元、气压高度测量单元和GPS单元，所述执行单元包括电机和多个桨距控制单元，所述电机用于同时驱动多个旋翼转动，各桨距控制单元分别用于控制各旋翼的桨距，所述桨距控制单元通过舵机改变旋翼角度；所述传感模块和执行单元分别连接主控制模块；所述电源模块包括太阳能电池板、蓄电池、充电管理单元和电压检测单元。该系统采用一个电机对多个旋翼进行控制，在需要调整无人机姿态时仅需要对部分旋翼进行变桨距控制，即可实现对无人机的飞行控制，降低了无人机能耗，提高了无人机续航能力。

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，特别涉及一种多旋翼无人机控制系统。

背景技术

随着科技的进步和低空领域的开放，多旋翼无人机在军事和民用领域中的应用越来越广泛，国内外各研究机构都对无人机展开了相应的研究开发工作。现有的多旋翼无人机是一种电动控制、能垂直起降的飞行器，如目前常见的四旋翼无人机，其结构紧凑，能产生较大的升力，四个旋翼可以相互抵消反扭力矩，而不需要专门的反扭矩桨。传统的四旋翼无人机通常是通过改变螺旋桨的转速来控制姿态与运动,因此需要四个电机同时工作，这种控制方式往往会增加电量的消耗，减低无人机的续航能力。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种多旋翼无人机控制系统，通过改变无人机旋翼的桨距实心对无人机姿态的控制，节省能耗，提高无人机的续航能力。

为解决上述技术问题，本发明采用了一种多旋翼无人机控制系统，包括主控制模块、传感模块、执行单元和电源模块，所述传感模块包括惯性测量单元、气压高度测量单元和GPS单元，所述执行单元包括电机和多个桨距控制单元，所述电机用于同时驱动多个旋翼转动，各桨距控制单元分别用于控制各旋翼的桨距，所述桨距控制单元通过舵机改变旋翼角度；所述传感模块和执行单元分别连接主控制模块；所述电源模块包括太阳能电池板、蓄电池、充电管理单元和电压检测单元。

进一步地，所述主控制模块采用STM32F427微处理器。

进一步地，所述电源控制模块包括报警单元，所述报警单元采用LED指示电路和/或声音报警电路，当蓄电池电压小于设定值时进行报警。

本发明中采用一个电机对多个旋翼进行控制，在需要调整无人机姿态时仅需要对部分旋翼进行变桨距控制，即可实现对无人机的飞行控制，降低了无人机能耗，提高了无人机续航能力；控制系统采用太阳能电池板进行供电，可进一步增加无人机的续航能力。

附图说明

图1是本发明实施例结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本实施例中的多旋翼无人机控制系统，包括主控制模块、传感模块、执行单元和电源模块，传感模块包括惯性测量单元、气压高度测量单元和GPS单元，执行单元包括电机和多个桨距控制单元，电机用于同时驱动多个旋翼转动，各桨距控制单元分别用于控制各旋翼的桨距，桨距控制单元通过舵机改变旋翼角度；传感模块和执行单元分别连接主控制模块。

本实施例中主控制模块采用STM32F427微处理器。主控制模块是整个系统的核心，负责传感模块的数据采集、飞行的姿态解算、控制算法的运行以及控制执行单元的输出。传感模块包括惯性测量单元、气压高度计和GPS,其中惯性测量单元用来检测飞行器姿态信息,GPS和气压高度计则确定飞行器的高度、飞行速度以及位置等信息。由于GPS在低空的环境下对高度的检测达不到目标要求,因此利用气压高度计进行补偿处理。