一种多旋翼吊挂系统的视觉摆角检测与减摆方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多旋翼吊挂系统的视觉摆角检测与减摆方法，包括如下步骤：搭建多旋翼吊挂系统的视觉摆角检测装置，在负载上固定标识物，在多旋翼底板下方固定双目相机；建立多旋翼吊挂系统的动力学模型与负载摆角计算公式；利用双目相机获取标识物在相机坐标系下的三维坐标，并将其变换到负载坐标系中，利用建立的动力学模型与负载摆角计算公式，计算得到负载的摆角；将得到的负载摆角输入前馈控制器，对位置控制器输出的控制信号进行补偿，利用姿态控制器调整多旋翼的姿态，减少负载的摆动。本发明专利技术所公开的方法能够有效在室外环境进行负载的摆角检测，进一步实现多旋翼飞行或定点投放时负载的摆动抑制，具有更好的效率和实时性。时性。时性。

【技术实现步骤摘要】
一种多旋翼吊挂系统的视觉摆角检测与减摆方法


[0001]本专利技术涉及一种双目视觉摆角检测和多旋翼控制方法，特别涉及一种多旋翼吊挂系统的视觉摆角检测与减摆方法。

技术介绍

[0002]多旋翼吊挂系统是在多旋翼上安装一个缆绳收放装置，利用多旋翼吊挂负载以实现货物的运输。由于多旋翼无人机具有结构简单、体型较小、灵活性高且能实现自主飞行等优点，因此，在紧急救援和快递运送等场合中，多旋翼吊挂系统能够更加快捷高效的完成任务。
[0003]多旋翼吊挂系统实现货物的平稳运输和投放面临的一个重要的问题是对负载摆动的抑制，研究者们提出了几种不同的解决方案，总体上可以分为两类：主动控制和被动控制。主动控制是提前分析目标出现偏差的可能性，采取相应的防护性措施，使目标得以实现，常见的有最优控制和输入整形技术等，最优控制对模型建立的精准度较为依赖，通过精准的模型计算出轨迹，而输入整形技术对模型建立的不确定具有一定的鲁棒性。被动控制是通过对系统进行实时监控，将系统输出得到的速度、加速度信息进行处理，反馈传送给控制器的输入端，控制与输入端的偏差，以实现目标，最常见的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多旋翼吊挂系统的视觉摆角检测与减摆方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，搭建多旋翼吊挂系统的视觉摆角检测装置，多旋翼与负载之间通过缆绳连接形成多旋翼吊挂系统，在负载上固定标识物，该标识物位于负载和缆绳之间，在多旋翼底板下方固定双目相机，双目相机的拍摄方向朝向所述标识物；步骤二，建立多旋翼吊挂系统的动力学模型与负载摆角计算公式，得到负载的摆角、负载在负载坐标系下的三维坐标、负载与多旋翼之间缆绳长三者之间的关系；步骤三，在多旋翼飞行过程中，利用双目相机获取标识物在相机坐标系下的三维坐标，并将其变换到负载坐标系中，该标识物的坐标视为负载的坐标，然后结合绳长，利用建立的动力学模型与负载摆角计算公式，计算得到负载的摆角；步骤四，将得到的负载摆角输入前馈控制器，对位置控制器输出的控制信号进行补偿，利用姿态控制器调整多旋翼的姿态，减少多旋翼飞行或定点投放时负载的摆动。2.根据权利要求1所述的一种多旋翼吊挂系统的视觉摆角检测与减摆方法，其特征在于，所述标识物为单一色彩的轻质球体。3.根据权利要求1所述的一种多旋翼吊挂系统的视觉摆角检测与减摆方法，其特征在于，步骤二得到的三者之间的关系如下：其中，摆角α是负载围绕负载坐标系中的Y
H
轴旋转，在负载坐标系O
H
X
H
Z
H
平面内的旋转角；摆角β是负载围绕负载坐标系中的X
H
轴旋转，在负载坐标系O
H
Y
H
Z
H
平面内的旋转角，L为负载与多旋翼之间的缆绳长。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张栋，杨云霄，胡钰斌，韩衡志，张子友，孔德智，庞清乐，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：