[發(fā)明專利]確定空速的系統(tǒng)和方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780094560.X
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN111065890A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張富;商志猛
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

確定可移動物體(100)的空速的方法包括校準過程，以確定施加在可移動物體(100)上的力與可移動物體(100)的空速之間的關(guān)系。確定在可移動物體(100)移動時施加在可移動物體(100)上的力，并且基于所確定的力和關(guān)系來確定可移動物體(100)的空速。

版權(quán)聲明

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技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及飛行儀表，更具體地，涉及確定空中物體的空速的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

無人駕駛飛行器(“UAV”)有時被稱為“無人機”，包括可以由用戶遠程操作或編程用于自動飛行的各種尺寸和配置的無人駕駛飛機。UAV可以用于許多目的，其經(jīng)常用于各種個人、商業(yè)和戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用。例如，UAV可以配備有成像設(shè)備，例如相機、攝像機等。配備有成像設(shè)備的UAV除了愛好者和出于娛樂目的而受到歡迎之外，還特別用于監(jiān)視、國防和專業(yè)攝像行業(yè)等。

與其他飛行器(例如載人航空器和直升機)類似，UAV的飛行特性在很大程度上取決于UAV相對于空氣的速度(空速)。例如，必須控制固定翼UAV以某個閾值空速或高于某個閾值空速飛行，以便UAV的機翼可以產(chǎn)生充足的升力以使UAV保持在空中。必須控制多軸直升機UAV低于最大安全前進空速飛行，以避免諸如后行葉片失速之類不必要的情況。因此，準確確定空速對于UAV的安全和有效操作是必要的。

利用傳統(tǒng)技術(shù)，可以基于查找表來估計UAV的空速，查找表將UAV的姿態(tài)(其指示UAV相對于水平面的取向，并且可以包括相對于水平地面的偏航角、俯仰角和橫滾角)映射到水平空速。查找表通常在校準過程期間創(chuàng)建，其間UAV在固定高度以預(yù)定姿態(tài)和穩(wěn)定速度并且在沒有氣流的環(huán)境中飛行(例如完全封閉的室內(nèi)環(huán)境)。當沒有風時，UAV的地速被認為是它的水平空速。可以基于用全球定位系統(tǒng)(GPS)測量的UAV水平位置的改變來確定UAV的地速。在用不同的姿態(tài)重復(fù)測試之后創(chuàng)建查找表，以反映姿態(tài)和空速(或地速)之間的對應(yīng)關(guān)系。在操作中，查找表用于基于UAV的姿態(tài)估計UAV的空速。

這種傳統(tǒng)方法有其限制。首先，在無風環(huán)境中生成的查找表不能準確地反映在有風的環(huán)境(例如室外環(huán)境)中姿態(tài)和空速之間的關(guān)系。其次，查找表僅反映姿態(tài)與穩(wěn)定的空速之間的對應(yīng)關(guān)系。換句話說，它無法在UAV以某種姿態(tài)達到穩(wěn)定速度之前指示空速。例如，當UAV爬升、下降、加速或減速時，查找表不能用于估計過渡期間的空速。

因此，需要提供改進的空速估計，從而改進飛行操作。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開，提供了一種確定可移動物體的空速的方法。方法包括校準過程，以確定施加在可移動物體上的力與可移動物體的空速之間的關(guān)系。確定在可移動物體移動時施加在可移動物體上的力，并且基于所確定的力和關(guān)系來確定可移動物體的空速。

根據(jù)本公開，提供了一種可移動物體，包括：存儲器，存儲空速與施加在可移動物體上的力之間的關(guān)系；第一傳感器，感測施加在可移動物體上的力；以及處理器，被配置為基于所述關(guān)系和可移動物體上所感測的力來確定可移動物體的空速。

根據(jù)本公開，還提供了一種可移動物體，包括：一個或多個螺旋槳；電子速度控制模塊，被配置為確定一個或多個螺旋槳的轉(zhuǎn)速；加速度計，被配置為檢測由可移動物體接收的一個或多個力；姿態(tài)檢測單元，包括磁力計、陀螺儀或慣性測量單元中的至少一個；氣壓計，被配置為提供用于確定空氣密度的信息；存儲器，存儲空速與施加在可移動物體上的力之間的關(guān)系；以及處理器，被配置為基于所述關(guān)系、檢測到的力、轉(zhuǎn)速、由姿態(tài)檢測單元檢測到的姿態(tài)來確定可移動物體的空速。

應(yīng)理解，前面的一般性描述和下面的詳細描述都只是示例性和說明性的，并不是對權(quán)利要求中所限定的公開實施例的限制。

附圖說明