CN112903050A - 一种无人机燃油实时油量的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机燃油实时油量的计算方法，属于无人机的技术领域，该计算方法包括：S1：建立无人机的发动机风门开度、海拔高度和消耗油量之间的二维对应关系表；S2：在无人机的静止状态下，建立油量传感器测量的液面位置与实际油量之间的一维对应关系表；S3：记录无人机在起飞前的起飞前油量，并以起飞前油量作为初始的前一周期剩余油量；S4：无人机的发动机启动后，在每个发动机指令发送周期，通过前一周期剩余油量、一维对应关系表和二维对应关系表作实时处理，以获得无人机的当前周期剩余油量，以达到能够准确地获得飞行过程中油箱实时剩余油量，确保无人机能够顺利执行飞行任务的目的。
Description
技术领域
本发明属于无人机的技术领域，具体而言，涉及一种无人机燃油实时油量的计算方法。
背景技术
无人机在飞行过程中，其油箱的剩余燃油油量是飞行任务的重要参数。常用的无人机燃油剩余油量测量方式有两种，一是：通过油箱中的油量传感器测量液面位置，再通过标定的标准液面位置和油量关系获得当前剩余油量；二是：确定起飞前油箱中的油量，通过输油管道的耗量传感器实时测量出油油量和回油油量，计算出每个单位时间的消耗油量，进而获得当前时刻的剩余油量。
上述列举的剩余油量测量方式中，其缺点如下：
在第一种测量方式中，油量传感器测量的液面位置受飞行姿态和瞬时加速度的影响，使得测量的油量与时间值偏差较大；
第二种测量方式中，管道回油量通常较小，低于耗量传感器的有效量程，耗量传感器无法准确测出，造成每个单位时间的消耗油量测量误差，经过时间叠加后，剩余油量与时间偏差越来越大。
为了确保无人机能够顺利完成飞行任务，如何能够准确地获得飞行过程中油箱实时剩余油量至关重要。
发明内容
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种无人机燃油实时油量的计算方法以达到能够准确地获得飞行过程中油箱实时剩余油量，确保无人机能够顺利执行飞行任务的目的。
本发明所采用的技术方案为：一种无人机燃油实时油量的计算方法，该计算方法包括：
S1：建立无人机的发动机风门开度、海拔高度和消耗油量之间的二维对应关系表；
S2：在无人机的静止状态下，建立油量传感器测量的液面位置与实际油量之间的一维对应关系表；
S3：记录无人机在起飞前的起飞前油量，并以起飞前油量作为初始的前一周期剩余油量；
S4：无人机的发动机启动后，在每个发动机指令发送周期，通过前一周期剩余油量、一维对应关系表和二维对应关系表作实时处理，以获得无人机的当前周期剩余油量。
进一步地，在步骤S4中的实时处理的方法为：
S401：获取当前时间周期的发动机风门指令和海拔高度；
S402：根据所述二维对应关系表，以当前时间周期的发动机风门指令和海拔高度作为输入，经二维插值算法获取当前周期消耗油量；
S403：计算当前周期剩余油量，为：
当前周期剩余油量＝前一周期剩余油量－当前周期消耗油量；
S404：判断当前飞行状态是否为持续平飞，若为持续平飞，则修正当前周期剩余油量为当前实际油量；若为非持续平飞，则不进行修正处理；
S405：记录当前周期剩余油量，并作为无人机的剩余油量下传显示。
进一步地，在步骤S404中，判断当前飞行状态是否为持续平飞的方法为：
持续一定时间门限，若飞行俯仰角小于等于飞行俯仰角设定值且飞行滚转角小于等于飞行滚转角设定值，则判定为平飞状态；否则，判定为非平飞状态。
进一步地，所述当前实际油量是获取当前油量传感器测量的液面位置后，根据一维对应关系表，经一维插值算法获取的当前实际油量。
进一步地，所述起飞前油量为在每次无人机起飞前，定量加入的燃油油量。
进一步地，所述步骤S1和步骤S2中是针对同一型号无人机所建立的二维对应关系表和一维对应关系表。
本发明的有益效果为：
1.采用本发明所提供的无人机燃油实时油量的计算方法，通过建立无人机的发动机风门开度大小、海拔高度与发动机消耗油量之间的二维对应关系表，根据当前周期发动机风门指令和海拔高度，插值计算当前周期消耗油量，并使用上一周期剩余油量减去当前周期消耗油量，算出当前周期剩余油量，计算出的当前剩余油量与当前飞行状态无关，只与前一周期剩余油量和当前周期的发动机风门指令、海拔高度有关，确保当前剩余油量计算的准确性。
2.采用本发明所提供的无人机燃油实时油量的计算方法，通过在无人机的静止状态下，建立油量传感器测量的液面位置与实际油量之间的一维对应关系表，且当飞行状态满足持续平飞条件时，使用油箱油量传感器测量的油量对当前剩余油量进行修正，消除单个周期消耗油量不准确带来的随时间增加的误差。
附图说明
图1是本发明所提供的无人机燃油实时油量的计算方法的工作流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
实施例1
如图1所示，在本实施例中，具体提供了一种无人机燃油实时油量的计算方法，利用发动机风门开度、海拔高度与消耗油量之间的确定关系，通过发动机风门指令和海拔高度计算当前时刻消耗油量，当前剩余油量等于上一周期剩余油量减去当前时刻消耗油量；再利用油量传感器在平稳状态下测量精度较高的特点，在满足条件时，使用油量传感器所测量油量数据对剩余油量进行修正，以能够准确地获得飞行过程中油箱实时剩余油量，确保无人机能够顺利执行飞行任务。
名词解释：
插值：已知一组离散的数据点集，在集合内部某两个点之间预测函数值的方法。
插值运算：是根据数据的分布规律，找到一个函数表达式可以连接已知的各点，并用此函数表达式预测两点之间任意位置上的函数值；插值运算包括一维插值算法、二维插值算法和多维插值算法等。
该计算方法具体包括：
S1：选择某一型号的无人机，建立该无人机的发动机风门开度、海拔高度和消耗油量之间的二维对应关系表；所述二维对应关系表为多个发动机风门开度、多个海拔高度以及分别对应的多个消耗油量之间的对应关系表。
S2：在同一种型号的无人机静止状态下，建立油量传感器测量的液面位置与实际油量之间的一维对应关系表；所述一维对应关系表为油量传感器测量的多个特征液面位置，各个特征液面位置所对应的实际油量所产生的对应关系表。
S3：在每次无人机起飞前，定量加入的燃油油量，记录无人机在起飞前的起飞前油量，并以此起飞前油量作为初始的前一周期剩余油量。
需要说明的是，对于步骤S1-S3并非是对顺序的限定，S1、S2以及S3可以按照任意顺序进行实施。
S4：无人机的发动机启动后，在每个发动机指令发送周期，通过前一周期剩余油量、一维对应关系表和二维对应关系表作实时处理，具体为：
S401：获取当前时间周期的发动机风门指令和海拔高度；
S402：根据由发动机风门开度、海拔高度和消耗油量之间建立的所述二维对应关系表，以当前时间周期的发动机风门指令和海拔高度作为输入，经二维插值算法获取当前周期消耗油量；
S403：根据步骤S402所获取的当前周期消耗油量计算出当前周期剩余油量，公式为：
当前周期剩余油量＝前一周期剩余油量－当前周期消耗油量
此时，计算出的当前剩余油量与当前飞行状态无关，只与前一周期剩余油量和当前周期的发动机风门指令、海拔高度有关，提高数据的准确性和可靠性。
S404：判断当前飞行状态是否为持续平飞，若为持续平飞，则修正当前周期剩余油量为当前实际油量，当前实际油量是通过获取当前油量传感器测量的液面位置后，根据油量传感器测量的液面位置与实际油量之间建立的一维对应关系表，经一维插值算法获取的当前实际油量，以当前实际油量对当前周期剩余油量进行修正；当飞行状态满足持续平飞条件时，使用油量传感器测量的液面位置所对应计算的当前实际油量对当前剩余油量进行修正，能够消除单个周期消耗油量不准确带来的随时间增加的误差，防止经过时间叠加后，剩余油量与时间偏差越来越大；
若为非持续平飞，则不进行修正处理。
其中，判断当前飞行状态是否为持续平飞的方法为：持续一定时间门限，若飞行俯仰角小于等于飞行俯仰角设定值且飞行滚转角小于等于飞行滚转角设定值，则判定为平飞状态；否则，判定为非平飞状态。
S405：记录当前周期剩余油量，当前周期剩余油量可能为步骤S404中修正后的，也可能是未修正的，主要是根据当前飞行状态决定的。
S5：获得无人机的当前周期剩余油量后，并作为无人机的剩余油量下传显示，在执行飞行任务中，能实时准确获取当前周期的剩余油量，以确保无人机能够顺利、安全的完成其飞行任务。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种无人机燃油实时油量的计算方法，其特征在于，该计算方法包括：
S1：建立无人机的发动机风门开度、海拔高度和消耗油量之间的二维对应关系表；
S2：在无人机的静止状态下，建立油量传感器测量的液面位置与实际油量之间的一维对应关系表；
S3：记录无人机在起飞前的起飞前油量，并以起飞前油量作为初始的前一周期剩余油量；
S4：无人机的发动机启动后，在每个发动机指令发送周期，通过前一周期剩余油量、一维对应关系表和二维对应关系表作实时处理，以获得无人机的当前周期剩余油量。
2.根据权利要求1所述的无人机燃油实时油量的计算方法，其特征在于，在步骤S4中的实时处理的方法为：
S401：获取当前时间周期的发动机风门指令和海拔高度；
S402：根据所述二维对应关系表，以当前时间周期的发动机风门指令和海拔高度作为输入，经二维插值算法获取当前周期消耗油量；
S403：计算当前周期剩余油量，为：
当前周期剩余油量＝前一周期剩余油量－当前周期消耗油量；
S404：判断当前飞行状态是否为持续平飞，若为持续平飞，则修正当前周期剩余油量为当前实际油量；若为非持续平飞，则不进行修正处理；
S405：记录当前周期剩余油量，并作为无人机的剩余油量下传显示。
3.根据权利要求2所述的无人机燃油实时油量的计算方法，其特征在于，在步骤S404中，判断当前飞行状态是否为持续平飞的方法为：
持续一定时间门限，若飞行俯仰角小于等于飞行俯仰角设定值且飞行滚转角小于等于飞行滚转角设定值，则判定为平飞状态；否则，判定为非平飞状态。
4.根据权利要求2所述的无人机燃油实时油量的计算方法，其特征在于，所述当前实际油量是获取当前油量传感器测量的液面位置后，根据一维对应关系表，经一维插值算法获取的当前实际油量。
5.根据权利要求1所述的无人机燃油实时油量的计算方法，其特征在于，所述起飞前油量为在每次无人机起飞前，定量加入的燃油油量。
6.根据权利要求1所述的无人机燃油实时油量的计算方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S2中是针对同一型号无人机所建立的二维对应关系表和一维对应关系表。
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