垂直起飞无人机辅助起飞系统技术方案

本发明专利技术提供了一种垂直起飞无人机辅助起飞系统，因为存储单元存储有竖直速度的阈值、油门与时间的比例系数、无人机成功起飞后的悬停高度，采集单元能够采集无人机的竖直速度，比较单元能够将竖直速度与阈值进行比较，微控单元根据起飞信号控制产生升力的旋转翼启动，根据所述比例系数控制油门随着时间正比例增加，并根据比较单元的比较结果控制油门是否停止增加，从而使得无人机能够迅速获得一个竖直向上的速度，在短时间内离开地面，所以，本发明专利技术的垂直起飞无人机辅助起飞系统能够使得无人机在恶劣的环境中快速安全的起飞且能够避免无人机在离开地面时出现侧滑、侧翻,使得无人机更容易操作。

Vertical take-off UAV assisted take-off system

The invention provides a vertical takeoff UAV assisted take-off system, because the hover height threshold, throttle and time storage unit stores the vertical velocity ratio coefficient, the UAV successfully took off after the acquisition unit can collect the vertical velocity of the UAV, the comparison unit can be vertical speed compared with the threshold, the micro control unit according to the rotary wing generating lift off signal to control the start, according to the proportional coefficient of throttle control with time is increased, and according to the comparison results of the comparison unit controls the throttle is stopped increasing, so that the UAV can quickly obtain a vertical speed, off the ground, in a short period of time so that the present invention vertical takeoff UAV assisted take-off system can make UAV in the harsh environment of fast and safe takeoff and can avoid unmanned The aircraft appears to skid and roll over the ground, making it easier for UAVs to operate.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机
，具体涉及一种垂直起飞无人机辅助起飞系统。
技术介绍
近年来，无人机的市场蓬勃发展，应用领域也越来越广泛。不论是农业植保、电力巡检、森林防火还是海事搜救，无人机产品已经在众多传统行业中得到广泛应用。而在无人机产品的日常使用中，经常会遇到起飞环境恶劣，如地面不平整或者地面风速较大等情况，使得飞机起飞困难或者起飞失败，大大限制了无人机产品的应用场景及市场空间。当前市场中绝大部分的无人机产品提供两种主流的操作模式：遥控器手动和地面站自动。手动模式主要依赖于飞手的个人操作，遥控器的输入信号直接决定了飞机油门的大小，在起飞过程中，手动操作需要在短时间内给飞机一个很大的油门，这样容易造成误操作，给多少油门也是根据飞手自身的经验水平来，油门给小了则无法起飞，在地面不平的情况下，飞机还容易出现侧翻或者侧滑等危险状况，油门如果给的过大，那么起飞后，需要额外的操作来让飞机油门以及高度回归到正常水平，容易造成飞机高度上下剧烈起伏乃至直接触地引起飞机起落部分损毁。而在市场中较流行的是自动模式，该自动模式给飞机预定一个期望高度，然后逐渐的加大油门直到飞机离开地面，此种方法在刚刚开始启动油门的还未离开地面的过程中，容易出现侧滑或者侧翻等危险状况。因此，一般采用的是让飞手手动让飞机起飞后再切换成自动控制，而手动模式也存在前段所述一些问题，并且自动模式实质上为半自动模式。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够使得无人机在恶劣的环境中快速安全的起飞，能够避免无人机在离开地面时出现侧滑、侧翻的垂直起飞无人机辅助起飞系统。本专利技术提供了一种垂直起飞无人机辅助起飞系统，其特征在于，包括：控制部，包含：用于设定控制信号的设定单元、以及用于发送起飞信号和控制信号的第一通信单元；以及飞行控制部，包含：存储单元、与无人机上的空速管相连接用于采集无人机的竖直方向的竖直速度的采集单元、比较单元、微控单元、以及与第一通信单元通信连接且用于接收和发送信号的第二通信单元，其中，存储单元存储有竖直速度的阈值、油门与时间的比例系数、无人机成功起飞后的悬停高度，比较单元用于将竖直速度与所述阈值进行比较，得到比较结果，微控单元用于根据起飞信号和控制信号控制无人机的起飞和飞行，在起飞阶段，微控单元不执行所述控制部发送的控制信号，微控单元根据起飞信号控制产生升力的旋转翼启动，并根据比例系数控制油门随着时间正比例增加，并根据比较结果控制油门停止随时间正比例增加，控制无人机悬停，结束起飞阶段，然后，微控单元根据控制信号控制无人机飞行。进一步，在本专利技术提供的垂直起飞无人机辅助起飞系统中，还可以具有这样的特征：其中，比较结果包含：竖直速度大于等于阈值，以及竖直速度小于阈值，当比较结果为所述竖直速度小于阈值时，微控单元控制油门随时间正比例增加；当比较结果为竖直速度大于等于阈值时，微控单元控制油门停止随时间正比例增加。进一步，在本专利技术提供的垂直起飞无人机辅助起飞系统中，还可以具有这样的特征：其中，旋转翼的电机与电子速度控制器相连接，微控单元将油门大小信号发送到电子速度控制器，电子速度控制器根据接收的油门大小信号控制旋转翼的电机的转速。进一步，在本专利技术提供的垂直起飞无人机辅助起飞系统中，还可以具有这样的特征：其中，在起飞阶段控制部仅作为开关。进一步，在本专利技术提供的垂直起飞无人机辅助起飞系统中，还可以具有这样的特征：其中，控制部为遥控器或地面站，当控制部为遥控器时，设定单元包含遥控器的油门操作杆。进一步，在本专利技术提供的垂直起飞无人机辅助起飞系统中，还可以具有这样的特征：其中，当控制部为遥控器时，在起飞阶段，当将所述控制部的油门操作杆拨到60％以上时，遥控器向飞行控制系统发送起飞控制信号，若否，遥控器不发送起飞信号。进一步，在本专利技术提供的垂直起飞无人机辅助起飞系统中，还可以具有这样的特征：其中，当控制部为遥控器时，在竖直速度大于等于阈值后，无人机悬停前，将油门操作杆拨到50％处。进一步，在本专利技术提供的垂直起飞无人机辅助起飞系统中，还可以具有这样的特征：其中，当控制部为地面站时，微控单元控制无人机飞到悬停高度处悬停。进一步，在本专利技术提供的垂直起飞无人机辅助起飞系统中，还可以具有这样的特征：其中，存储单元还用于存储油门的期望值。进一步，在本专利技术提供的垂直起飞无人机辅助起飞系统中，还可以具有这样的特征：其中，在竖直速度大于等于阈值后，无人机悬停前，油门根据以下方法计算:thrustint＝thrustsum-P*|VZ|其中，thrustint为油门积分量，thrustsum为随时间线性增加得到的油门期望值，P为控制部控制无人机飞行时，飞行控制部控制的比例系数，|VZ|为竖直方向速度的绝对值。本专利技术提供了如下优点：根据本专利技术所涉及的垂直起飞无人机辅助起飞系统，因为存储单元存储有竖直速度的阈值、油门与时间的比例系数、无人机成功起飞后的悬停高度，采集单元能够采集无人机的竖直速度，比较单元能够将竖直速度与阈值进行比较，微控单元根据起飞信号控制产生升力的旋转翼启动，根据所述比例系数控制油门随着时间正比例增加，并根据比较单元的比较结果控制油门是否停止增加，从而使得无人机能够迅速获得一个竖直向上的速度，在短时间内离开地面，所以，本专利技术的垂直起飞无人机辅助起飞系统能够使得无人机在恶劣的环境中快速安全的起飞且能够避免无人机在离开地面时出现侧滑、侧翻,使得无人机更容易操作。附图说明图1是本专利技术的实施例中垂直起飞无人机辅助起飞系统的结构示意图；图2是本专利技术的实施例中操纵垂直起飞无人机辅助起飞的流程图；图3是本专利技术的实施例中手动模式时油门期望值-时间曲线图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术的垂直起飞无人机辅助起飞系统作具体阐述。如图1所示，垂直起飞无人机辅助起飞系统100包含：控制部10和飞行控制部20。控制部10用于控制无人机飞行，控制部10为遥控器或地面站。控制部10包含：设定单元11和第一通信单元12。设定单元11用于设定控制信号。控制信号包含：无人机各旋转翼启动的方式、油门的大小等，用于控制无人机飞行的速度、悬停、俯冲等。第一通信单元12用于与飞行控制部20通信连接，向无人机发送起飞信号和控制信号。飞行控制部20用于控制无人机的电机的运行，飞行控制部20安装在无人机的机身内，飞行控制部20包含：采集单元21、存储单元22、比较单元23、微控单元24和第二通信单元25。第一通信单元14与第二通信单元25通信连接，控制部10和飞行控制部20通过第一通信单元14和第二通信单元23实现信号的相互传递。采集单元21与无人机的空速管相连接，用于采集无人机竖直方向的竖直速度。存储单元22用于存储竖直速度的阈值、油门与时间的比例系数和无人机成功起飞后的悬停高度。油门与时间的比例系数根据不同的机型调整。比较单元23用于将采集单元21采集的竖直速度与存储单元22存储储竖直速度的阈值进行比较得到比较结果。比较结果包含两种情况：竖直速度大于等于阈值，以及竖直速度小于阈值。在信号传递中，可以令竖直速度大于等于阈值为“0”，竖直速度小于阈值为“1”。微控单元24用于根据起飞信号和控制信号控制无人机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直起飞无人机辅助起飞系统，其特征在于，包括：控制部，包含：用于设定控制信号的设定单元、以及用于发送起飞信号和控制信号的第一通信单元；以及飞行控制部，包含：存储单元、与无人机上的空速管相连接用于采集无人机的竖直方向的竖直速度的采集单元、比较单元、微控单元、以及与所述第一通信单元通信连接且用于接收和发送信号的第二通信单元，其中，所述存储单元存储有竖直速度的阈值、油门与时间的比例系数、无人机成功起飞后的悬停高度，所述比较单元用于将所述竖直速度与所述阈值进行比较，得到比较结果，所述微控单元用于根据所述起飞信号和所述控制信号控制无人机的起飞和飞行，在起飞阶段，所述微控单元不执行所述控制部发送的控制信号，所述微控单元根据所述起飞信号控制产生升力的旋转翼启动，并根据所述比例系数控制油门随着时间正比例增加，并根据所述比较结果控制油门停止随时间正比例增加，控制无人机悬停，结束起飞阶段，然后，所述微控单元根据所述控制信号控制无人机飞行。

【技术特征摘要】
1.一种垂直起飞无人机辅助起飞系统，其特征在于，包括：控制部，包含：用于设定控制信号的设定单元、以及用于发送起飞信号和控制信号的第一通信单元；以及飞行控制部，包含：存储单元、与无人机上的空速管相连接用于采集无人机的竖直方向的竖直速度的采集单元、比较单元、微控单元、以及与所述第一通信单元通信连接且用于接收和发送信号的第二通信单元，其中，所述存储单元存储有竖直速度的阈值、油门与时间的比例系数、无人机成功起飞后的悬停高度，所述比较单元用于将所述竖直速度与所述阈值进行比较，得到比较结果，所述微控单元用于根据所述起飞信号和所述控制信号控制无人机的起飞和飞行，在起飞阶段，所述微控单元不执行所述控制部发送的控制信号，所述微控单元根据所述起飞信号控制产生升力的旋转翼启动，并根据所述比例系数控制油门随着时间正比例增加，并根据所述比较结果控制油门停止随时间正比例增加，控制无人机悬停，结束起飞阶段，然后，所述微控单元根据所述控制信号控制无人机飞行。2.根据权利要求1所述的垂直起飞无人机辅助起飞系统，其特征在于：所述比较结果包含：所述竖直速度大于等于所述阈值，以及所述竖直速度小于所述阈值，当所述比较结果为所述竖直速度小于所述阈值时，所述微控单元控制所述油门随时间正比例增加；当所述比较结果为所述竖直速度大于等于所述阈值时，所述微控单元控制所述油门停止随时间正比例增加。3.根据权利要求1所述的垂直起飞无人机辅助起飞系统，其特征在于：所述旋转翼的电机与电子速度控制器相连接，所述微控单元将油门大小信号发送到所述电子速...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，陈昱，
申请(专利权)人：上海圣尧智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31