[發(fā)明專利]基于北斗導(dǎo)航的無人機的飛行控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610483227.5
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN107515616A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖賢建;莊華;莊燕濱;李曉芳;費賢舉;奚吉
• 申請（專利權(quán)）人: 常州工學(xué)院
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01S19/49
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙)32245
• 代理人: 蔣欣

1.一種無人機控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：用于控制無人機按相應(yīng)路徑飛行的處理器模塊，與該處理器模塊相連的路徑優(yōu)化子系統(tǒng)；

所述路徑優(yōu)化子系統(tǒng)適于獲得各樓間風的實時數(shù)據(jù)，并建立城市樓間風道網(wǎng)；

當無人機設(shè)定飛行目的地后，所述路徑優(yōu)化子系統(tǒng)適于根據(jù)城市樓間風道網(wǎng)選擇無人機飛至該目的地的最優(yōu)路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述無人機控制系統(tǒng)還包括：與處理模塊相連的北斗導(dǎo)航模塊、地圖存儲模塊和用于檢測無人機飛行姿態(tài)的陀螺儀，以及由該處理器模塊控制的飛機動力子系統(tǒng)；其中

所述飛機動力子系統(tǒng)包括：由處理器模塊控制的水平動力機構(gòu)和垂直動力機構(gòu)；其中

所述水平動力機構(gòu)位于機身處，且包括：水平螺旋槳機構(gòu)；

所述垂直動力機構(gòu)包括：對稱設(shè)于左、右機翼處的垂直螺旋槳機構(gòu)；

所述垂直螺旋槳機構(gòu)包括至少一垂直螺旋槳，用于將垂直螺旋槳機構(gòu)懸掛于機翼下方的懸掛裝置，所述垂直螺旋槳適于通過相應(yīng)微型電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動；

所述懸掛裝置包括：適于使垂直螺旋槳向前或向后傾斜的第一角度微調(diào)電機，以及使垂直螺旋槳向左或向右傾斜的第二角度微調(diào)電機；其中

所述第一、第二角度微調(diào)電機和微型電機均由處理器模塊控制，以根據(jù)飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)垂直螺旋槳的傾角和垂直螺旋槳的轉(zhuǎn)速。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人機控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述無人機還設(shè)有用于檢測飛行過程中所遇側(cè)風的風向傳感器和風速傳感器，且將當前無人機所受側(cè)風的風向和風速數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器模塊；

所述處理器模塊適于根據(jù)側(cè)風的風向和風速數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)垂直螺旋槳的傾角和垂直、水平螺旋槳的轉(zhuǎn)速，以穩(wěn)定與當前飛行姿態(tài)；

并且，若側(cè)風的風向和風速有助于飛行，則降低垂直螺旋槳和/或水平螺旋槳的轉(zhuǎn)速。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機的機翼上覆蓋有光伏電池，所述路徑優(yōu)化子系統(tǒng)還適于獲得各樓間的實時光照強度，以及

所述路徑優(yōu)化子系統(tǒng)在選擇最優(yōu)路徑時，若兩條或兩條以上的路段具有相同數(shù)據(jù)的樓間風，則將實時光照強度最大的路段選入最優(yōu)路徑中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述路徑優(yōu)化子系統(tǒng)還適于獲得城市上空的云層數(shù)據(jù)，且在選擇最優(yōu)路徑時，避開云層覆蓋區(qū)的路段；以及

所述處理器模塊還與用于拍攝建筑物全景的攝像裝置相連，且所述處理器模塊適于根據(jù)建筑物全景識別該建筑物的高度；

當無人機在雨雪天氣飛行時，所述路徑優(yōu)化子系統(tǒng)適于選擇建筑物的背風路段作為無人機在最優(yōu)路徑中的路徑選擇；并且使無人機的飛行高度低于該建筑物的高度，以通過該建筑物遮擋雨雪。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器模塊還與機內(nèi)的充放電控制模塊相連，且所述充放電控制模塊適于將機載電池電量發(fā)送至處理器模塊，且當機載電池電量低于一設(shè)定值時，所述處理器模塊控制無人機停至一光照強度高的區(qū)域，以通過所述光伏電池對機載電池進行充電；或所述處理器模塊控制無人機停至一風力較大的區(qū)域，以通過風吹動水平螺旋槳和/或垂直螺旋槳產(chǎn)生電能對機載電池進行充電；其中

所述垂直螺旋槳適于通過第一、第二角度微調(diào)電機調(diào)節(jié)傾角，以使垂直螺旋槳迎風旋轉(zhuǎn)。

7.一種無人機的飛行控制方法，其特征在于，對無人機飛至目的地的路徑進行選擇，以獲得最優(yōu)路徑。