本發(fā)明屬于多旋翼無人機控制器領域，尤其是涉及一種無人機安全控制器。

背景技術(shù)：

隨著無人機市場的如火如荼，無人機的安全問題也愈發(fā)引起人們的關(guān)注。多旋翼無人機存在多種安全隱患，一個是涉及無人機的自身故障的安全，另一個就是無人機如被不法分子截獲和干擾造成的公共安全隱患。無人機的安全控制器是無人機安全保障的重要部件。因此，研發(fā)一種如何保證無人機的飛行安全，尤其是對于保證大載重長續(xù)航力的無人機安全的安全控制器顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種無人機安全控制器，以實現(xiàn)對多旋翼無人機的安全控制。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種無人機安全控制器，包括：

用于將外部動力電源控制電源隔離并分配到控制器內(nèi)部的電源隔離分配電路；

用于控制無人機飛行姿態(tài)的飛控電路模塊；

根據(jù)飛控電路模塊發(fā)出的PWM波形，實現(xiàn)螺旋槳電機的調(diào)速控制和驅(qū)動的電調(diào)電路模塊；

用于對無人機進行定位并接收從北斗衛(wèi)星發(fā)來信息的衛(wèi)星定位通訊模塊；

用于采集螺旋槳處于不同轉(zhuǎn)速時發(fā)出的聲音，來判斷螺旋槳和電機是否正常工作的聲音分析DSP電路；

用于檢測無人機各個部件工況和壽命的飛行總線控制電路；

用于將飛行總線控制電路中的信息發(fā)送到地面，同時接收地面指令的WIFI收發(fā)電路；

所述電源隔離分配電路的輸入端與外部動力電源相連，所述電源隔離分配電路的輸出端分別與飛控電路模塊、衛(wèi)星定位通訊模塊、電調(diào)電路模塊和飛行總線控制電路相連，所述衛(wèi)星定位通訊模塊分別與飛行總線控制電路和飛控電路模塊相連，所述飛控電路模塊分別與電調(diào)電路模塊和飛行總線控制電路相連，所述電調(diào)電路模塊分別與螺旋槳電機上的霍爾傳感器和飛行總線控制電路相連，所述霍爾傳感器還與飛行總線控制電路相連，所述聲音分析DSP電路的輸入端與螺旋槳電機旁的拾音器和螺旋槳電機上的霍爾傳感器相連，輸出端與飛行總線控制電路相連，所述飛行總線控制電路還與WIFI收發(fā)電路和LED指示器相連。

進一步的，所述電調(diào)電路模塊包括電調(diào)電路A和電調(diào)電路B，兩組電調(diào)電路互為備份。

進一步的，所述電調(diào)電路A和電調(diào)電路B的電調(diào)通道電流為120A，采用正弦波方式驅(qū)動。

進一步的，所述衛(wèi)星定位通訊模塊包括GPS電路和北斗電路，GPS定位和北斗定位系統(tǒng)是同時工作的。

進一步的，所述飛控電路模塊包括IMU A、飛行控制電路A、紀錄存儲 器A、IMU B、飛行控制電路B和紀錄存儲器B；所述IMU A與飛行控制電路A相連，所述飛行控制電路A與紀錄存儲器A相連；所述IMU B與飛行控制電路B相連，所述飛行控制電路B與紀錄存儲器B相連；這兩組飛控電路互為備份。

進一步的，所述WIFI收發(fā)電路的頻帶2.4G/5.8G。

進一步的，所述外部動力電源包括一個動力電池和兩個控制電池。

進一步的，本安全控制器的所有電子器件封閉在一個鋁制金屬且防水的外殼中，保證有效散熱和抗電磁場干擾。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的無人機安全控制器具有以下優(yōu)勢：本安全控制器具有GPS/北斗衛(wèi)星定位功能、北斗短信收發(fā)功能，可以實現(xiàn)GPS/北斗/慣性三種導航模式；飛控電路模塊和電調(diào)電路模塊采用雙備份，使用安全、可靠，獨立wifi和飛行總線控制電路監(jiān)測電機轉(zhuǎn)速和各部件的工作狀況，聲音分析DSP電路可提前發(fā)現(xiàn)螺旋槳故障并報警；具有使用安全、監(jiān)測可靠等優(yōu)點。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的原理框圖；

圖2是本發(fā)明中聲音分析DSP電路的原理框圖；

圖3是本發(fā)明中電調(diào)電路模塊的原理框圖；

圖4是本發(fā)明中飛控電路模塊的原理框圖；

圖5是本發(fā)明中飛行總線控制電路的原理框圖。

附圖標記說明：

1-飛控電路模塊，2-電調(diào)電路模塊，3-衛(wèi)星定位通訊模塊，4-霍爾傳感器，5-螺旋槳電機，6-拾音器,7-LED指示器。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

如圖1至5所示，一種無人機安全控制器，包括用于將外部動力電源控制電源隔離并分配到控制器內(nèi)部的電源隔離分配電路、用于控制無人機飛行姿態(tài)的飛控電路模塊1、根據(jù)飛控電路模塊1發(fā)出的PWM波形，實現(xiàn)螺旋槳電機5的調(diào)速控制和驅(qū)動的電調(diào)電路模塊2、用于對無人機進行定位并接收從北斗衛(wèi)星發(fā)來信息的衛(wèi)星定位通訊模塊3、用于采集螺旋槳處于不同轉(zhuǎn)速時發(fā)出的聲音，來判斷螺旋槳和電機是否正常工作的聲音分析DSP電路、用于檢測無人機各個部件工況和壽命的飛行總線控制電路和用于將飛行總線控制電路中的信息發(fā)送到地面，同時接收地面指令的WIFI收發(fā)電路；所述電源隔離分配電路的輸入端與外部動力電源相連，所述電源隔離分配電路的輸出端分別與飛控電路模塊1、衛(wèi)星定位通訊模塊3、電調(diào)電路模塊2和飛行總線控制電路相連，所述衛(wèi)星定位通訊模塊3分別與飛行總線控制電路和飛控電路模塊1相連，所述飛控電路模塊1分別與電調(diào)電路模塊2和飛行總線控制電路相連，所述電調(diào)電路模塊2分別與螺旋槳電機5上的霍爾傳感器4和飛行總線控制電路相連，所述霍爾傳感器4還與飛行總線控制電路相連，所述聲音分析DSP電路的輸入端與螺旋槳電機5旁的拾音器6和螺旋槳電機5上的霍爾傳感器4相連，輸出端與飛行總線控制電路相連，所述飛行總線 控制電路還與WIFI收發(fā)電路和LED指示器7相連。

優(yōu)選的，所述電調(diào)電路模塊2包括電調(diào)電路A和電調(diào)電路B，兩組電調(diào)電路互為備份，所述電調(diào)電路A和電調(diào)電路B的電調(diào)通道電流為120A，采用正弦波方式驅(qū)動。所述衛(wèi)星定位通訊模塊3包括GPS電路和北斗電路，GPS定位和北斗定位系統(tǒng)是同時工作的。所述飛控電路模塊1包括IMU A、飛行控制電路A、紀錄存儲器A、IMU B、飛行控制電路B和紀錄存儲器B；所述IMU A與飛行控制電路A相連，所述飛行控制電路A與紀錄存儲器A相連；所述IMU B與飛行控制電路B相連，所述飛行控制電路B與紀錄存儲器B相連；這兩組飛控電路互為備份。所述WIFI收發(fā)電路的頻帶2.4G/5.8G。所述外部動力電源包括一個動力電池和兩個控制電池。本安全控制器的所有電子器件封閉在一個鋁制金屬且防水的外殼中，保證有效散熱和抗電磁場干擾。

本實例的工作過程：

首先電源隔離分配電路接入外部動力電源，控制電源隔離并分配到控制器內(nèi)部，其具有電池電量檢測、電池備用自動切換、限流的功能。使用時，衛(wèi)星定位通訊模塊3中的GPS電路和北斗電路同時進行GPS定位和北斗定位的工作，衛(wèi)星定位通訊模塊3支持北斗短信收發(fā)，通過北斗短信控制器能夠接收從北斗衛(wèi)星發(fā)來的控制命令，包括禁飛區(qū)強制迫降、緊急制動迫降，同時能夠?qū)o人機的坐標信息、故障信息及入侵預警信息發(fā)送到北斗衛(wèi)星。飛控電路模塊1采用兩組飛控電路互為備份，其是控制器的核心部分，主要控制飛機的飛行姿態(tài)，導航等功能，IMU提供的飛機姿態(tài)信息直接傳輸?shù)斤w行控制電路中，產(chǎn)生PWM控制信號發(fā)送給電調(diào)電路，并且將飛行狀態(tài)等參數(shù)存儲到紀錄存儲器中，飛機控制電路還負責處理遙控系統(tǒng)入侵監(jiān)測、GPS/北斗信號干擾器/模擬器實時監(jiān)測的功能。電調(diào)電路模塊2采用兩組互為備份，按照飛行控制電路發(fā)出的PWM波形，實現(xiàn)螺旋槳電機5的調(diào)速控制和驅(qū)動電 路。聲音分析DSP電路用于采集螺旋槳處于不同轉(zhuǎn)速時發(fā)出的聲音，由拾音器6輸入聲音信號，由霍爾器件輸入電機轉(zhuǎn)速信號，通過采集到的螺旋槳聲音對比正常聲音，來判斷螺旋槳和電機是否在正常的工況狀態(tài)，并把判斷結(jié)果傳給飛行總線控制器。飛行總線控制電路是整個控制器的故障總線控制中心，用于檢測飛機各個部件的工況和壽命，并將結(jié)果通過WIFI電路和北斗電路發(fā)送出去。WIFI收發(fā)電路是本控制器的通訊通道之一，負責將總線控制電路中的信息發(fā)送到地面，同時接收地面的一些指令。在飛行過程中，無人機載北斗集成式安全控制器會定時通過北斗短信發(fā)送飛機各種參數(shù)到北斗無人機云端服務器，由服務器保存和處理，實時監(jiān)控軟件監(jiān)測這些參數(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。