【技术实现步骤摘要】
风速测算方法及无人机
本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种风速测算方法及无人机。
技术介绍
无人机作为一种适应性强，使用成本低，投放快速方便的悬停式空中载具，在许多不同的场合都得到广泛的应用。其通过搭载不同类型的功能组件，可以发挥重要的作用。在飞行过程中，无人机会受到风的干扰。当风速或者风力较小时，飞行控制系统自身的鲁棒性能够抵抗风干扰，保证无人机的平稳飞行。但是，飞行控制系统所能够调节或者抵抗的风力范围是有特定的限度范围的。当风速超过无人机能够承受的上限以后，飞行控制系统的稳定性将难以维持，容易出现无人机无法返航，甚至炸机等事故。尤其是航拍无人机在风速较大时，其航拍质量会严重地受到影响。因此，风速或者风力检测功能对于无人机而言，是非常重要的功能。基于无人机风速检测和估计可以为无人机使用者提供较好的报警功能，避免事故的发生。目前的风速检测或者估计方法大致可以分为采用风速传感器直接测量气流速度和采用事先建立数据库的方法或基于大数据方法来进行风速估计两种。但是，采用风速或者风力传感器直接测量气流速度的方法需要在无人机上增加额外的传感器，造成无人机制作成本...
【技术保护点】
1.一种风速测算方法，其特征在于，包括：获取所述无人机的飞行数据信息，其中，所述飞行数据信息包括所述无人机当前的姿态角、速度以及加速度；利用所述飞行数据信息，建立所述无人机的速度观测模型，以获得所述无人机的速度观测值；根据所述速度观测值，获取所述无人机所受的风力的观测值；根据所述风力的观测值，计算当前飞行环境下的风速。
【技术特征摘要】
1.一种风速测算方法，其特征在于，包括：获取所述无人机的飞行数据信息，其中，所述飞行数据信息包括所述无人机当前的姿态角、速度以及加速度；利用所述飞行数据信息，建立所述无人机的速度观测模型，以获得所述无人机的速度观测值；根据所述速度观测值，获取所述无人机所受的风力的观测值；根据所述风力的观测值，计算当前飞行环境下的风速。2.根据权利要求1所述的风速测算方法，其特征在于，所述利用所述飞行数据信息，建立所述无人机的速度观测模型，以获得所述无人机的速度观测值，包括：建立所述无人机的速度方程；根据所述无人机的速度方程，建立所述无人机的所述速度观测模型，以获得所述无人机的所述速度观测值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无人机的速度方程为：其中，Vx和Vy分别为所述无人机在其飞行平面内x方向和y方向的速度，T为螺旋桨拉力，θ为所述无人机的俯仰角，为所述无人机的滚转角，ρ为所述无人机飞行海拔处的空气密度，Sfb为所述无人机沿x方向飞行的迎风面积，Srl为所述无人机沿y方向飞行时的迎风面积，Fwx和Fwy为所述无人机分别在x方向和y方向受到的风力，Cdx和Cdy分别为所述无人机沿x方向飞行和沿y方向飞行的阻力系数，m为所述无人机的质量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无人机的速度观测模型为：其中，为所述无人机在x方向上更新的速度变化率观测值，为所述无人机在y方向上更新的速度变化率观测值；为所述无人机在x方向上的速度观测值；为所述无人机在y方向上的速度观测值；Vx为所述无人机在x方向上的实际速度值；Vy为所述无人机在y方向上的实际速度值；T为螺旋桨拉力；θ为所述无人机的俯仰角；φ为所述无人机的滚转角；ρ为无人机所处海拔高度的空气密度；Sfb为无人机沿x方向飞行时的迎风面积，Srl为无人机沿y方向飞行时的迎风面积，Cdx为无人机沿x方向飞行时的阻力系数，Cdy为无人机沿y方向飞行时的阻力系数，为无人机在x方向上的风力观测值，为无人机在y方向上的风力观测值；m为无人机的质量；L1x和L1y为速度调节系数，用于修正误差。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述迎风面积通过如下算式计算确定：Sfb＝Sfb0(1+ffb(θ,φ))Srl＝Srl0(1+frl(θ,φ))其中，Sfb为无人机沿x方向飞行时的迎风面积，Srl为无人机沿x方向飞行时的迎风面积；Sfb0为姿态角为0时，无人机沿x方向飞行时的迎风面积；Srl0为姿态角为0时，无人机沿y方向飞行时的迎风面积；ffb(θ,φ)和frl(θ,φ)为非线性函数；θ为俯仰角；φ为滚转角。6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，所述螺旋桨拉力通过如下算式计算获得：其中，az为无人机在z方向上的加速度，g为重力加速度；所述z方向垂直于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张添保，陈刚，
申请(专利权)人：深圳市道通智能航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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