[发明专利]四旋翼飞行器

摘要

本发明公开了一种四旋翼飞行器，其包括机体、电机和电路板；所述电路板上设置有飞行控制系统，所述飞行控制系统包括主控计算机和姿态控制器；所述主控计算机为板载计算机。本发明通过在四旋翼飞行器的姿态控制器上加装一块低性能板载计算机，由其通过Wi‑Fi模块连接无线路由器组建的无线网络搭建一个基于机器人操作系统(ROS)的网络框架，再将各类飞行数据发送到ROS网络中，再传输到地面站PC，由地面站PC处理大量的数据，并计算出相应的控制指令控制四旋翼的飞行，因此，所述板载计算机的运算量较小，能满足所述四旋翼飞行器的自主飞行要求。

主权项

一种四旋翼飞行器，其特征在于，包括机体、电机和电路板；所述电路板固定于所述机体上；所述电机的数量为4个，所述四个电机分别固定于所述机体的四个角部上，所述电机的输出轴上安装有螺旋桨叶片；所述电路板上设置有飞行控制系统，所述飞行控制系统包括主控计算机、姿态控制器、光流传感器、惯性测量单元、红外测距仪、遥控器、电子调速器GPS模块、Wi‑Fi模块和摄像头；所述主控计算机为板载计算机；所述姿态控制器包括处理器、A/D转换模块、脉冲捕获单元、PWM模块、第一串行通信接口、第二串行通信接口和第三串行通信接口；所述A/D转换模块、脉冲捕获单元、PWM模块、第一串行通信接口、第二串行通信接口和第三串行通信接口均与所述处理器信号连接；所述主控计算机通过所述第三串行通信接口与所述姿态控制器信号连接；所述光流传感器通过所述第一串行通信接口与所述处理器信号连接；用于输出四旋翼飞行器的平移速度分量；所述惯性测量单元通过第二串行通信接口与所述处理器信号连接；所述红外测距仪通过A/D转换模块与所述姿态控制器的处理器信号连接；用于得到高度值；其中，所述红外测距仪为SHARP生产的型号为GP2Y0A02YK0F的红外测距传感器；所述遥控器通过所述脉冲捕获单元与所述姿态控制器的处理器信号连接；所述电机通过电子调速器与所述PWM模块连接；所述机体呈中心对称结构，且其包括碳纤维板、碳纤维杆和起落架，所述碳纤维板的形状为方形，其四个角部分别与四根圆形碳纤维杆相连，起落架固定于所述碳纤维板的底部；所述四个电机分别固定于所述四个碳纤维杆的另一端；所述起落架包括两个半圆形的缓冲杆和四个横杆；所述两个半圆形的缓冲杆之间相互平行，所述四个横杆中的两根横杆固定于所述两个半圆形的缓冲杆的中部，所述碳纤维板固定于所述缓冲杆中部的两根横杆上，并使得所述碳纤维板位于所述机体中央，所述四个横杆中的另两根横杆分别固定于所述两个缓冲杆的底端，且所述四根横杆之间相互平行；所述GPS模块、Wi‑Fi模块和摄像头均通过USB接口与所述主控计算机连接。