[发明专利]一种无人机实时飞行风向监测装置、监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种无人机实时飞行风向监测装置、监测系统及监测方法，其中，所述风向监测装置安装在无人机机体的上方，包括安装支架、设置在安装支架上方的球型笼以及设置在球型笼内的飞行风向标；所述安装支架包括位于下部的机体安装座、位于中部的支撑杆以及位于上部的万向球外壳和设置在万向球壳内的万向球球珠；所述飞行风向标包括头部、红外发射器、尾翼、水平杆以及竖向连接杆；所述球型笼笼体的内壁上与所述红外发射器配合地设有多个红外接收器，多个红外发射器和红外接收器与无人机的数据存储模块连接。该风向监测装置能够对无人机的当前的风向进行实时监测，并无人机实现更好的飞行计划提供参考。

技术领域

本发明涉及无人机，具体涉及一种无人机实时飞行风向监测装置、包括该飞行风向监测装置的无人机飞行控制系统以及无人机实时飞行风向监测方法。

背景技术

随着航空航天技术、电子信息技术和新型材料的发展和应用，无人机作为一种高度自动化、智能化的装备，鉴于其独有的体积小、重量轻、造价低廉、用途广泛及空勤保障简单、零伤亡、不受人生理条件限制等诸多优点，在农林植保、航拍、安防、电力、物流等领域被广泛应用。

其中，在无人机的飞行过程中，风是对于飞行器飞行特性影响极其严重的一种大气运动特性，无人机在空间飞行时所受的风向并非单独的自然风向(相对于地面的风向)，还包括相对于无人机机体自身产生的风向。由于无人机本身能量低，操纵性能也差，风向对它的影响就更大，对无人机的能源损耗更加严重，对飞行安全也会造成更大的威胁，因此试设想：如果在无人机飞行过程中能实时准确探测出相对于无人机飞行风场流向，那么就能够根据该风场流向实时地对无人机的飞行姿态以及飞行路线进行调整纠偏，这样既能够降低无人机的能量损耗，又能够提高无人机自身对大气扰动的鲁棒性，提高无人机飞行的稳定性，从而增强了无人机的生存能力，此外，当了解确切的飞行风场流向后，对于航空气象探测、农业勘探、环境保护、林火交通监测和海洋土地调查等领域也具有重大作用。而现有的风向测量都是测地面上的风向，没有测无人机机体的实际风向，因此开展无人机机体实际空间风向的测定研究对航空航天以及工农业生产具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机实时飞行风向监测装置，该飞行风向监测装置能够实时准确地测定出无人机飞行过程中的实时飞行风向。

本发明的第二个目的在于提供一种包括上述无人机实时飞行风向监测装置的无人机实时飞行风向监测系统，该飞行风向控制系统能够对无人机的当前的风向进行监测并能够根据监测的结果辅助无人机更好地操控其飞行状态，为无人机飞行策略提供参考。

本发明的第三个目的在于提供一种无人机实时飞行风向监测方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种无人机实时飞行风向监测装置，该无人机实时飞行风向监测装置安装在无人机机体的上方，包括安装支架、设置在安装支架上方的球型笼以及设置在球型笼内的飞行风向标；

其中，所述安装支架包括位于下部的机体安装座、位于中部的支撑杆以及位于上部的万向球外壳和设置在万向球壳内的万向球球珠；所述飞行风向标包括头部、设置在头部上的红外发射器、尾翼、水平杆以及竖向连接杆，其中，所述水平杆设置在头部和尾翼之间，所述竖向连接杆的一端与水平杆垂直连接，另一端与所述万向球球珠连接；所述球型笼笼体的内壁上设置有多个与所述红外发射器配合的红外接收器，所述红外发射器和多个红外接收器分别与无人机的数据存储模块连接。

优选地，所述尾翼由竖直板和与竖直板垂直的水平板构成，其中，所述竖直板用于监测二维的风向，所述水平板用于监测高度方向上的空间第三维的风向，从而，由该尾翼构成的飞行风向标能够监测三维空间的方向，相对于传统的只能监测平面二维风向的飞行风向标而言，风向信息监测更全面、真实。