一种小型无人飞行器超视距无线遥控系统

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一种小型无人飞行器超视距无线遥控系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种小型无人飞行器超视距无线遥控系统，属于无线遥控技术领域。 \n背景技术\n[0002] 小型无人遥控飞行器是指有效载荷在 10kg以下的旋翼飞行器，这类飞行器在军用和民用领域有着广泛的应用前景。目前小型无人遥控飞行器采用的无线遥控系统大多只有一两百米的遥控距离，极大地限制了这类飞行器的实用价值。这是因为对飞行器进行遥控飞行时，需要目视飞行器的飞行姿态，当其飞行姿态发生不平衡时，要随时操作修正，其频度很高，对操纵手要求很高。而对于小型无人遥控飞行器在距离150米以外，已经无法目视分辨其飞行姿态，因而也无法进行遥控。如果能解决超视距遥控的问题，无疑可以大大扩展此类飞行器的应用。 \n发明内容\n[0003] 本实用新型提供了一种小型无人飞行器超视距无线遥控系统，以用于解决在操纵手因距离过远，无法目视飞行器飞行姿态的情况下，不能正确地遥控飞行器飞行的问题。 [0004] 本实用新型的技术方案是：一种小型无人飞行器超视距无线遥控系统，由装在飞行器上的主发射装置和装在地面上的主接收装置组成；所述主发射装置包括主发射无线数据传输模块1、主发射单片机系统2、发动机3、舵机4、执行器5、卫星定位系统模块6、传感器模块7，其中主发射无线数据传输模块1将接收的来自主接收无线数据传输模块8的信号经过主发射单片机系统2后分别控制发动机3、舵机4、执行器5动作，发动机3、舵机4、执行器5的动作反馈信号发送至主发射单片机系统2后用于自动控制发动机3、舵机4、执行器5再次动作或者同卫星定位系统模块6、传感器模块7的信号一起发送至主发射单片机系统2后再发送给主发射无线数据传输模块1；所述主接收装置包括主接收无线数据传输模块8、主接收单片机系统9、TTL/USB转换模块10、遥控操纵手柄11、电脑12，其中主接收无线数据传输模块8将接收的来自主发射无线数据传输模块1的信号依次经过主接收单片机系统9、TTL/USB转换模块10后通过USB接口或串口连接到电脑12，遥控操纵手柄11连接电脑12后通过电脑12的处理将遥控信号依次经过TTL/USB转换模块10、主接收单片机系统9、主接收无线数据传输模块8发送到主发射无线数据传输模块1。 \n[0005] 所述舵机4包括俯仰舵机、倾斜舵机、尾桨舵机、风门舵机。 \n[0006] 所述传感器模块7包括加速度传感器、磁阻传感器、气压传感器。 [0007] 当系统启动后，飞行器有自动控制和手动控制两种工作模式。 [0008] 自动控制：在起飞和降落等飞行器距离较远的情况下，无法用肉眼观察飞行器时，可以通过自动控制飞行器实现飞行的目的。当飞行器飞行之前，电脑12根据预定的飞行任务以及飞行器的飞行状态产生控制信号。 \n[0009] 当飞行器飞行时，通过电脑12处理的控制信号分别通过TTL/USB转换模块10、主接收单片机系统9、主接收无线数据传输模块8、主发射无线数据传输模块1传送到主发射单片机系统2内并控制飞行器发动机3、舵机4、执行器5做出相应的飞行动作。 [0010] 主发射单片机系统2接收飞行器发动机3、舵机4、执行器5的动作反馈信号，以及由卫星定位系统模块6和传感器模块7检测的飞行状态信号（卫星定位系统模块6检测的飞行器位置、速度信息；传感器模块7检测到的飞行器姿态、方向、高度信息），主发射单片机系统2一方面做进一步判断分析：如需调整参数可由主发射单片机系统2直接自动控制发动机3、舵机4、执行器5再次动作；另一方面将来自发动机3、舵机4、执行器5、卫星定位系统模块6和传感器模块7的飞行状态信号分别通过主发射无线数据传输模块1、主接收无线数据传输模块8、主接收单片机系统9、TTL/USB转换模块10传送回地面，使操作者可以从电脑12显示器上看到实时飞行状态。从而实现飞行器可在视觉范围以外自动控制正常稳定飞行姿态（水平平飞、稳定悬停）。 \n[0011] 在起飞降落等自动控制比较困难的情况下，系统可以在电脑12切换改用手动控制。 \n[0012] 手动控制：在起飞和降落等飞行器距离较近的情况下，可以用肉眼观察飞行器时，可以通过对遥控操纵手柄11进行控制从而实现手动控制飞行器飞行的目的。当飞行器飞行时，操纵者通过电脑12显示器上显示的飞行器状态信息，操作遥控操作手柄11产生控制信号，通过电脑12编码后，依次通过TTL/USB转换模块10、主接收单片机系统9、主接收无线数据传输模块8、主发射无线数据传输模块1传送到主发射单片机系统2内并控制飞行器发动机3、舵机4、执行器5做出相应的飞行动作。 \n[0013] 主发射单片机系统2接收飞行器发动机3、舵机4、执行器5的动作反馈信号，以及由卫星定位系统模块6和传感器模块7检测的飞行状态信号通过主发射无线数据传输模块\n1发送至地面主接收装置，主接收装置的主接收无线数据传输模块8一旦接收到主发射装置的信号通过密码识别以后，主接收单片机系统9立即通过TTL/USB转换模块10向电脑12传输接收到的飞行器的信息，电脑12以数据和图形的方式实时显示飞行状态；随后主接收装置转换为发射模式，由此可以向主发射装置发射电脑12产生的控制信号（控制信号包括飞行器的姿态、位置、速度、高度参数，以及舵机控制和功能控制的指令，还有供电电压和燃料存量等信息），并采用中断方式传送到主接收单片机系统9，信号再次通过主接收无线数据传输模块8、主发射无线数据传输模块1、传送到主发射单片机系统2中、由单片机控制发动机3、舵机4、执行器5动作。 \n[0014] 实现上述功能后，系统即可完成超视距遥控和自主飞行的功能，使小型无人飞行器真正实现自动实用化。 \n[0015] 本实用新型所述构成元件均为市售产品，处理手段为常规方式。 [0016] 本实用新型的有益效果是：通过主发射装置能够控制飞行器实现地面主接收装置预设的定高、定航线自主飞行，同时可依据实际情况随时进行自动控制与手动控制的切换；\n通过电脑终端设备可使飞行器的飞行状态、数据通过人机界面进行显示。 附图说明\n[0017] 图1为本实用新型的系统组成框图； \n[0018] 图2为本实用新型系统的作用原理图；\n[0019] 图中各标号：1为主发射无线数据传输模块、2为主发射单片机系统、3为发动机、\n4为舵机、5为执行器、6为卫星定位系统模块、7为传感器模块、8为主接收无线数据传输模块、9为主接收单片机系统、10为TTL/USB转换模块、11为遥控操纵手柄、12为电脑。\n具体实施方式\n[0020] 下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。 \n[0021] 实施例1：如图1-2所示，一种小型无人飞行器超视距无线遥控系统，由装在飞行器上的主发射装置和装在地面上的主接收装置组成；所述主发射装置包括主发射无线数据传输模块1、主发射单片机系统2、发动机3、舵机4、执行器5、卫星定位系统模块6、传感器模块7，其中主发射无线数据传输模块1将接收的来自主接收无线数据传输模块8的信号经过主发射单片机系统2后分别控制发动机3、舵机4、执行器5动作，发动机3、舵机4、执行器5的动作反馈信号发送至主发射单片机系统2后用于自动控制发动机3、舵机4、执行器5再次动作或者同卫星定位系统模块6、传感器模块7的信号一起发送至主发射单片机系统2后再发送给主发射无线数据传输模块1；所述主接收装置包括主接收无线数据传输模块8、主接收单片机系统9、TTL/USB转换模块10、遥控操纵手柄11、电脑12，其中主接收无线数据传输模块8将接收的来自主发射无线数据传输模块1的信号依次经过主接收单片机系统\n9、TTL/USB转换模块10后通过USB接口或串口连接到电脑12，遥控操纵手柄11连接电脑\n12后通过电脑12的处理将遥控信号依次经过TTL/USB转换模块10、主接收单片机系统9、主接收无线数据传输模块8发送到主发射无线数据传输模块1；所述舵机4包括俯仰舵机、倾斜舵机、尾桨舵机、风门舵机；所述传感器模块7包括加速度传感器、磁阻传感器、气压传感器。 \n[0022] 实施例2：如图1-2所示，一种小型无人飞行器超视距无线遥控系统，由装在飞行器上的主发射装置和装在地面上的主接收装置组成。 \n[0023] 所述主发射装置包括主发射无线数据传输模块1、主发射单片机系统2、发动机3、舵机4、执行器5、卫星定位系统模块6、传感器模块7，其中主发射无线数据传输模块1将接收的来自主接收无线数据传输模块8的信号经过主发射单片机系统2后分别控制发动机3、舵机4、执行器5动作，发动机3、舵机4、执行器5的动作反馈信号发送至主发射单片机系统\n2后用于自动控制发动机3、舵机4、执行器5再次动作或者同卫星定位系统模块6、传感器模块7的信号一起发送至主发射单片机系统2后再发送给主发射无线数据传输模块1：当为自动控制时，发动机3、舵机4、执行器5的动作反馈信号发送至主发射单片机系统2后用于自动控制发动机3、舵机4、执行器5再次动作，同时同卫星定位系统模块6、传感器模块7的信号一起发送至主发射单片机系统2后再发送给主发射无线数据传输模块1依次经过主发射无线数据传输模块1、主接收无线数据传输模块8、主接收单片机系统9、TTL/USB转换模块10传送回电脑12进行显示；当为手动控制时，发动机3、舵机4、执行器5的动作反馈信号与卫星定位系统模块6、传感器模块7的信号一起发送至主发射单片机系统2后再发送给主发射无线数据传输模块1依次经过主发射无线数据传输模块1、主接收无线数据传输模块8、主接收单片机系统9、TTL/USB转换模块10传送回电脑12进行显示，随后主接收装置转换为发射模式，由此可以向主发射装置发射电脑12产生的控制信号，并采用中断方式传送到主接收单片机系统9，信号再次通过主接收无线数据传输模块8、主发射无线数据传输模块1、传送到主发射单片机系统2中、由单片机控制发动机3、舵机4、执行器5动作。 [0024] 所述主接收装置包括主接收无线数据传输模块8、主接收单片机系统9、TTL/USB转换模块10、遥控操纵手柄11、电脑12，其中主接收无线数据传输模块8将接收的来自主发射无线数据传输模块1的信号依次经过主接收单片机系统9、TTL/USB转换模块10后通过USB接口或串口连接到电脑12，遥控操纵手柄11连接电脑12后通过电脑12的处理将遥控信号依次经过TTL/USB转换模块10、主接收单片机系统9、主接收无线数据传输模块8发送到主发射无线数据传输模块1；所述舵机4包括俯仰舵机、倾斜舵机、尾桨舵机、风门舵机；\n所述传感器模块7包括加速度传感器、磁阻传感器、气压传感器。