本實(shí)用新型涉及無人飛行器領(lǐng)域，尤其涉及一種多旋翼無人機(jī)飛行控制器。

背景技術(shù)：

多旋翼無人機(jī)應(yīng)用主要體現(xiàn)在民用和軍用兩方面，如軍事偵察、戰(zhàn)場評估、航拍攝影、電力巡檢、環(huán)境監(jiān)測、森林防火、防恐救生等方面。四旋翼無人機(jī)具有體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、效費(fèi)比高、無人員傷亡的特點(diǎn)。無論是從經(jīng)濟(jì)角度還是從人身安全角度來說，多旋翼無人機(jī)都將會在未來世界中得到廣泛使用。

無人機(jī)飛行控制器是小型無人機(jī)的核心，主要功能包括航跡規(guī)劃、飛行導(dǎo)航、控制計(jì)算、任務(wù)載荷管理以及狀態(tài)監(jiān)控等任務(wù)，是實(shí)現(xiàn)自主飛行并完成任務(wù)的控制中心。隨著無人機(jī)執(zhí)行的任務(wù)日益復(fù)雜化，因此對無人機(jī)飛行控制器的運(yùn)算能力、可靠性和擴(kuò)展設(shè)備能力要求越來越高。

目前市場上無人機(jī)飛行控制器有基于Cortex-M4微控制器的飛行控制器，但是單芯片的運(yùn)算能力差，接口數(shù)量少，可靠性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種多旋翼無人機(jī)飛行控制器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的無人機(jī)飛行控制器無法同時(shí)滿足多冗余設(shè)計(jì)、抗震能力強(qiáng)、運(yùn)算處理能力強(qiáng)以及外設(shè)擴(kuò)展能力強(qiáng)的問題。

本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種多旋翼無人機(jī)飛行控制器，包括：

飛行控制主板：所述飛行控制主板上設(shè)置有主Cortex-M4微控制器和從Cortex-M3微控制器；所述主Cortex-M4微控制器和從Cortex-M3微控制器與所述飛行控制主板相連；

柔性傳感器板：所述柔性傳感器板上設(shè)置有兩套陀螺儀、加速度計(jì)和地磁傳感器，通過柔性電路板與所述飛行控制主板連接；

接口板：所述接口板包括左側(cè)接口和右側(cè)接口；所述飛行控制主板通過一定間距的排針與所述左側(cè)接口板和右側(cè)接口板相連；

減震裝置：所述減震裝置為一塊凝膠墊，放置在飛行控制主板之上，柔性傳感器板之下；

當(dāng)所述柔性傳感器板上集成了主陀螺儀時(shí)，所述陀螺儀與主Cortex-M4微控制器連接；

當(dāng)所述柔性傳感器板上集成了主加速度計(jì)時(shí)，所述加速度計(jì)與主Cortex-M4微控制器連接；當(dāng)所述柔性傳感器板上集成了主地磁計(jì)時(shí)，所述地磁計(jì)與主Cortex-M4微控制器連接；

當(dāng)所述柔性傳感器板上集成了從陀螺儀時(shí)，所述從陀螺儀與從Cortex-M3微控制器連接；

當(dāng)所述柔性傳感器板上集成了從加速度計(jì)時(shí)，所述從加速度計(jì)與從Cortex-M3微控制器連接；

當(dāng)所述柔性傳感器板上集成了從地磁計(jì)時(shí)，所述從地磁計(jì)與從Cortex-M3微控制器連接；

當(dāng)所述柔性傳感器板上集成了氣壓計(jì)時(shí)，所述氣壓計(jì)與主Cortex-M4微控制器連接；

當(dāng)所述柔性傳感器板上集成了外置GPS模塊時(shí)，所述外置GPS模塊與主Cortex-M4微控制器連接；

所述柔性電路板上設(shè)置了給所述柔性傳感器板供電的電源線以及與所述柔性傳感器板上的傳感器通信的SPI通信接口。

本實(shí)用新型采用的上述至少一個(gè)技術(shù)方案能夠達(dá)到以下有益效果：所述飛行控制主板設(shè)置有主Cortex-M4微控制器和從Cortex-M3微控制器，因此相較于單微控制器的設(shè)計(jì)，擁有更多的外設(shè)接口，能夠擴(kuò)展更多的外部設(shè)備。

由于柔性傳感器板上集成了減震裝置，所以飛行控制器的抗震能力強(qiáng)；采用雙芯片控制器設(shè)計(jì)方案，運(yùn)算能力和接口擴(kuò)展能力大大增強(qiáng)；雙冗余的傳感器設(shè)計(jì)提升了無人機(jī)飛行控制器的可靠性，當(dāng)其中一套傳感器故障的時(shí)候，能夠切換到備用的傳感器，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的無人機(jī)飛行控制器無法同時(shí)滿足多冗余設(shè)計(jì)、抗震能力強(qiáng)、運(yùn)算處理能力強(qiáng)以及外設(shè)擴(kuò)展能力強(qiáng)的問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提供的一種多旋翼無人機(jī)飛行控制器的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型提供的一種多旋翼無人機(jī)飛行控制器的主要組成部分的連接關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型各實(shí)施例提供的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的無人機(jī)飛行控制器無法同時(shí)滿足多冗余設(shè)計(jì)、抗震能力強(qiáng)、運(yùn)算處理能力強(qiáng)以及外設(shè)擴(kuò)展能力強(qiáng)的問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種新型的多旋翼無人機(jī)飛行控制器，該控制器的具體結(jié)果示意圖如圖1所示，主要包括下述組成部分：

飛行控制主板1、柔性傳感器板2、左側(cè)接口板3、右側(cè)接口板4、柔性電路板5、減震裝置6、排針7、下殼體8和上殼體9。各部分的連接關(guān)系參考圖1所示。

圖1中，飛行控制器的組成部分：

飛行控制主板1、柔性傳感器板2、左側(cè)接口板3、右側(cè)接口板4、柔性電路板5、減震裝置6、排針7；封裝于下殼體8和上殼體9內(nèi)；飛行控制主板1通過間距1.27mm的排針7與左側(cè)接口板3和右側(cè)接口板4相連；飛行控制主板1與柔性傳感器板2通過柔性電路板5相連；減震裝置6為一塊凝膠墊；

以下結(jié)合圖2，對無人機(jī)飛行控制器的不同組成部分的主要作用進(jìn)行說明：

一、飛行控制主板1；

多旋翼無人機(jī)的飛行控制需要進(jìn)行大量高頻的控制算法和傳感器數(shù)據(jù)融合算法的運(yùn)算，因此對微處理器主頻和處理速度要求相對較高。同時(shí)，采用的傳感器中既有I2C、SPI、UART等協(xié)議的數(shù)字傳感器，也有模擬傳感器，這就要求微處理器擁有豐富的外設(shè)；

如圖2所示，飛行控制主板1主要包括一個(gè)Cortex-M4內(nèi)核1和一個(gè)Cortex-M3內(nèi)核2的ARM微控制器；

二、柔性傳感器板2

柔性傳感器板2主要是給飛行控制器提供各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)，便于微控制器進(jìn)行算法計(jì)算。

柔性傳感器板2中集成了兩套冗余傳感器，包括陀螺儀、加速度計(jì)、地磁計(jì)，此外還有氣壓計(jì)和外置GPS模塊。其中，主傳感器3與主控制器1相連接，從傳感器4與從傳感器2相連接；當(dāng)主設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候，由從設(shè)備接管飛行控制任務(wù)，保障飛行安全；柔性傳感器板2與飛行控制主板1通過柔性電路板5相連接；

三、柔性電路板5

所述柔性電路板5，用于提供供電線路、通信線路；本實(shí)例柔性電路板5上包括：為傳感器板2上各個(gè)傳感器供電線路、SPI通信線路；

四、減震裝置6

所述減震裝置6；在減震裝置6的底部放置一個(gè)海綿塊，使得飛行控制器具有內(nèi)置減震功能，海綿塊下面再放置一塊亞克力板，保證柔性傳感器板安裝水平。

本實(shí)用新型的工作原理：飛行控制主板1讀取柔性傳感器板2上的傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)融合算法處理，得到飛行狀態(tài)，再由飛行控制主板1中的微控制器計(jì)算飛行控制器的輸出；以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型。凡在本實(shí)用新型的原理之內(nèi)所做的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)；述柔性傳感器板上設(shè)置兩套傳感器，所述飛行控制主板的軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測兩套傳感器的數(shù)據(jù)質(zhì)量，如果其中一套傳感器運(yùn)行故障，則自動(dòng)切換到另一套傳感器工作。