[發明專利]一種無人機自動巡檢方法及系統

有效

• 申請號: 201710040445.6
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106774374B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 陳智勇;王斌;胡知川
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

1.一種無人機自動巡檢方法，其特征在于，包括：

獲取所述無人機的理想位置信息，所述理想位置信息包括第一空間坐標；

獲取所述無人機的實際位置信息，所述實際位置信息包括第二空間坐標，并設計回路反饋方案，對獲取無人機的實際位置信息進行修正，其中，設計回路反饋方案，對獲取無人機的實際位置信息進行修正包括采用多傳感器融合的方法來獲取無人機的實際位置，多傳感器包括GPS傳感器和氣壓傳感器；

根據所述理想位置信息和所述實際位置信息，獲得所述無人機的理想姿態，具體包括：根據所述理想位置信息和所述實際位置信息，獲得所述無人機的理想速度；獲得所述無人機的實際速度；根據所述理想速度和所述實際速度，獲得所述無人機的理想加速度；根據所述理想加速度，獲得所述無人機的理想姿態；

獲取所述無人機的實際姿態；

根據所述理想姿態和所述實際姿態，獲得所述無人機的巡檢控制信息，具體包括：根據所述理想姿態和所述實際姿態，獲得所述無人機的理想角速度；獲得所述無人機的實際角速度；根據所述理想角速度和所述實際角速度，獲得所述無人機的巡檢控制信息，通過設計二階串級PID控制器，來獲得無人機的巡檢控制信息，包括外環角度控制器和內環角速度控制器，理想姿態和實際姿態作為外環角度控制器的輸入，輸出理想角速度；理想角速度和實際角速度作為內環角速度控制器的輸入，輸出無人機的巡檢控制信息；

基于所述巡檢控制信息，使所述無人機進行自動巡檢，在控制時將四旋翼無人機分為欠驅動控制通道和全驅動控制通道。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取所述無人機的實際姿態，包括：

獲得所述無人機的第一姿態數據；

獲得姿態修正數據；

根據所述第一姿態數據和所述姿態修正數據，獲取所述無人機的實際姿態。

3.如權利要求1-2任一項所述的方法，其特征在于，在所述獲取所述無人機的理想位置信息之后，還包括：

采用路徑規劃算法對所述理想位置信息進行修正。

4.一種無人機自動巡檢系統，其特征在于，包括：

第一獲取模塊，用于獲取所述無人機的理想位置信息，所述理想位置信息包括第一空間坐標；

第二獲取模塊，用于獲取所述無人機的實際位置信息，所述實際位置信息包括第二空間坐標，并設計回路反饋方案，對獲取無人機的實際位置信息進行修正，其中，設計回路反饋方案，對獲取無人機的實際位置信息進行修正包括采用多傳感器融合的方法來獲取無人機的實際位置，多傳感器包括GPS傳感器和氣壓傳感器；

第一獲得模塊，用于根據所述理想位置信息和所述實際位置信息，獲得所述無人機的理想姿態，具體用于：根據所述理想位置信息和所述實際位置信息，獲得所述無人機的理想速度；獲得所述無人機的實際速度；根據所述理想速度和所述實際速度，獲得所述無人機的理想加速度；根據所述理想加速度，獲得所述無人機的理想姿態；

第三獲取模塊，用于獲取所述無人機的實際姿態；

第二獲得模塊，用于根據所述理想姿態和所述實際姿態，獲得所述無人機的巡檢控制信息，具體用于：根據所述理想姿態和所述實際姿態，獲得所述無人機的理想角速度；獲得所述無人機的實際角速度；根據所述理想角速度和所述實際角速度，獲得所述無人機的巡檢控制信息，通過設計二階串級PID控制器，來獲得無人機的巡檢控制信息，包括外環角度控制器和內環角速度控制器，理想姿態和實際姿態作為外環角度控制器的輸入，輸出理想角速度；理想角速度和實際角速度作為內環角速度控制器的輸入，輸出無人機的巡檢控制信息；

巡檢模塊，用于基于所述巡檢控制信息，使所述無人機進行自動巡檢，在控制時將四旋翼無人機分為欠驅動控制通道和全驅動控制通道。

5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述第三獲取模塊還用于：

獲得所述無人機的第一姿態數據；

獲得姿態修正數據；

根據所述第一姿態數據和所述姿態修正數據，獲取所述無人機的實際姿態。

6.如權利要求4-5任一項所述的系統，其特征在于，還包括：

采用路徑規劃算法對所述理想位置信息進行修正。