[发明专利]一种对称布局多旋翼无人机动态受力中心位置的检测方法

说明书

本发明公开了一种对称布局多旋翼无人机动态受力中心位置的检测方法，包括步骤：(1)无人机静止，采集旋翼面几何中心位置信息，得到几何中心位置图形方程；(2)人机起飞任意飞行，利用图形方程得到无人机重心位置信息，以动态矢量空间坐标点形式记录；(3)采集无人机各旋翼转速和空间姿态位置信息，提取二者数据特征，得到无人机飞行轨迹方程和空间姿态方程；(4)利用空间姿态方程结合几何中心位置图形方程，得到无人机动态受力中心位置方程；(5)将重心的动态空间矢量坐标和动态受力中心位置的动态空间矢量坐标进行实时比较，得到二者的动态变化关系；(6)飞行控制系统实时处理比对二者动态关系，协助无人机进行姿态调整。

技术领域

本发明涉及飞行器参数采集研究领域，具体涉及一种对称布局多旋翼无人机动态受力中心位置的检测方法。

背景技术

近年来，随着计算机技术、自动控制技术和高性能传感器技术的发展，无人机在农业、民用、工业和军事领域受到普遍关注并得到了大力的发展。目前，无人机种类繁多，有固定翼、单旋翼、多旋翼、无人飞艇、无人伞翼机等，其中多旋翼无人机从结构角度细分，可分为对称布局和非对称布局两种，对称布局的多旋翼无人机因其便于操作上手又最为常见。

同时，随着对称布局的多旋翼无人机的普及，对称布局的多旋翼无人机飞行的安全稳定性越来越得到重视，作为无人机的“大脑”，飞行控制系统也愈发的凸显出其重要性。飞行控制系统能够实时采集各传感器测量的飞行状态数据、接收命令及数据，经计算处理，输出控制指令给执行机构，同时将无人机的状态数据及工作状态参数实时送回地面测控站。飞行控制系统是保证无人机飞行稳定的关键，因此得到对称布局的多旋翼无人机飞行状态的准确数据，便显得尤为重要。

对称布局的多旋翼无人机的动态受力中心是对称布局的多旋翼无人机所有旋翼升力的合力作用在无人机机体上的一个作用点，受力中心的位置随着无人机飞行参数及姿态的改变不断动态变化着，对于对称布局的多旋翼无人机的稳定性影响极其显著。现有飞行控制系统测得的对称布局的多旋翼无人机飞行状态数据种类较少，大多集中在旋翼转速、控制电流、地磁角度等层面，并未从每架对称布局的多旋翼无人机自身独特的结构特点出发，缺乏动态受力中心位置研究，同样对于对称布局的多旋翼无人机重心和动态受力中心二者动态关系的研究较少。以上原因导致飞行控制系统和对称布局的多旋翼无人机不能完美的契合在一起，对称布局的多旋翼无人机的飞行还总是存在给种各样的小问题。那么设计一种对称布局多旋翼无人机动态受力中心位置的检测方法便具有显著的科学意义。

发明内容

本发明为了克服目前现有技术存在的不足，针对对称布局的多旋翼无人机动态变化中的稳定性问题，提供了一种对称布局多旋翼无人机动态受力中心位置的检测方法。能够准确得到对称布局的多旋翼无人机的动态受力中心位置，以辅助飞行控制系统更好操控对称布局的多旋翼无人机飞行状态。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种对称布局多旋翼无人机动态受力中心位置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对称布局的多旋翼无人机静止，采集无人机旋翼面几何中心位置信息，得到具体旋翼面区域内几何中心位置图形方程；

(2)对称布局的多旋翼无人机起飞任意飞行，利用几何中心位置图形方程得到无人机重心位置信息，以动态矢量空间坐标点形式记录；

(3)利用传感器实时采集无人机各旋翼转速和空间姿态位置信息，提取二者数据特征，得到无人机飞行轨迹方程和空间姿态方程；

(4)利用得到的空间姿态方程结合旋翼面区域内几何中心位置图形方程，得到无人机动态受力中心位置方程，并将动态受力中心位置转换为动态矢量空间坐标点形式记录；

(5)将重心的动态空间矢量坐标和动态受力中心位置的动态空间矢量坐标进行实时比较，得到二者的动态变化关系；