[發(fā)明專利]一種無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810358981.5
• 申請(qǐng)日: 2018-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN108519497B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李繼宇;姚偉祥;蘭玉彬;李一凡;展義龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01P13/02
• 分類號(hào): G01P13/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅偉富

本發(fā)明公開了一種無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，其中，所述風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置安裝在無人機(jī)機(jī)體的上方，包括安裝支架、設(shè)置在安裝支架上方的球型籠以及設(shè)置在球型籠內(nèi)的飛行風(fēng)向標(biāo)；所述安裝支架包括位于下部的機(jī)體安裝座、位于中部的支撐桿以及位于上部的萬向球外殼和設(shè)置在萬向球殼內(nèi)的萬向球球珠；所述飛行風(fēng)向標(biāo)包括頭部、紅外發(fā)射器、尾翼、水平桿以及豎向連接桿；所述球型籠籠體的內(nèi)壁上與所述紅外發(fā)射器配合地設(shè)有多個(gè)紅外接收器，多個(gè)紅外發(fā)射器和紅外接收器與無人機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接。該風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置能夠?qū)o人機(jī)的當(dāng)前的風(fēng)向進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并無人機(jī)實(shí)現(xiàn)更好的飛行計(jì)劃提供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)，具體涉及一種無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置、包括該飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)以及無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

隨著航空航天技術(shù)、電子信息技術(shù)和新型材料的發(fā)展和應(yīng)用，無人機(jī)作為一種高度自動(dòng)化、智能化的裝備，鑒于其獨(dú)有的體積小、重量輕、造價(jià)低廉、用途廣泛及空勤保障簡(jiǎn)單、零傷亡、不受人生理?xiàng)l件限制等諸多優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)林植保、航拍、安防、電力、物流等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

其中，在無人機(jī)的飛行過程中，風(fēng)是對(duì)于飛行器飛行特性影響極其嚴(yán)重的一種大氣運(yùn)動(dòng)特性，無人機(jī)在空間飛行時(shí)所受的風(fēng)向并非單獨(dú)的自然風(fēng)向(相對(duì)于地面的風(fēng)向)，還包括相對(duì)于無人機(jī)機(jī)體自身產(chǎn)生的風(fēng)向。由于無人機(jī)本身能量低，操縱性能也差，風(fēng)向?qū)λ挠绊懢透螅瑢?duì)無人機(jī)的能源損耗更加嚴(yán)重，對(duì)飛行安全也會(huì)造成更大的威脅，因此試設(shè)想：如果在無人機(jī)飛行過程中能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確探測(cè)出相對(duì)于無人機(jī)飛行風(fēng)場(chǎng)流向，那么就能夠根據(jù)該風(fēng)場(chǎng)流向?qū)崟r(shí)地對(duì)無人機(jī)的飛行姿態(tài)以及飛行路線進(jìn)行調(diào)整糾偏，這樣既能夠降低無人機(jī)的能量損耗，又能夠提高無人機(jī)自身對(duì)大氣擾動(dòng)的魯棒性，提高無人機(jī)飛行的穩(wěn)定性，從而增強(qiáng)了無人機(jī)的生存能力，此外，當(dāng)了解確切的飛行風(fēng)場(chǎng)流向后，對(duì)于航空氣象探測(cè)、農(nóng)業(yè)勘探、環(huán)境保護(hù)、林火交通監(jiān)測(cè)和海洋土地調(diào)查等領(lǐng)域也具有重大作用。而現(xiàn)有的風(fēng)向測(cè)量都是測(cè)地面上的風(fēng)向，沒有測(cè)無人機(jī)機(jī)體的實(shí)際風(fēng)向，因此開展無人機(jī)機(jī)體實(shí)際空間風(fēng)向的測(cè)定研究對(duì)航空航天以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置，該飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定出無人機(jī)飛行過程中的實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種包括上述無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置的無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該飛行風(fēng)向控制系統(tǒng)能夠?qū)o人機(jī)的當(dāng)前的風(fēng)向進(jìn)行監(jiān)測(cè)并能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果輔助無人機(jī)更好地操控其飛行狀態(tài)，為無人機(jī)飛行策略提供參考。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置，該無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置安裝在無人機(jī)機(jī)體的上方，包括安裝支架、設(shè)置在安裝支架上方的球型籠以及設(shè)置在球型籠內(nèi)的飛行風(fēng)向標(biāo)；

其中，所述安裝支架包括位于下部的機(jī)體安裝座、位于中部的支撐桿以及位于上部的萬向球外殼和設(shè)置在萬向球殼內(nèi)的萬向球球珠；所述飛行風(fēng)向標(biāo)包括頭部、設(shè)置在頭部上的紅外發(fā)射器、尾翼、水平桿以及豎向連接桿，其中，所述水平桿設(shè)置在頭部和尾翼之間，所述豎向連接桿的一端與水平桿垂直連接，另一端與所述萬向球球珠連接；所述球型籠籠體的內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)與所述紅外發(fā)射器配合的紅外接收器，所述紅外發(fā)射器和多個(gè)紅外接收器分別與無人機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接。

優(yōu)選地，所述尾翼由豎直板和與豎直板垂直的水平板構(gòu)成，其中，所述豎直板用于監(jiān)測(cè)二維的風(fēng)向，所述水平板用于監(jiān)測(cè)高度方向上的空間第三維的風(fēng)向，從而，由該尾翼構(gòu)成的飛行風(fēng)向標(biāo)能夠監(jiān)測(cè)三維空間的方向，相對(duì)于傳統(tǒng)的只能監(jiān)測(cè)平面二維風(fēng)向的飛行風(fēng)向標(biāo)而言，風(fēng)向信息監(jiān)測(cè)更全面、真實(shí)。