一种无人直升机飞行控制方法、控制装置及无人直升机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人直升机飞行控制方法、控制装置及无人直升机，其包括如下步骤：S1、将无人直升机的油门通道映射为油门曲线以及螺距曲线；S2、推动油门推杆，使得实时螺距值增加至第一螺距预设值时，无人直升机动力设备的转速达到预定转速；S3、油门通道达到中位时，使无人直升机保持悬停时的螺距值位于悬停值预定范围内；S4、判断是否满足离地条件；S5、无人直升机离地后，将无人直升机在Z轴方向的实时期望速度与打杆目标速度进行对比，以确定无人直升机的目标攀爬速度；以及S6、实时获取无人直升机所处的高度位置信息，进入水平位置控制阶段。

【技术实现步骤摘要】
一种无人直升机飞行控制方法、控制装置及无人直升机
本专利技术涉及无人机领域，具体为一种无人直升机飞行控制方法、控制装置及无人直升机。
技术介绍
现有技术中，无人直升机已经在消防、工业、军事等领域得以广泛应用。但无人直升机起飞时，由于直升机起飞重量不同，容易产生起飞困难、起飞侧翻等安全问题。为了防止这种情况的发生，通常会严格控制直升机重量，但这种做法无疑限制了直升机的载荷能力，极大限制了无人直升机的应用范围。因此有必要开发出一种自适应载重的直升机起飞控制方法，以克服上述问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种无人直升机飞行控制方法、控制装置及无人直升机，其通过自适应的方式实现无人直升机的正常起飞，无需严格限制无人直升机的重量，同时可克服起飞困难、起飞侧翻等问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一方面，提供了一种无人直升机飞行控制方法，其包括如下步骤：S1、将无人直升机的油门通道映射为用于控制无人直升机动力设备转速的油门曲线以及控制无人直升机螺距的螺距曲线；S2、起飞时，推动油门推杆，使得无人直升机的实时螺距值从0开始增大，且动力设备开始启动，且使得实时螺距值增加至第一螺距预设值时，无人直升机动力设备的转速达到预定转速；S3、继续推动油门推杆，实时螺距值继续增加，以使得油门通道达到中位时，第一螺距预设值＜实时螺距值≤第二螺距预设值，并记录当前实时螺距值，再对无人直升机保持悬停时的螺距值进行累加，使所述无人直升机保持悬停时的螺距值位于悬停值预定范围内；S4、所述无人直升机保持悬停时的螺距值位于所述悬停值预定范围内后，判断是否满足离地条件；S5、当认为满足离地条件时，记录无人直升机离地时的Z轴方向的实时速度；且无人直升机离地后，将无人直升机在Z轴方向的实时期望速度与打杆目标速度进行对比，以确定无人直升机的目标攀爬速度，并根据所述目标攀爬速度进行爬升飞行，以进入高度位置控制阶段；以及S6、实时获取无人直升机所处的高度位置信息，当无人直升机达到预定高度时，则认为完成起飞过程，且进入水平位置控制阶段。优选的，步骤S2中，第一螺距预设值为螺距总控制量的25-35％。优选的，步骤S3中，第二螺距预设值为螺距总控制量的32-40％。优选的，步骤S3中，所述悬停值预定范围为螺距总控制量的35％-65％。优选的，步骤S4中，判断是否满足离地条件的过程包括：获取无人直升机的实时Z轴加速度信息，并判断所述实时Z轴加速度在预定时间内是否能大于或等于Z轴加速度预设值；若所述实时Z轴加速度在预定时间内能大于或等于Z轴加速度预设值，则认为满足离地条件，并记录此时无人直升机在Z轴方向的实时速度以及当前无人直升机保持悬停时的螺距值；若所述实时Z轴加速度在预定时间内无法大于或等于Z轴加速度预设值，则强制进入离地状态。优选的，步骤S4中，判断是否满足离地条件的过程包括：所述无人直升机保持悬停时的螺距值大于或等于所述悬停值预定范围的上限时，则强制进入离地状态。优选的，步骤S5中，将无人直升机在Z轴方向的实时期望速度与打杆目标速度进行对比，以确定无人直升机的目标攀爬速度的过程包括：若无人直升机在Z轴方向的实时速度＜预设最大攀爬速度，则对无人直升机在Z轴方向的实时速度进行累加，以获得无人直升机在Z轴方向的实时期望速度；在累加过程中，将打杆目标速度与无人机在Z轴方向的实时期望速度进行对比，若打杆目标速度＜无人机在Z轴方向的实时期望速度，则将此时无人直升机在Z轴方向的实时期望速度作为无人直升机的目标攀爬速度；若打杆目标速度≥无人机在Z轴方向的实时期望速度，则将预设最大攀爬速度作为无人直升机的目标攀爬速度。优选的，步骤S5中，在水平位置控制阶段通过定位装置对无人直升机进行姿态控制。还提供一种实现上述无人直升机飞行控制方法的无人直升机飞行控制装置，其包括：映射单元，其用于在起飞前将无人直升机的油门通道映射为用于控制无人直升机动力设备转速的油门曲线以及控制无人直升机螺距的螺距曲线；定速单元，其用于在推动油门推杆，且动力设备开始启动后，控制无人直升机动力设备的转速在实时螺距值增加至第一螺距预设值时达到预定转速；悬停控制单元，其用于在继续推动油门推杆，且油门通道达到中位时，根据实时螺距值对无人直升机保持悬停时的螺距值进行累加，使所述无人直升机保持悬停时的螺距值位于悬停值预定范围内；离地判断单元，其用于当无人直升机保持悬停时的螺距值位于所述悬停值预定范围内后，判断是否满足离地条件；攀爬飞行控制单元，其用于当认为满足离地条件时记录无人直升机离地时的Z轴方向的实时速度；且无人直升机离地后，将无人直升机在Z轴方向的实时期望速度与打杆目标速度进行对比，以确定无人直升机的目标攀爬速度，并根据所述目标攀爬速度进行爬升飞行，以进入高度位置控制阶段；以及水平位置控制单元，其用于在无人直升机攀爬过程中，实时获取无人直升机所处的高度位置信息，且当无人直升机达到预定高度时，则认为完成起飞过程，且进入水平位置控制阶段。还提供一种包括上述无人直升机飞行控制装置的无人直升机。与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：本专利技术离地起飞前，在定速和调节悬停值时采用自适应的方法，保证油门通道有足够的裕度控制垂直方向的运动，使得直升机能够正常离地起飞；同时，进行离地判定时，通过强制性的判定强制进入离地状态，以确保顺利离地，且离地起飞后对无人直升机在Z轴方向的实时期望速度与打杆目标速度进行对比，由此选用合适的目标攀爬速度，实现平稳爬升飞行；此外，整个离地、攀爬过程中加入姿态水平角度控制和水平位置控制的切换过程，可避免飞机在起飞过程中由于抖动导致位置控制刹车而引起的侧翻问题。附图说明图1为本专利技术实施例1中无人直升机飞行控制方法的步骤图；图2为本专利技术实施例1中无人直升机飞行控制方法的流程图；图3为本专利技术实施例3中无人直升机飞行控制装置的结构图。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。实施例一：如图1-2所示，本实施例提供了一种无人直升机飞行控制方法，其包括如下步骤：S1、起飞前进行自检，如电调舵机自检等，若自检发现异常，则产生报警信号，暂停起飞；以及将无人直升机的油门通道映射为用于控制无人直升机动力设备(如发动机、电机等)转速的油门曲线以及控制无人直升机螺距的螺距曲线，且所述螺距曲线的线性映射为0～1；S2、起飞时，推动油门推杆，使得无人直升机的实时螺距值从0开始增大，且动力设备开始启动(即发动机、电机等开始转动)，且使得实时螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人直升机飞行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将无人直升机的油门通道映射为用于控制无人直升机动力设备转速的油门曲线以及控制无人直升机螺距的螺距曲线；/nS2、起飞时，推动油门推杆，使得无人直升机的实时螺距值从0开始增大，且动力设备开始启动，且使得实时螺距值增加至第一螺距预设值时，无人直升机动力设备的转速达到预定转速；/nS3、继续推动油门推杆，实时螺距值继续增加，以使得油门通道达到中位时，第一螺距预设值＜实时螺距值≤第二螺距预设值，并记录当前实时螺距值，再对无人直升机保持悬停时的螺距值进行累加，使所述无人直升机保持悬停时的螺距值位于悬停值预定范围内；/nS4、所述无人直升机保持悬停时的螺距值位于所述悬停值预定范围内后，判断是否满足离地条件；/nS5、当认为满足离地条件时，记录无人直升机离地时的Z轴方向的实时速度；且无人直升机离地后，将无人直升机在Z轴方向的实时期望速度与打杆目标速度进行对比，以确定无人直升机的目标攀爬速度。并根据所述目标攀爬速度进行爬升飞行，以进入高度位置控制阶段；/n以及S6、实时获取无人直升机所处的高度位置信息，当无人直升机达到预定高度时，则认为完成起飞过程，且进入水平位置控制阶段。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无人直升机飞行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将无人直升机的油门通道映射为用于控制无人直升机动力设备转速的油门曲线以及控制无人直升机螺距的螺距曲线；
S2、起飞时，推动油门推杆，使得无人直升机的实时螺距值从0开始增大，且动力设备开始启动，且使得实时螺距值增加至第一螺距预设值时，无人直升机动力设备的转速达到预定转速；
S3、继续推动油门推杆，实时螺距值继续增加，以使得油门通道达到中位时，第一螺距预设值＜实时螺距值≤第二螺距预设值，并记录当前实时螺距值，再对无人直升机保持悬停时的螺距值进行累加，使所述无人直升机保持悬停时的螺距值位于悬停值预定范围内；
S4、所述无人直升机保持悬停时的螺距值位于所述悬停值预定范围内后，判断是否满足离地条件；
S5、当认为满足离地条件时，记录无人直升机离地时的Z轴方向的实时速度；且无人直升机离地后，将无人直升机在Z轴方向的实时期望速度与打杆目标速度进行对比，以确定无人直升机的目标攀爬速度。并根据所述目标攀爬速度进行爬升飞行，以进入高度位置控制阶段；
以及S6、实时获取无人直升机所处的高度位置信息，当无人直升机达到预定高度时，则认为完成起飞过程，且进入水平位置控制阶段。


2.如权利要求1所述的无人直升机飞行控制方法，其特征在于，步骤S2中，第一螺距预设值为螺距总控制量的25-35％。


3.如权利要求1所述的无人直升机飞行控制方法，其特征在于，步骤S3中，第二螺距预设值为螺距总控制量的32-40％。


4.如权利要求1所述的无人直升机飞行控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述悬停值预定范围为螺距总控制量的35％-65％。


5.如权利要求1所述的无人直升机飞行控制方法，其特征在于，步骤S4中，判断是否满足离地条件的过程包括：
获取无人直升机的实时Z轴加速度信息，并判断所述实时Z轴加速度在预定时间内是否能大于或等于Z轴加速度预设值；
若所述实时Z轴加速度在预定时间内能大于或等于Z轴加速度预设值，则认为满足离地条件，并记录此时无人直升机在Z轴方向的实时速度以及当前无人直升机保持悬停时的螺距值；
若所述实时Z轴加速度在预定时间内无法大于或等于Z轴加速度预设值，则强制进入离地状态。


6.如权利要求1所述的无人直升机飞行控制方法，其特征在于，步骤S4中，判断是否满足离地条件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓俊杰，张凤美，吴晓斯，张巍，
申请(专利权)人：普宙机器人科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42