[实用新型]一种基于以太网交换总线的无人机飞行控制系统

权利要求书

1.一种基于以太网交换总线的无人机飞行控制系统，包括飞控计算机、飞行指示灯控 制模块、超声波传感器、光流传感器、电源管理模块、蓄电池、惯性测量单元、卫星导航单元、 电机、舵机，所述飞行指示灯控制模块、超声波传感器、光流传感器通过CAN总线与所述飞控 计算机信号连接，所述电源管理模块与蓄电池电连接，所述电源管理模块、惯性测量单元、 卫星导航单元通过另外一条CAN总线与所述飞控计算机信号连接，所述飞控计算机分别与 电机、舵机信号连接，其特征在于：所述飞控计算机还嵌入有以太网交换芯片，所述以太网 交换芯片与飞控计算机通过局域网连接，所述以太网交换芯片与飞控外围模块通过局域网 连接。

2.根据权利要求1所述的基于以太网交换总线的无人机飞行控制系统，其特征在于：所 述飞控外围模块包括4G模块、视觉计算机、高清运动相机、无线模块；

所述4G模块可以通过以太网交换式总线将高清运动相机的高清数字图像通过无线模 块接入互联网或传回监控指挥中心，也可以通过视觉计算机的USB口，可将飞行器实拍视频 实时接入互联网或传回指挥中心；

所述视觉计算机内部有DSP处理器、ARM处理器，运行Linux操作系统，以百兆以太网口 与所述飞控计算机连接，通过所述飞控计算机上的以太网交换芯片所扩展的以太网交换式 总线接收高清运动相机传回的图片，进行图像的分析解算，并与光流传感器、超声波传感 器、惯性测量单元数据进行融合，进行视觉导航、障碍规避、图像目标识别跟踪；

所述高清运动相机直接出以太网口与飞控计算机所扩展的以太网交换式总线进行连 接，支持多个视频流的转发，一方面直接通过以太网交换芯片将高清数字化视频流传回地 面，另一方面通过以太网交换芯片将高清视频数据传给视觉计算机进行图像计算，还通过 以太网交换式总线将高清运动相机的高清数字图像通过无线模块接入互联网或传回监控 指挥中心，也可通过视觉计算机的USB口下挂4G模块，将全数字高清视频数据直接接入互联 网或指挥中心；

所述无线模块通过以太网交换式总线将遥控器指令流、飞控指令流、飞行状态参数流、 高清数字图压缩像码流直接汇聚，与地面进行数据交换,地面有一个WIFI中继模块,可使 WIFI信号无遮挡的情况下延伸超过1公里。

3.根据权利要求1所述的基于以太网交换总线的无人机飞行控制系统，其特征在于：所 述飞控计算机为高性能的ARM芯片及I/O电路，外围支持2条CAN总线、多个PWM口、通过太网 交换芯片扩展的多个百兆以太网接口、2个USB口和1个调试串口,接受PMU模块的5V供电和 蓄电池电量监测信号；

所述飞行指示灯控制模块内有无人机航向灯及飞行状态指示灯的驱动芯片、单片机， CAN总线与飞控计算机连接，模块上有USB口扩展，用来进行飞控的调参和固件升级；

飞控计算机支持多个超声波传感器或水平测距传感器，所述超声波传感器内有单片 机，CAN总线接入飞控核心模块，能够配合视觉计算机的视觉算法，进行无人机的障碍规避 和图像目标识别跟踪；

所述光流传感器核心功能是在卫星导航单元信号丢失的情况下或在室内，与惯性测量 单元数据融合进行飞行器姿态和位置解算，进行视觉导航；

所述电源管理模块一边接3S-6S的蓄电池，内部有AC/DC进行电压变换和防接反电路， 通过3PIN接口线连接到飞控计算机，给飞控计算机供电，并提供蓄电池电压检测信号；

所述惯性测量单元包含三轴加速度计、三轴陀螺仪、气压高度计、单片机，CAN总线与 飞控计算机连接，与卫星导航单元做数据融合进行飞行器姿态解算和位置解算；

所述卫星导航单元为GPS/北斗接收芯片、磁罗盘、单片机，CAN总线与飞控计算机连 接，支持GPS和北斗导航定位，支持磁航向计对飞行器姿态的解算，并与惯性测量单元进行 数据融合，最终由飞飞控计算机解算飞行器姿态和飞行器位置。