專利名稱：三翼雙槳重組式無人機(jī)uav自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)于無人機(jī)UAV (Unmanned Aerial Vehicle)的技術(shù)領(lǐng)域,且特別是有關(guān)于三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
航拍及測繪是有人直升機(jī)的強(qiáng)項，但是在城市規(guī)劃、發(fā)展、地產(chǎn)以及企事業(yè)廠房等拍攝中會經(jīng)常遇到低空、小范圍、高精度的航拍及測繪，相對于有人直升機(jī)，無人機(jī)執(zhí)行這樣的任務(wù)具有效率高、成本低的特點。無人機(jī)器遙感，既是利用先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，具有自動化、智能化、專用化快速獲取國土、資源、環(huán)境等空間遙感信息，完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。無人機(jī)作為可以快速移動的空中作業(yè)平臺，載運(yùn)測繪用相機(jī)，按照航空攝影測量的要求對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行拍攝。對得到的照片進(jìn)行測繪處理，得到三維數(shù)據(jù)進(jìn)而繪制輸出圖紙。普通航拍無人機(jī)具有以下優(yōu)點(I)可以普及應(yīng)用，與載人機(jī)相比無人機(jī)最大的優(yōu)點是成本低廉；(2)對于重點目標(biāo)測繪精度高，衛(wèi)星和載人機(jī)“飛得高，看得遠(yuǎn)”，作業(yè)范圍大，但是針對某一個重點作業(yè)區(qū)域測繪精度和目標(biāo)細(xì)節(jié)的反應(yīng)細(xì)膩度遠(yuǎn)不如小巧靈活、低空近距離作業(yè)的無人機(jī)，無人機(jī)近距離拍攝圖像分辨率可達(dá)厘米級；(3)對建筑物等形狀復(fù)雜的目標(biāo)可進(jìn)行近距離、多角度三維測繪，沒有“死角”；(4)從無人機(jī)航拍影像中可以精確的分出每一棟建筑的位置，道路，河流，水體，地形和城市區(qū)域都可以清晰地分辨出來，豐富可辨的地物信息使地形圖更新和地貌信息提取等操作變的異常簡單；但是長期運(yùn)行發(fā)現(xiàn)具有以下問題I)采用燃油發(fā)動機(jī)的無人機(jī)經(jīng)常產(chǎn)生較大的噪聲，污染了周圍的環(huán)境，而且無人機(jī)航拍的地方多為居民居住區(qū)，影響了他們的正常生活；2)國內(nèi)一些航拍無人機(jī)采用的是固翼無人機(jī)，這種無人機(jī)在啟動的時候需要一個很長具有坡度的滑道或者用力拋出，不能垂直升起和降落，增加了航拍的難度，特別是遇到危機(jī)情況時，不能垂直降落，使用場合大大限制；3)對于采用蓄電池作為動力來源的無人機(jī)，受無人機(jī)所帶載荷的限制，一般的電池能量受到限制，航拍時間很短，并且在這個系統(tǒng)對于蓄電池參數(shù)考慮較少，有的時候并不是按照蓄電池的特性在放電，極大地傷害了蓄電池，影響了其壽命；4)受無人機(jī)功率的影響，飛行載荷較小，一般只能攜帶較輕的攝影設(shè)備，拍攝效果
與預(yù)期有一定差距；5)受電機(jī)出力的影響，現(xiàn)有無人機(jī)抵抗風(fēng)力能力較弱，當(dāng)遇到較大風(fēng)力時，航拍的效果較差，航拍圖像在成像過程中出現(xiàn)的畸變、模糊、失真或混入噪聲，造成圖像質(zhì)量的下降，這使得后期的處理非常麻煩；6)啟動性能較差，無人旋翼機(jī)是一種多體系統(tǒng)，旋翼、機(jī)體、升力面等的運(yùn)動藕合、慣性耦合、結(jié)構(gòu)耦合和氣動耦合，以及非定常、非線性特性，使建立其啟動動力學(xué)數(shù)學(xué)模型相當(dāng)?shù)乩щy，在一些復(fù)雜環(huán)境下啟動時受環(huán)境影響，自動啟動性能較差；7)現(xiàn)有無人機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼都是固定在無人機(jī)上方機(jī)械結(jié)構(gòu)上，所以這個無人機(jī)占有較大的空間，不便于遠(yuǎn)距離攜帶。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中抗干擾能力差的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是提供一種三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，包括處理器單元、控制器、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第五電機(jī)、第六電機(jī)、信號處理器、無人機(jī)以及地面無線控制臺，所述的處理器單元與地面無線控制臺通訊，所述的處理器單元發(fā)出控制信號至所述控制器，通過所述的控制器把控制信號分為第一驅(qū)動信號、第二驅(qū)動信號、第三驅(qū)動信號、第四驅(qū)動信號、第五驅(qū)動信號以及第六驅(qū)動信號，所述的第一驅(qū)動信號、第二驅(qū)動信號、第三驅(qū)動信號、第四驅(qū)動信號、第五驅(qū)動信號和第六驅(qū)動信號分別控制所述的第六電機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第四電機(jī)、第三電機(jī)以及第五電機(jī)，其中，通過所述的第一電機(jī)的第二驅(qū)動信號、通過所述的第二電機(jī)的第三驅(qū)動信號、通過所述的第三電機(jī)的第五驅(qū)動信號、通過所述的第四電機(jī)的第四驅(qū)動信號、通過所述的第五電機(jī)的第六驅(qū)動信號和通過所述的第六電機(jī)的第一驅(qū)動信號經(jīng)過信號處理器合成之后，控制無人機(jī)的運(yùn)動。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的處理器單元為一雙核處理器，包括DSP處理器、FPGA處理器以及設(shè)于DSP處理器和FPGA處理器的上位機(jī)系統(tǒng)和運(yùn)動控制系統(tǒng)，所述的上位機(jī)系統(tǒng)包括人機(jī)界面模塊、舶拍定位模塊以及在線輸出模塊，所述的運(yùn)動控制系統(tǒng)包括多軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊以及I/O控制模塊，所述的地面無線控制臺與多軸伺服控制模塊通訊，其中，DSP處理器用于控制人機(jī)界面模塊、舶拍定位模塊、在線輸出模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊以及I/O控制模塊，F(xiàn)PGA處理器用于控制多軸伺服控制模塊，且DSP處理器及FPGA處理器之間實時進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和調(diào)用。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)還包括電池，所述電池進(jìn)一步與第二電機(jī)和第四電機(jī)的輸出端連接，且處理器單元進(jìn)一步分別連接至第二電機(jī)輸出端和電池之間的連接點以及第四電機(jī)輸出端和電池之間的連接點。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的電池進(jìn)一步與第一電機(jī)和第三電機(jī)的輸出端連接，且處理器單元進(jìn)一步分別連接至第一電機(jī)輸出端和電池之間的連接點以及第三電機(jī)輸出端和電池之間的連接點。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的電池進(jìn)一步與第六電機(jī)和第五電機(jī)的輸出端連接，且處理器單元進(jìn)一步分別連接至第六電機(jī)輸出端和電池之間的連接點以及第五電機(jī)輸出端和電池之間的連接點。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的多軸伺服控制模塊還包括轉(zhuǎn)換模塊，所述的轉(zhuǎn)換模塊用于把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的多軸伺服控制模塊還包括編碼器模塊和速度模塊，所述的編碼器模塊用于檢測無人機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，判斷是否符合速度要求，是否過快或過慢，并發(fā)出控制信號；所述的速度模塊與編碼器模塊通訊連接，當(dāng)編碼器模塊檢測無人機(jī)實際轉(zhuǎn)速過快或過慢，速度模塊根據(jù)編碼器模塊檢測的結(jié)果來調(diào)節(jié)無人機(jī)實際轉(zhuǎn)速。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的多軸伺服控制模塊還包括電流模塊，所述的電流模塊用于調(diào)整電池的供電功率達(dá)到無人機(jī)需要的范圍。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的多軸伺服控制模塊還包括位移模塊，所述的位移模塊用于檢測無人機(jī)是否到達(dá)既定位移，如果離既定過遠(yuǎn)，發(fā)出加速指令至控制器；如果離既定位移過近，則發(fā)出減速指令至控制器。在本實用新型一個較佳實施例中，所述的多軸伺服控制模塊還包括高度模塊，所述的高度模塊用于檢測無人機(jī)是否達(dá)到既定高度，如果離既定過低，發(fā)出升高指令至控制器；如果離既定過高，則發(fā)出降低指令至控制器。本實用新型的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，為了提高運(yùn)算速度，保證無人機(jī)UAV控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，本實用新型在單片的DSP處理器中引入FPGA處理器，形成基于DSP+FPGA的雙核處理器，并舍棄了傳統(tǒng)無人機(jī)采用單槳的結(jié)構(gòu)，在此系統(tǒng)中引入了單翼正反槳的結(jié)構(gòu)，這使得系統(tǒng)的動力性能大大提高，為了延長無人機(jī)的航拍時間，系統(tǒng)采用高性能的鋰離子電池，并充分考慮鋰離子電池在這個系統(tǒng)的作用，實現(xiàn)單一控制器同步控制六軸電機(jī)的功能，把無人機(jī)UAV控制系統(tǒng)中工作量最大的多軸伺服系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信號處理交給FPGA處理，充分發(fā)揮FPGA數(shù)據(jù)處理速度較快的特點，而人機(jī)界面模塊、舶拍定位模塊、在線輸出模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊、I/O控制模塊以及地面無線控制臺等功能交給DSP處理器控制，這樣就實現(xiàn)了 DSP處理器與FPGA處理器的分工，把DSP處理器從繁重的工作量中解脫出來。

圖1為本實用新型較佳實施例的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)的電路圖；圖2為圖1中處理器單元的方框圖；圖3為本實用新型較佳實施例的無人機(jī)飛行受力圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)集成芯片制造技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，DSP處理器由于其快速的計算能力，不僅廣泛應(yīng)用于通信與視頻信號處理，也逐漸應(yīng)用在各種高級的控制系統(tǒng)中。AD公司的ADSP-21XX系列提供了低成本、低功耗、高性能的處理能力和解決方案，其中的ADSP-2188指令執(zhí)行速度高達(dá)75MIPS，加上獨立的算術(shù)邏輯單元，擁有強(qiáng)大的數(shù)字信號處理能力。此外，大容量的RAM被集成到該芯片內(nèi)，可以極大地簡化外圍電路設(shè)計，降低系統(tǒng)成本和系統(tǒng)復(fù)雜度，也大大提高了數(shù)據(jù)的存儲處理能力?；诂F(xiàn)場可編程門陣列的FPGA處理器及現(xiàn)代電子設(shè)計自動化的EDA技術(shù)的硬件實現(xiàn)方法是最近幾年出現(xiàn)了一種全新的設(shè)計思想。雖然FPGA處理器本身只是標(biāo)準(zhǔn)的單元 陣列，沒有一般的集成電路所具有的功能，但用戶可以根據(jù)自己的設(shè)計需要，通過特定的布 局布線工具對其內(nèi)部進(jìn)行重新組合連接，在最短的時間內(nèi)設(shè)計出自己的專用集成電路，這 樣就減小成本、縮短開發(fā)周期。由于FPGA處理器采用軟件化的設(shè)計思想實現(xiàn)硬件電路的設(shè) 計，這樣就使得基于FPGA處理器設(shè)計的系統(tǒng)具有良好的可復(fù)用和修改性，這種全新的設(shè)計 思想已經(jīng)逐漸應(yīng)用在高性能的交流驅(qū)動控制上，并快速發(fā)展。[0033]如圖1所示，為本實用新型較佳實施例的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系 統(tǒng)的電路圖。本實施例中，三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)包括電池、處理器單 兀、控制器、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第五電機(jī)、第六電機(jī)、信號處理器、無 人機(jī)以及地面無線控制臺，所述的處理器單元與地面無線控制臺通訊。其中，第一電機(jī)、第 二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第五電機(jī)和第六電機(jī)均采用無刷直流電機(jī)。[0034]本實用新型中，所述電池為鋰離子電池，是一種供電裝置，為整個系統(tǒng)的工作提供 工作電壓。所述電池進(jìn)一步與第二電機(jī)和第四電機(jī)的輸出端連接，且處理器單元進(jìn)一步分 別連接至第二電機(jī)輸出端和電池之間的連接點以及第四電機(jī)輸出端和電池之間的連接點； 所述的電池進(jìn)一步與第一電機(jī)和第三電機(jī)的輸出端連接，且處理器單元進(jìn)一步分別連接至 第一電機(jī)輸出端和電池之間的連接點以及第三電機(jī)輸出端和電池之間的連接點；所述的電 池進(jìn)一步與第六電機(jī)和第五電機(jī)的輸出端連接，且處理器單元進(jìn)一步分別連接至第六電機(jī) 輸出端和電池之間的連接點以及第五電機(jī)輸出端和電池之間的連接點。[0035]本實用新型中，所述的處理器單元內(nèi)置控制系統(tǒng)及控制電路，所述的處理器單元 發(fā)出控制信號至所述控制器，通過所述的控制器把控制信號分為第一驅(qū)動信號、第二驅(qū)動 信號、第三驅(qū)動信號、第四驅(qū)動信號、第五驅(qū)動信號以及第六驅(qū)動信號，所述的第一驅(qū)動信 號、第二驅(qū)動信號、第三驅(qū)動信號、第四驅(qū)動信號、第五驅(qū)動信號和第六驅(qū)動信號分別控制 所述的第六電機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第四電機(jī)、第三電機(jī)以及第五電機(jī)，其中，通過所述 的第一電機(jī)的第二驅(qū)動信號、通過所述的第二電機(jī)的第三驅(qū)動信號、通過所述的第三電機(jī) 的第五驅(qū)動信號、通過所述的第四電機(jī)的第四驅(qū)動信號、通過所述的第五電機(jī)的第六驅(qū)動 信號和通過所述的第六電機(jī)的第一驅(qū)動信號經(jīng)過信號處理器合成之后，控制無人機(jī)的運(yùn) 動。[0036]本實用新型為克服現(xiàn)有技術(shù)中單片的DSP處理器不能滿足三翼雙槳重組式無人 機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性的要求，舍棄了三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控 制系統(tǒng)所采用單片的DSP處理器的工作模式，提供了基于DSP+FPGA處理器的全新控制模 式。處理器單元以FPGA處理器為處理核心，實現(xiàn)數(shù)字信號的實時處理，把DSP處理器從復(fù)雜 的工作當(dāng)中解脫出來，實現(xiàn)部分的信號處理算法和FPGA處理器的控制邏輯，并響應(yīng)中斷， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和存儲實時信號。[0037]本文的實用新型是圍繞微小型三旋翼無人機(jī)展開的，這種無人機(jī)采用了電動式三 旋翼機(jī)械結(jié)構(gòu)，為了增加飛行動力和有效載荷，每一個旋翼上帶有上下兩個正反槳，這種形 式能增大其飛行時的帶載能力。它由機(jī)載視覺位姿參數(shù)估計系統(tǒng)對其飛行位姿態(tài)進(jìn)行測 量，通過機(jī)載飛行控制系統(tǒng)控制使其各旋翼之間協(xié)調(diào)運(yùn)動，實現(xiàn)微小型三旋翼無人機(jī)的飛 行姿態(tài)自動調(diào)整，完成垂直起落，空中懸停、左動、右動、俯仰等飛行控制。[0038]請參閱圖2，所述處理器單元為一雙核處理器，其包括DSP處理器及FPGA處理器，二者可相互通訊，實時進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和調(diào)用。所述的處理器單元還包括設(shè)于DSP處理器和 FPGA處理器的上位機(jī)系統(tǒng)和運(yùn)動控制系統(tǒng)，所述的上位機(jī)系統(tǒng)包括人機(jī)界面模塊、舶拍定位模塊以及在線輸出模塊，所述的運(yùn)動控制系統(tǒng)包括多軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊以及I/O控制模塊，所述的地面無線控制臺與多軸伺服控制模塊通訊，其中，DSP處理器用于控制人機(jī)界面模塊、舶拍定位模塊、在線輸出模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊以及I/O控制模塊，F(xiàn)PGA處理器用于控制多軸伺服控制模塊。[0039]上位機(jī)系統(tǒng)包括人機(jī)界面模塊、舶拍定位模塊以及在線輸出模塊。人機(jī)界面模塊包括開始/重啟按鍵及功能選擇鍵；舶拍定位模塊用于定位高壓巡線的位置以及參數(shù)設(shè)置；在線輸出模塊模塊用于提示無人機(jī)的工作狀態(tài)，比如是無人機(jī)工作過程中或到站狀態(tài)提示。[0040]運(yùn)動控制系統(tǒng)包括多軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊以及I/O控制模塊。其中，數(shù)據(jù)采集存儲模塊模塊為一存儲器；1/0控制模塊包括RS-232串行接口、ICE端口等。 多軸伺服控制模塊進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)換模塊、編碼器模塊、電流模塊、速度模塊、位移模塊以及高度模塊。[0041]其中，所述轉(zhuǎn)換模塊包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC, Analog to Digital Converter) 及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC, Digital to Analog Converter);所述編碼器模塊用于檢測無人機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，判斷是否符合速度要求，是否過快或過慢，并發(fā)出控制信號。[0042]所述電流模塊與電池和控制器、轉(zhuǎn)換模塊連接。轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)電池和控制器的電流，判斷工作功率，并把功率狀況反饋至電池，電流模塊用于調(diào)整電池的供電功率達(dá)到無人機(jī)需要的范圍。[0043]所述速度模塊與編碼器模塊通訊連接，當(dāng)編碼器模塊檢測無人機(jī)實際轉(zhuǎn)速過快或過慢，速度模塊根據(jù)編碼器模塊檢測的結(jié)果來調(diào)節(jié)無人機(jī)的實際轉(zhuǎn)速。[0044]所述位移模塊檢測無人機(jī)是否到達(dá)既定位移，如果離既定過遠(yuǎn)，發(fā)出加速指令至控制器；如果離既定位移過近，則發(fā)出減速指令至控制器。[0045]所述高度模塊用于檢測無人機(jī)是否達(dá)到既定高度，如果離既定過低，發(fā)出升高指令至控制器；如果離既定過高，則發(fā)出降低指令至控制器。[0046]對于處理器單元為一雙核處理器，在電源打開狀態(tài)下，先由人機(jī)界面模塊工作，再根據(jù)實際工作·需要，在人機(jī)界面上選擇無人機(jī)的區(qū)域位置，無人機(jī)把實際運(yùn)行傳輸參數(shù)給給處理器單元中的DSP處理器，DSP處理器處理后與FPGA處理器通訊，然后由FPGA處理器處理四個電機(jī)的多軸伺服控制模塊，并把處理數(shù)據(jù)通訊給DSP處理器，由DSP處理器繼續(xù)處理后續(xù)的運(yùn)行狀態(tài)。[0047]結(jié)合以上描述，上位機(jī)系統(tǒng)包括人機(jī)界面模塊、舶拍定位模塊、在線輸出模塊等功能；運(yùn)動控制系統(tǒng)包括多軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊、I/o控制模塊等功能。其中， 工作量最大的多軸伺服控制模塊交給FPGA處理器控制，其余的包括上位機(jī)系統(tǒng)和地面無線控制臺交給DSP處理器控制，這樣就實現(xiàn)了 DSP處理器與FPGA處理器的分工，同時二者之間也可以進(jìn)行通訊，實時進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和調(diào)用。[0048]請參閱圖3，本實用新型中三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)具體的功能實現(xiàn)如下[0049]本實用新型中的六個電機(jī)分別為Ml、Ml1、M2、M21、M3、M31，所產(chǎn)生的力分別為Π、fll、f2、f21、f3、f31，且滿足以下公式
權(quán)利要求1.一種三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器單元、控制器、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第五電機(jī)、第六電機(jī)、信號處理器、無人機(jī)以及地面無線控制臺，所述的處理器單元與地面無線控制臺通訊，所述的處理器單元發(fā)出控制信號至所述控制器，通過所述的控制器把控制信號分為第一驅(qū)動信號、第二驅(qū)動信號、第三驅(qū)動信號、第四驅(qū)動信號、第五驅(qū)動信號以及第六驅(qū)動信號，所述的第一驅(qū)動信號、第二驅(qū)動信號、第三驅(qū)動信號、第四驅(qū)動信號、第五驅(qū)動信號和第六驅(qū)動信號分別控制所述的第六電機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第四電機(jī)、第三電機(jī)以及第五電機(jī)，其中，通過所述的第一電機(jī)的第二驅(qū)動信號、通過所述的第二電機(jī)的第三驅(qū)動信號、通過所述的第三電機(jī)的第五驅(qū)動信號、通過所述的第四電機(jī)的第四驅(qū)動信號、通過所述的第五電機(jī)的第六驅(qū)動信號和通過所述的第六電機(jī)的第一驅(qū)動信號經(jīng)過信號處理器合成之后，控制無人機(jī)的運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的處理器單元為一雙核處理器，包括DSP處理器、FPGA處理器以及設(shè)于DSP處理器和FPGA 處理器的上位機(jī)系統(tǒng)和運(yùn)動控制系統(tǒng)，所述的上位機(jī)系統(tǒng)包括人機(jī)界面模塊、舶拍定位模塊以及在線輸出模塊，所述的運(yùn)動控制系統(tǒng)包括多軸伺服控制模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊以及I/O控制模塊，所述的地面無線控制臺與多軸伺服控制模塊通訊，其中，DSP處理器用于控制人機(jī)界面模塊、舶拍定位模塊、在線輸出模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊以及I/O控制模塊， FPGA處理器用于控制多軸伺服控制模塊，且DSP處理器及FPGA處理器之間實時進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和調(diào)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)還包括電池，所述電池進(jìn)一步與第二電機(jī)和第四電機(jī)的輸出端連接，且處理器單元進(jìn)一步分別連接至第二電機(jī)輸出端和電池之間的連接點以及第四電機(jī)輸出端和電池之間的連接點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的電池進(jìn)一步與第一電機(jī)和第三電機(jī)的輸出端連接，且處理器單元進(jìn)一步分別連接至第一電機(jī)輸出端和電池之間的連接點以及第三電機(jī)輸出端和電池之間的連接點。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的電池進(jìn)一步與第六電機(jī)和第五電機(jī)的輸出端連接，且處理器單元進(jìn)一步分別連接至第六電機(jī)輸出端和電池之間的連接點以及第五電機(jī)輸出端和電池之間的連接點。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的多軸伺服控制模塊還包括轉(zhuǎn)換模塊，所述的轉(zhuǎn)換模塊用于把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的多軸伺服控制模塊還包括編碼器模塊和速度模塊，所述的編碼器模塊用于檢測無人機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，判斷是否符合速度要求，是否過快或過慢，并發(fā)出控制信號；所述的速度模塊與編碼器模塊通訊連接，當(dāng)編碼器模塊檢測無人機(jī)實際轉(zhuǎn)速過快或過慢，速度模塊根據(jù)編碼器模塊檢測的結(jié)果來調(diào)節(jié)無人機(jī)實際轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的多軸伺服控制模塊還包括電流模塊，所述的電流模塊用于調(diào)整電池的供電功率達(dá)到無人機(jī)需要的范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的多軸伺服控制模塊還包括位移模塊，所述的位移模塊用于檢測無人機(jī)是否到達(dá)既定位移，如果離既定過遠(yuǎn)，發(fā)出加速指令至控制器；如果離既定位移過近，則發(fā)出減速指令至控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的多軸伺服控制模塊還包括高度模塊，所述的高度模塊用于檢測無人機(jī)是否達(dá)到既定高度，如果離既定過低，發(fā)出升高指令至控制器；如果離既定過高，則發(fā)出降低指令至控制器。
專利摘要本實用新型的三翼雙槳重組式無人機(jī)UAV自動控制系統(tǒng)，為了提高運(yùn)算速度，保證無人機(jī)UAV控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，本實用新型在單片的DSP處理器中引入FPGA處理器，形成基于DSP+FPGA的雙核處理器，并舍棄了傳統(tǒng)無人機(jī)采用單槳的結(jié)構(gòu)，在此系統(tǒng)中引入了單翼正反槳的結(jié)構(gòu)，這使得系統(tǒng)的動力性能大大提高，為了延長無人機(jī)的航拍時間，系統(tǒng)采用高性能的鋰離子電池，實現(xiàn)單一控制器同步控制六軸電機(jī)的功能，把無人機(jī)UAV控制系統(tǒng)中工作量最大的多軸伺服系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信號處理交給FPGA處理，充分發(fā)揮FPGA數(shù)據(jù)處理速度較快的特點，實現(xiàn)了DSP處理器與FPGA處理器的分工，把DSP處理器從繁重的工作量中解脫出來。
文檔編號G05D1/08GK202838026SQ201220485238
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者張好明, 王應(yīng)海, 李熙 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院