[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

说明书

本发明公开了一种中小型无人机高集成度机载计算机构型方法，该方法在少量增加额外的机载计算机内部硬件和软件的基础上实现将空速、高度传感器及GPS接收机内嵌于机载计算机内，以达到显著提高机载计算机的性能，并显著降低无人机重量和功耗的目的。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机高集成度机载计算机构型方法。

背景技术

空速、高度及GPS定位信息是无人机的重要控制参数，在整个无人机飞行控制过程中都参与飞行控制运算。

现有的中小型无人机通常采用在无人机上安装单独的大气计算机(获取空速、高度)及GPS定位设备(获取GPS定位信息)并通过电缆与机载计算机相联接，通过专用的SIO接口将空速、高度及GPS定位信息送至机载计算机中的处理器中参与飞行控制运算。这种方法使无人机上需要单独安装机载计算机、大气计算机及GPS定位设备三个设备来共同完成无人机飞行控制运算，由于中小型无人机上空间较小、机上资源紧张，这种方法会使得无人机分配给任务设备的资源非常有限，大大影响了无人机的性能及任务执行。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种中小型无人机高集成度机载计算机构型方法，该方法在少量增加额外的机载计算机内部硬件和软件的基础上实现将空速、高度传感器及GPS接收机内嵌于机载计算机内，以达到显著提高机载计算机的性能，并显著降低无人机重量和功耗的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

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；