[發(fā)明專利]一種大氣電場探測多旋翼無人機及其測量方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110251457.X | 申請日： | 2021-03-08 |
| 公開（公告）號： | CN113126181B | 公開（公告）日： | 2023-04-18 |
| 發(fā)明（設計）人： | 楊庚子;吳婷婷;李天文;呂磊;劉燕;王宣婷;吳佳佳 | 申請（專利權）人： | 昆明理工大學 |
| 主分類號： | G01W1/08 | 分類號： | G01W1/08;G01R29/08;B64U10/14;B64U101/00 |
| 代理公司： | 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215 | 代理人： | 王鵬飛 |
| 地址： | 650093 云*** | 國省代碼： | 云南;53 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 大氣 電場 探測 多旋翼 無人機 及其 測量方法 | ||
1.一種大氣電場探測多旋翼無人機，其特征在于：包括多旋翼無人機、激勵源接口電路(13)、電場測量模塊、信號采集模塊(9)、DSP數(shù)據處理模塊(10)、保護殼(3)和十字安裝支架(8)；
所述十字安裝支架(8)位于多旋翼無人機的中心位置；
所述電場測量模塊由四個壓電陶瓷部件組成，四個壓電陶瓷部件分別固定在十字安裝支架(8)上；
所述壓電陶瓷部件上均安裝有保護殼(3)；
所述信號采集模塊(9)、DSP數(shù)據處理模塊(10)均固定在安裝支架(12)的中心處；
所述安裝支架(12)固定在多旋翼無人機的中心處；
所述電場測量模塊與激勵源接口電路(13)連接，激勵源接口電路(13)設置在十字安裝支架(8)的中心處；
所述電場測量模塊與信號采集模塊(9)和DSP數(shù)據處理模塊(10)連接；
所述安裝支架(12)高度為100mm；
所述保護殼(3)是ABS高分子材料制成；
所述壓電陶瓷部件由壓電陶瓷內片(1)、壓電陶瓷外片(2)組成，壓電陶瓷內片(1)裝在壓電陶瓷外片(2)上；
所述壓電陶瓷外片(2)上設有螺釘固定槽(4)；
所述壓電陶瓷內片(1)由外電極(5)、內電極(6)、絕緣層(7)組成，內電極(6)位于外電極(5)內，絕緣層(7)設置在外電極(5)上，所述內電極(6)、外電極(5)、絕緣層(7)之間通過激光焊接連接；
利用所述的大氣電場探測多旋翼無人機進行電場強度測量的方法，具體步驟為：
Step1：操作大氣電場探測多旋翼無人機飛行至待測區(qū)域，待無人機飛行穩(wěn)定后，開始向電場測量模塊發(fā)出信號；
Step2：激勵源接口電路(13)開始測量壓電陶瓷的諧振頻率，并給電場測量模塊外壓電層一個頻率可以改變的信號，使電場測量模塊中的雙電極電容式靜電場傳感器中的內外壓電層構成的電容器的電容值達到穩(wěn)定；
在電場環(huán)境中，當有外界靜電場影響時，電場測量模塊輸出表征電場強度的信號；
Step3：信號采集模塊(9)對電場測量模塊所輸出的表征電場強度的信號進行采集，通過信號放大和A/D轉換處理，得到測量出的數(shù)據并把數(shù)據發(fā)送到DSP數(shù)據處理模塊(10)；
Step4：DSP數(shù)據處理模塊(10)根據數(shù)據利用公式對電場強度進行計算，并將計算得到的電場強度值進行存儲；
式中，E為電場強度，CP為電場測量模塊包含的外部電容，d為壓電陶瓷厚度，C1、C2分別為在外界靜電場影響下，壓電陶瓷部件電容的最大值、最小值；
Step5：無人機著陸后，對無人機內部儲存數(shù)據進行數(shù)據采集，得到測量的大氣電場強度。
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