一种不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法，属于无人机的技术领域，该方法包括以下步骤：(1)获取检测条件；(2)计算液面法向量，遍历三个姿态角的范围，获取所有的加速度液面法向量；(3)生成脚本文件并执行，获取各所述加速度液面法向量在不同油量情况下的液面平面方程，通过液面平面方程生成剩余油量的包络体，测量包络体体积和重心，并保存；(4)检测重心，读取步骤(3)中所有的包络体体积和重心，将所有的重心和参考重心G

A detection method of UAV fuel center of gravity in different flight states

【技术实现步骤摘要】
一种不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法
本专利技术属于无人机的
，具体而言，涉及一种不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法。
技术介绍
在无人机的飞行过程中，为保证无人机的飞行品质，通常要求在不同飞行状态、不同油量条件下，其剩余燃油的整体重心都在某个合理的空间范围内。目前，无人机油箱的外形设计通常不规则，燃油重心与剩余油量和飞行状态关系密切，其中，飞行状态包括三种姿态角和加速度矢量，燃油重心检查是无人机油箱设计中比较困难的问题。在现有三维模型设计软件中，完成对无人机油箱建模设计之后，可以测量油箱的容量和满油状态的重心，但是无法获取无人机油箱在不同油量和不同飞行状态下的重心。基于上述，亟待研发在不同油量和不同飞行状态下能够自动检测无人机油箱模型的重心参数。
技术实现思路
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法以达到在现有条件下，能够自动检测出油箱模型在各种飞行状态下是否满足飞机整体设计的燃油重心要求的目的。本专利技术所采用的技术方案为：一种不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法，该方法包括以下步骤：(1)获取检测条件检测条件包括：油箱模型、飞机三轴加速度a、三个姿态角的范围和变化精度、油量变化次数N、参考重心G0(x0,y0,z0)和偏移范围；(2)计算加速度液面法向量在三个姿态角的范围内，按不同姿态角的变化精度计算在机体坐标下，将飞机三轴加速度a变换为加速度液面法向量，遍历三个姿态角的范围，获取所有的加速度液面法向量；(3)生成脚本文件并执行结合油量变化次数N，获取各所述加速度液面法向量在不同油量情况下的液面平面方程，通过液面平面方程生成剩余油量的包络体，测量包络体体积和重心，并保存；(4)检测重心读取步骤(3)中所有的包络体体积和重心，将所有的重心和参考重心G0(x0,y0,z0)比较，判断是否在偏移范围内，若在为“是”，则满足设计要求；若为“否”，则记录该重心所对应的飞行状态参数。进一步的，所述三个姿态角包括俯仰角、横滚角和偏航角。进一步地，所述偏移范围为数学表达式或三轴偏移量D(Dx，Dy，Dz)。进一步的，所述步骤(2)中计算加速度液面法向量的步骤如下：1)在三个姿态角的范围内，按不同姿态角各自的变化精度，每改变其中一个姿态角以得到一组姿态角条件；2)根据每一组姿态组条件将加速度a变换到机体坐标系的加速度矢量ab，以加速度矢量ab作为机体坐标下的加速度液面法向量。进一步地，所述步骤(3)的步骤如下：a)导入油箱模型；b)对于每个加速度液面法向量，建立与其对应的参考平面；c)计算参考平面与油箱模型之间的最大距离和最小距离；d)通过最大距离、最小距离和油量变化次数N，计算得到该加速度液面法向量在N种油量情况下的液面平面方程；e)通过液面平面方程切割油箱模型，生成剩余油量的包络体；f)测量该包络体以获取包络体体积和重心，并保存。进一步地，所述飞行状态参数包括飞机三轴加速度a、三个姿态角和油量，所述油量通过所述包络体体积换算而成。本专利技术的有益效果为：1.采用本专利技术所提供的不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法，在该方法中将获取的检测条件通过数学变换的方式，遍历三个姿态角的范围，获取所有的加速度液面法向量，经生成的脚本文件计算获取所有条件下剩余油量的重心，将重心与参考重心做比较，进而检测该模型油箱在各种飞行状态和剩余油量下的重心是否超出设计要求的范围，以对无人机的飞行提供良好的飞行品质。附图说明图1是本专利技术所提供的不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法的工作流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术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专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义；实施例中的附图用以对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。技术术语解释：(1)油箱模型：油箱模型是基于三维模型设计软件通过建模而成；(2)飞机三轴加速度a：飞机在惯性系下含重力的三轴加速度；(3)姿态角：飞机姿态角是由机体坐标系与地理坐标系之间的关系确定的，用俯仰角、横滚角和偏航角三个欧拉角表示；不同的转动顺序会形成不同的坐标变换矩阵，通常按俯仰角、横滚角和偏航角的顺序来表示机体坐标系相对地理坐标系的空间转动。(4)油量变化次数：油箱模型从满油到空油过程中液面等高变化的次数；(5)参考重心：重心的参考取值；(6)偏移范围：能够满足飞机整体设计的燃油重心要求的合理范围。实施例1在本实施例中具体提供了一种不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法，该方法包括以下步骤：(1)获取检测条件检测条件包括：油箱模型、飞机三轴加速度a、三个姿态角的范围和变化精度、油量变化次数N、参考重心G0(x0,y0,z0)和偏移范围；其中，油箱模型通过三维建模软件建模而成；飞机三轴加速度a为(ax,ay,az)；偏移范围为数学表达式或三轴偏移量D(Dx，Dy，Dz)；三个姿态角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n(1)获取检测条件/n检测条件包括：油箱模型、飞机三轴加速度a、三个姿态角的范围和变化精度、油量变化次数N、参考重心G

【技术特征摘要】
1.一种不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)获取检测条件
检测条件包括：油箱模型、飞机三轴加速度a、三个姿态角的范围和变化精度、油量变化次数N、参考重心G0(x0,y0,z0)和偏移范围；
(2)计算加速度液面法向量
在三个姿态角的范围内，按不同姿态角的变化精度计算在机体坐标下，将飞机三轴加速度a变换为加速度液面法向量，遍历三个姿态角的范围，获取所有的加速度液面法向量；
(3)生成脚本文件并执行
结合油量变化次数N，获取各所述加速度液面法向量在不同油量情况下的液面平面方程，通过液面平面方程生成剩余油量的包络体，测量包络体体积和重心，并保存；
(4)检测重心
读取步骤(3)中所有的包络体体积和重心，将所有的重心和参考重心G0(x0,y0,z0)比较，判断是否在偏移范围内，若在为“是”，则满足设计要求；若为“否”，则记录该重心所对应的飞行状态参数。


2.根据权利要求1所述的不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法，其特征在于，所述三个姿态角包括俯仰角、横滚角和偏航角。


3.根据权利要求1所述的不同飞行状态下无人机燃油重心的检测方法，其特征在于，所述偏移范围为数学表达...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，曾登极，王祎博，王喆，杨坤，陈齐文，王钦，
申请(专利权)人：四川腾盾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51