基于陀螺仪和嵌入式飞控系统的四旋翼飞行器遥控器

摘要

一种能够方便对单个四旋翼飞行器和飞行器阵列进行操控的遥控器。遥控器端陀螺仪传感器[1]与单片机相连，单片机与2.4G模块发送端相连。飞行器端2.4G模块接收端、陀螺仪传感器[2]、距离传感器、GPS模块分别与嵌入式飞控系统的输入端相连，嵌入式飞控系统的输出端分别与电机1、电机2、舵机1、舵机2以及附加电机舵机相连。本发明的优点是：降低操作难度，提高操作精度，单人能够做到通过一个遥控器控制一个飞行器阵列。

权利要求

1.一种基于陀螺仪和嵌入式飞控系统的四旋翼飞行器遥控器，其控制由遥控器发射端[1]和飞行器接收端组成，其特征是：遥控器端的模式切换开关、液晶显示板、陀螺仪传感器 、[2]

2.4G模块发送端分别与单片机相连接；飞行器端的2.4G模块接收端、陀螺仪传感器 、距离传感器、GPS模块、电机1、电机2、舵机1、舵机2以及附加电机舵机分别与嵌入式飞控系统相连。

[1]

2.根据权利1所述的遥控器，其特征是：遥控器端的陀螺仪传感器 与单片机的输入端相连，单片机的输出端与2.4G模块发送端相连；飞行器端的2.4G模块接收端、陀螺仪传[2]感器 、距离传感器、GPS模块分别与嵌入式飞控系统的输入端相连，嵌入式飞控系统的输出端分别与电机1、电机2、舵机1、舵机2以及附加电机舵机相连。

说明书

基于陀螺仪和嵌入式飞控系统的四旋翼飞行器遥控器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种操控四旋翼飞行器和飞行器阵列的遥控装置，尤其是不需要众多按键即能进行操控的遥控器。

背景技术

[0002] 目前，公知的四旋翼飞行器和飞行器阵列的遥控器有四通道、六通道、八通道之分。它们有以下缺点：一是即便功能最简单的四通道遥控器，想要单手操控也过于笨重；二是比较复杂的八通道遥控器，也很难操控一个四旋翼飞行器阵列；三是对飞行器进行操控的难度大。这些缺点不利于四旋翼飞行器的操控和应用推广。这是因为现有的飞行器遥控器多是基于对电机、舵机进行操控，每个按键只对所对应的元件进行操控，同时四旋翼飞行器又具有灵活性和灵敏性特点，所以传统的飞行器遥控器操作难度大，更难实现单人操控飞行器阵列。

发明内容

[0003] 为了克服现有的飞行器遥控器操作复杂和不能对飞行器阵列进行操控的不足，本发明提供一种基于陀螺仪和嵌入式飞控系统的四旋翼飞行器遥控器，该遥控器不仅能方便对单个四旋翼飞行器进行操控，而且能方便地结合嵌入式飞控系统的智能算法对飞行器阵列进行操控，方便后期智能飞行器算法的开发。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在遥控器外壳中，2.4G模块发射端[1]和陀螺仪传感器 、液晶显示板、模式切换开关分别与单片机相连。控制系统由两部分构成，A部分是遥控器；B部分是四旋翼飞行器内部的嵌入式飞控系统以及相关算法。A部分[1]
的遥控器作为输入设备通过陀螺仪传感器 检测人手腕的运动，并将数据进行初步处理后转换成相关指令通过2.4G模块发射端传递给四旋翼飞行器上的嵌入式飞控系统，飞控系统通过对接收到的指令和通过各种传感器得到的飞行器当前运动状态的分析，结合相关算法来具体控制电机、舵机。由于遥控器下达的是宏观操作指令，飞行器上的嵌入式飞控系统具体对指令进行分析并操作电机、舵机，飞控系统能结合获得的指令和飞行器当前运动状态并以60Hz以上的频率对飞行器上的电机和舵机装置进行控制，从而比传统遥控器的人工控制更加稳定高效。通过多个飞行器上的飞控系统对遥控器指令的接收与结合算法的处理，可以实现用一个遥控器操控一个飞行阵列的目的，故大大降低了操控难度。

[0005] 本发明的有益效果是，可以通过一种遥控器对四旋翼飞行器上飞控系统的操控来控制飞行器上的电机、舵机，降低操作难度，提高操作精度，一个人能够做到通过一个遥控器控制一个飞行器阵列。有利于四旋翼飞行器在工业、农业和服务业（如高温下农药的喷洒，物流快递送货上门等）的推广和应用，提高效率，降低成本。

附图说明

[0006] 下面结合附图和实例对本发明进一步说明。图1是本发明遥控器端的结构原理图，图2是本发明飞行器端的结构原理图。

[0007] 图中1.模式切换开关，2.液晶显示板，3.陀螺仪传感器[1]，4.单片机，5. 2.4G[2]模块发送端，6. 2.4G模块接收端，7.陀螺仪传感器 ，8.距离传感器，9.GPS模块，10.嵌入式飞控系统，11.电机1，12.电机2，13.舵机1，14舵机2，15附加电机舵机装置。

具体实施方式

[0008] 在图1中，陀螺仪传感器[1]（3）与单片机（4）的相连，单片机（4）与2.4G模块发送端（5）相连，模式切换开关（1）、液晶显示板（2）分别与单片机（4）相连。

[0009] 在图2中，2.4G模块接收端（6）、陀螺仪传感器[2]（7）、距离传感器（8）、GPS模块（9）分别与嵌入式飞控系统（10）的输入端相连，嵌入式飞控系统（10）的输出端分别与电机1（11）、电机2（12）、舵机1（13）、舵机2（14）以及附加电机舵机（15）相连。