無人機飛行控制方法和飛行控制系統與流程

2023-05-15 16:45:11 1

本發明涉及無人機控制技術，尤其涉及一種無人機飛行控制方法和飛行控制系統。

背景技術：

由於中小型無人機因機體容積、起飛重量和整體成本等因素，不能像大型無人機可以搭載多種傳感器，所以目前中小型無人機僅使用「空速」或者「地速」一個參數進行控制，這樣無人機在遭遇湍流、風切變、側風、低空地面效應等因素影響時，飛行的穩定性和安全性將降低，影響飛行安全。

技術實現要素：

鑑於現有技術中存在的上述缺陷，本發明提供一種無人機飛行控制方法和飛行控制系統，以解決現有無人機由於僅使用「空速」或「地速」一個參數進行飛行控制，導致無人機飛行穩定性和安全性得不到保證的問題。本發明是通過如下技術方案來實現的：

一種無人機飛行控制方法，包括如下步驟：

步驟a：實時檢測所述無人機的空速和地速；

步驟b：對檢測到的所述無人機的空速和地速進行實時誤差修正，得到所述無人機的實時真空速和實時真地速；

步驟c：根據所述無人機的實時真空速和實時真地速對所述無人機進行飛行控制。

進一步地，當所述無人機為固定翼飛機時，所述步驟c中，根據所述固定翼飛機的真空速和真地速控制所述固定翼飛機的動力。

進一步地，當所述無人機為直升機時，所述步驟c中，根據所述直升機的真空速和真地速控制所述直升機的旋翼總距。

進一步地，當所述無人機為多旋翼飛行器時，所述步驟c中，根據所述多旋翼飛行器的真空速和真地速控制所述多旋翼飛行器的前向推進電機轉速。

進一步地，所述步驟c中採用pid控制算法對所述無人機進行飛行控制。

進一步地，對檢測到的所述無人機的空速進行誤差修正的步驟包括：

對檢測到的所述無人機的空速進行機械誤差修正，得到校正空速；

對所述校正空速進行空氣動力誤差修正，得到指示空速；

對所述指示空速進行空氣壓縮性誤差修正，得到當量空速；

對所述當量空速進行空氣密度誤差修正，得到所述無人機的真空速。

一種無人機飛行控制系統，包括：

檢測傳感器模塊，用於實時檢測所述無人機的空速和地速；

誤差修正模塊，用於對檢測到的所述無人機的空速和地速進行實時誤差修正，得到所述無人機的實時真空速和實時真地速；

飛行控制模塊，用於根據所述無人機的實時真空速和實時真地速對所述無人機進行飛行控制。

進一步地，當所述無人機為固定翼飛機時，所述飛行控制模塊根據所述固定翼飛機的真空速和真地速控制所述固定翼飛機的動力。

進一步地，當所述無人機為直升機時，所述飛行控制模塊根據所述直升機的真空速和真地速控制所述直升機的旋翼總距。

進一步地，當所述無人機為多旋翼飛行器時，所述飛行控制模塊根據所述多旋翼飛行器的真空速和真地速控制所述多旋翼飛行器的前向推進電機轉速。

進一步地，所述飛行控制模塊採用pid控制算法對所述無人機進行飛行控制。

進一步地，所述誤差修正模塊包括：

機械誤差修正子模塊，用於對檢測到的所述無人機的空速進行機械誤差修正，得到校正空速；

空氣動力誤差修正子模塊，用於對所述校正空速進行空氣動力誤差修正，得到指示空速；

空氣壓縮性誤差修正子模塊，用於對所述指示空速進行空氣壓縮性誤差修正，得到當量空速；

空氣密度誤差修正子模塊，用於對所述當量空速進行空氣密度誤差修正，得到所述無人機的真空速。

與現有技術相比，本發明提供的無人機飛行控制方法和飛行控制系統實時檢測無人機的空速和地速，並對其進行實時修正得到無人機的實時真空速和實時真地速，更加真實客觀地反映了無人機相對於空氣的速度，並在此基礎上結合無人機的實時真空速和實時真地速對無人機進行飛行控制，能夠有效保證無人機在遭遇湍流、風切變、側風、低空地面效應等因素影響時的飛行穩定性和安全性。

附圖說明

圖1：本發明實施例提供的無人機飛行控制方法的流程示意圖。

圖2：本發明實施例提供的無人機飛行控制方法中無人機空速誤差修正流程示意圖；

圖3：本發明實施例提供的無人機飛行控制系統的組成示意圖；

圖4：本發明實施例提供的無人機飛行控制系統中誤差修正模塊的組成示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1所示，本發明實施例提供了一種無人機飛行控制方法，包括如下步驟：

步驟a：實時檢測無人機的空速和地速；

步驟b：對檢測到的無人機的空速和地速進行實時誤差修正，得到無人機的實時真空速和實時真地速；

步驟c：根據無人機的實時真空速和實時真地速對無人機進行飛行控制。

當無人機為固定翼飛機時，步驟c中，根據固定翼飛機的真空速和真地速控制固定翼飛機的動力。

當無人機為直升機時，步驟c中，根據直升機的真空速和真地速控制直升機的旋翼總距。

當無人機為多旋翼飛行器時，步驟c中，根據多旋翼飛行器的真空速和真地速控制多旋翼飛行器的前向推進電機轉速。

步驟c中採用pid控制算法對無人機進行飛行控制。

如圖2所示，對檢測到的無人機的空速進行誤差修正的步驟包括：

對檢測到的無人機的空速進行機械誤差修正，得到校正空速；

對校正空速進行空氣動力誤差修正，得到指示空速；

對指示空速進行空氣壓縮性誤差修正，得到當量空速；

對當量空速進行空氣密度誤差修正，得到無人機的真空速。

如圖3所示，本發明另一實施例提供了一種無人機飛行控制系統，包括：

檢測傳感器模塊1，用於實時檢測無人機的空速和地速；

誤差修正模塊2，用於對檢測到的無人機的空速和地速進行實時誤差修正，得到無人機的實時真空速和實時真地速；

飛行控制模塊3，用於根據無人機的實時真空速和實時真地速對無人機進行飛行控制。

當無人機為固定翼飛機時，飛行控制模塊3根據固定翼飛機的真空速和真地速控制固定翼飛機的動力。

當無人機為直升機時，飛行控制模塊3根據直升機的真空速和真地速控制直升機的旋翼總距。

當無人機為多旋翼飛行器時，飛行控制模塊3根據多旋翼飛行器的真空速和真地速控制多旋翼飛行器的前向推進電機轉速。

飛行控制模塊3採用pid控制算法對無人機進行飛行控制。

如圖4所示，誤差修正模塊2包括：

機械誤差修正子模塊201，用於對檢測到的無人機的空速進行機械誤差修正，得到校正空速；

空氣動力誤差修正子模塊202，用於對校正空速進行空氣動力誤差修正，得到指示空速；

空氣壓縮性誤差修正子模塊203，用於對指示空速進行空氣壓縮性誤差修正，得到當量空速；

空氣密度誤差修正子模塊204，用於對當量空速進行空氣密度誤差修正，得到無人機的真空速。

最後應說明的是：上述各實施例僅用於說明本發明的技術方案，而非對其限制。儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特徵進行等同替換。而這些修改或替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。