[發(fā)明專利]飛行模擬方法、裝置、電子設(shè)備及無人機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010592305.1
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111694376A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張?zhí)肀?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市道通智能航空技術(shù)有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 深圳市六加知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 李于明

1.一種飛行模擬方法，其特征在于，包括：

實時監(jiān)測是否出現(xiàn)模式切換指令；

在監(jiān)測到所述模式切換指令時，鎖定無人機的動力裝置；

將所述無人機接收到的飛行控制指令傳輸至預(yù)設(shè)的飛行模擬模型；

通過所述飛行模擬模型生成與所述飛行控制指令對應(yīng)的模擬數(shù)據(jù)；

基于所述模擬數(shù)據(jù)，展示所述無人機在所述飛行控制指令下的模擬飛行狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述飛行模擬模型包括：用于模擬所述無人機的飛行狀態(tài)的飛行動力學(xué)模型以及用于模擬所述無人機的傳感器檢測數(shù)據(jù)的傳感器模型；

所述由所述飛行模擬模型生成與所述飛行控制指令對應(yīng)的模擬數(shù)據(jù)，具體包括：

通過所述飛行動力學(xué)模型生成與所述飛行控制指令對應(yīng)的模擬飛行狀態(tài)，所述模擬飛行狀態(tài)由若干種模擬狀態(tài)數(shù)據(jù)表示；

將若干種所述模擬狀態(tài)輸入所述傳感器模型；

根據(jù)輸入的所述模擬狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過所述傳感器模型生成對應(yīng)的若干種模擬檢測數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述模擬狀態(tài)數(shù)據(jù)包括模擬姿態(tài)角，模擬飛行軌跡以及動力裝置的模擬輸出；

所述模擬檢測數(shù)據(jù)包括定位模擬數(shù)據(jù)，視覺模擬數(shù)據(jù)，超聲模擬數(shù)據(jù)，氣壓模擬數(shù)據(jù)，慣性測量單元模擬數(shù)據(jù)以及磁力計模擬數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將所述無人機接收到的飛行控制指令傳輸至預(yù)設(shè)的飛行模擬模型，具體包括：

將來自遙控設(shè)備的飛行控制指令轉(zhuǎn)換為用于控制動力裝置的控制信號；

向所述飛行模擬模型輸入所述控制信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述通過所述飛行動力學(xué)模型，生成與所述飛行控制指令對應(yīng)的，用于模擬所述無人機的飛行狀態(tài)的若干種模擬狀態(tài)數(shù)據(jù)，具體包括：

根據(jù)所述控制信號，計算所述動力裝置的模擬輸出；

根據(jù)所述動力裝置的模擬輸出，計算所述模擬姿態(tài)角；

根據(jù)所述模擬姿態(tài)角以及所述模擬輸出，計算所述模擬飛行軌跡。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述模擬姿態(tài)角包括模擬滾轉(zhuǎn)角、模擬俯仰角以及模擬偏航角；

所述根據(jù)所述動力裝置的模擬輸出，計算所述模擬姿態(tài)角，具體包括：

根據(jù)所述模擬輸出，計算所述無人機的滾轉(zhuǎn)軸控制力矩，俯仰軸控制力矩以及偏轉(zhuǎn)軸控制力矩；

根據(jù)所述滾轉(zhuǎn)軸控制力矩，俯仰軸控制力矩以及偏轉(zhuǎn)軸控制力矩計算所述滾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角速度，俯仰軸旋轉(zhuǎn)角速度以及偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角速度；

根據(jù)所述滾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角速度，俯仰軸旋轉(zhuǎn)角速度以及偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角速度和轉(zhuǎn)換矩陣，計算所述模擬滾轉(zhuǎn)角、模擬俯仰角以及模擬偏航角。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述模擬姿態(tài)角以及所述模擬輸出，計算所述模擬飛行軌跡，具體包括：

根據(jù)所述模擬姿態(tài)角以及所述模擬輸出，計算所述無人機在機體坐標(biāo)系中的模擬加速度；

對所述模擬加速度積分，獲得在所述機體坐標(biāo)系中的第一模擬速度；

通過旋轉(zhuǎn)矩陣，將所述第一模擬速度轉(zhuǎn)換為在地面坐標(biāo)系中的第二模擬速度；

對所述第二模擬速度積分，獲得所述無人機在地面坐標(biāo)系中的位置信息。

8.一種飛行模擬裝置，其特征在于，包括：

監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測是否出現(xiàn)模式切換指令；

模式切換模塊，用于在監(jiān)測到所述模式切換指令時，鎖定無人機的動力裝置；

飛行模擬模塊，用于將所述無人機接收到的飛行控制指令傳輸至預(yù)設(shè)的飛行模擬模型；并且由所述飛行模擬模型生成與所述飛行控制指令對應(yīng)的模擬數(shù)據(jù)；

展示模塊，用于基于所述模擬數(shù)據(jù)，展示所述無人機在所述飛行控制指令下的模擬飛行狀態(tài)。