[發(fā)明專利]一種基于四向角度校正的無人機及校正控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710014441.0
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN107272715B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 候曉翠;李增輝;潘龍;李耀鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇空神航空工業(yè)有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 北京華識知識產(chǎn)權代理有限公司 11530
• 代理人: 江婷

1.一種對基于四向角度校正的無人機進行校正控制的方法，其特征在于，四向角度校正的無人機包括機體，以及四個與機體連接的機臂及與其對應旋翼及其動力裝置，以及角度校正裝置，其中相鄰機臂之間的夾角為90°；

其中角度校正裝置包括第一、第二、第三、第四測量裝置和標定器，第一、第二、第三、第四測量裝置分別通過連桿設置于四個機臂上，并且第一、第二、第三、第四測量裝置分別能夠收縮后容納于四個機臂內(nèi)部；

標定器通過柔性連接線設置于機體上，并且標定器能夠收納于機體內(nèi)部；

其中第一、第二、第三、第四測量裝置都包括外殼、底座、第一距離測量單元和第二距離測量單元，底座的上端與外殼的下端固定連接，第一距離測量單元和第二距離測量單元分別設置于底座的下端；第二距離測量單元的信號發(fā)射方向垂直向下，并且與第一距離測量單元的信號發(fā)射方向的夾角為5°，第一、第二、第三、第四測量裝置設置于同一高度，第一、第二、第三、第四測量裝置的第一、二距離測量單元的信號發(fā)射方向分別在同一平面上，并且第一、第二、第三、第四測量裝置的第二距離測量單元分別位于遠離的標定器的一側；

第一、第二、第三、第四測量裝置的外殼的外壁上分別設置有測距傳感器，測距傳感器的設置位置在水平方向與標定器的下沿齊平；

標定器具有刻度，并且其在刻度范圍內(nèi)設置具有對測距傳感器發(fā)射的信號進行感應，并且實時的記錄感應位置的感應器；標定器的下端設置有用于測量標定器到地面的垂直距離的標定傳感器；

所述方法依次包括如下步驟：

(1)控制無人機，使得無人機位于飛行空間，控制測量裝置和標定器分別從無人機的機臂和機體中伸出位于預期的位置；

(2)進行初始化校準：利用第一、第二、第三、第四測量裝置的測距傳感器發(fā)射測距信號至標定器，標定器實時感應測距傳感器發(fā)射測距信號的感應位置，調整測距傳感器發(fā)射測距信號的發(fā)射角度使得發(fā)射信號對準標定器的0點；

(3)通過標定傳感器測量標定器到地面的垂直距離，用測量得到的標定器到地面的垂直距離減去測距傳感器的信號水平發(fā)射方向到第二距離測量單元的發(fā)射測量起點之間的距離，得到第二距離；

(4)利用第一距離和第一距離測量單元的信號發(fā)射方向關系，分別計算得到第一、第二測量裝置的第一測量單元發(fā)射方向上到地面的第一距離；

(5)利用第一、第二、第三、第四測量裝置的第一、二距離測量單元分別測量對應方向上的第一、二測量距離，將第一、二測量距離分別和第一、二距離分別對比，如果兩者相同則進入步驟(6)，否則則調整無人機的傾斜角后，重復步驟(2)-(4)；

(6)通過測距傳感器測量到標定器的0點的標定距離；

(7)分別利用第一、第二、第三、第四測量裝置的第一、二距離測量單元和測距傳感器實時測量，根據(jù)測量結果實時調整無人機的傾斜角度；

其中，步驟(7)中根據(jù)測量結果實時調整無人機的傾斜角度具體為：

A.如果第一測量裝置的第一、二距離測量單元和第三測量裝置的第二距離測量單元、測距傳感器的測量路徑增大，且第一測量裝置的測距傳感器和第三測量裝置的第一距離測量單元的測量路徑減小，則無人機的傾斜角度向第三測量裝置的第一距離測量單元的一側調整；

B.如果第一測量裝置的第二距離測量單元、測距傳感器和第二測量裝置的第一、二距離測量單元的測量路徑增大，且第一測量裝置的第一距離測量單元和第二測量裝置的測距傳感器的測量路徑減小，則無人機的傾斜角度向第一測量裝置的第一距離測量單元的一側調整；

C.如果第二測量裝置的第一、二距離測量單元和第四測量裝置的第二距離測量單元、測距傳感器的測量路徑增大，且第二測量裝置的測距傳感器和第四測量裝置的第一距離測量單元的測量路徑減小，則無人機的傾斜角度向第四測量裝置的第一距離測量單元的一側調整；

D.如果第二測量裝置的第二距離測量單元、測距傳感器和第四測量裝置的第一、二距離測量單元的測量路徑增大，且第二測量裝置的第一距離測量單元和第四測量裝置的測距傳感器的測量路徑減小，則無人機的傾斜角度向第二測量裝置的第一距離測量單元的一側調整；

E.如果第一、第二、三、四測量裝置的第一、二距離測量單元和測距傳感器的測量路徑不變，則無人機的傾斜角度不調整；

其中，無人機的傾斜角度的調整方式為增大或減小對應旋翼及其動力裝置的功率；

其中，還包括步驟(8)：利用步驟(3)得到的第二距離和步驟(7)中第二距離測量單元實時測量的距離，通過三角函數(shù)得到傾斜角度；

其中，利用預存的校準的測距傳感器發(fā)射測距信號的路徑長度對應的刻度與傾斜角度的關系，通過感應器實時感應的刻度位置得到傾斜角度。