飛行控制系統(tǒng)功能介紹

1、飛行控制系統(tǒng)功能介紹目錄一、綜述1二、飛控的相關(guān)系統(tǒng)說(shuō)明11.飛控的基本子系統(tǒng)21.1航向控制系統(tǒng)21.2速度控制系統(tǒng)31.3高度控制系統(tǒng)41.4自動(dòng)著陸系統(tǒng)52.測(cè)試機(jī)飛控所需的子系統(tǒng)62.1GPS系統(tǒng)72.2 傳感器、溫濕度傳感器系統(tǒng)82.3飛行器自動(dòng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)112.4航向偏離控制系統(tǒng)112.5顯示系統(tǒng)122.6信號(hào)反饋控制系統(tǒng)122.7自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)132.8自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)143.測(cè)試機(jī)飛控所需擴(kuò)充系統(tǒng)功能153.1自動(dòng)避障系統(tǒng)153.2語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)173.3 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)173.4攝錄系統(tǒng)184.測(cè)試機(jī)飛控的其他功能184.1自動(dòng)尋路控制系統(tǒng)184.2自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)194.3一鍵返航系

2、統(tǒng)194.4 雙飛控系統(tǒng)194.5 降落傘系統(tǒng)195.飛行控制系統(tǒng)的常用外設(shè)接口20、綜述本設(shè)計(jì)調(diào)研依據(jù)飛行控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“飛控”功能進(jìn)行的系統(tǒng)調(diào)研。本飛行控制系統(tǒng)刪減了翻滾、特技系統(tǒng)功能；以此對(duì)飛控系統(tǒng)的相關(guān)系統(tǒng)功能進(jìn)行功能收集，由于本人的資料有一大部分是網(wǎng)絡(luò)收集，會(huì)造成信息描述不準(zhǔn)，還請(qǐng)大家見(jiàn)諒！。飛控系統(tǒng)的相關(guān)子系統(tǒng)描述如下圖1：e|Drane|¥13Raa飛行控就帥常用萍謝琵匚一一°躺機(jī)飛fi控制繚聲良備鬪滾、特技功能）測(cè)覷飛屈斤頊充融*白別空我離Af星示頸|"=f陽(yáng)1行曲験9自卜貿(mào)賦£飛監(jiān)舔子垂貌：飛控的相關(guān)系統(tǒng)說(shuō)明飛控系統(tǒng)的子系統(tǒng)功能分類(lèi)

3、方式有很多種，可以按飛控系統(tǒng)的子系統(tǒng)功能分類(lèi)，按飛控系統(tǒng)涉及的子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)關(guān)系分類(lèi)，按飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)基本功能和選配功能分類(lèi)等等，本文現(xiàn)階段以調(diào)研飛控系統(tǒng)功能為主，故選擇按飛控系統(tǒng)的系統(tǒng)功能分類(lèi)為主。1. 飛控的基本子系統(tǒng)飛控的基本子系統(tǒng)功能包括航向控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)、高度控制系統(tǒng)和自動(dòng)著陸系統(tǒng)。如圖1-1所示。前飛最大速度設(shè)走度控制券（pi醐胡TJ©適度飛控所需基本子系統(tǒng)$4高廣控制琢（舵機(jī)）b最大高庶上升下降懸停晉陸下降謹(jǐn)度設(shè)定彗后高康設(shè)走低于著吐高凌啟按口動(dòng)著陸標(biāo)進(jìn)下降謹(jǐn)?shù)自O(shè)定彗陸后機(jī)身自動(dòng)水平設(shè)計(jì)c需要亟合件縮支架實(shí)現(xiàn)）圖1-1ii航向控制系統(tǒng)航向控制系統(tǒng)包括前飛、后飛

4、、左飛、右飛、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎；基本用途是獲取手動(dòng)控制信號(hào)或自動(dòng)控制指令，經(jīng)過(guò)飛控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算并進(jìn)行補(bǔ)償后把指令輸出到方向控制舵機(jī)，讓舵機(jī)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作，從而配合旋動(dòng)系統(tǒng)（動(dòng)力系統(tǒng)）完成方向的控制。通過(guò)轉(zhuǎn)向舵和方向舵兩個(gè)通道控制飛行器在水平面內(nèi)的航跡的系統(tǒng)，它以偏航角（V）控制系統(tǒng)或轉(zhuǎn)向角（Y）控制系統(tǒng)為內(nèi)回路。其中典型的方案以方向舵通道為主通道，以轉(zhuǎn)向舵通道為輔助通道，后者只起阻尼和協(xié)調(diào)的作用。側(cè)向偏離（Z,即飛行器位置與預(yù)定航線的橫向偏差）信號(hào)通過(guò)第一限幅器后與偏航角信號(hào)綜合，再經(jīng)過(guò)第二限幅器與轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向角速度信號(hào)綜合，然后送入轉(zhuǎn)向舵回路操縱轉(zhuǎn)向舵機(jī)。第一限幅器的作用是防止因側(cè)向偏離信號(hào)過(guò)

5、大而產(chǎn)生超過(guò)90°的偏航角，從而造成之字形的航線；第二限幅器的作用是在轉(zhuǎn)彎時(shí)限制滾轉(zhuǎn)角,使它不致過(guò)大。航向控制系統(tǒng)功能如圖1.1所示。前飛12速度控制系統(tǒng)速度控制系統(tǒng)包括最大速度設(shè)定和巡航速度設(shè)定，基本用途是獲取手動(dòng)控制信號(hào)或自動(dòng)控制指令，經(jīng)過(guò)飛控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算并進(jìn)行補(bǔ)償后把指令輸出到電機(jī)控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)控制系統(tǒng)，從而完成實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行速度的控制。在保持定速狀態(tài)下，空速差(AV)等于當(dāng)時(shí)空速(V)與系統(tǒng)投入該狀態(tài)瞬間空速(V0)之差。在預(yù)選空速狀態(tài)下，空速差等于當(dāng)時(shí)空速與預(yù)選空速(Vg)之差。為提高控制速度的精度，須引入空速差的積分信號(hào)。在保持飛行器姿態(tài)或飛行高度不變的條件下，空速也可由

6、油門(mén)自動(dòng)控制。將空速差和空速變化率信號(hào)引入油門(mén)控制器來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)的大小。如不滿(mǎn)足上述條件，改變油門(mén)大小只能使飛行器升高或降低，而速度不變。為防止隨機(jī)陣風(fēng)引起空速頻繁變化以致對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)分頻繁調(diào)節(jié)，一般將空速差和空速變化率信號(hào)經(jīng)過(guò)陣風(fēng)濾波器(通常為低通濾波器)進(jìn)行濾波。為了改善飛行器速度控制的質(zhì)量，常采用比例加積分再加微分的控制方式。當(dāng)飛行速度達(dá)到設(shè)計(jì)最大值時(shí)，飛控系統(tǒng)將對(duì)超出最大值的電機(jī)控制信號(hào)或發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)控制信號(hào)進(jìn)行鎖定，使飛行速度將不再進(jìn)行增加。當(dāng)飛行器飛行時(shí)，設(shè)計(jì)當(dāng)手控制速度搖桿在一個(gè)位置超過(guò)5秒時(shí)，進(jìn)入自動(dòng)巡航模式和定高模式，人可以松開(kāi)控制速度和方向的搖桿，飛行器將按照手控制搖桿的速

7、度和方向等高飛行；解除巡航與定高模式時(shí)，為了防止誤碰搖桿，需要輕微撥動(dòng)速度控制搖桿或方向控制搖桿兩次后，即可回到手動(dòng)模式。1.3高度控制系統(tǒng)高度控制系統(tǒng)包括最大高度設(shè)定、上升、下降和懸停?；居猛臼谦@取手動(dòng)控制信號(hào)或自動(dòng)控制指令，經(jīng)過(guò)飛控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算并進(jìn)行補(bǔ)償后把指令輸出到電機(jī)控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)控制系統(tǒng)，從而完成實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行高度的控制。它以飛行器俯仰角控制系統(tǒng)為內(nèi)回路，因此除包括與自動(dòng)駕駛儀俯仰通道中相同的元、部件（如俯仰角敏感元件、計(jì)算機(jī)、舵回路等）外，還包括產(chǎn)生高度差（當(dāng)前高度與期望高度的差值A(chǔ)H）信號(hào)和升降速度信號(hào)的敏感元件。專(zhuān)用的高度修正器或大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)能輸出高度差和升降速度信號(hào)。高度

8、控制系統(tǒng)有兩種工作狀態(tài):一種是自動(dòng)保持飛行器在當(dāng)時(shí)的高度上飛行，簡(jiǎn)稱(chēng)定高狀態(tài);另一種是自動(dòng)改變飛行高度直到人工預(yù)先選定的高度，再保持定高飛行，簡(jiǎn)稱(chēng)預(yù)選高度狀態(tài)。當(dāng)駕駛員撥動(dòng)預(yù)選高度旋鈕調(diào)到預(yù)選高度刻度時(shí)，飛行器自動(dòng)進(jìn)入爬高（或下滑）狀態(tài)。在飛行器趨近預(yù)選高度后，自動(dòng)保持在預(yù)選的高度上作平直飛行。當(dāng)飛行高度達(dá)到設(shè)計(jì)最大值時(shí)，飛控系統(tǒng)將對(duì)超出最大值的電機(jī)控制信號(hào)或發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)控制信號(hào)進(jìn)行鎖定，使飛行高度將不再進(jìn)行增加。當(dāng)飛行器飛行時(shí)，設(shè)計(jì)當(dāng)手控制速度搖桿在一個(gè)位置超過(guò)5秒時(shí)，進(jìn)入自動(dòng)巡航模式和定高模式，人可以松開(kāi)控制速度和方向的搖桿，飛行器將按照手控制搖桿的速度和方向等高飛行；解除巡航與定高模式時(shí)，

9、為了防止誤碰搖桿，需要輕微撥動(dòng)速度控制搖桿或方向控制搖桿兩次后，即可回到手動(dòng)模式。功能如圖1.3所示。最大咼度上升局度控制系統(tǒng)（舵機(jī)）G下降懸停圖1.31.4自動(dòng)著陸系統(tǒng)自動(dòng)著陸系統(tǒng)先把飛行器導(dǎo)引和控制到某一高度（拉平起始高度），然后利用拉平計(jì)算機(jī)、自動(dòng)油門(mén)系統(tǒng)和自動(dòng)抗偏流系統(tǒng)使飛行器拉平直到接地。拉平計(jì)算機(jī)又稱(chēng)拉平耦合器。從飛行器進(jìn)入拉平起始高度，到平穩(wěn)接地稱(chēng)為著陸段（拉平段）。在著陸段拉平計(jì)算機(jī)連續(xù)向自動(dòng)駕駛儀縱向通道發(fā)出指令信號(hào)，使飛行器由下滑狀態(tài)變?yōu)橹憼顟B(tài);減小垂直下降速度，最后以小于國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值的垂直速度接地。自動(dòng)抗偏流系統(tǒng)用來(lái)自動(dòng)消除飛行器在接地前由側(cè)風(fēng)等因素引起的偏流，保證飛

10、行器航向精確對(duì)準(zhǔn)航跡，并保證機(jī)身水平。自動(dòng)著陸系統(tǒng)包括在飛行中著陸下降速度的設(shè)定，著陸高度設(shè)定，低于著陸高度后的著陸下降標(biāo)準(zhǔn)，著陸后機(jī)身水平的問(wèn)題考慮?；居猛臼谦@取到手動(dòng)控制信號(hào)的著陸指令或自動(dòng)控制指令的著陸信息時(shí)，經(jīng)過(guò)飛控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算并進(jìn)行補(bǔ)償后把指令輸出到電機(jī)控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)控制系統(tǒng)，從而完成實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)著陸的控制。當(dāng)飛行器到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)后，手動(dòng)或自動(dòng)控制飛行器下降，下降速度依據(jù)手動(dòng)控制或自動(dòng)信號(hào)控制的反饋信號(hào)執(zhí)行。當(dāng)下降到著陸高度設(shè)定值時(shí)，飛行器進(jìn)行下降速度調(diào)整，調(diào)整到按自動(dòng)著陸標(biāo)準(zhǔn)下降速度進(jìn)行下降。在下降著陸時(shí)，自動(dòng)伸縮支架上設(shè)計(jì)觸點(diǎn)設(shè)置，與飛控的陀螺儀功能配合，保持機(jī)體的水平。功能如

11、圖1.4所示。著陸下降速度設(shè)定自動(dòng)著陸系統(tǒng)著陸高度設(shè)癥低于著陸高度后按自動(dòng)著陸標(biāo)準(zhǔn)下降速度設(shè)走著陸后機(jī)身自動(dòng)水平設(shè)計(jì)（需要配合伸縮支架實(shí)現(xiàn)）圖1.42. 測(cè)試機(jī)飛控所需的子系統(tǒng)測(cè)試機(jī)飛控所需的子系統(tǒng)功能包括GPS系統(tǒng)，傳感器、溫濕度傳感器系統(tǒng),自動(dòng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)，航向偏離控制系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)，信號(hào)反饋系統(tǒng)，自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)，自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。功能如圖2-1所示。匹配王捋收泵逐陽(yáng)位傳惑器傾甬傳惑器憐:爾泵痢，溫富度恂感目武統(tǒng)c方向傳啓器電適傳感器測(cè)試機(jī)飛控所需子系統(tǒng)自/刪就b利用陀酈對(duì)貽自身沁行自動(dòng)離顯示廷統(tǒng)c在迓有人工干預(yù)的情況下,控制指爭(zhēng)是葩誹身自動(dòng)產(chǎn)生的自動(dòng)"feir控縊'圖2-

12、121GPS系統(tǒng)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)GPS定位系統(tǒng)是靠信號(hào)傳輸?shù)胶笈_(tái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)定位，GPS終端就是這個(gè)后臺(tái)，可以幫你實(shí)現(xiàn)一鍵導(dǎo)航、后臺(tái)服務(wù)、等各種人性服務(wù)。GPS用戶(hù)設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）等組成。GPS接收機(jī)可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，跟蹤衛(wèi)星的運(yùn)行，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行交換、放大和處理，再通過(guò)計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件，經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出GPS接收機(jī)中心（測(cè)站點(diǎn)）的三維坐標(biāo)。GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。現(xiàn)今，各種類(lèi)型的接受機(jī)體積越來(lái)越小，重量越來(lái)越輕，便于野外觀測(cè)使用。供出行路線規(guī)劃是導(dǎo)航系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的輔助功能，它包括自動(dòng)線路規(guī)劃和人工線

13、路設(shè)計(jì)。自動(dòng)線路規(guī)劃是由駕駛者確定起點(diǎn)和目的地，由計(jì)算機(jī)軟件按要求自動(dòng)設(shè)計(jì)最佳行駛路線。人工線路設(shè)計(jì)是由駕駛員根據(jù)自己的目的地設(shè)計(jì)起點(diǎn)、終點(diǎn)和途經(jīng)點(diǎn)等，自動(dòng)建立路線庫(kù)。線路規(guī)劃完畢后，顯示器能夠在電子地圖上顯示設(shè)計(jì)路線，并同時(shí)顯示飛行器運(yùn)行路徑和運(yùn)行方法。GPS選擇應(yīng)考慮的因素有：定位精度、使用環(huán)境、匹配的接收系統(tǒng)和應(yīng)用前景。功能如圖2.1所示。定位精度使用環(huán)境GP5系統(tǒng)”匹配的接收系統(tǒng)應(yīng)用前景圖2.12.2傳感器、溫濕度傳感器系統(tǒng)傳感器系統(tǒng)、溫濕度傳感器系統(tǒng)包含限位傳感器、溫濕度傳感器、傾角傳感器、加速度傳感器、高度傳感器、距離傳感器、方向傳感器和電流傳感器等。I) 限位傳感器限位傳感器就是

14、用以限定上下旋翼位置的運(yùn)動(dòng)極限位置的電氣開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)有接觸式的和非接觸式的。接觸式的比較直觀，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件上，安裝上行程開(kāi)關(guān)，與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固定點(diǎn)上安裝極限位置的擋塊，或者是相反安裝位置。當(dāng)行程開(kāi)關(guān)的機(jī)械觸頭碰上擋塊時(shí)，切斷了(或改變了)控制電路，機(jī)械就改變運(yùn)行。其基本原理就是當(dāng)上、下限位開(kāi)關(guān)被觸碰后，產(chǎn)生電路導(dǎo)通信號(hào)，使飛控系統(tǒng)接收到限位開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通信號(hào)，經(jīng)過(guò)飛控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算并進(jìn)行補(bǔ)償后把指令輸出到舵機(jī)控制系統(tǒng)，從而避免上下旋翼互相碰撞。II) 溫濕度傳感器溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測(cè)量處理的電信號(hào)的設(shè)備或裝置。用于對(duì)飛行器周?chē)臏貪穸冗M(jìn)行監(jiān)測(cè)，在周?chē)h(huán)境溫濕度不符

15、合飛行要求時(shí)，對(duì)飛行器禁止起飛；或飛行中發(fā)現(xiàn)溫濕度變化較大，接近下雨時(shí)的濕度值時(shí)提示駕駛者緊急降落。從而達(dá)到保護(hù)飛行安全的一種輔助設(shè)備。其基本原理就是把溫濕度傳感器的測(cè)量值變換為電信號(hào)傳輸?shù)斤w控系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)飛控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算并進(jìn)行補(bǔ)償后把指令輸出到電機(jī)控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)控制系統(tǒng)，從而鎖定電機(jī)控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)控制系統(tǒng)，保障飛行的安全。III) 傾角傳感器傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測(cè)量，從工作原理上可分為"固體擺"式、"液體擺"式、"氣體擺"三種傾角傳感器，傾角傳感器還可以用來(lái)測(cè)量相對(duì)于水平面的傾角變化量。傾角傳感器是飛控系統(tǒng)自穩(wěn)模式的主

16、要部件。用于保障飛行器的平穩(wěn)飛行。其基本原理就是把傾角傳感器的測(cè)量值變換為電信號(hào)傳輸?shù)斤w控系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)飛控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算并進(jìn)行補(bǔ)償后把指令輸出到舵機(jī)控制系統(tǒng)，使飛行器進(jìn)行平穩(wěn)的飛行，輔助保障飛行的安全。IV) 加速度傳感器加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個(gè)常量，比如g,也可以是變量。加速度計(jì)有兩種：一種是角加速度計(jì)，是由陀螺儀(角速度傳感器)的改進(jìn)的。另一種就是線加速度計(jì)。V) 風(fēng)速傳感器風(fēng)速傳感器是可連續(xù)監(jiān)測(cè)上述目標(biāo)地點(diǎn)的風(fēng)速、風(fēng)量(風(fēng)量=風(fēng)速x橫截面積)大小，能夠?qū)λ幍胤降娘L(fēng)速風(fēng)量進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，

17、是飛行器起飛前風(fēng)速安全參數(shù)測(cè)量的儀表。VI) 高度傳感器高度傳感器，又稱(chēng)壓力傳感器，是用于航空電子設(shè)備，引擎和飛行測(cè)試，流量和壓力測(cè)量的儀器。其原理是測(cè)得滑臂與基準(zhǔn)線的夾角的大小來(lái)?yè)Q算出相應(yīng)的熨平板的高度。這種方法為接觸式測(cè)量。VII) 距離傳感器距離傳感器是利用“飛行時(shí)間法”(flyingtime)的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)距離，以檢測(cè)物體的距離的一種傳感器。飛行時(shí)間法”(flyingtime)是通過(guò)發(fā)射特別短的光脈沖，并測(cè)量此光脈沖從發(fā)射到被物體反射回來(lái)的時(shí)間，通過(guò)測(cè)時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算與物體之間的距離。VIII) 方向傳感器方向傳感器是指安裝在飛行器上用以檢測(cè)飛行器本身處于何種方向狀態(tài)的部件,而不是通常理

18、解的指南針的功能。方向傳感器(方向感應(yīng)器)通過(guò)對(duì)力敏感的傳感器，感受飛行器在變換姿勢(shì)時(shí)，重心的變化，從而使飛行器依據(jù)重心的變化計(jì)算出水平方向。重力感應(yīng)技術(shù):利用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是是測(cè)量?jī)?nèi)部一片重物(重物和壓電片做成一體)重力正交兩個(gè)方向的分力大小，來(lái)判定水平方向。IX) 電流傳感器為了自動(dòng)檢測(cè)和顯示電流，并在過(guò)流、過(guò)壓等危害情況發(fā)生時(shí)具有自動(dòng)保護(hù)功能和更高級(jí)的智能控制，具有傳感檢測(cè)、傳感采樣、傳感保護(hù)的電源技術(shù)漸成趨勢(shì)，檢測(cè)電流或電壓的傳感器便應(yīng)運(yùn)而生。電流傳感器是用來(lái)測(cè)量飛行器電機(jī)或關(guān)鍵耗電設(shè)備的電流測(cè)試部件，并對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行電流閥值設(shè)定，用以電路自動(dòng)保護(hù)或電機(jī)過(guò)度損耗。X) 光流傳感

19、器光流是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的圖像運(yùn)動(dòng)的表達(dá)方式，通常定義為一個(gè)圖像序列中的圖像亮度模式的表觀運(yùn)動(dòng)，即空間物體表面上的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度在視覺(jué)傳感器的成像平面上的表達(dá)。光流的研究是利用圖像序列中的像素強(qiáng)度數(shù)據(jù)的時(shí)域變化和相關(guān)性來(lái)確定各自像素位置的"運(yùn)動(dòng)"，即研究圖像灰度在時(shí)間上的變化與景象中物體結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，由于遮擋性、多光源、透明性和噪聲等原因，使得光流場(chǎng)基本方程的灰度守恒假設(shè)條件不能滿(mǎn)足，不能求解出正確的光流場(chǎng)，同時(shí)大多數(shù)的光流計(jì)算方法相當(dāng)復(fù)雜，計(jì)算量巨大，不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)的要求，因此，一般不被對(duì)精度和實(shí)時(shí)性要求比較高的飛行器系統(tǒng)所采用。功能如圖2.2所示。24

20、限位傳感器溫濕度傳感器傾甫傳感器加速度彳專(zhuān)感器傳感器系統(tǒng)溫濕度傳感器系統(tǒng)-0咼度傳感器距離傳感器方向傳感器電流傳感器光流傳感器圖2.223飛行器自動(dòng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)飛行器自動(dòng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)包括姿態(tài)控制，姿態(tài)控制是指由飛行器通過(guò)IMU姿態(tài)結(jié)算后進(jìn)行PID控制，實(shí)現(xiàn)自身最小化傾斜；自穩(wěn)功能又利用陀螺儀功能對(duì)飛行器的水平傾角進(jìn)行水平計(jì)算，然后進(jìn)行補(bǔ)償；飛行器在飛行中利用自動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)對(duì)飛行器的飛行姿態(tài)進(jìn)行最小化傾斜控制，從而實(shí)現(xiàn)飛行器自身穩(wěn)定。2.4航向偏離控制系統(tǒng)航向偏離控制系統(tǒng)主要包含航向陀螺儀(directionalgyroscope)，利用陀螺特性測(cè)量飛行器航向的飛行儀表。陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)

21、軸具有方向穩(wěn)定不變的特性。因此方位陀螺儀在飛行器轉(zhuǎn)彎時(shí)，雖然儀表殼體隨著飛行器轉(zhuǎn)向,但陀螺轉(zhuǎn)子仍穩(wěn)定在一定方位上，航向刻度指出了飛行器所轉(zhuǎn)過(guò)的角度。由于飛行器所在位置的地理北向隨著地球自轉(zhuǎn)和飛行器的運(yùn)動(dòng)而不斷地相對(duì)于慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)，所以需隨時(shí)修正陀螺自轉(zhuǎn)軸的指向，才能正確地測(cè)量飛行器航向角。25顯示系統(tǒng)飛行器的顯示系統(tǒng)包括顯示設(shè)備，顯示設(shè)備包括：信息源，它包含有與飛行器及其環(huán)境有關(guān)的信息和相關(guān)傳感器的反饋信息；信息處理裝置，它能夠根據(jù)從信息源發(fā)出的信息構(gòu)成飛行器的環(huán)境圖像，信息處理裝置構(gòu)成三維合成圖像以便能夠看得見(jiàn)飛行器的位置，以及飛行器通過(guò)的環(huán)境，特別是包括飛行器要飛越的地形；及顯示裝置，它包

22、括至少一個(gè)顯像屏，并在顯像屏的至少一個(gè)區(qū)域上顯示出合成圖像,顯示系統(tǒng)的特征在于:合成圖像至少與另一顯示有關(guān)的信息相一致;顯示設(shè)備與能夠?qū)崿F(xiàn)其它顯示的裝置相鏈接，信息處理裝置利用放大過(guò)的高度來(lái)建立合成圖像上的地形表示，這個(gè)放大的高度對(duì)應(yīng)于從信息源所接收到的實(shí)際地形的高度，它由數(shù)值范圍基本上在顯示設(shè)備的系數(shù)k倍乘而得。顯示屏的的選擇需要考慮的參數(shù)有顯示屏自身所具有的參數(shù)，顯示屏的擴(kuò)展和顯示屏所具有的兼容性。功能如圖2.5所示。信息源f顯示屏自身相關(guān)參數(shù)-顯示系統(tǒng)卜顯示屏兼容系統(tǒng)顯示屏擴(kuò)展圖2.526信號(hào)反饋控制系統(tǒng)反饋控制系統(tǒng)一般是負(fù)反饋，組成閉環(huán)控制回路。輸入信號(hào)（指令信號(hào)、期望信號(hào)）與輸出信號(hào)

23、相減形成的誤差信號(hào)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，信號(hào)最終都是由被控制的物理量轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號(hào)。一個(gè)反饋控制系統(tǒng)必須有四個(gè)最基本的環(huán)節(jié)，即控制對(duì)象、測(cè)量單元、調(diào)節(jié)單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂茖?duì)象是指所要控制的機(jī)器，設(shè)備或裝置，而所要控制的運(yùn)行參數(shù)則稱(chēng)為被控量。控制對(duì)象也可稱(chēng)為被控對(duì)象。測(cè)量單元的作用是，檢查被控量的實(shí)際值，并把它轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，該信號(hào)稱(chēng)為被控量的測(cè)量值。反饋控制系統(tǒng)的作用是設(shè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)突然受到一個(gè)外部擾動(dòng)，被控量將離開(kāi)初始穩(wěn)定值發(fā)生變化，測(cè)量單元將把被控量的實(shí)際值送至調(diào)節(jié)器，在調(diào)節(jié)器內(nèi)部，被控量的給定值與測(cè)量值進(jìn)行比較，得到偏差值e,調(diào)節(jié)器依據(jù)偏差值的大小和方向按照某種調(diào)節(jié)作用規(guī)

24、律輸出一個(gè)控制信號(hào)，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變流入控制對(duì)象的物質(zhì)或能量流量，被控量朝著偏差減小的方向變化，這一信號(hào)又通過(guò)測(cè)量單元送至調(diào)節(jié)器，重復(fù)上述過(guò)程，最終使被控量又回到給定值或給定值附近，系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。當(dāng)改變給定值時(shí)，系統(tǒng)的工作與上述過(guò)程類(lèi)似。2.7自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)所謂自動(dòng)控制，是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)的按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。這些外加的設(shè)備或裝置稱(chēng)為自動(dòng)控制裝置，它們和控制對(duì)象一起形成自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)flightcontrolsystem是指飛行器在飛行過(guò)程中，不依賴(lài)于駕駛員操縱駕駛桿和腳蹬指令，能夠?qū)︼w行器的構(gòu)形、飛行姿

25、態(tài)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)實(shí)施控制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用來(lái)保證飛行器的穩(wěn)定性和操縱性、提高完成任務(wù)的能力與飛行品質(zhì)、增強(qiáng)飛行的安全及減輕駕駛員負(fù)擔(dān)。自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的作用是自動(dòng)保持飛機(jī)沿三個(gè)軸的穩(wěn)定（姿態(tài)穩(wěn)定）；接受駕駛員指令，操縱飛機(jī)以達(dá)到希望的俯仰角、航向角、空速或升降速度等；接受駕駛員的設(shè)定，控制飛機(jī)按預(yù)定的高度、預(yù)定的航向飛行；與飛行管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)耦合，實(shí)現(xiàn)按預(yù)定飛行軌跡的飛行；與著陸系統(tǒng)（ILS）耦合，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的自動(dòng)著陸（CATI,II,III等）。2.8自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)駕駛儀與導(dǎo)航系統(tǒng)交聯(lián)，即構(gòu)成自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)總線或其他裝置（如飛行管理計(jì)算機(jī)）將飛機(jī)當(dāng)前的位置和航向偏差信號(hào)送入自動(dòng)駕駛儀

26、計(jì)算機(jī)，由自動(dòng)駕駛儀計(jì)算機(jī)形成并輸出控制指令，將飛機(jī)的位置和航向調(diào)整到并保持在預(yù)先給定的航線上飛行。自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的用途是由飛行器GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）接收機(jī)監(jiān)測(cè)其當(dāng)前位置并將數(shù)據(jù)跟用戶(hù)自定義的目的地相比較、參照電子地圖計(jì)算行駛路線，并實(shí)時(shí)將信息提供給飛行器駕駛者。飛行器自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：I）定義目標(biāo)數(shù)據(jù)信息飛行器駕駛者可以在系統(tǒng)顯示的電子地圖上直接選取目標(biāo)地點(diǎn)；或?qū)⒛康牡孛Q(chēng)輸入到系統(tǒng)中。根據(jù)輸入設(shè)備的不同，有不同的地名輸入方法，依靠鍵盤(pán)或觸摸屏可實(shí)現(xiàn)幾乎全部的操縱功能。為了便利，人們正在加緊開(kāi)發(fā)應(yīng)用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的產(chǎn)品。II）顯示電子地圖存儲(chǔ)在光盤(pán)或內(nèi)置存儲(chǔ)器（如硬盤(pán)）中的電子地

27、圖，是飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分。電子地圖的信息庫(kù)包括地理、道路和飛行器管制區(qū)域等信息，并與地點(diǎn)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)了相關(guān)的經(jīng)緯度信息。當(dāng)主機(jī)從GPS接收機(jī)得到經(jīng)過(guò)篩選計(jì)算確定的當(dāng)前點(diǎn)經(jīng)緯度數(shù)值，然后通過(guò)與電子地圖數(shù)據(jù)的對(duì)照，確定飛行器當(dāng)前所在的地點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)將定義目的地時(shí)飛行器的當(dāng)前位置默認(rèn)為出發(fā)點(diǎn)，當(dāng)目的地確定后，導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)電子地圖上存儲(chǔ)的地圖信息，自動(dòng)計(jì)算出一條最佳的推薦路線。有些系統(tǒng)中，用戶(hù)還可以指定途中希望經(jīng)過(guò)的地點(diǎn)，或者定義一定的路線選擇邏輯（如不允許經(jīng)過(guò)飛行限制區(qū)域、按照飛行路線最短的原則等）。推薦的路線將以醒目的方式顯示在屏幕地圖中，同時(shí)屏幕上即時(shí)顯示出飛行器的當(dāng)前位置

28、，以作為參照。如果行駛過(guò)程中飛行器偏離了推薦的路線，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)更改原有路線并以飛行器當(dāng)前點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)重新計(jì)算最佳路線，并將修正后的路線作為新的推薦路線。3. 測(cè)試機(jī)飛控所需擴(kuò)充系統(tǒng)功能測(cè)試機(jī)飛控所需的功能包括自動(dòng)避障功能、語(yǔ)音播報(bào)功能、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和攝錄系統(tǒng)。功能如圖3-1所示。利用測(cè).距損塊測(cè)徉前萬(wàn)瞳南胡的距黒（采冃彌克豐斷h式測(cè)得筆戶(hù)泯總連的邊沿讎喪匸；勻經(jīng)運(yùn)降旳反射回怎的超由波邊沿承變佇*.啊蔓換宜得到起出減搏塊與產(chǎn)得臨圖3-131自動(dòng)避障系統(tǒng)自動(dòng)避障系統(tǒng)利用測(cè)距模塊測(cè)得前方障礙物的距離，采用捕獲中斷方式測(cè)得發(fā)射信號(hào)發(fā)送的邊沿跳變信號(hào)與經(jīng)障礙物反射回來(lái)的反射信號(hào)邊沿跳變信號(hào)，做差換算得到測(cè)距

29、模塊與障礙物的距離。主流的飛行器避障系統(tǒng)主要有三種，分別是超聲波、TOF,以及相對(duì)更復(fù)雜的,由多種測(cè)距方法和視覺(jué)圖像處理組成的復(fù)合型方法。I）超聲波避障系統(tǒng)超聲波是最簡(jiǎn)單的測(cè)距系統(tǒng)，當(dāng)超聲波遇到障礙的時(shí)候就會(huì)反射回來(lái)，避障系統(tǒng)的接收器根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度，從而探測(cè)目標(biāo)的距離，確定飛行路線。在飛行器上安裝定向的超聲波發(fā)射和接收器，然后將其接入飛控系統(tǒng)。但是，超聲波在飛行器避障系統(tǒng)的應(yīng)用中也有比較明顯的干擾問(wèn)題。雖然超聲波避障系統(tǒng)不會(huì)受到光線、粉塵、煙霧，但在部分場(chǎng)景下也會(huì)受到聲波的干擾。如果物體表面反射超聲波的能力不足，避障系統(tǒng)的有效距離就會(huì)降低，安全隱患會(huì)顯著提高。一般來(lái)說(shuō)，超聲波的有效距離是

30、5米，對(duì)應(yīng)的反射物體材質(zhì)是水泥地板，如果材質(zhì)不是平面光滑的固體物，比如說(shuō)地毯，那么超聲波的反射和接收就會(huì)出問(wèn)題。對(duì)于飛行器來(lái)說(shuō)，這種超聲波系統(tǒng)應(yīng)該放在多個(gè)方向，如放在前后左右四個(gè)方向，可以在懸停和飛行的時(shí)候?qū)χ車(chē)３直O(jiān)控；而放在機(jī)身下方，則可以在起飛、下降以及降落的時(shí)候避免速度太快碰到障礙物或者地面。II) 光相位檢測(cè)(TOF)檢測(cè)方法有兩種一種是光的時(shí)間，另一種是光的相位。但是總的來(lái)說(shuō)，都是把光打出去，然后檢測(cè)反射回來(lái)的光，進(jìn)而判斷無(wú)人機(jī)的周?chē)欠裼姓系K物，距離幾何等等。和超聲波同樣，光波也會(huì)受到干擾，而目前城市環(huán)境下樓宇間的光污染，給TOF避障系統(tǒng)帶來(lái)了難題，系統(tǒng)發(fā)出的光，必須避開(kāi)太陽(yáng)光的

31、主要能量波段，從而避免太陽(yáng)光的直射、反射等對(duì)避障系統(tǒng)造成干擾。至于TOF系統(tǒng)的有效距離，“目前，TOF在室內(nèi)測(cè)量距離最大可以到10米，室外強(qiáng)光干擾的話，5米左右。III) 復(fù)合型、機(jī)器視覺(jué)避障系統(tǒng)這種復(fù)合型避障系統(tǒng)，相對(duì)前兩種提到的模式來(lái)說(shuō)技術(shù)含量更高一些。識(shí)別的機(jī)制分為兩個(gè)部分，分別為是超聲波和機(jī)器視覺(jué)。即除了常規(guī)的超聲波模塊以外，還專(zhuān)門(mén)放置了攝像頭用于獲取視覺(jué)圖像，然后直接傳輸?shù)綑C(jī)載的處理器進(jìn)行計(jì)算處理。當(dāng)然在工作效率上也有一定的優(yōu)勢(shì)。超聲波與機(jī)器視覺(jué)加起來(lái)，幾乎可以在任何照度下對(duì)多種材質(zhì)進(jìn)行較好的識(shí)別，從而對(duì)無(wú)人機(jī)在地下停車(chē)場(chǎng)封閉環(huán)境中的飛行提供更好的指導(dǎo)，識(shí)別的有效范圍可以顯著提升，準(zhǔn)

32、確度往往可以達(dá)到厘米級(jí)。3.2語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的語(yǔ)音函數(shù)實(shí)現(xiàn)播放和事件提示，根據(jù)設(shè)定函數(shù)完成語(yǔ)音播報(bào)，可按照設(shè)定的飛控系統(tǒng)控制程序進(jìn)行相應(yīng)的控制，能夠隨意設(shè)置語(yǔ)音播報(bào)內(nèi)容。語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)原理如下：利用避障系統(tǒng)模塊反饋的信號(hào)，經(jīng)過(guò)飛控系統(tǒng)的信號(hào)處理，語(yǔ)音控制系統(tǒng)模塊根據(jù)接收到的信號(hào)，選擇相應(yīng)的語(yǔ)音輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)揚(yáng)聲器進(jìn)行播放，也可以通過(guò)功率放大，連接到音箱。在語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)中，語(yǔ)音控制系統(tǒng)可以接收按鍵輸入、觸屏輸入和語(yǔ)音輸入等信號(hào)，經(jīng)過(guò)語(yǔ)音控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)處理后輸出到揚(yáng)聲器或音箱。3.3物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)英文為InternetofThings，縮寫(xiě)為IOT,國(guó)際電信聯(lián)盟在2005

33、年將其定義為:將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等等,與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是面向物與物和人與物的網(wǎng)絡(luò)，它包含多種感知單元(傳感器、RFID等等)，同時(shí)支持一種或幾種網(wǎng)絡(luò)通信方式，通過(guò)信息物理融合系統(tǒng)為現(xiàn)實(shí)世界提供服務(wù)和應(yīng)用。信息物理融合系統(tǒng)(CPS)是一個(gè)綜合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)，通過(guò)3C(Computing、Communication、Control)技術(shù)的有機(jī)融合與深度協(xié)作，實(shí)現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)。CPS實(shí)現(xiàn)計(jì)算、通信與物理系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)，可使系統(tǒng)

34、更加可靠、高效、實(shí)時(shí)協(xié)同。3.4攝錄系統(tǒng)飛行器攝錄系統(tǒng)主要運(yùn)用于:拍照攝像、信號(hào)指示、資料存儲(chǔ)，也可用于現(xiàn)場(chǎng)降落環(huán)境勘察等。4. 測(cè)試機(jī)飛控的其他功能測(cè)試機(jī)飛控的其他功能包括自動(dòng)尋路控制系統(tǒng)、自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、一鍵返航系統(tǒng)和雙飛控系統(tǒng)。功能如圖4-1所示。利用測(cè)距模塊與控制呈法對(duì)具雜道建進(jìn)行巳動(dòng)尋攏最優(yōu)路徑利用地面皋站r配合路徑轟通系統(tǒng)篌塊對(duì)務(wù)刃忌站進(jìn)行跟腿r怨隨遼中進(jìn)行晉能避障Y,自動(dòng)尋徑控制舷O貝他子系統(tǒng)0）自動(dòng)眼跨至拓當(dāng)行程計(jì)劃鮭時(shí)衛(wèi)隔-輕岫癱返回出細(xì)二丘斎對(duì)甲個(gè)飛控至:統(tǒng)的備份r朗止i飛控突然出現(xiàn)故障血岌生爭(zhēng)故號(hào)說(shuō)備出現(xiàn)故瞳時(shí)<利用橐急降落傘系統(tǒng)的躺.及時(shí)弾出暉君傘|“一亠Io|降落

35、傘祭統(tǒng)f圖4-14.1自動(dòng)尋路控制系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)與自動(dòng)避障系統(tǒng)相互配合構(gòu)成自動(dòng)尋路控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)超聲波等傳感裝置，探測(cè)和識(shí)別障礙物并測(cè)距，避免飛行器對(duì)障礙物進(jìn)行碰撞，及時(shí)避開(kāi)障礙物，還可通過(guò)自帶的攝像頭拍攝周?chē)h(huán)境圖像，自動(dòng)對(duì)飛行器進(jìn)行路徑規(guī)劃控制。飛行器不管是執(zhí)行簡(jiǎn)單的飛行任務(wù)，還是復(fù)雜的多點(diǎn)旅游光、搶險(xiǎn)救災(zāi)等任務(wù)，都需要選擇一條安全可行的路徑，避免與飛行空間的障礙物碰撞，即飛行器路徑自動(dòng)規(guī)劃。圖像處理技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算機(jī)視覺(jué)在飛行器領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。計(jì)算機(jī)視覺(jué)主要通過(guò)視覺(jué)傳感器獲取環(huán)境信息，通過(guò)圖像處理，提取需要的有用信息。使自動(dòng)尋路控制系統(tǒng)更加精準(zhǔn)的在復(fù)雜地域進(jìn)行避障與路徑規(guī)劃。

36、4.2自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)是連續(xù)跟蹤并測(cè)量運(yùn)動(dòng)目標(biāo)軌跡參數(shù)的系統(tǒng)。自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的目標(biāo)是以一定速度和加速度運(yùn)動(dòng)的車(chē)輛、艦船、有GPS定位的行人等。自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)可提供運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的空間定位、姿態(tài)、結(jié)構(gòu)行為和性能，是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多功能和高精度的跟蹤和測(cè)量手段。自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)由位置傳感器、信號(hào)處理系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和跟蹤架等部分組成。自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)依據(jù)傳感器不同分類(lèi):利用電磁波特性的，稱(chēng)為無(wú)線電跟蹤系統(tǒng);利用光波特性的，稱(chēng)為光學(xué)（光電）跟蹤系統(tǒng)。4.3一鍵返航系統(tǒng)一鍵返航系統(tǒng)是指飛行器在完成既定任務(wù)接收到自動(dòng)返航指令或中途取消飛行任務(wù)自動(dòng)返航時(shí)，通過(guò)其自身視覺(jué)系統(tǒng)或GPS的記錄，自動(dòng)返回返航點(diǎn)上方并完成自動(dòng)降落

37、的功能。目前一鍵返航功能主要有兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，一是基于GPS的一鍵返航功能，另一種是基于圖像匹配的一鍵返航功能。4.4雙飛控系統(tǒng)雙飛控系統(tǒng)，顧名思義，即在一個(gè)飛行器上安裝兩個(gè)飛行控制系統(tǒng)。雙飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是為了保障飛行器在復(fù)雜的環(huán)境下，當(dāng)一個(gè)飛行控制系統(tǒng)受到干擾或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)自動(dòng)算法，排除有問(wèn)題飛控的干擾或切斷有問(wèn)題飛控的電源，使用沒(méi)有故障或受到干擾的飛控系統(tǒng)，從而保障飛行器設(shè)備的安全飛行。4.5降落傘系統(tǒng)降落傘系統(tǒng)是當(dāng)飛行器的旋動(dòng)系統(tǒng)在飛行中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，采取的一種安全措施。主要為旋動(dòng)系統(tǒng)的槳葉折斷或停止旋轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)，當(dāng)出現(xiàn)上述問(wèn)題時(shí)，便可以使用一鍵降落傘功能打開(kāi)降落傘，保障人的安全。5

38、. 飛行控制系統(tǒng)的常用外設(shè)接口本部分涉及到飛控系統(tǒng)外設(shè)與飛控系統(tǒng)常用的連接端口，并進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，用于考慮在設(shè)計(jì)飛控系統(tǒng)硬件時(shí)，根據(jù)外設(shè)數(shù)量的多少，傳輸效率的優(yōu)劣，進(jìn)行對(duì)飛控系統(tǒng)硬件接口進(jìn)行相關(guān)的選擇設(shè)計(jì)。飛行控制系統(tǒng)的常用外設(shè)接口包含USB接口、SPI接口、TELEM數(shù)傳電臺(tái)接口、POWER接口、SWITCH安全開(kāi)關(guān)接口、串口、GPS接口、CAN接口、IIC接口、SBUS接口。功能如圖5-1所示。垃U5B接口TELEM數(shù)傳電臺(tái)接口卜飛行控制系統(tǒng)的常用外設(shè)接口POWER接口卜witch安全開(kāi)關(guān)接口串口接口卜CAN(ContelNEtwok)接口卜石Tis接口卜圖5-1I) USB接口通用串行

39、總線(英語(yǔ):UniversalSerialBus，縮寫(xiě):USB)是連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與或飛控系統(tǒng)外部設(shè)備的一種串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范，被廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和移動(dòng)設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品，并擴(kuò)展至攝影器材和傳感器等其它相關(guān)領(lǐng)域。最新一代是USB3.1,傳輸速度為lOGbit/s，三段式電壓5V/12V/20V，最大供電100W，新型TypeC插型不再分正反。USB接口一般的排列方式是:紅白綠黑從左到右。定義:紅色-USB電源：標(biāo)有-VCC、Power、5V、5VSB字樣白色-USB數(shù)據(jù)線：（負(fù)）-DATA-、USBD-、PD-、USBDT-綠色-USB數(shù)據(jù)線：（正）-DATA+、

40、USBD+、PD+、USBDT+黑色-地線:GND、GroundII）SPI接口SPI（SerialPeripheralInterface-串行外設(shè)接口）總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，它可以使MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信以交換信息。外圍設(shè)備包括FLASHRAM、網(wǎng)絡(luò)控制器、LCD顯示驅(qū)動(dòng)器、A/D轉(zhuǎn)換器和MCU等。SPI總線系統(tǒng)可直接與各個(gè)廠家生產(chǎn)的多種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接接口，該接口一般使用4條線：串行時(shí)鐘線（SCLK）、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機(jī)選擇線NSS（有的SPI接口芯片帶有中斷信號(hào)線INT、有的SPI接口芯片沒(méi)有主機(jī)

41、輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOSI）。III）TELEM數(shù)傳電臺(tái)接口數(shù)傳電臺(tái)（radiomodem）是數(shù)字式無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)的簡(jiǎn)稱(chēng)，又可稱(chēng)為"無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)、"無(wú)線數(shù)傳模塊"。是指借助數(shù)字信號(hào)處理SP）技術(shù)和無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)，即采用數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)。數(shù)傳電臺(tái)的使用從最早的按鍵電碼、電報(bào)、模擬電臺(tái)加無(wú)線MODEM，發(fā)展到目前的數(shù)字電臺(tái)和DSP、軟件無(wú)線電;傳輸信號(hào)也從代碼、低速數(shù)據(jù)（3001200bps）到高速數(shù)據(jù)（N*64KN*E1），可以傳輸包括遙控遙測(cè)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)圖像等業(yè)務(wù)。IV）POWER接口POWER接口即電源的接口，分為電源輸入和電源輸出接口。電源輸入接口用于給飛控系統(tǒng)進(jìn)行供電，對(duì)供電的電流，電壓等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。電源輸出接口用于給其他元器件進(jìn)行供電，并對(duì)其他元器件的電流、電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用于判斷電源類(lèi)故障。V) SWITCH安全開(kāi)關(guān)接口關(guān)于安全開(kāi)關(guān)基本就是說(shuō)針對(duì)某種設(shè)備上,使該設(shè)備始終