[go: up one dir, main page]

RU2845342C1 - General purpose flight controller for a multi-rotor unmanned aerial vehicle - Google Patents

General purpose flight controller for a multi-rotor unmanned aerial vehicle

Info

Publication number
RU2845342C1
RU2845342C1 RU2025100037A RU2025100037A RU2845342C1 RU 2845342 C1 RU2845342 C1 RU 2845342C1 RU 2025100037 A RU2025100037 A RU 2025100037A RU 2025100037 A RU2025100037 A RU 2025100037A RU 2845342 C1 RU2845342 C1 RU 2845342C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
interface
controller
sbus
inverter
Prior art date
Application number
RU2025100037A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Мелюков
Андрей Валерьевич Голубков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Радиокомп"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Радиокомп" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Радиокомп"
Application granted granted Critical
Publication of RU2845342C1 publication Critical patent/RU2845342C1/en

Links

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to the unmanned aerial vehicles information-measuring and control systems. Controller comprises: power supply module, computer module and connected to it screen menu module and video transmitter interface connected to it, servo drives control module, supply voltage monitoring module with protection against incorrect power-up and electronic speed controller interface, switches control module, sound radiator interface, optoelectronic equipment selection module , connected radio channel receiver interface and SBUS inverter, asynchronous interfaces module, navigation and orientation system module, memory module and USB connector.
EFFECT: broader functional capabilities of information-measurement and control systems due to controlled switches for connecting external peripheral devices.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к информационно-измерительным и управляющим системам беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и может быть использовано для автоматического управления малоразмерными БПЛА с вертикальным взлетом и посадкой, преимущественно, мультироторного типа.The invention relates to information-measuring and control systems of unmanned aerial vehicles (UAVs) and can be used for automatic control of small-sized UAVs with vertical takeoff and landing, primarily of the multi-rotor type.

Полет любого БПЛА состоит из трех этапов: взлет, крейсерский полет, посадка. Крейсерский полет выполняется под управлением полетного контроллера, фактически выполняющего роль автопилота. Количество функций полетного контроллера зависит от наличия на борту БПЛА соответствующей периферии и дополнительных устройств. К функциям полетного контроллера относятся:The flight of any UAV consists of three stages: takeoff, cruising flight, landing. Cruising flight is performed under the control of a flight controller, which actually acts as an autopilot. The number of flight controller functions depends on the availability of appropriate peripherals and additional devices on board the UAV. The flight controller functions include:

- стабилизация и ориентация БПЛА в воздухе;- stabilization and orientation of UAVs in the air;

- удержание высоты (при помощи барометра) и позиции (при помощи GPS или оптико-электронных средств (ОЭС) с использованием специальных доверительных маркеров);- maintaining altitude (using a barometer) and position (using GPS or optical-electronic means (OEM) using special confidence markers);

- автоматический полет по заданным заранее точкам (опционально);- automatic flight to pre-set points (optional);

- передача на землю текущих параметров полета с помощью модема или Bluetooth (опционально);- transmission of current flight parameters to the ground using a modem or Bluetooth (optional);

- обеспечение безопасности полета (возврат в точку взлета при потере сигнала управления, автоматическая посадка);- ensuring flight safety (return to the take-off point in case of loss of control signal, automatic landing);

- подключение дополнительной периферии: OSD, светодиодной индикации и пр.- connection of additional peripherals: OSD, LED indication, etc.

Навигационное обеспечение полетного контроллера часто осуществляется с помощью спутниковых систем позиционирования GPS/ГЛОНАСС. Типичная точность современных GPS/ГЛОНАСС-приемников в горизонтальной плоскости при хорошей видимости спутников (чистое поле) и использовании алгоритмов коррекции составляет от 1 до 30 метров. Navigation support for the flight controller is often provided by GPS/GLONASS satellite positioning systems. The typical accuracy of modern GPS/GLONASS receivers in the horizontal plane with good satellite visibility (clear field) and the use of correction algorithms is from 1 to 30 meters.

Типичным примером полетного контроллера БПЛА может служить ArduPilot Mega (АРМ) 2.8 [https://chipster.ru/catalog/robotech/drones/flight-controllers/5170.html]. Это совместимый полётный контроллер, разработанный сообществом DIY Drones. Он способен управлять автономными мультироторными аппаратами, традиционными вертолетами, наземными колёсными роботами. В качестве бортового программного обеспечения данный контроллер использует ArduРilot. A typical example of a UAV flight controller is the ArduPilot Mega (ARM) 2.8 [https://chipster.ru/catalog/robotech/drones/flight-controllers/5170.html]. This is a compatible flight controller developed by the DIY Drones community. It is capable of controlling autonomous multi-rotor vehicles, traditional helicopters, and ground-based wheeled robots. This controller uses ArduРilot as its onboard software.

Недостатком данного устройства является отсутствие ярко выраженной модульной архитектуры и схемы взаимодействия процессов. В результате сильно увеличивается сложность модификации исходного кода и настройка под решение новой практической задачи. The disadvantage of this device is the lack of a clearly expressed modular architecture and process interaction scheme. As a result, the complexity of modifying the source code and customizing it to solve a new practical problem increases significantly.

Известен также полётный контроллер CC3D[https://multicopterwiki.ru/index.php/CopterControl3D], имеющий 32-битный процессор STM32F405RGT6 ARM Cortex M4 с тактовой частотой 168 МГц, 1 Мбайт флеш-памяти и работающий под управлением операционной системы FreeRTOS и программного обеспечения LibrePilot. Указанное программное обеспечение – проект с открытым исходным кодом, основанный на OpenPilot, и реализующий функции полётного контроллера для квадрокоптера.Also known is the CC3D flight controller [https://multicopterwiki.ru/index.php/CopterControl3D], which has a 32-bit STM32F405RGT6 ARM Cortex M4 processor with a clock frequency of 168 MHz, 1 MB of flash memory and runs the FreeRTOS operating system and LibrePilot software. This software is an open source project based on OpenPilot and implements the functions of a flight controller for a quadcopter.

Известны также устройства MambaF405 MK2, MATEKSYS F405-miniTE– полетные контроллеры, имеющие 32-битный процессор STM32F405RGT6 ARM Cortex M4 с тактовой частотой 168 МГц. В качестве бортового программного обеспечения данные контроллеры используют Betaflight, Inav и Ardupilot. Also known are the MambaF405 MK2, MATEKSYS F405-miniTE devices – flight controllers with a 32-bit STM32F405RGT6 ARM Cortex M4 processor with a clock frequency of 168 MHz. These controllers use Betaflight, Inav and Ardupilot as onboard software.

Недостатком данных систем является невозможность осуществления точной навигации и разведки ввиду отсутствия датчика магнитного поля и возможности для подключения более чем одного ОЭС. Кроме того, не реализована резервная система управления функциями устройства посредством управляемых коммутаторов.The disadvantage of these systems is the impossibility of precise navigation and reconnaissance due to the lack of a magnetic field sensor and the ability to connect more than one OES. In addition, a backup system for managing the functions of the device using controlled switches is not implemented.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является система управления полетом, описанная в патенте RU на полезную модель №164139. Система состоит из модуля низкоуровневого управления, содержащего контроллер модуля низкоуровневого управления на базе 32-разрядного микропроцессора, нейросетевой чип, СОМ-порт, интерфейсы подключения устройств управления движением, интерфейсы подключения внешних датчиков, приемник GNSS, разъем электропитания, модуль мониторинга электропитания, четыре бароальтиметра, четыре магнитометра, четыре акселерометра, четыре гироскопа, четыре термометра, и модуля высокоуровневого управления, содержащего контроллер модуля высокоуровневого управления на базе многоядерного 32-разрядного микропроцессора, объединенного с графическим процессором, видеовход, два USB-порта, Wi-Fi-модуль и накопитель данных. Входы нейросетевого чипа, СОМ-порта, интерфейсов подключения устройств управления движением и интерфейсов подключения внешних датчиков соединены с выходами контроллера модуля низкоуровневого управления. Выходы модуля мониторинга электропитания, нейросетевого чипа, СОМ-порта, интерфейсов подключения устройств управления движением, интерфейсов подключения внешних датчиков, приемника GNSS, каждого бароальтиметра, каждого магнитометра, каждого акселерометра, каждого гироскопа, каждого термометра соединены с входами контроллера модуля низкоуровневого управления. Видеовход, выходы графического процессора, каждого USB-порта, Wi-Fi-модуля и накопителя данных соединены с входами контроллера модуля высокоуровневого управления. Входы графического процессора, каждого USB-порта, Wi-Fi-модуля и накопителя данных соединены с выходами контроллера модуля высокоуровневого управления. Входы контроллера модуля низкоуровневого управления соединены с выходами контроллера модуля высокоуровневого управления. Выходы контроллера высокоуровневого управления соединены с входами контроллера модуля низкоуровневого управления. Питание модуля высокоуровневого управления осуществляют от модуля низкоуровневого управления.The closest analogue to the claimed invention is the flight control system described in the RU patent for utility model No. 164139. The system consists of a low-level control module containing a low-level control module controller based on a 32-bit microprocessor, a neural network chip, a COM port, interfaces for connecting motion control devices, interfaces for connecting external sensors, a GNSS receiver, a power supply connector, a power supply monitoring module, four baroaltimeters, four magnetometers, four accelerometers, four gyroscopes, four thermometers, and a high-level control module containing a high-level control module controller based on a multi-core 32-bit microprocessor combined with a graphics processor, a video input, two USB ports, a Wi-Fi module and a data storage device. The inputs of the neural network chip, COM port, motion control device connection interfaces, and external sensor connection interfaces are connected to the outputs of the low-level control module controller. The outputs of the power supply monitoring module, neural network chip, COM port, motion control device connection interfaces, external sensor connection interfaces, GNSS receiver, each baroaltimeter, each magnetometer, each accelerometer, each gyroscope, each thermometer are connected to the inputs of the low-level control module controller. The video input, the outputs of the graphics processor, each USB port, Wi-Fi module, and data storage device are connected to the inputs of the high-level control module controller. The inputs of the graphics processor, each USB port, Wi-Fi module, and data storage device are connected to the outputs of the high-level control module controller. The inputs of the low-level control module controller are connected to the outputs of the high-level control module controller. The outputs of the high-level control controller are connected to the inputs of the low-level control module controller. The high-level control module is powered from the low-level control module.

Недостатком наиболее близкого аналога является нереализация всего потенциала процессора одноплатного компьютера марки Raspberry Pi, обладающего требуемыми для БПЛА интерфейсами и неиспользуемыми компонентами, а также требующего дополнительного подключения основных датчиков системы стабилизации, ориентации, навигации и модуля запоминающего устройства. Данный факт обуславливает некомпактные габариты устройства, а также его значительную себестоимость.The disadvantage of the closest analogue is the failure to realize the full potential of the Raspberry Pi single-board computer processor, which has the interfaces required for UAVs and unused components, and also requires additional connection of the main sensors of the stabilization system, orientation, navigation and the memory module. This fact determines the non-compact dimensions of the device, as well as its significant cost price.

Задачей заявляемого изобретение является обеспечение автономного полета БПЛА мультироторного типа без подключения модуля глобальной спутниковой навигации, в том числе и в жёстких климатических условиях, с увеличением обзора для оператора с возможностью расширения функциональных возможностей информационно-измерительных и управляющих систем, в том числе с использованием технологий искусственного интеллекта.The objective of the claimed invention is to ensure autonomous flight of a multi-rotor UAV without connecting a global satellite navigation module, including in harsh climatic conditions, with an increase in visibility for the operator with the possibility of expanding the functionality of information-measuring and control systems, including using artificial intelligence technologies.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том полетный контроллер общего назначения для БПЛА мультироторного типа выполнен на основе печатной платы, содержащей расположенные на ней: модуль блока питания с возможностью преобразования входного напряжения в напряжение 5В, 3,3В и 9В, модуль вычислителя и подключенные к нему - модуль экранного меню и соединенный с ним интерфейс видеопередатчиков, модуль управления сервоприводами, модуль мониторинга напряжения питания с защитой от неправильного включения питания и интерфейсом электронного регулятора оборотов, модуль управления коммутаторами, интерфейс звукового излучателя, модуль выбора ОЭС, соединенные интерфейс приемника радиоканала и SBUS инвертор, модуль асинхронных интерфейсов, модуль системы навигации и ориентации, модуль памяти и соединитель USB, при этом для работы с модулем выбора ОЭС организованы два интерфейса ОЭС, подключенных к модулю экранного меню через интерфейс видеопередатчиков, модуль интерфейса электронного регулятора оборотов соединен непосредственно с модулем вычислителя.The essence of the claimed technical solution is that the general-purpose flight controller for a multirotor UAV is made on the basis of a printed circuit board containing the following located on it: a power supply module with the ability to convert the input voltage into a voltage of 5V, 3.3V and 9V, a computing module and connected to it - an on-screen menu module and a video transmitter interface connected to it, a servo drive control module, a supply voltage monitoring module with protection against incorrect power supply and an electronic speed controller interface, a switch control module, an audio emitter interface, an OES selection module, a connected radio channel receiver interface and an SBUS inverter, an asynchronous interface module, a navigation and orientation system module, a memory module and a USB connector, wherein two OES interfaces are organized for working with the OES selection module, connected to the on-screen menu module via the video transmitter interface, the electronic speed controller interface module is connected directly to the computing module.

Заявляется также изобретение, в котором, наряду с вышеописанными признаками, модуль системы навигации и ориентации включает баровысотомер, трехосный датчик угловой скорости, трехосный датчик линейного ускорения, трехосный датчик магнитного поля.An invention is also claimed in which, along with the above-described features, the navigation and orientation system module includes a barometric altimeter, a three-axis angular velocity sensor, a three-axis linear acceleration sensor, and a three-axis magnetic field sensor.

Кроме того, в заявляемом техническом решении интерфейс для подключения видеопередатчиков выполнен с возможностью подключения видеопередатчиков цифрового и аналогового типов.In addition, in the claimed technical solution, the interface for connecting video transmitters is designed with the ability to connect digital and analog video transmitters.

Заявляется также полетный контроллер, в котором, наряду с вышеописанными признаками интерфейс приемника радиоканала и SBUS инвертор соединены последовательно или параллельно.A flight controller is also declared, in which, along with the above-described features, the radio channel receiver interface and SBUS inverter are connected in series or in parallel.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в следующем.The technical result of the claimed invention is as follows.

Полетный контроллер объединяет в себе ряд решений, позволяющих значительно повысить работоспособность системы управления за счёт исполнения изделия на основе модульной формы с соединением между компонентами по асинхронному интерфейсу. Предлагаемая конструкция полетного контроллера позволяет подключить до шести модулей расширения различного целевого назначения для объединения в системе управления по асинхронному интерфейсу с обеспечением функции автономного и автоматического полетов. В заявляемом устройстве сформирована полноценная инерциальная навигационная система без подключения внешней периферии за счёт наличия в полетном контроллере необходимых датчиков, что обеспечивает повышение надежности системы управления БПЛА.The flight controller combines a number of solutions that allow to significantly increase the performance of the control system due to the design of the product based on a modular form with a connection between the components via an asynchronous interface. The proposed design of the flight controller allows to connect up to six expansion modules of various purposes for unification in the control system via an asynchronous interface with the provision of the function of autonomous and automatic flights. In the claimed device, a full-fledged inertial navigation system is formed without connecting external periphery due to the presence of the necessary sensors in the flight controller, which ensures an increase in the reliability of the UAV control system.

Отличительной особенностью полетного контроллера является наличие управляемых коммутаторов для включения внешних периферийных устройств.A distinctive feature of the flight controller is the presence of controlled switches for turning on external peripheral devices.

Кроме того, в заявляемом техническом решении реализована возможность увеличения обзора видимости БПЛА за счёт организации подключения двух ОЭС, с использованием карданового подвеса, либо без использования, что является особенно важным для БПЛА, не обладающих изменяемым в полете полем зрения, что позволяет повысить надежность и безопасность полета, взлёта и посадки.In addition, the claimed technical solution implements the possibility of increasing the visibility of the UAV by organizing the connection of two OES, using a gimbal suspension, or without using it, which is especially important for UAVs that do not have a variable field of view in flight, which allows increasing the reliability and safety of the flight, takeoff and landing.

Заявляемое изобретение поясняется с помощью Фиг. 1-2, на которых изображено:The claimed invention is explained with the help of Fig. 1-2, which show:

Фиг.1 - структурная схема полетного контроллера общего назначения для беспилотного летательного аппарата мультироторного типа;Fig. 1 - structural diagram of a general-purpose flight controller for a multi-rotor unmanned aerial vehicle;

Фиг.2 - общий вид примера реализации изобретения, по буквой а) -вид сверху, под буквой б) - вид снизу.Fig. 2 - general view of an example of the invention, under the letter a) - top view, under the letter b) - bottom view.

Полетный контроллер общего назначения для беспилотного летательного аппарата мультироторного типа выполнен на основе печатной платы. На последней расположены модуль блока питания, модуль вычислителя, модуль экранного меню, интерфейс видеопередатчиков, модуль управления сервоприводами, модуль мониторинга напряжения питания, модуль управления коммутаторами, интерфейс звукового излучателя, светодиодный модуль индикации работы контроллера, модуль выбора ОЭС, два интерфейса ОЭС, интерфейс приемника радиоканала, SBUS инвертор, модуль асинхронных интерфейсов, модуль системы навигации и ориентации, модуль памяти, соединитель USB. Интерфейсы ОЭС предназначены для работы с модулем выбора ОЭС и подключены к модулю экранного меню. Один из интерфейсов ОЭС дополнительно соединен с вычислителем. Модуль блока питания выполнен с возможностью преобразования входного напряжения в напряжение 5В, 3,3В и 9В. Модуль экранного меню соединен с интерфейсом видеопередатчиков и модулем вычислителя. В модуле мониторинга напряжения питания реализована защита от неправильного включения питания и интерфейс электронного регулятора оборотов. Интерфейс приемника радиоканала и SBUS инвертор соединены между собой. Модуль системы навигации и ориентации включает баровысотомер, трехосный датчик угловой скорости, трехосный датчик линейного ускорения, трехосный датчик магнитного поля и соединенный с ними каналами связи вычислитель. Интерфейс для подключения видеопередатчиков выполнен с возможностью подключения видеопередатчиков цифрового и аналогового типов. Интерфейс приемника радиоканала и SBUS инвертор соединены последовательно или параллельно.The general-purpose flight controller for a multirotor unmanned aerial vehicle is based on a printed circuit board. The latter contains a power supply module, a computer module, an on-screen menu module, a video transmitter interface, a servo drive control module, a supply voltage monitoring module, a switch control module, an audio emitter interface, a controller operation indicator LED module, a UES selection module, two UES interfaces, a radio channel receiver interface, an SBUS inverter, an asynchronous interface module, a navigation and orientation system module, a memory module, and a USB connector. The UES interfaces are designed to work with the UES selection module and are connected to the on-screen menu module. One of the UES interfaces is additionally connected to the computer. The power supply module is configured to convert the input voltage to 5V, 3.3V, and 9V. The on-screen menu module is connected to the video transmitter interface and the computer module. The supply voltage monitoring module implements protection against incorrect power supply and an electronic speed controller interface. The radio channel receiver interface and the SBUS inverter are connected to each other. The navigation and orientation system module includes a barometric altimeter, a three-axis angular velocity sensor, a three-axis linear acceleration sensor, a three-axis magnetic field sensor and a computer connected to them via communication channels. The interface for connecting video transmitters is designed with the ability to connect digital and analog video transmitters. The radio channel receiver interface and the SBUS inverter are connected in series or in parallel.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Полетный контроллер располагают на БПЛА, подавая команды на электронный регулятор оборотов, контроллер управляет динамикой полета аппарата, осуществляя управление всеми электродвигателями.The flight controller is located on the UAV, sending commands to the electronic speed controller, the controller controls the flight dynamics of the device, controlling all electric motors.

После подачи питания с электронного регулятора оборотов или соединителя USB на контроллер происходит преобразование входного напряжения в напряжение питания 3,3В, 5В и 9В, инициализация вычислителя и всех датчиков, подключенных к нему. Об этом сигнализируют светодиодный модуль и звуковой излучатель, если последний подсоединен к контроллеру.After power is supplied from the electronic speed controller or USB connector to the controller, the input voltage is converted to a supply voltage of 3.3V, 5V and 9V, the calculator and all sensors connected to it are initialized. This is signaled by the LED module and the sound emitter, if the latter is connected to the controller.

Полетный контроллер позволяет подключить внешние модули расширения различного целевого назначения для объединения в информационно-измерительной и управляющей системе по асинхронному интерфейсу, каждый из которых запускается и инициализируется одновременно с модулем вычислителя, и выключение которых возможно через управляемые коммутаторы. Модуль системы ориентации и навигации выдает вектор ориентации, на основе которого в системе управления, находящейся в вычислителе, формируются управляющие сигналы, которые через регулятор оборотов передаются на двигатели аппарата. Датчики изначально связаны логически: по совокупности показаний всех датчиков, входящих в состав контроллера, вычисляется положение объекта управления в различных системах координат. Так как датчики размещены на одной плате, то их механическая связь максимально жесткая по сравнению с тем, если бы они находились на различных платах.The flight controller allows connecting external expansion modules of various purposes for unification in the information-measuring and control system via an asynchronous interface, each of which is launched and initialized simultaneously with the computer module, and which can be switched off via controlled switches. The orientation and navigation system module produces an orientation vector, on the basis of which control signals are formed in the control system located in the computer, which are transmitted to the apparatus engines via the speed controller. The sensors are initially logically connected: based on the totality of readings from all sensors included in the controller, the position of the control object in various coordinate systems is calculated. Since the sensors are located on one board, their mechanical connection is maximally rigid compared to if they were located on different boards.

На сигнал с ОЭС накладываются данные телеметрии, который подается на модуль видеопередатчика и с видеопередатчика – оператору. Управление видеопередатчиком происходит с использованием вычислителя. Использование интерфейсов приемников, модуля выбора ОЭС и интерфейсов видеопередатчиков совместно с модулем экранного меню, двумя интерфейсами ОЭС, которые должны быть расположены на аппарате способом, обеспечивающим максимальный радиус обзора, позволяет контролировать аппарат и подавать на него управляющие сигналы на расстоянии и получать изображение непосредственно с нескольких ОЭС с данными телеметрии, что увеличивает радиус обзора аппарата, повышает надежность системы в целом и позволяет расширить спектр решаемых задач и применять аппарат в автономном, автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах управления.The signal from the OES is superimposed with telemetry data, which is fed to the video transmitter module and from the video transmitter to the operator. The video transmitter is controlled using a computer. The use of receiver interfaces, the OES selection module and video transmitter interfaces together with the on-screen menu module, two OES interfaces, which must be located on the device in a way that ensures the maximum viewing radius, allows the device to be controlled and control signals to be fed to it at a distance and to receive an image directly from several OES with telemetry data, which increases the viewing radius of the device, improves the reliability of the system as a whole and allows for a wider range of tasks to be solved and the device to be used in autonomous, automatic, semi-automatic and manual control modes.

Управляющие сигналы на двигатели и данные телеметрии передаются с вычислителя и на вычислитель с использованием интерфейса электронного регулятора оборотов. Управляющие сигналы на сервоприводы подаются вычислителем.Control signals to the motors and telemetry data are transmitted from the computer to the computer using the electronic speed controller interface. Control signals to the servo drives are sent by the computer.

Для хранения, использования, уточнения, обновления, накопления, сбора, систематизации, анализа данных датчиков, управляющих сигналов от вычислителя и оператора аппарата, поступающих с приемника радиоканала, вектора состояния аппарата используется модуль запоминающего устройства, соединенное по каналу связи с вычислителем.For storing, using, refining, updating, accumulating, collecting, systematizing, and analyzing sensor data, control signals from the computer and the device operator, coming from the radio channel receiver, and the device state vector, a memory module is used, connected via a communication channel to the computer.

Программирование, обновление программного обеспечения, отладка, запись маршрута, загрузка данных телеметрии в контроллер происходит через соединитель USB.Programming, software updating, debugging, route recording, and loading telemetry data into the controller is done via the USB connector.

Пример. Example.

Полетный контроллер общего назначения для беспилотного летательного аппарата мультироторного типа был реализован в качестве опытного образца на предприятии-Заявителе (Фиг.2). Заявляемое устройство успешно прошло апробацию и подтвердило в результате летных испытаний достижение технического результата, особенно в части увеличения угла обзора оператора на открытой местности. A general-purpose flight controller for a multirotor unmanned aerial vehicle was implemented as a prototype at the Applicant enterprise (Fig. 2). The claimed device successfully passed testing and confirmed the achievement of the technical result as a result of flight tests, especially in terms of increasing the operator's viewing angle in open terrain.

Разработанный полетный контроллер хорошо воспроизводим, в том числе и при мелкосерийном производстве, так как для реализации заявленного устройства может быть использовано стандартное промышленное оборудование, и предполагаемое изобретение может быть внедрено в существующих информационно-измерительных и управляющих системах беспилотных аппаратов: наземных, надводных, летательных.The developed flight controller is easily reproducible, including in small-scale production, since standard industrial equipment can be used to implement the claimed device, and the proposed invention can be implemented in existing information-measuring and control systems of unmanned vehicles: ground, surface, and aircraft.

Claims (5)

1. Полетный контроллер общего назначения для беспилотного летательного аппарата мультироторного типа, характеризующийся тем, что он выполнен на основе печатной платы, содержащей расположенные на ней: модуль блока питания с возможностью преобразования входного напряжения в напряжение 5В, 3,3В и 9В, модуль вычислителя и подключенные к нему - модуль экранного меню и соединенный с ним интерфейс видеопередатчиков, модуль управления сервоприводами, модуль мониторинга напряжения питания с защитой от неправильного включения питания и интерфейсом электронного регулятора оборотов, модуль управления коммутаторами, интерфейс звукового излучателя, модуль выбора оптико-электронных средств (ОЭС), соединенные интерфейс приемника радиоканала и SBUS инвертор, модуль асинхронных интерфейсов, модуль системы навигации и ориентации, модуль памяти и соединитель USB, при этом для работы с модулем выбора ОЭС организованы два интерфейса ОЭС, подключенных к модулю экранного меню через интерфейс видеопередатчиков, модуль интерфейса электронного регулятора оборотов соединен непосредственно с модулем вычислителя.1. A general-purpose flight controller for a multirotor unmanned aerial vehicle, characterized in that it is made on the basis of a printed circuit board containing the following located thereon: a power supply module with the ability to convert the input voltage into a voltage of 5V, 3.3V and 9V, a computer module and connected to it - an on-screen menu module and a video transmitter interface connected to it, a servo drive control module, a supply voltage monitoring module with protection against incorrect power-up and an electronic speed controller interface, a switch control module, an audio emitter interface, an optical-electronic means (OEM) selection module, a connected radio channel receiver interface and an SBUS inverter, an asynchronous interface module, a navigation and orientation system module, a memory module and a USB connector, wherein two OEM interfaces are organized for working with the OEM selection module, connected to the on-screen menu module via the video transmitter interface, the electronic speed controller interface module is connected directly to the computer module. 2. Контроллер по п. 1, характеризующийся тем, что модуль системы навигации и ориентации включает баровысотомер, трехосный датчик угловой скорости, трехосный датчик линейного ускорения, трехосный датчик магнитного поля.2. The controller according to item 1, characterized in that the navigation and orientation system module includes a barometric altimeter, a three-axis angular velocity sensor, a three-axis linear acceleration sensor, and a three-axis magnetic field sensor. 3. Контроллер по п. 1, характеризующийся тем, что интерфейс для подключения видеопередатчиков выполнен с возможностью подключения видеопередатчиков цифрового и аналогового типов.3. The controller according to item 1, characterized in that the interface for connecting video transmitters is designed with the possibility of connecting digital and analog video transmitters. 4. Контроллер по п. 1, характеризующийся тем, что интерфейс приемника радиоканала и SBUS инвертор соединены последовательно.4. The controller according to item 1, characterized in that the radio channel receiver interface and the SBUS inverter are connected in series. 5. Контроллер по п. 1, характеризующийся тем, что интерфейс приемника радиоканала и SBUS инвертор соединены параллельно.5. The controller according to item 1, characterized in that the radio channel receiver interface and the SBUS inverter are connected in parallel.
RU2025100037A 2025-01-08 General purpose flight controller for a multi-rotor unmanned aerial vehicle RU2845342C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2845342C1 true RU2845342C1 (en) 2025-08-15

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU238329U1 (en) * 2025-09-10 2025-10-24 Общество с ограниченной ответственностью "ДЕЛЬТАТЕХ" Flight controller

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107219794A (en) * 2017-06-13 2017-09-29 长沙灵动航空科技有限公司 A kind of long endurance unmanned aircraft oil-electricity system voltage hand control method for automatically switching and control device
CN113138574A (en) * 2021-04-19 2021-07-20 广东工业大学 General extension device of unmanned aerial vehicle flight control
RU208237U1 (en) * 2021-08-14 2021-12-09 Акционерное общество "Конструкторское бюро промышленной автоматики" (АО "КБПА") Analog-to-digital aircraft flight control computer
RU208626U1 (en) * 2021-08-13 2021-12-28 Акционерное общество "Конструкторское бюро промышленной автоматики" (АО "КБПА") Flight control computer for an unmanned aerial vehicle
US11892859B2 (en) * 2016-06-30 2024-02-06 Snap Inc. Remoteless control of drone behavior

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11892859B2 (en) * 2016-06-30 2024-02-06 Snap Inc. Remoteless control of drone behavior
CN107219794A (en) * 2017-06-13 2017-09-29 长沙灵动航空科技有限公司 A kind of long endurance unmanned aircraft oil-electricity system voltage hand control method for automatically switching and control device
CN113138574A (en) * 2021-04-19 2021-07-20 广东工业大学 General extension device of unmanned aerial vehicle flight control
RU208626U1 (en) * 2021-08-13 2021-12-28 Акционерное общество "Конструкторское бюро промышленной автоматики" (АО "КБПА") Flight control computer for an unmanned aerial vehicle
RU208237U1 (en) * 2021-08-14 2021-12-09 Акционерное общество "Конструкторское бюро промышленной автоматики" (АО "КБПА") Analog-to-digital aircraft flight control computer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU238329U1 (en) * 2025-09-10 2025-10-24 Общество с ограниченной ответственностью "ДЕЛЬТАТЕХ" Flight controller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12259725B2 (en) Modular flight management system incorporating an autopilot
Ebeid et al. A survey on open-source flight control platforms of unmanned aerial vehicle
Chao et al. Autopilots for small unmanned aerial vehicles: a survey
Hattenberger et al. Using the paparazzi UAV system for scientific research
Chao et al. Autopilots for small fixed-wing unmanned air vehicles: A survey
Cai et al. Design and assembling of a UAV helicopter system
RU164139U1 (en) INTELLIGENT AUTOMOTIVE CONTROL SYSTEM FOR UNMANNED AIRCRAFT
CN104503467A (en) Autonomous take-off and landing flight control system of unmanned aerial vehicle based on dual-core architecture
CN104656660A (en) Control system for micro-unmanned helicopter multi-mode autonomous flight and method thereof
Sabikan et al. Open-source project (OSPs) platform for outdoor quadcopter
Kortunov et al. Review and comparative analysis of mini-and micro-UAV autopilots
Bingler et al. Dual radio autopilot system for lightweight, swarming micro/miniature aerial vehicles
Kostin Models and methods for implementing the automous performance of transportation tasks using a drone
RU2845342C1 (en) General purpose flight controller for a multi-rotor unmanned aerial vehicle
CN115202271A (en) A Micro-UAV Embedded Flight Controller
CN204808047U (en) Digit accurate controlling means of gesture that takes photo by plane
Ranasinghe et al. Development of gasoline-electric hybrid propulsion surveillance and reconnaissance VTOL UAV
Hsiao et al. A novel unmanned aerial vehicle system with autonomous flight and auto-lockup capability
Abbasi et al. Design of Unmanned Aerial Vehicle Autopilot based on Freescale Qorivva 32-bit Microcontroller
CN204808048U (en) Digital control system that takes photo by plane
Delvaux et al. Autopilot and companion computer for unmanned aerial vehicle: Survey
De Wagter et al. Holiday50av technical paper
Khatoon et al. Assembly of an experimental quad-rotor type UAV for testing a novel autonomous flight control strategy
Lizarraga et al. Reprogrammable UAV autopilot system (part 1)
Galkin et al. Development of Precision Airdrop System based on GKV-6 MEMS-IMU