[发明专利]一种中小型无人机高集成度机载计算机构型方法

权利要求书

1.一种中小型无人机高集成度机载计算机构型方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：机载计算机包括空速及高度传感器、GPS接收机、处理器及SIO模块、模拟量采集模块、数字量采集模块、滤波隔离模块、计算机母板及电源；

步骤2：将GPS接收机直接安装于处理器及SIO模块上，通过四个螺钉相连，中间用铜柱隔开；GPS接收机数据输出口为SIO接口，通过一个双排插座与处理器及SIO模块相连；

将处理器及SIO模块和电源模块安装在计算机母板上实现5V电源供电；空速及高度传感器通过四个螺钉安装在机载计算机侧壁上，中间贴上导热硅胶以保证充分导热，空速及高度传感器的SIO接口通过电缆连接在计算机母板上实现与处理器及SIO模块的信息互联和5V电源供电；

步骤3：将空速管安装于无人机机头，将空速管上的管路连接到机载计算机前面板上的接头上，并将机载计算机内部的空速及高度传感器的压力管路也连接在该接头上，由此实现将空速管采集的空速压力和高度压力值输入到空速及高度传感器中；

步骤4：将GPS天线安装于无人机上无遮挡处，将GPS天线上连接的馈线连接到机载计算机前面板上的SMA接头上，并将GPS接收机的馈线也连接于该SMA接头上，由此实现机载计算机内的GPS接收机获取GPS定位信息的目的；

步骤5：将空速及高度传感器和GPS接收机的数据送入处理器及SIO模块，通过处理器及SIO模块送入处理器的机载软件中，解算出空速、高度及GPS位置和地速信息用于无人机的飞行控制；

空速及高度传感器与处理器及SIO模块的软件通讯周期定为k1，GPS接收机与处理器及SIO模块的软件通讯周期定为k2，k1的取值为无人机控制周期的1/2至1倍，k2的取值均应为无人机控制周期的1至4倍；

步骤6：无人机加电后空速管自动输出无人机的空速、高度压力值并通过管路送给机载计算机内部的空速及高度传感器，空速及高度传感器接收到压力值后解算出空速、高度值送入机载计算机处理器软件模块中，机载计算机处理器软件模块接收到空速、高度值后进行控制律运算并输出控制无人机；装于无人机上的GPS天线将其收到的定位信息通过馈线送至GPS接收机上，GPS接收机解算出位置、地速信息后送至机载计算机处理器软件模块中，机载计算机处理器软件接收到位置、地速信息后进行控制律运算并输出控制无人机；

步骤7：接收到空速管输出的无人机空速、高度压力值后，空速及高度传感器以k1为周期定时向机载计算机处理器输出空速、高度信息；

步骤8：若机载计算机处理器连续t1个周期未收到空速、高度信息则回报空速、高度传感器故障；若接收空速、高度信息正常则将收到的空速、高度值代入到机载软件中进行n拍的均值滤波；

步骤9：处理器中的机载软件使用滤波后的空速、高度值进行无人机的飞行控制；

步骤10：GPS接收机以k2为周期向机载计算机处理器定时输出位置、地速信息；

步骤11：若机载计算机处理器连续t3个周期未收到GPS接收机信息则回报GPS接收机故障；若接收GPS接收机信息正常则将收到的位置、地速信息代入到机载软件中进行无人机飞行控制。

2.根据权利要求1所述的一种中小型无人机高集成度机载计算机构型方法，其特征在于，所述n拍的均值滤波算法具体如下：

假设当前周期时刻处理器接收到的空速、高度值为K_n，前一个周期时刻处理器接收到的空速、高度值为K_n-1，以此类推前1至n-2周期处理器接收到的空速、高度值为K_n-2、K_n-3、…、K₁，那么当前时刻的空速、高度计算公式为：

前一时刻的空速、高度＝(K_n+K_n-1+…+K₁)/n；

下一个周期时刻处理器接收到的空速、高度值为K_n+1，将K_n+1代替最先收到的空速、高度值K₁；

下一时刻的空速、高度＝K_n+1+K_n+…+K₂)/n；

后面时刻的空速、高度值滤波以此类推。

3.根据权利要求1所述的一种中小型无人机高集成度机载计算机构型方法，其特征在于，所述n＝6。