一種無人機(jī)飛控實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無人機(jī)飛控實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]有人機(jī)飛行人員的培養(yǎng)主要依賴于實(shí)裝飛行訓(xùn)練，模擬飛行時(shí)間僅占總培訓(xùn)時(shí)間的30%。而無人機(jī)操控人員的培訓(xùn)與之存在本質(zhì)差別，大量的培訓(xùn)工作都由地面模擬訓(xùn)練完成。因此，需要地面模擬訓(xùn)練系統(tǒng)滿足對無人機(jī)操控人員培養(yǎng)的需要。由于無人機(jī)操控人員大都沒有實(shí)際空中飛行經(jīng)驗(yàn)，需要借助三維立體顯示系統(tǒng)訓(xùn)練其空中態(tài)勢感知能力，準(zhǔn)確掌握無人機(jī)在三維立體空間的位置和周邊狀態(tài)，以應(yīng)對空中突發(fā)情況，而傳統(tǒng)的三維立體顯示系統(tǒng)價(jià)格昂貴，使用壽命有限，難以滿足訓(xùn)練需求。由于實(shí)裝數(shù)量有限、價(jià)格昂貴，地面維修人員維修操作訓(xùn)練只能由教員通過圖片講解各類機(jī)件、設(shè)備的原理構(gòu)造和檢查流程，或是在實(shí)裝上簡單的實(shí)際操作演示，學(xué)員能夠?qū)嶋H操作的機(jī)會很少，這就造成了維修人員的培養(yǎng)周期較長，實(shí)際操作能力偏弱，如果能夠把虛擬維修和三維交互技術(shù)運(yùn)用到維修人員的培訓(xùn)中將直觀的展現(xiàn)各類機(jī)件設(shè)備的拆裝方法、檢查流程和工作原理，將大大縮短培養(yǎng)周期，提高維修人員維修操作能力。
[0003]在目前的無人機(jī)裝備訓(xùn)練中，主要采用實(shí)裝和模擬器、多媒體訓(xùn)練系統(tǒng)以及文本和掛圖三種方式進(jìn)行訓(xùn)練:實(shí)裝和模擬器訓(xùn)練，是直接利用真實(shí)裝備和模擬器開展訓(xùn)練;多媒體訓(xùn)練，是依賴于制作的裝備動畫和拍攝的訓(xùn)練視頻進(jìn)行講解;而文本和掛圖訓(xùn)練，則通過閱讀維修訓(xùn)練資料和平面紙制圖的方式開展訓(xùn)練。
[0004]通常說來，結(jié)合實(shí)際裝備和模擬器進(jìn)行訓(xùn)練效果較好，但受配裝數(shù)量、場地、時(shí)間、復(fù)雜度、安全性以及天氣等各環(huán)境因素的限制，訓(xùn)練效率較低，而且保養(yǎng)、維護(hù)、更新實(shí)裝和模擬器的費(fèi)用昂貴，難以滿足訓(xùn)練需求;現(xiàn)有的多媒體訓(xùn)練雖然將視頻、文字、動畫以及三維模型組合在了一起，是動態(tài)的，但對于無人機(jī)這類復(fù)雜裝備，這種訓(xùn)練手段的效果十分有限，并且交互性和自主性差，不能完全像操作真實(shí)裝備一樣按受訓(xùn)者的意圖進(jìn)行訓(xùn)練;而掛圖和文本訓(xùn)練是裝備訓(xùn)練的傳統(tǒng)手段，是靜態(tài)的、二維的，缺乏生動性，學(xué)習(xí)效率也不高；同時(shí)也不能及時(shí)對受訓(xùn)者的實(shí)訓(xùn)效果進(jìn)行及時(shí)考核。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種無人機(jī)飛控實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于解決用戶方便學(xué)習(xí)、維修、檢測飛控系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)有故障設(shè)置以及故障解除的考核功能，該系統(tǒng)可模擬飛控系統(tǒng)的故障，同時(shí)故障分析可通過相應(yīng)的模塊來解除故障。
[0006]本發(fā)明提供了一種無人機(jī)飛控實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持固定翼和多旋翼無人機(jī)設(shè)備，包括箱體和設(shè)置在箱體上的箱蓋，所述箱體內(nèi)設(shè)置有PCB主板，所述PCB主板上設(shè)置有主控制器模塊以及故障考核模塊，所述主控制器模塊與所述故障考核模塊電連接，其中:
[0007]所述主控制器模塊上設(shè)置有主控制器、空轉(zhuǎn)傳感器模塊、磁羅盤傳感器模塊、氣壓高度計(jì)模塊、磁羅盤與加速度計(jì)模塊、陀螺傳感器模塊、陀螺與加速度計(jì)傳感器模塊、CAN總線模塊、低壓差供電模塊、飛行數(shù)據(jù)存儲模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、參數(shù)存儲模塊、輸入輸出控制器模塊，所述空轉(zhuǎn)傳感器模塊、磁羅盤傳感器模塊、氣壓高度計(jì)模塊、磁羅盤與加速度計(jì)模塊、陀螺傳感器模塊、陀螺與加速度計(jì)傳感器模塊、CAN總線模塊、低壓差供電模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、飛行數(shù)據(jù)存儲模塊、參數(shù)存儲模塊以及輸入輸出控制器模塊分別與所述主控制器電連接，所述空速傳感器模塊用于測量相對氣流的速度，將數(shù)據(jù)傳輸給主控制器;所述磁羅盤傳感器模塊用于測量飛行裝置方向，將數(shù)據(jù)傳輸給主控制器;所述氣壓高度計(jì)模塊利用氣壓與高度的關(guān)系，通過觀測氣壓測量飛行裝置的飛行高度，將數(shù)據(jù)傳輸給主控制器;所述磁羅盤與加速度計(jì)模塊測量飛行裝置各個(gè)方向的沖擊和加速度，將數(shù)據(jù)傳輸給主控制器；所述陀螺傳感器模塊測量飛行裝置各個(gè)方向的角速度，將數(shù)據(jù)傳輸給主控制器;所述陀螺與加速度計(jì)傳感器模塊測量飛行裝置各個(gè)方向的沖擊和加速度，將數(shù)據(jù)傳輸給主控制器；所述CAN總線模塊為預(yù)留接口，其用于傳輸數(shù)據(jù);所述低壓差供電模塊帶有穩(wěn)壓控制，用于給主控制器供電；所述飛行數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲飛行中的數(shù)據(jù)以及姿態(tài)高度;所述電平轉(zhuǎn)換模塊把主控制器的輸出信號轉(zhuǎn)換成高電壓信號，以增加抗干擾性能;所述參數(shù)存儲模塊用于存儲飛控實(shí)訓(xùn)過程中的參數(shù)設(shè)置、PID控制以及航線;所述輸入輸出控制器模塊用于解算飛行裝置的舵機(jī)輸出以及遙控器的輸入；
[0008]所述PCB主板上設(shè)置有多個(gè)外接接口，所述多個(gè)外接接口包括電臺接口、GPS接口、外置磁羅盤接口、OSD視頻疊加接口、外置傳感器接口、自檢接口、備用GPS接口、CAN總線接口、I2C總線接口以及安全開關(guān)接口；
[0009]所述箱體內(nèi)PCB主板上還設(shè)置有多個(gè)外置設(shè)備，所述多個(gè)外置設(shè)備包括GPS、電臺、電源模塊、超聲波傳感器、OSD圖像疊加器、航模接收機(jī)以及錄像工具，所述GPS通過所述GPS接口與所述主控制器模塊電連接，所述GPS用于實(shí)現(xiàn)無人裝置定位導(dǎo)航功能，所述電臺通過所述電臺接口與所述主控制器模塊電連接，所述電臺用于實(shí)現(xiàn)無人裝置與地面站的無線連接，所述電源模塊與所述低壓差供電模塊相連，所述電源模塊用于給主控制器模塊提供穩(wěn)定的供電，所述OSD圖像疊加器通過所述OSD視頻疊加接口與所述主控制器模塊電連接，所述OSD圖像疊加器用于在顯示器的熒幕上產(chǎn)生無人裝置的字形或圖形，所述超聲波傳感器通過所述外置傳感器接口與所述主控制器模塊電連接，所述超聲波傳感器采用超聲波回波測距原理，檢測無人裝置與目標(biāo)物之間的距離，所述航模接收機(jī)通過CAN總線接口與所述主控制器模塊電連接，所述航模接收機(jī)用來接收無人裝置的控制發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號，所述錄像工具通過I2C總線接口與所述主控制器模塊電連接，用于無人裝置在飛行過程中進(jìn)行錄像；
[0010]所述故障考核模塊包括設(shè)置故障模塊和解除故障模塊，所述設(shè)置故障模塊和所述解除故障分別與所述主控制器模塊電連接。
[0011]可選的，所述主控制器模塊上還設(shè)置有聲音報(bào)警模塊和七彩指示燈模塊，所述聲音報(bào)警模塊和七彩指示燈模塊分別與主控制器電連接，所述聲音報(bào)警模塊用于通過聲音進(jìn)行報(bào)警，進(jìn)而通知用戶無人裝置發(fā)生故障;所述七彩指示燈模塊用于通過指示燈進(jìn)行報(bào)警，進(jìn)而通知用戶無人裝置發(fā)生故障。
[0012]可選的，所述主控制器模塊上還設(shè)置有輸入輸出控制器供電模塊、傳感器供電模塊以及寬壓供電模塊，所述輸入輸出控制器供電模塊與所述輸入輸出控制器相連接，用于向其進(jìn)行供電，所述傳感器供電模塊分別與所述空轉(zhuǎn)傳感器模塊、磁羅盤傳感器模塊、陀螺傳感器模塊以及陀螺與加速度計(jì)傳感器模塊相連接用于對其進(jìn)行供電。
[0013]可選的，所述多個(gè)外置設(shè)備還包括電機(jī)以及電子調(diào)速器。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:本發(fā)明提供一種無人機(jī)飛控實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的故障考核系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)有故障設(shè)置，故障解除的考核功能，該體統(tǒng)可模擬飛控系統(tǒng)的所有故障，同時(shí)相應(yīng)的故障分析可通過相應(yīng)的模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析來解除故障。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的無人機(jī)飛控實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的無人機(jī)飛控實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)的原理框圖。
[0017]圖中標(biāo)注如下:
[0018]100-箱蓋；
[0019]200-箱體；
[0020]201-航模接收機(jī)；
[0021]202-錄像工具；
[0022]203-故障考核模塊；
[0023]204-PCB 主板；
[0024]205-主控制器模塊；
[0025]206-電臺；
[0026]207-0SD圖像疊加器；
[0027]208-電源模塊；
[0028]209-超聲波傳感器；
[0029]21-GPS；
[0030]211-電子調(diào)速器；
[0031]212-電機(jī)；
[0032]213-空轉(zhuǎn)傳感器模塊；
[0033]214-磁羅盤傳感器模塊；
[0034]215-氣壓高度計(jì)模塊；
[0035]216-磁羅盤與加速度計(jì)模塊；
[0036]217-陀螺傳感器模塊；
[0037]218-陀螺與加速度計(jì)傳感器模塊；
[0038]219-CAN 總線模塊；
[0039]220-低壓差供電模塊；
[0040]221-飛行數(shù)據(jù)存儲模塊；
[0041 ]222-電平轉(zhuǎn)換模塊；
[0042]223-參數(shù)存儲模塊；
[0043]224-輸入輸出控制器模塊；
[0044]225-主控制器；
[0045]226-聲音報(bào)警模塊；
[0046]227-七彩指示燈；
[0047]228-輸入輸出控制器供電模塊
[0048]229-傳感器供電模塊；
[0049]230-寬壓供電模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0050]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0051]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0052]在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的