[发明专利]通用旋翼无人机飞控信号接入方法

说明书

本发明公开了一种通用旋翼无人机飞控信号的接入方法，其包括以下步骤：步骤一、分析所用飞控各通道控制信号的信号特征；步骤二、分析各通道控制信号对应的飞行器飞行动作或状态；步骤三、使用主控制器产生控制信号，控制信号与步骤一中所分析的信号特征相对应各通道分别对应的特征相同的控制信号；步骤四、使用控制信号选择模块将主控制器的控制信号接入飞控。本发明可以进一步联合视觉导航系统，完成目标识别和跟踪等更高层的智能自主任务，大大提高微小型无人飞行器的应用领域和可二次开发性。

技术领域

本发明属于通用型市售飞控的控制信号接入技术领域，涉及一种通用旋翼无人机飞控信号接入方法，通过主控制器来控制无人机自主飞行。

背景技术

近年来，随着相关传感器的微型化和控制技术的日趋成熟，微小型无人飞行器逐渐成为公众关注和研究的热点。其中旋翼无人飞行器因具有易于控制和姿态灵活等优点，在民用领域得到了长足的发展。如今市场上也出现了诸多优秀的飞行控制器及相关产品，它们在稳定性和操作性方面表现突出。但这些产品由于飞控程序不开源留给用户的可拓展性往往非常有限，只能完成生产商出厂时设置好的功能，通常只有手动遥控、自动返航和地面站控制等方式。因此相关研究人员若要使用无人飞行器完成特定的任务就需要从飞行控制器入手，这无疑提高了研究的技术门槛。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种通用旋翼无人机飞控信号接入方法，实现用户能够将微控制器产生的控制信号绕过人工遥控设备接入成品商用飞行控制器中，有效地利用市售商品飞控的高稳定性完成用户自定义的自主任务，如脱离手动遥控和地面站的自主起飞与降落，按照预设航线巡航等；同时也可以进一步联合视觉导航系统，完成目标识别和跟踪等更高层的智能自主任务，大大提高微小型无人飞行器的应用领域和可二次开发性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种通用旋翼无人机飞控信号接入方法，该方法包括分析所用飞控各通道控制信号的信号特征及与之对应的飞行器飞行动作或状态、使用主控制器产生特征相同的控制信号、通过控制信号选择模块切换输入到飞控的控制信号源为来自遥控器接收机的人工控制信号或者来自主控制器的自主控制信号，从而实现飞控信号的接入。

本发明方法具体包括以下步骤：

步骤一：分析所用飞控各通道控制信号的信号特征

分析所用飞控各通道控制信号的信号特征，控制信号通道包括横滚、俯仰、油门、偏航四个动作通道以及若干功能通道，包括但不仅限于控制模式切换通道、一键返航通道、机载云台控制通道等。控制信号包括主流的PPM和SBUS两种遥控信号。信号特征是指所对应通道PWM控制信号的幅值、周期、占空比变化范围等。

步骤二：分析各通道控制信号对应的飞行器飞行动作或状态

对各控制信号通道进行编号，分析所用飞控各通道控制信号所对应的飞行器动作或状态，动作指飞控的横滚、俯仰、油门、偏航，状态指飞控的自主飞行、一键返航及云台控制，将通道编号与飞行器的飞行动作或状态建立起一一对应的映射关系，及各通道PWM控制信号不同占空比所对应的飞行动作幅度或状态。

步骤三：使用主控制器产生控制信号，控制信号与步骤一中所分析的信号特征相对应

使用主控制器DSP作为飞控信号接入系统的主控制器，利用DSP的事件管理器(EV)输出所需数量的占空比和周期可变的PWM控制信号，其信号特征分别与所对应通道控制信号的信号特征一致。

步骤四：使用控制信号选择模块将主控制器的控制信号接入飞控

使用控制信号选择模块将主控制器的控制信号接入飞控，其中控制信号选择模块基于多通道二选一数据选择器芯片设计，通过数据选择器的数据选择引脚选择输入飞控的控制信号为原始控制信号(来自遥控器接收机)或者来自主控制器的控制信号，实现控制信号的接入。