【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机姿态控制系统。
技术介绍
1、无人机是一种无人驾驶的飞行器，利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵，或由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机的平台构型可以分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机三大类，无人机的优点包括体积小、造价低、使用方便。随着科技的发展，无人机的应用越来越广泛，已经成为各领域的重要工具。
2、单轴双旋翼无人机凭借小体积、高负载、携带方便的优点，其在航拍、监视、通讯、农业、投送领域应用广泛。中国专利公开号cn115123531a，公开了一种共轴双旋翼无人机，包括共轴设置的上旋翼固定组件、下旋翼固定组件、共轴电机、机头倾斜机构及pcba；其通过控制机头倾斜角度，实现机头倾斜转向灵敏控制。可以看出，上述技术方案中的类似于舵机连杆推动的矢量式姿态控制结构复杂，对于无人机姿态控制不够灵敏，在飞行过程中遇到气流、下雨或撞虫等事件时容易导致无人机失稳甚至坠落。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种无人机姿态控制系统，用以克服现有技术中对于单轴双旋翼无人机姿态控制不够灵活和精确，在飞行过程中遇到气流、下雨或撞虫等事件时容易导致无人机失稳甚至坠落。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种无人机姿态控制系统，包括：
3、信息采集模块，包括用以采集无人机姿态信息的第一采集单元，用以采集无人机振动信息的第二采集单元以及用以采集无人机周边环境信息的第三采集单元；
4、所述无人机
5、所述无人机振动信息为无人机的振动幅度；
6、所述无人机周边环境信息包括风向、风速、雨滴的大小和雨滴的密度；
7、飞行确定模块，其与所述信息采集模块相连，用以根据路径偏移评价值判定单次波动事件下所述无人机的路径符合预设标准时，基于姿态评价值判定单次波动事件下无人机的飞行姿态是否符合预设标准；
8、姿态调整模块，其与所述飞行确定模块相连，包括用以调节路径偏移的飞行执行单元，用以调节姿态偏移的配重调整单元和气动调整单元。
9、进一步地，所述配重调整单元包括：
10、配重块；
11、与所述配重块螺纹连接且与所述无人机正视图平行的第一丝杠，与第一丝杠相连用以驱动该丝杠旋转的第一电机，设置在第一丝杠两端用以约束该丝杠沿无人机侧视图平行方向移动的第一导向块和第二导向块，所述第一导向块与配重架上设置的第一导向轨相连，以及所述第二导向块与所述配重架上设置的第二导向轨相连；
12、与所述配重块螺纹连接且与所述第一丝杠垂直的第二丝杠，与第二丝杠相连用以驱动该丝杠旋转的第二电机，设置在第二丝杠两端用以约束该丝杠沿所述第一丝杠平行方向移动的第三导向块和第四导向块，所述第三导向块与所述配重架上设置的第三导向轨相连，以及所述第四导向块与所述配重架上设置的第四导向轨相连；
13、所述配重架固定在所述无人机内部。
14、进一步地，所述气动调整单元包括：
15、储气罐；
16、等间距设置在所述无人机机身侧面底部的四个喷气口以及设置在无人机底面中心的底部喷气口；
17、连接所述储气罐与各所述喷气口的气体传输管，各气体传输管之间设置有控制开闭的电磁阀；
18、所述气动调整单元设置在所述配重调整单元下方。
19、进一步地，所述飞行确定模块在第一预设条件下基于路径偏移评价值判定单次波动事件下所述无人机的路径不符合预设标准时，基于路径偏移速率判定单次波动事件的原因，或，开启所述底部喷气口以稳定无人机的下坠；
20、所述第一预设条件为所述第二采集单元采集的振动幅度超过预设振动幅度阈值；所述飞行确定模块将超过预设振动幅度阈值时段内的事件记为单次波动事件。
21、进一步地，所述路径偏移评价值通过公式（1）求得，
22、 （1），
23、公式（1）中，v为路径偏移评价值，为水平偏移评价系数，设定，为竖直偏移评价系数，设定，dx为所述无人机在所述x轴上的位移分量，dy为所述无人机在所述y轴上的位移分量，dz为所述无人机在所述z轴上的位移分量，d1为水平位移分量阈值，d2为竖直位移分量阈值。
24、进一步地，所述飞行确定模块基于路径偏移速率判定单次波动事件的原因和对应策略；
25、所述原因包括气流扰动，或，撞到飞虫；
26、所述对应策略包括返航检修，或，基于所述飞行执行单元调节路径偏移。
27、进一步地，所述飞行确定模块基于姿态评价值判定单次波动事件下无人机的飞行姿态不符合预设标准时，启动所述配重调整单元进行姿态纠偏，或，启动所述气动调整单元进行姿态纠偏。
28、进一步地，所述姿态评价值通过公式（2）求得，
29、 （2），
30、公式（2）中，p为姿态评价值，为所述无人机在所述x轴上的翻滚角度分量，为所述无人机在所述y轴上的翻滚角度分量，为翻滚角度分量阈值。
31、进一步地，所述配重调整单元基于所述配重块的移动进行姿态纠偏，所述配重块的移动方向与偏移投影线方向相同；
32、所述偏移投影线为所述无人机底面中心在所述空间坐标系的所述x轴和所述y轴所在平面的投影点与所述原点之间的连线，所述偏移投影线方向为所述原点至所述投影点的连线方向；
33、所述配重块的移动速率与姿态评价值差值正相关；所述姿态评价值差值为所述姿态评价值与第一预设姿态评价值差值。
34、进一步地，所述气动调整单元基于所述无人机机身侧面底部的四个喷气口的喷气进行姿态纠偏且确定开启的喷气口合成的力矩方向与所述偏移投影线方向相反。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过采集无人的飞行姿态和外界的环境信息，通过对信息分析确定无人机的飞行状态，同时还设置了调节路径偏移的飞行执行单元，用以调节姿态偏移的配重调整单元和气动调整单元构成的姿态调整模块，实现了单轴双旋翼无人机姿态的迅速和准确地调节，提高了无人机飞行的安全和稳定性。
36、进一步地，本专利技术设置的配重模块可以通过配重块在无人机机身内的位置，从而对无人机的姿态进行迅速纠偏；
37、进一步地，本专利技术还设置了进一步的，通过对应的喷气口的喷气，产生反方向的作用力，从而迅速地调整无人机的姿态；
38、进一步地，本专利技术通过路径偏移评价值精准地表达了无人机在单次发生飞行波动之后的路径偏移状态，并且在路径偏移时进一步通过路径偏移速率判定单次波动事件的原因，或，开启所述底部喷气口以稳定无人机的下坠。
39、进一步地，本专利技术路径偏移评价值通过评价系数和阈值的比对，精准本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人机姿态控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述配重调整单元包括：
3.根据权利要求2所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述气动调整单元包括：
4.根据权利要求3所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述飞行确定模块在第一预设条件下基于路径偏移评价值判定单次波动事件下所述无人机的路径不符合预设标准时，基于路径偏移速率判定单次波动事件的原因，或，开启所述底部喷气口以稳定无人机的下坠；
5.根据权利要求4所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述路径偏移评价值通过公式（1）求得，
6.根据权利要求5所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述飞行确定模块基于路径偏移速率判定单次波动事件的原因和对应策略；
7.根据权利要求6所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述飞行确定模块基于姿态评价值判定单次波动事件下无人机的飞行姿态不符合预设标准时，启动所述配重调整单元进行姿态纠偏，或，启动所述气动调整单元进行姿态纠偏。
8.根据权利要求7所述的无人
9.根据权利要求8所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述配重调整单元基于所述配重块的移动进行姿态纠偏，所述配重块的移动方向与偏移投影线方向相同；
10.根据权利要求9所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述气动调整单元基于所述无人机机身侧面底部的四个喷气口的喷气进行姿态纠偏且确定开启的喷气口合成的力矩方向与所述偏移投影线方向相反。
...【技术特征摘要】
1.一种无人机姿态控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述配重调整单元包括：
3.根据权利要求2所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述气动调整单元包括：
4.根据权利要求3所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述飞行确定模块在第一预设条件下基于路径偏移评价值判定单次波动事件下所述无人机的路径不符合预设标准时，基于路径偏移速率判定单次波动事件的原因，或，开启所述底部喷气口以稳定无人机的下坠；
5.根据权利要求4所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述路径偏移评价值通过公式（1）求得，
6.根据权利要求5所述的无人机姿态控制系统，其特征在于，所述飞行确定模块基于路径偏移速率判定单次波动事件...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，孟凡春，高学勤，
申请(专利权)人：北京翼动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。