一种基于北斗GPS惯性导航模块的四旋翼无人机

本技术涉及四旋翼无人机领域，具体是基于北斗gps惯性导航模块的四旋翼无人机。

背景技术：

1、四旋翼无人机近年来在各个领域都有广泛应用，因其具有稳定性强，体积小，起飞环境要求小等特点，且与固定翼飞机相比具有机动性更高，更易于维护，因此应用广泛。目前“无人机+行业”应用在航拍、农业、运输、救灾、巡检等各个行业。经研究使用四旋翼无人机就可以完成此项工作，因为其起降方便，机动性高，倾斜摄影技术可以很好的弥补人工勘探建模的缺点。

2、另外，在飞行姿态测算中，当在stm32读取mpu6000三轴加速度时，非常容易受到高频噪声的干扰，其高频噪声主要来源于电机，当给无人机上电，并且开启四个电机时，其电机震荡产生的高频噪声导致加速度值几乎无法使用；若stm32读取mpu6000姿态传感器的角速度时，其陀螺仪会发生零偏，其对偏移敏感程度不高，故在偏置时，幅度非常小，不利于状态检测。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提出一种基于北斗gps惯性导航模块的四旋翼无人机，包括中枢控制模块、传感器模块、动力模块、无线通信模块、接口模块和电源模块；

2、所述中枢控制模块包括微控制器mcu、使电路恢复到起始状态的复位电路和时钟晶振，所述中枢控制模块采用stm32f405c8t6作为主控板；

3、所述传感器模块包括mpu6000姿态传感器和bmp280气密计，mpu6000采用spi通信协议与主控板进行通信，bmp280气压计采用iic总线通信协议与主控板进行通信；

4、所述动力模块包括若干无刷电机，并配有电调；

5、所述无线通信模块用于接收fs-i6x无线遥控器发送的ppm信号，并且通过使用uart连接主控板向中枢控制模块发送控制信号；

6、所述接口模块包括一个5p microusb接口，连接主控板detec与dm dp接口，用于使用软件进行传感器复位，还包括swd连接口，连接主控板的swdio与swclk接口，通过连接仿真调试器进行烧写调试程序；

7、所述电源模块使用dc-dc降压模块。

8、本实用新型的进一步设置为：所述复位电路采用上电复位和按钮按下复位两种复位方式。

9、本实用新型的进一步设置为：所述时钟晶振采用8m无源晶振作为外部震荡源。

10、本实用新型的进一步设置为：所述无刷电机为四个rs2205三项无刷电机，所述电调选用一体塔式atk-bl32电调。

11、本实用新型的进一步设置为：所述无线通信模块使用富士x6b接收机作为遥控器的信号接收机。

12、本实用新型具备以下有益效果：本实用新型主要通过采用基于cortex-m4架构的stm32f405rgt6作为系统核心控制器，硬件资料齐全，性能优异，接口丰富方便开发；并且采用高实时性freertos操作系统，解决了裸机开发无法程序并发运行的问题，使得cpu利用率高，兼容性好；兼顾体积小、重量轻、结构简单、维修方便、造价低廉、应用场景广泛等特点，设计制作无人机主控电路板；本实用新型的无人机便于后续使用互补滤波数字滤波方法，通过数据融合实现较为准确的获取mpu6000所提供的欧拉角使整个飞行控制系统变得可调、可控、稳定；传感器方面使用mpu6000作为系统姿态检测传感器，其为整个系统提供角速度与加速度数据。使用bmp280测量无人机的高度，用于定高模式时将无人机平稳的停在设定高度。其接收机使用富士x6b接收机作为遥控器的信号接收机，通过输出6通道数据，然后通过富士fs-i6x遥控器发送ppm信号控制无人机的姿态。

技术特征：

1.一种基于北斗gps惯性导航模块的四旋翼无人机，其特征在于：包括中枢控制模块、传感器模块、动力模块、无线通信模块、接口模块和电源模块；

2.如权利要求1所述的一种基于北斗gps惯性导航模块的四旋翼无人机，其特征在于：所述复位电路采用上电复位和按钮按下复位两种复位方式。

3.如权利要求1所述的一种基于北斗gps惯性导航模块的四旋翼无人机，其特征在于：所述时钟晶振采用8m无源晶振作为外部震荡源。

4.如权利要求1所述的一种基于北斗gps惯性导航模块的四旋翼无人机，其特征在于：所述无刷电机为四个rs2205三项无刷电机，所述电调选用一体塔式atk-bl32电调。

5.如权利要求1所述的一种基于北斗gps惯性导航模块的四旋翼无人机，其特征在于：所述无线通信模块使用富士x6b接收机作为遥控器的信号接收机。

技术总结
本技术公开了一种基于北斗GPS惯性导航模块的四旋翼无人机。本技术主要包括中枢控制模块、传感器模块、动力模块、无线通信模块、接口模块和电源模块；中枢控制模块包括微控制器、使电路恢复到起始状态的复位电路和时钟晶振；传感器模块包括姿态传感器和气密计；动力模块包括若干无刷电机，并配有电调；无线通信模块用于接收无线遥控器发送的PPM信号，并且通过使用UART连接主控板向中枢控制模块发送控制信号；采用STM32系列作为系统核心控制器，硬件资料齐全，性能优异，接口丰富方便开发；并且采用高实时性的操作系统，解决了裸机开发无法程序并发运行的问题，使得CPU利用率高，兼容性好。

技术研发人员：樊迪,张丕振,贺晓盈,陈昊
受保护的技术使用者：沈阳工程学院
技术研发日：20230721
技术公布日：2024/3/27