[發明專利]無人機載荷自識別與參數自匹配方法及地面自適應系統

有效

• 申請號: 201710147178.2
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107024937B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 劉奇;沈順明;張俊鋒;帥率
• 申請（專利權）人: 武漢飛流智能技術有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

本發明公開了一種無人機載荷自識別與參數自匹配方法及地面自適應系統，當載荷搭載到無人機上后，由無人機的飛行控制器向載荷發送查詢指令，載荷根據查詢指令向飛行控制器發送應答信息，飛行控制器從接收到的應答信息中解析出載荷編號，實現無人機載荷類型的自動識別；參數自匹配方法基于載荷自動識別，若未識別出載荷編號，則以空載下的飛行姿態控制參數作為當前控制參數，若識別出載荷編號x，則調取第x組控制參數P_x來控制無人機進行動力匹配以及飛行姿態調整；基于載荷自動識別功能的地面自適應系統則可自動激活載荷所對應的控制界面、屏蔽與當前載荷無關的界面，為多機協同的集群控制方式提供了更好解決方案。

技術領域

本發明屬于多旋翼無人機技術領域，更具體地，涉及一種無人機載荷自識別與參數自匹配方法及地面自適應系統。

背景技術

無人機的姿態控制多采用PID控制原理，通過無人機三軸方向各自的P(比例)、I(積分)、D(微分)三個控制參數(簡稱PID參數)來調節無人機的姿態穩定性；三軸即無人機的俯仰軸、橫滾軸、自轉軸，每個軸向上的PID參數均與無人機整體的重量、重心位置、結構特征、動力性能有關，若某個軸向上的PID參數不匹配，則可能會影響到無人機的飛行穩定性，導致無人機飛行時出現姿態抖動，來回晃動，抗風性能變差等現象。

現有技術中，對于批量生產的標準化功能的無人機，其功能、結構、所搭載的任務載荷是確定的，通常是在出廠前將調校好的三軸方向的參數存入無人機飛行控制器；其優點在于用戶可以免調試直接使用，但是這套參數只適應單一的場景，功能上不具備可擴展性；對于定制化的無人機，用戶可以自行組裝，根據需求搭配任務載荷以實現不同的功能；但由于不同的載荷其重量、重心不同，不同的載荷掛載到無人機上后，對整機的重心、重量所產生的影響不同；若更換載荷后不做參數調整直接起飛執行任務，將會影響整機的飛行穩定性；現有技術在更換載荷后的調整是通過對無人機的飛行控制器重新寫入PID參數來實現的，而未實現在更換載荷后自動地進行控制參數匹配。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種無人機載荷自識別與參數自匹配方法及地面自適應系統；其目的在于實現無人機對所搭載載荷的自動識別以及控制參數自動匹配，以解決標準化的無人機不具備功能擴展性、定制化的無人機在更換載荷后不具備控制參數自動調整功能的問題，以使得一套無人機可適配多種載荷，并且不需要進行任何現場設置就能發揮出最佳飛行穩定性。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種無人機載荷自識別方法，當載荷搭載到無人機上，由無人機的飛行控制器向載荷發送查詢指令，載荷根據接收到的查詢指令向飛行控制器發送包含載荷編號的應答信息，飛行控制器從接收到的應答信息中解析出載荷編號，實現無人機載荷的自動識別。

優選地，上述無人機載荷自識別方法，其查詢指令的幀格式為：幀頭、有效字節數、幀序號、系統號、組件號、指令碼、有效數據、校驗碼。

優選地，上述無人機載荷自識別方法，其應答消息的幀格式為：幀頭、有效字節數、幀序號、系統號、組件號、指令碼、有效數據、校驗碼；其中，有效數據包括載荷編號。

為實現本發明目的，按照本發明的另一個方面，提供了一種無人機地面自適應系統，包括主控模塊、無人機控制模塊、載荷控制模塊和界面控制模塊；無人機控制模塊、載荷控制模塊和界面控制模塊均與主控模塊相連；

其中，無人機控制模塊用于在主控模塊的控制下發送無人機飛行控制指令、獲取無人機飛行狀態數據；載荷控制模塊用于在主控模塊的控制下發送載荷控制指令、獲取載荷的傳感器數據；界面控制模塊用于在主控模塊的控制下根據當前無人機當前搭載的載荷打開當前載荷所對應的控制界面，并隱藏其他界面；主控模塊則用于根據外部輸入指令將系統任務分配到無人機控制模塊、載荷控制模塊或界面控制模塊，并管理全局參數和資源，存儲過程數據。