一種無人機姿態(tài)傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無人機姿態(tài)傳感器。它包括一底座，一空心杯電機和磁敏角度傳感器同軸固連于底座上部，空心杯電機的輸出軸通過聯(lián)軸器與磁敏角度傳感器的主軸相連，一豎直設置的擺臂的上端與聯(lián)軸器底部固連，下端與重錘固連，在擺臂下端固連有一壓電陀螺儀，空心杯電機、磁敏角度傳感器和壓電陀螺儀分別通過導線與控制裝置相連。本實用新型結構設計合理，體積小，重量輕，無人機發(fā)動機的震動對測量結果的影響小，測量誤差小，精度高，可以為穩(wěn)定平臺提供高精度的修正參數(shù)，用以提高航測精度和航測效率。
【專利說明】一種無人機姿態(tài)傳感器
【技術領域】:
[0001]本實用新型涉及一種無人機姿態(tài)傳感器。
【背景技術】:
[0002]隨著無人機技術的發(fā)展，無人機航測技術得到了廣泛的應用。在航測過程中，由于風力、風向等因素的影響，無人機的姿態(tài)會產生變化。如果將航測照相機固定于無人機機體上，獲取的航測影像會隨著無人機的姿態(tài)變化而產生相對地面的入射角變化，單航帶上的連續(xù)航測影像左右參差不齊，航向重疊率也難于保證，致使航測后期處理精度大幅下降(航測影像規(guī)范是航向重疊應在60%)，航測效率大幅降低。
[0003]為了改善航測照相機對地平面的穩(wěn)定性，無人機上需要加裝航測照相機的穩(wěn)定平臺，當無人機姿態(tài)發(fā)生變化時，穩(wěn)定平臺實時帶動航測照相機產生反方向運動，保證航測照相機鏡頭的光學主軸垂直于地平面。
[0004]穩(wěn)定平臺運動的基準是要精確測量無人機的姿態(tài)變化。無人機上都裝有自動駕駛儀，用于控制無人機飛行。小型無人機的自動駕駛儀也能夠測量飛機的實時姿態(tài)，它是由陀螺儀、加速度計和GPS組合形成的測姿系統(tǒng)，算法一般為卡爾曼濾波算法。無人機發(fā)動機的震動及飛行加速度對無人機自動駕駛儀上的加速度計影響較大，即使采用了濾波方式，無人機姿態(tài)測量精度也不高，致使穩(wěn)定平臺修正依據精度下降，修正精度下降。
實用新型內容:
[0005]本實用新型提供了一種無人機姿態(tài)傳感器，它結構設計合理，體積小，重量輕，無人機發(fā)動機的震動對測量結果的影響小，測量誤差小，精度高，可以為穩(wěn)定平臺提供高精度的修正參數(shù)，用以提高航測精度和航測效率，解決了現(xiàn)有技術中存在的問題。
[0006]本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是:它包括一底座，一空心杯電機和磁敏角度傳感器同軸固連于底座上部，空心杯電機的輸出軸通過聯(lián)軸器與磁敏角度傳感器的主軸相連，一豎直設置的擺臂的上端與聯(lián)軸器底部固連，下端與重錘固連，在擺臂下端固連有一壓電陀螺儀，空心杯電機、磁敏角度傳感器和壓電陀螺儀分別通過導線與控制裝置相連。
[0007]本實用新型采用上述方案，結構設計合理，體積小，重量輕，由于無人機發(fā)動機的震動對陀螺儀影響極小，陀螺溫漂也很小，因此測量誤差小，測量精度高，可以為穩(wěn)定平臺提供高精度的修正參數(shù)，使航測照相機鏡頭的光學主軸實時垂直于地面，用以提高航測精度和航測效率。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0008]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0009]圖中，1、底座,2、空心杯電機,3、磁敏角度傳感器,4、聯(lián)軸器,5、擺臂,6、重錘,7、壓電陀螺儀，8、控制裝置?！揪唧w實施方式】:
[0010]為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合其附圖，對本實用新型進行詳細闡述。
[0011]如圖1中所示，本實用新型包括一底座1，一空心杯電機2和磁敏角度傳感器3同軸固連于底座I上部，空心杯電機2的輸出軸通過聯(lián)軸器4與磁敏角度傳感器3的主軸相連，一豎直設置的擺臂5的上端與聯(lián)軸器4底部固連，下端與重錘6固連，在擺臂5下端固連有一壓電陀螺儀7，空心杯電機2、磁敏角度傳感器3和壓電陀螺儀7分別通過導線與控制裝置8相連。
[0012]使用時，將本實用新型固定在無人機的縱向軸線上，當無人機處于靜態(tài)時，重錘6由于重力的作用，始終垂直于地面，此時壓電陀螺儀7沒有測到加速度，輸出為中立值(2.5v)，這個中立值電壓通過導線輸出到控制裝置8，由控制裝置8通過導線輸出到空心杯電機2的電壓為0v，使重錘6未受到偏轉力矩，始終垂直于地面，此時磁敏角度傳感器3的輸出值為0° ;當無人機產生俯仰動作時，由于重力的作用，重錘6會垂直于地面，此時磁敏角度傳感器3測量的角度為飛機的俯仰角度。在無人機產生俯仰動作的時候，由于慣性和加速度的影響，重錘6通過擺臂5帶動聯(lián)軸器4正轉或反轉，聯(lián)軸器4帶動空心杯電機2的輸出軸和磁敏角度傳感器3的主軸正轉或反轉，轉動加速度與飛機加速度的大小有關，方向相反，此時壓電陀螺儀7能夠測量出重錘6的相對于垂直方向的旋轉加速度，它輸出的電壓值偏離中立值，將此電壓值通過導線輸出到控制裝置8，由控制裝置8通過導線給空心杯電機2輸出不同方向及大小的相應電壓，以控制空心杯電機2動作產生反向力矩,瞬間抑制重錘6的旋轉，使重錘6始終垂直于地面，此時，通過磁敏角度傳感器3可以測量無人機的俯仰角度。在獲取到無人機的姿態(tài)后，控制裝置8將姿態(tài)信息輸出給穩(wěn)定平臺，用于實時控制航測照相機鏡頭的光學主軸垂直于地面，用以提高航測精度和航測效率。
[0013]如需測量無人機橫滾姿態(tài)，只需將本實用新型轉動90°安裝于機身即可；如需同時測量無人機俯仰與橫滾姿態(tài)，需要將兩個本實用新型姿態(tài)傳感器相互正交安裝于無人機機身上即可。
[0014]本實用新型結構設計合理，體積小，重量輕，由于無人機發(fā)動機的震動對測量結果的影響小，測量誤差小，測量精度高，因此可以為穩(wěn)定平臺提供高精度的修正參數(shù)，使航測照相機鏡頭的光學主軸實時垂直于地面，提高了航測精度和航測效率。
[0015]上述【具體實施方式】不能作為對本實用新型保護范圍的限制，對于本【技術領域】的技術人員來說，對本實用新型實施方式所做出的任何替代改進或變換均落在本實用新型的保護范圍內。
[0016]本實用新型未詳述之處，均為本【技術領域】技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.一種無人機姿態(tài)傳感器，其特征在于:包括一底座，一空心杯電機和磁敏角度傳感器同軸固連于底座上部，空心杯電機的輸出軸通過聯(lián)軸器與磁敏角度傳感器的主軸相連，一豎直設置的擺臂的上端與聯(lián)軸器底部固連，下端與重錘固連，在擺臂下端固連有一壓電陀螺儀，空心杯電機、磁敏角度傳感器和壓電陀螺儀分別通過導線與控制裝置相連。
【文檔編號】G01C21/16GK203758522SQ201420141914
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權日:2014年3月26日
【發(fā)明者】孟凡春 申請人:北京數(shù)維翔圖高新技術有限公司