一種無人機(jī)飛控系統(tǒng)和無人機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無人機(jī)飛控系統(tǒng)和無人機(jī)，特別涉及到一種具有應(yīng)急功能的無人機(jī)飛控系統(tǒng)和無人機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于無人機(jī)具有體型小、成本低等優(yōu)勢(shì)，而且隨著飛控技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)的性能不斷增強(qiáng)、類型不斷增多，使其在軍用領(lǐng)域和民用領(lǐng)域中的應(yīng)用需求不斷增大。
[0003]現(xiàn)有的無人機(jī)飛控系統(tǒng)通常沒有余度設(shè)計(jì)，采用單CPU(Central ProcessingUnit，中央處理器)模式，一旦該CPU出現(xiàn)故障，無人機(jī)的飛控系統(tǒng)將無法工作，可能直接威脅無人機(jī)的飛行安全。
[0004]作為改進(jìn)，現(xiàn)有技術(shù)中還有米用CPLD (Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件)等可編程邏輯器件作為接口控制的系統(tǒng)，但是，CPU在故障狀態(tài)下，飛控系統(tǒng)也只能輸出固定信號(hào)，影響無人機(jī)飛行安全。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中，無人機(jī)飛控系統(tǒng)多采用單CPU，當(dāng)該CPU出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)飛控系統(tǒng)無法工作，直接威脅無人機(jī)的飛行安全。
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種無人機(jī)飛控系統(tǒng)，包括:
[0007]主CPU ；
[0008]從CPU ；
[0009]慣性測(cè)量單元，慣性測(cè)量單元與主CPU和從CPU連接，主CPU在正常工作狀態(tài)時(shí)，主CPU控制慣性測(cè)量單元；主CPU發(fā)生異常時(shí)，從CPU控制慣性測(cè)量單元。
[0010]進(jìn)一步，還包括:
[0011 ]存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口，所述存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口與主CPU連接。
[0012]進(jìn)一步，還包括:
[0013]存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口，所述存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口與從CPU連接。
[0014]進(jìn)一步，還包括:
[0015]接口單元，所述接口單元與從CPU連接。
[0016]進(jìn)一步，還包括:
[0017]接口單元，所述接口單元與主CPU連接。
[0018]進(jìn)一步，主CPU與從CPU連接。
[0019]進(jìn)一步，主CPU在正常工作狀態(tài)下，主CPU定時(shí)向從CPU發(fā)送滴答信號(hào)。
[0020]進(jìn)一步，主CPU發(fā)生異常時(shí)，從CPU向主CPU發(fā)送復(fù)位信號(hào)使主CPU復(fù)位。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]所述從CPU可以在主CPU發(fā)生故障時(shí)控制慣性測(cè)量單元，保證無人機(jī)的飛行安全。降低了現(xiàn)有技術(shù)中CPU出現(xiàn)故障時(shí)直接威脅無人機(jī)飛行安全的風(fēng)險(xiǎn)。
[0023]本實(shí)用新型還提供了一種無人機(jī)，包括機(jī)身、機(jī)翼、電機(jī)和螺旋槳，還包括上述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)。
[0024]進(jìn)一步，還包括:
[0025]遙控器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述遙控器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與接口單元連接。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]所述從CPU可以在主CPU發(fā)生故障時(shí)控制慣性測(cè)量單元，保證無人機(jī)的飛行安全。降低了現(xiàn)有技術(shù)中CPU出現(xiàn)故障時(shí)直接威脅無人機(jī)飛行安全的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例無人機(jī)飛控系統(tǒng)的示意圖；
[0029]圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例無人機(jī)的飛控系統(tǒng)的示意圖；
[0030]圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例無人機(jī)飛控系統(tǒng)的工作流程。
【具體實(shí)施方式】
[0031]現(xiàn)有技術(shù)中，無人機(jī)飛控系統(tǒng)多采用單CPU，當(dāng)該CPU出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)飛控系統(tǒng)無法工作，直接威脅無人機(jī)的飛行安全。
[0032]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0033]第一實(shí)施例
[0034]參考圖1，本實(shí)施例提供一種無人機(jī)飛控系統(tǒng)，包括:
[0035]主CPU、從 CPU 和 IMU (Inertial measurement unit，慣性測(cè)量單元)。所述主 CPU與從CPU連接；所述IMU與主CPU和從CPU連接。
[0036]在本實(shí)施例中，無人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括其他功能模塊，如存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口等，所述存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口與主CPU連接。
[0037]在本實(shí)施例中，無人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括接口單元，所述接口單元與從CPU連接。
[0038]所述無人機(jī)飛控系統(tǒng)的工作方式如下:
[0039]所述主CPU能夠正常工作時(shí):
[0040]主CPU讀取IMU中的信息及其他功能模塊的信息，完成飛行控制的全部控制邏輯及功能。
[0041]從CPU對(duì)從接口單元輸入的信號(hào)進(jìn)行采集和處理，并將處理后的信息發(fā)送給主CPU，主CPU接收到從CPU發(fā)送過來的信息后，會(huì)對(duì)該信息進(jìn)行處理。
[0042]主CPU也可以發(fā)出控制指令，并將所述控制指令發(fā)送給從CPU，然后從CPU將控制指令發(fā)送給接口單元。
[0043]因?yàn)檩斎?、輸出信?hào)的采集與處理需要消耗大量時(shí)間，采用雙CPU模式，由從CPU處理輸入輸出信號(hào)，大幅降低了主CPU的負(fù)擔(dān)，提高了飛控系統(tǒng)的整體性能。
[0044]其中，主CPU正常工作是指主CPU至少能夠讀取IMU中的信息，并對(duì)IMU進(jìn)行控制。
[0045]主CPU正常工作時(shí)，主CPU會(huì)定時(shí)向從CPU發(fā)送滴答(tick)信號(hào)，以表征主CPU工作正常，同時(shí)可向從CPU發(fā)送控制指令。
[0046]主CPU能夠正常工作時(shí)，從CPU對(duì)主CPU的復(fù)位控制信號(hào)被禁用，且從CPU不讀取IMU信息，僅作為協(xié)處理器。
[0047]當(dāng)主CPU發(fā)生故障時(shí)，主CPU無法定時(shí)向從CPU發(fā)送tick信號(hào)，從CPU在限定時(shí)間閾值內(nèi)沒能成功獲得主CPU的tick信號(hào)，此時(shí)從CPU則判定主CPU發(fā)生故障，進(jìn)入應(yīng)急處理流程。
[0048]所述主CPU發(fā)生故障是指主CPU至少不能夠控制IMIL
[0049]在應(yīng)急處理流程中，從CPU可切斷IMU與主CPU之間的通訊聯(lián)系，從CPU直接讀取IMU信息，并做慣性增穩(wěn)控制，保證飛行安全，同時(shí)復(fù)位主CPU。
[0050]當(dāng)再次收到主CPU的tick信號(hào)時(shí)，從CPU向主CPU反饋發(fā)生故障信號(hào)，以告知主CPU此次啟動(dòng)是因?yàn)橹鰿PU發(fā)生了故障，以便主CPU執(zhí)行相應(yīng)的處理策略，同時(shí)從CPU斷開與IMU的連接，恢復(fù)IMU與主CPU的連接。此后從CPU恢復(fù)對(duì)接口單元的輸入、輸出信息處理功能，飛控系統(tǒng)進(jìn)入正常模式。
[0051]從CPU在主CPU正常工作時(shí)，僅對(duì)接口單元的輸入、輸出進(jìn)行處理；當(dāng)主CPU發(fā)生故障時(shí)，僅作基本增穩(wěn)控制，故可采用低成本的處理器，保持了整個(gè)飛控系統(tǒng)維持在較低的成本。
[0052]在其他實(shí)施例中，所述其他功能模塊也可以與從CPU連接，這樣可以避免主CPU在發(fā)生故障時(shí)，從CPU無法處理所述其他功能模塊的數(shù)據(jù)。
[0053]在其他實(shí)施例中，所述接口單元也可以與主CPU連接，防止在從CPU出現(xiàn)故障時(shí)，主CPU無法處理接口單元的輸入信息、無法發(fā)送控制指令至所述接口單元。
[0054]第二實(shí)施例
[0055]本實(shí)施例提供一種無人機(jī)，包括機(jī)身、機(jī)翼、電機(jī)和螺旋槳(未示出)。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。
[0056]參考圖2，所述無人機(jī)還包括第一實(shí)施例中所述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)。
[0057]在本實(shí)施例中，所述無人機(jī)還包括遙控器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(如電調(diào)、舵機(jī)等)，所述遙控器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與接口單元連接。
[0058]從CPU通過接口單元采集遙控器的輸入信息，定時(shí)向主CPU反饋，同時(shí)采集主CPU的控制指令，并通過接口單元將控制指令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0059]所述無人的大致工作流程可以參考圖3:
[0060]首先判斷主CPU是否工作正常。
[0061]如果主CPU工作正常，則主CPU與IMU進(jìn)行連接，從CPU與IMU斷開連接，并且，從CPU通過處理接口單元執(zhí)行信號(hào)處理。
[0062]如果主CPU發(fā)生故障，則從CPU與IMU連接，主CPU與IMU斷開連接，從CPU實(shí)施慣性增穩(wěn)控制，同時(shí)發(fā)送復(fù)位信號(hào)至主CPU，直至主CPU能正常工作為止。
[0063]雖然本實(shí)用新型披露如上，但本實(shí)用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無人機(jī)飛控系統(tǒng)，其特征在于，包括: 主 CPU;從 CPU ； 慣性測(cè)量單元，慣性測(cè)量單元與主CPU和從CPU連接，主CPU在正常工作狀態(tài)時(shí)，主CPU控制慣性測(cè)量單元；主CPU發(fā)生異常時(shí)，從CPU控制慣性測(cè)量單元。2.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口，所述存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口與主CPU連接。3.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口，所述存儲(chǔ)模塊、導(dǎo)航模塊和總線接口與從CPU連接。4.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 接口單元，所述接口單元與從CPU連接。5.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 接口單元，所述接口單元與主CPU連接。6.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)，其特征在于，主CPU與從CPU連接。7.如權(quán)利要求6所述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)，其特征在于，主CPU在正常工作狀態(tài)下，主CPU定時(shí)向從CPU發(fā)送滴答信號(hào)。8.如權(quán)利要求6所述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)，其特征在于，主CPU發(fā)生異常時(shí)，從CPU向主CPU發(fā)送復(fù)位信號(hào)。9.一種無人機(jī)，包括機(jī)身、機(jī)翼、電機(jī)和螺旋槳，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1-8任一所述的無人機(jī)飛控系統(tǒng)。10.如權(quán)利要求9所述的無人機(jī)，其特征在于，還包括: 遙控器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述遙控器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與接口單元連接。
【專利摘要】一種無人機(jī)飛控系統(tǒng)，包括：主CPU；從CPU；慣性測(cè)量單元，慣性測(cè)量單元與主CPU和從CPU連接，主CPU在正常工作狀態(tài)時(shí)，主CPU控制慣性測(cè)量單元；主CPU發(fā)生異常時(shí)，從CPU控制慣性測(cè)量單元。所述從CPU可以在主CPU發(fā)生故障時(shí)控制慣性測(cè)量單元，保證無人機(jī)的飛行安全。
【IPC分類】G05D1/00, G05B19/048
【公開號(hào)】CN205049929
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520769846
【發(fā)明人】張 杰
【申請(qǐng)人】上海圣堯智能科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日