CN114326803B - 一种无人机负载控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机负载控制系统，包括建立基于多个无人机参数之间关系的数学模型，进而实现无人机控制，其中系统包括可视化终端以及设置于无人机上的飞行控制端，所述飞行控制端通过无线网络与可视化终端进行数据传输；所述飞行控制端包括无人机数据采集模块、无人机负载计算模块、飞行控制端数据发送模块、飞行控制端数据接收模块，所述可视化终端包括可视化终端数据接收模块、无人机负载判断模块、无人机负载显示模块、无人机超载处理模块，本发明有效解决了用户使用过程中，因载重异常导致的安全问题发生，增加了产品安全性能，使钓鱼人能够更加安全的去体验钓鱼无人机带来的乐趣。
Description
技术领域
本发明涉及无人机负载领域，具体涉及一种无人机负载控制系统。
背景技术
目前无人机广泛应用于各领域，具备载重功能的海钓无人机，更加受到钓鱼爱好者的追捧，得以快速发展。但在实际使用过程中，用户无法准确控制负载物重量，而无人机无法做出准确提醒及处理机制，大大增加了无人机的飞行安全隐患。致使用户在操控无人机时经常出现各种意外情况发生，使垂钓爱好者不能够放心的体验钓鱼无人机带来的乐趣。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种可解决无人机在载重飞行过程中的安全隐患；以及飞行的稳定性，本发明提供的技术方案为：一种无人机负载控制系统，包括建立基于多个无人机参数之间关系的数学模型，进而实现无人机控制。
优选地，所述无人机参数包括无人机重量与无人机飞行功率。
优选地，所述无人机重量为无人机自重及无人机负载重量的总和。
优选地，还包括建立基于可视化终端与无人机主控器的无人机信息交互系统，进而实现无人机控制。
优选地，所述无人机信息交互系统，包括以下内容：
设置于无人机主控器上的无人机数据采集模块，用于采集无人机悬停时的飞行数据；
无人机负载计算模块，用于根据无人机数据采集模块采集的数据进行计算，得到无人机负载重量；
飞行控制端数据发送模块，用于向可视化终端发送无人机负载计算模块计算出的无人机负载重量数据；
飞行控制端数据接收模块，用于接收可视化终端发送的控制指令；
设置于可视化终端上的可视化终端数据接收模块，用于接收飞行控制端发送的数据；
可视化终端数据发送模块，用于向飞行控制端发送控制指令；
无人机负载判断模块，用于根据飞行控制端发送的无人机负载重量数据，判断其属于哪一数据区间；
无人机负载显示模块，用于根据无人机负载判断模块判断的区间结果显示对应样式；
无人机超载处理模块，用于当无人机负载判断模块判断出无人机负载处于超载时，自动向飞行控制端发送“打开舵机”指令，或弹出超载提示，让用户选择是否抛投。
优选地，所述建立基于无人机重量与无人机飞行功率关系的数学模型的方法，包括以下步骤：
(1)在误差可接受条件下，将无人机的总重量和无人机功率近似成二阶多项式的函数形式，如公式(1)所示：
W总＝A1×P2+A2×P+A3 (1)
上式中，W总为含负载的无人机总重量，P为当前总重量下，无人机悬停功率，A1、A2、A3为待计算参数；
(2)多次改变W总的数据，记录当前飞行状态下的电压U和电流I，根据P＝U×I计算出功率P；最终得到一组重量数据：W总1、W总2、W总3……W总x，以及对应的一组功率数据：P1、P2、P3……Px；
(3)选取W总1、W总2、W总3……W总x以及P1、P2、P3……Px中的多组数据，带入至公式(1)中，计算出参数A1、A2、A3，得到W总的表达式；
(4)根据W负载＝W总-W自重，得到无人机负载重量W负载。
优选地，所述无人机负载判断模块的数据区间根据负载对无人机飞行距离的影响分为：影响较轻、影响较大以及影响较重三个区间。
优选地，无人机超载处理模块的显示样式包括数据显示颜色、显示底色。
优选地，当无人机电量较低时，无人机超载处理模块自动向飞行控制端发送“打开舵机”指令。
采用以上方案后，本发明具有如下优点：本发明有效解决了用户使用过程中，因载重异常导致的安全问题发生，增加了产品安全性能，使钓鱼人能够更加安全的去体验钓鱼无人机带来的乐趣。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一种无人机负载控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例
本实施例公开一种无人机负载控制系统，其主要通过建立基于多个无人机参数之间关系的数学模型，进而实现无人机控制；无人机具有多个参数，本实施例中的无人机参数包括无人机重量与无人机飞行功率；对于无人机重量，一般来说无人机重量为无人机自重及无人机负载重量的总和。
本实施例还包括建立基于可视化终端与无人机主控器的无人机信息交互系统，进而实现无人机控制。
结合附图1，一种无人机负载控制系统，包括可视化终端以及设置于无人机上的飞行控制端，飞行控制端通过无线网络与可视化终端进行数据传输；
飞行控制端包括无人机数据采集模块，用于采集无人机悬停时的飞行数据；
无人机负载计算模块，用于根据无人机数据采集模块采集的数据进行计算，得到无人机负载重量；
飞行控制端数据发送模块，用于向可视化终端发送无人机负载计算模块计算出的无人机负载重量数据；
飞行控制端数据接收模块，用于接收可视化终端发送的控制指令；
可视化终端包括可视化终端数据接收模块，用于接收飞行控制端发送的数据；
可视化终端数据发送模块，用于向飞行控制端发送控制指令；
无人机负载判断模块，用于根据飞行控制端发送的无人机负载重量数据，判断其属于哪一数据区间；
无人机负载显示模块，用于根据无人机负载判断模块判断的区间结果显示对应样式；
无人机超载处理模块，用于当无人机负载判断模块判断出无人机负载处于超载时，自动向飞行控制端发送“打开舵机”指令，或弹出超载提示，让用户选择是否抛投。
在具体实施时，一般来说，无人机飞行状态下的动力输出与无人机载重有显而易见的正相关关系，载重越大则动力输出越大，体现到无人机的电子系统内，则表现为载重越大，无人机的功率越大。因此，出厂前通过预先采集数据的方式学习无人机动力输出与无人机载重之间的数学关系，无人机负载计算模块的实现方法，包括以下步骤：
(1)在误差可接受条件下，将无人机的总重量和无人机功率近似成二阶多项式的函数形式，如公式(1)所示：
W总＝A1×P2+A2×P+A3 (1)
上式中，W总为含负载的无人机总重量，P为当前总重量下，无人机悬停功率，A1、A2、A3为待计算参数；
(2)多次改变W总的数据，记录当前飞行状态下的电压U和电流I，根据P＝U×I计算出功率P；最终得到一组重量数据：W总1、W总2、W总3……W总x，以及对应的一组功率数据：P1、P2、P3……Px；
(3)选取W总1、W总2、W总3……W总x以及P1、P2、P3……Px中的多组数据，带入至公式(1)中，计算出参数A1、A2、A3，得到W总的表达式；
(4)根据W负载＝W总-W自重，得到无人机负载重量W负载。
得到无人机负载重量W负载后，将无人机负载重量数据发送至可视化终端，可视化终端的无人机负载判断模块判断负载对无人机飞行距离的影响，并通过负载显示模块显示，在一些实施例中，可以显示如下：
A)如果影响较轻，则显示绿色为底色的重量数据；
B)如果影响较大，则显示橙色为底色的重量数据；
C)如果影响严重，则显示红色为底色的重量数据；
如果重量大至会使无人机电量在几分钟之内耗尽，可视化终端判断无人机超载，可视化终端发出三种控制指令：
A)如果为自动抛投模式；当控制终端判断无人机超载时，控制终端立即向无人机发送“打开舵机”指令；无人机会立即将载重物体抛投。
B)如果为手动抛投模式；当控制终端判断无人机超载时，控制终端会弹出超载提醒框，让用户选择是否抛投；
C)如果电量过低；控制终端为了无人机的飞行安全；立即关闭超载提醒框，同时自动将载重物体抛投并且返航。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种无人机负载控制系统，其特征在于，包括建立基于多个无人机参数之间关系的数学模型，进而实现无人机控制；所述无人机参数包括无人机重量与无人机飞行功率；所述无人机重量为无人机自重及无人机负载重量的总和；还包括建立基于可视化终端与无人机主控器的无人机信息交互系统，进而实现无人机控制；
所述无人机信息交互系统，包括以下内容：
设置于无人机主控器上的无人机数据采集模块，用于采集无人机悬停时的飞行数据；
无人机负载计算模块，用于根据无人机数据采集模块采集的数据进行计算，得到无人机负载重量；
飞行控制端数据发送模块，用于向可视化终端发送无人机负载计算模块计算出的无人机负载重量数据；
飞行控制端数据接收模块，用于接收可视化终端发送的控制指令；
设置于可视化终端上的可视化终端数据接收模块，用于接收飞行控制端发送的数据；
可视化终端数据发送模块，用于向飞行控制端发送控制指令；
无人机负载判断模块，用于根据飞行控制端发送的无人机负载重量数据，判断其属于哪一数据区间；
无人机负载显示模块，用于根据无人机负载判断模块判断的区间结果显示对应样式；
无人机超载处理模块，用于当无人机负载判断模块判断出无人机负载处于超载时，自动向飞行控制端发送“打开舵机”指令，或弹出超载提示，让用户选择是否抛投；
所述建立基于无人机重量与无人机飞行功率关系的数学模型的方法，包括以下步骤：
(1)在误差可接受条件下，将无人机的总重量和无人机功率近似成二阶多项式的函数形式，如公式(1)所示：
W总＝A1×P2+A2×P+A3 (1)
上式中，W总为含负载的无人机总重量，P为当前总重量下，无人机悬停功率，A1、A2、A3为待计算参数；
(2)多次改变W总的数据，记录当前飞行状态下的电压U和电流I，根据P＝U×I计算出功率P；最终得到一组重量数据：W总1、W总2、W总3……W总x，以及对应的一组功率数据：P1、P2、P3……Px；
(3)选取W总1、W总2、W总3……W总x以及P1、P2、P3……Px中的多组数据，带入至公式(1)中，计算出参数A1、A2、A3，得到W总的表达式；
(4)根据W负载＝W总-W自重，得到无人机负载重量W负载。
2.根据权利要求1所述的一种无人机负载控制系统，其特征在于，所述无人机负载判断模块的数据区间根据负载对无人机飞行距离的影响分为：影响较轻、影响较大以及影响较重三个区间。
3.根据权利要求1所述的一种无人机负载控制系统，其特征在于，无人机超载处理模块的显示样式包括数据显示颜色、显示底色。
4.根据权利要求1所述的一种无人机负载控制系统，其特征在于，当无人机电量较低时，无人机超载处理模块自动向飞行控制端发送“打开舵机”指令。
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