一种基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法，属于风速测量领域。本发明专利技术的四旋翼无人机起飞后，在空中飞行或悬停，无人机通过机载设备将飞行参数以无线传输方式传给地面接收系统，地面接收系统利用程序将飞行参数解算，得出无人机所处的位置(高度、经纬度)；根据事先确定的飞行参数和风速的对应关系，结合飞行参数(旋翼转速、无人机倾角、无人机加速度、无人机速度、无人机质量等)得出所处位置的风速和风向。本发明专利技术既具备旋翼式无人机飞行平稳、适合慢速移动测量的特点，同时又不需搭载测风仪器，仅靠无人机在风场中获得的自身飞行参数即可进行测风作业，可以非常方便、准确地测量出风速和风向。

【技术实现步骤摘要】
一种基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法
本专利技术属于风速测量领域，具体涉及一种基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法。
技术介绍
目前的移动式测风手段，主要有探空气球探测和无人机探测。探空气球多为一次性探测，移动路径是自下而上，难以应用于低空风的探测，且探测时间较短。无人机探测，又分固定翼无人机探测和旋翼式无人机探测。其中，固定翼无人机移动速度较快，不适合对特定位置风速进行持续、反复测量。旋翼式无人机可以垂直升降，移动速度可慢可快，飞行路径比较容易控制，并且适合持续测量。而且，这种测量方法，测量高度和位置可以随时调整，相对于固定的测量方式，测量区域更加广泛，便携性较好，可以在更加复杂多变的场地使用，尤其是野外。目前，几乎所有的旋翼式无人机测风方法，都是把无人机作为一个载具平台，依靠搭载的测风仪器或传感器实现风力和风向的测量，如搭载风压传感器正交矩阵联合求解、搭载超声波测风仪直接测量等。但此类方法，其搭载的测风仪器受无人机旋翼气流的影响很大，测量数据修正的难度较大。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题...

【技术保护点】
1.一种基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/nS1、四旋翼无人机起飞后，在空中飞行或悬停；/nS2、无人机通过机载设备获取飞行参数并将飞行参数以无线传输方式传给地面接收系统；/nS3、地面接收系统利用程序将飞行参数解算，得出无人机所处的位置，根据预先确定的飞行参数和风速的对应关系，结合飞行参数得出所处位置的风速和风向。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、四旋翼无人机起飞后，在空中飞行或悬停；
S2、无人机通过机载设备获取飞行参数并将飞行参数以无线传输方式传给地面接收系统；
S3、地面接收系统利用程序将飞行参数解算，得出无人机所处的位置，根据预先确定的飞行参数和风速的对应关系，结合飞行参数得出所处位置的风速和风向。


2.如权利要求1所述的基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法，其特征在于，所述飞行参数包括：
1)四个旋翼的转速，分别为r1、r2、r3、r4；
2)倾斜角，倾斜角相对于大地坐标系可分解为三个分量：无人机Z轴的水平面投影与大地坐标X0的夹角α，以及无人机Z轴的水平面投影与大地坐标Y0的夹角β，无人机Z轴与大地坐标Z0的夹角θ；
3)X、Y、Z三个方向所受的加速度，分别为ax、ay、az；
4)X、Y、Z三个方向的飞行速度，分别为Vdx、Vdy、Vdz；
5)无人机自身Y轴与机载地磁仪夹角，为Φ；
6)无人机质量m。


3.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法，其特征在于，所述飞行参数中的旋翼转速由外置的霍尔传感器获取。


4.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法，其特征在于，所述飞行参数中的无人机自身质量由电子天平获取。


5.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法，其特征在于，所述飞行参数中的倾斜角由无人机内置的三轴稳定系统、或者外置的倾角传感器获取。


6.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的低空移动式风速测量方法，其特征在于，所述飞行参数中的自身Y轴与机载地磁仪夹角Φ是无人机固定参数，由地磁仪在无人机中安装的位置和姿态决定。


7.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的低空移...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宏亮，覃刚，张东玖，尹利刚，殷倩，甘思旧，徐腊萍，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三七九六部队，
类型：发明
国别省市：四川;51