CN106950988A - 无人机飞行控制方法和飞行控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机飞行控制方法和飞行控制系统，以解决现有无人机由于仅使用“空速”或“地速”一个参数进行飞行控制，导致无人机飞行稳定性和安全性得不到保证的问题。本发明提供的无人机飞行控制方法和飞行控制系统实时检测无人机的空速和地速，并对其进行实时修正得到无人机的实时真空速和实时真地速，更加真实客观地反映了无人机相对于空气的速度，并在此基础上结合无人机的实时真空速和实时真地速对无人机进行飞行控制，能够有效保证无人机在遭遇湍流、风切变、侧风、低空地面效应等因素影响时的飞行稳定性和安全性。

Description

无人机飞行控制方法和飞行控制系统

技术领域

本发明涉及无人机控制技术，尤其涉及一种无人机飞行控制方法和飞行控制系统。

背景技术

由于中小型无人机因机体容积、起飞重量和整体成本等因素，不能像大型无人机可以搭载多种传感器，所以目前中小型无人机仅使用“空速”或者“地速”一个参数进行控制，这样无人机在遭遇湍流、风切变、侧风、低空地面效应等因素影响时，飞行的稳定性和安全性将降低，影响飞行安全。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种无人机飞行控制方法和飞行控制系统，以解决现有无人机由于仅使用“空速”或“地速”一个参数进行飞行控制，导致无人机飞行稳定性和安全性得不到保证的问题。本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种无人机飞行控制方法，包括如下步骤：

步骤A：实时检测所述无人机的空速和地速；

步骤B：对检测到的所述无人机的空速和地速进行实时误差修正，得到所述无人机的实时真空速和实时真地速；

步骤C：根据所述无人机的实时真空速和实时真地速对所述无人机进行飞行控制。

进一步地，当所述无人机为固定翼飞机时，所述步骤C中，根据所述固定翼飞机的真空速和真地速控制所述固定翼飞机的动力。

进一步地，当所述无人机为直升机时，所述步骤C中，根据所述直升机的真空速和真地速控制所述直升机的旋翼总距。

进一步地，当所述无人机为多旋翼飞行器时，所述步骤C中，根据所述多旋翼飞行器的真空速和真地速控制所述多旋翼飞行器的前向推进电机转速。

进一步地，所述步骤C中采用PID控制算法对所述无人机进行飞行控制。

进一步地，对检测到的所述无人机的空速进行误差修正的步骤包括：

对检测到的所述无人机的空速进行机械误差修正，得到校正空速；

对所述校正空速进行空气动力误差修正，得到指示空速；

对所述指示空速进行空气压缩性误差修正，得到当量空速；

对所述当量空速进行空气密度误差修正，得到所述无人机的真空速。

一种无人机飞行控制系统，包括：

检测传感器模块，用于实时检测所述无人机的空速和地速；

误差修正模块，用于对检测到的所述无人机的空速和地速进行实时误差修正，得到所述无人机的实时真空速和实时真地速；

飞行控制模块，用于根据所述无人机的实时真空速和实时真地速对所述无人机进行飞行控制。

进一步地，当所述无人机为固定翼飞机时，所述飞行控制模块根据所述固定翼飞机的真空速和真地速控制所述固定翼飞机的动力。

进一步地，当所述无人机为直升机时，所述飞行控制模块根据所述直升机的真空速和真地速控制所述直升机的旋翼总距。

进一步地，当所述无人机为多旋翼飞行器时，所述飞行控制模块根据所述多旋翼飞行器的真空速和真地速控制所述多旋翼飞行器的前向推进电机转速。

进一步地，所述飞行控制模块采用PID控制算法对所述无人机进行飞行控制。

进一步地，所述误差修正模块包括：

机械误差修正子模块，用于对检测到的所述无人机的空速进行机械误差修正，得到校正空速；

空气动力误差修正子模块，用于对所述校正空速进行空气动力误差修正，得到指示空速；

空气压缩性误差修正子模块，用于对所述指示空速进行空气压缩性误差修正，得到当量空速；

空气密度误差修正子模块，用于对所述当量空速进行空气密度误差修正，得到所述无人机的真空速。

与现有技术相比，本发明提供的无人机飞行控制方法和飞行控制系统实时检测无人机的空速和地速，并对其进行实时修正得到无人机的实时真空速和实时真地速，更加真实客观地反映了无人机相对于空气的速度，并在此基础上结合无人机的实时真空速和实时真地速对无人机进行飞行控制，能够有效保证无人机在遭遇湍流、风切变、侧风、低空地面效应等因素影响时的飞行稳定性和安全性。

附图说明

图1：本发明实施例提供的无人机飞行控制方法的流程示意图。

图2：本发明实施例提供的无人机飞行控制方法中无人机空速误差修正流程示意图；

图3：本发明实施例提供的无人机飞行控制系统的组成示意图；

图4：本发明实施例提供的无人机飞行控制系统中误差修正模块的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种无人机飞行控制方法，包括如下步骤：

步骤A：实时检测无人机的空速和地速；

步骤B：对检测到的无人机的空速和地速进行实时误差修正，得到无人机的实时真空速和实时真地速；

步骤C：根据无人机的实时真空速和实时真地速对无人机进行飞行控制。

当无人机为固定翼飞机时，步骤C中，根据固定翼飞机的真空速和真地速控制固定翼飞机的动力。

当无人机为直升机时，步骤C中，根据直升机的真空速和真地速控制直升机的旋翼总距。

当无人机为多旋翼飞行器时，步骤C中，根据多旋翼飞行器的真空速和真地速控制多旋翼飞行器的前向推进电机转速。

步骤C中采用PID控制算法对无人机进行飞行控制。

如图2所示，对检测到的无人机的空速进行误差修正的步骤包括：

对检测到的无人机的空速进行机械误差修正，得到校正空速；

对校正空速进行空气动力误差修正，得到指示空速；

对指示空速进行空气压缩性误差修正，得到当量空速；

对当量空速进行空气密度误差修正，得到无人机的真空速。

如图3所示，本发明另一实施例提供了一种无人机飞行控制系统，包括：

检测传感器模块1，用于实时检测无人机的空速和地速；

误差修正模块2，用于对检测到的无人机的空速和地速进行实时误差修正，得到无人机的实时真空速和实时真地速；

飞行控制模块3，用于根据无人机的实时真空速和实时真地速对无人机进行飞行控制。

当无人机为固定翼飞机时，飞行控制模块3根据固定翼飞机的真空速和真地速控制固定翼飞机的动力。

当无人机为直升机时，飞行控制模块3根据直升机的真空速和真地速控制直升机的旋翼总距。

当无人机为多旋翼飞行器时，飞行控制模块3根据多旋翼飞行器的真空速和真地速控制多旋翼飞行器的前向推进电机转速。

飞行控制模块3采用PID控制算法对无人机进行飞行控制。

如图4所示，误差修正模块2包括：

机械误差修正子模块201，用于对检测到的无人机的空速进行机械误差修正，得到校正空速；

空气动力误差修正子模块202，用于对校正空速进行空气动力误差修正，得到指示空速；

空气压缩性误差修正子模块203，用于对指示空速进行空气压缩性误差修正，得到当量空速；

空气密度误差修正子模块204，用于对当量空速进行空气密度误差修正，得到无人机的真空速。

最后应说明的是：上述各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换。而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种无人机飞行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：实时检测所述无人机的空速和地速；

步骤B：对检测到的所述无人机的空速和地速进行实时误差修正，得到所述无人机的实时真空速和实时真地速；

步骤C：根据所述无人机的实时真空速和实时真地速对所述无人机进行飞行控制。

2.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，当所述无人机为固定翼飞机时，所述步骤C中，根据所述固定翼飞机的真空速和真地速控制所述固定翼飞机的动力。

3.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，当所述无人机为直升机时，所述步骤C中，根据所述直升机的真空速和真地速控制所述直升机的旋翼总距。

4.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，当所述无人机为多旋翼飞行器时，所述步骤C中，根据所述多旋翼飞行器的真空速和真地速控制所述多旋翼飞行器的前向推进电机转速。

5.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述步骤C中采用PID控制算法对所述无人机进行飞行控制。

6.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，对检测到的所述无人机的空速进行误差修正的步骤包括：

对检测到的所述无人机的空速进行机械误差修正，得到校正空速；

对所述校正空速进行空气动力误差修正，得到指示空速；

对所述指示空速进行空气压缩性误差修正，得到当量空速；

对所述当量空速进行空气密度误差修正，得到所述无人机的真空速。

7.一种无人机飞行控制系统，其特征在于，包括：

检测传感器模块，用于实时检测所述无人机的空速和地速；

误差修正模块，用于对检测到的所述无人机的空速和地速进行实时误差修正，得到所述无人机的实时真空速和实时真地速；

飞行控制模块，用于根据所述无人机的实时真空速和实时真地速对所述无人机进行飞行控制。

8.如权利要求7所述的无人机飞行控制系统，其特征在于，当所述无人机为固定翼飞机时，所述飞行控制模块根据所述固定翼飞机的真空速和真地速控制所述固定翼飞机的动力。

9.如权利要求7所述的无人机飞行控制系统，其特征在于，当所述无人机为直升机时，所述飞行控制模块根据所述直升机的真空速和真地速控制所述直升机的旋翼总距。

10.如权利要求7所述的无人机飞行控制系统，其特征在于，当所述无人机为多旋翼飞行器时，所述飞行控制模块根据所述多旋翼飞行器的真空速和真地速控制所述多旋翼飞行器的前向推进电机转速。

11.如权利要求7所述的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述飞行控制模块采用PID控制算法对所述无人机进行飞行控制。

12.如权利要求7所述的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述误差修正模块包括：

机械误差修正子模块，用于对检测到的所述无人机的空速进行机械误差修正，得到校正空速；

空气动力误差修正子模块，用于对所述校正空速进行空气动力误差修正，得到指示空速；

空气压缩性误差修正子模块，用于对所述指示空速进行空气压缩性误差修正，得到当量空速；

空气密度误差修正子模块，用于对所述当量空速进行空气密度误差修正，得到所述无人机的真空速。