[发明专利]无人机闭环控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种无人机闭环控制系统，其特征在于，包括：

无人机；

飞行遥控装置，用于控制所述无人机做飞行运动；

在无人机的机载平台上的不同部位设置有若干个声波发射器，在无人机飞行过程中，所述声波发射器和无人机分别实时同步发射声波信号和同步命令信号；

多个声波接收器和计时器，其中所述声波接收器用于在接收到同步命令信号时启动计时器，并在接收到声波信号时关闭计时器，以确定声波信号从各个声波发射器到各个声波接收器的传送时间；

闭环控制系统处理器，用于基于声波信号从各个声波发射器到各个声波接收器的传送时间和测定的声波信号在空间中的传播速度，确定各个声波发射器与各个声波接收器之间的直线距离，并根据各个声波发射器与各个声波接收器之间的直线距离实时确定各个声波发射器的位置，以及根据各个声波发射器的位置确定无人机的位置。

2.如权利要求1所述的无人机闭环控制系统，其特征在于，所述飞行遥控装置包括：地面遥控器和设置于无人机上的飞行控制器；

其中，所述地面遥控器用于将所述闭环控制系统处理器生成的遥控指令发送至所述飞行控制器；所述飞行控制器用于基于接收到的遥控指令控制无人机做飞行运动。

3.如权利要求2所述的无人机闭环控制系统，其特征在于，在无人机飞行过程中，所述无人机通过所述飞行控制器的无线通信功能发射同步命令信号。

4.如权利要求2所述的无人机闭环控制系统，其特征在于，所述闭环控制系统处理器还用于在无人机飞行过程中，将实时得到的无人机的位置作为控制反馈量与预设轨迹作比对以得到动态误差量，并根据该动态误差量修正所述遥控指令。

5.如权利要求1所述的无人机闭环控制系统，其特征在于，所述声波发射器和无人机分别实时同步发射声波信号和同步命令信号是指：所述声波发射器和无人机分别同时发射声波信号和同步命令信号；或者，所述声波发射器发射声波信号的时间与无人机发射同步命令信号的时间具有相对时延。

6.如权利要求1所述的无人机闭环控制系统，其特征在于，所述计时器设置于各个声波接收器中或者设置于闭环控制系统处理器中。

7.如权利要求6所述的无人机闭环控制系统，其特征在于，所述闭环控制系统处理器与各个声波接收器之间通过信息通道进行通信；若所述计时器设置于所述闭环控制系统处理器中，当声波接收器接收到同步命令信号时通过所述信息通道触发闭环控制系统处理器中的计时器开始计时，当声波接收器接收到声波信号后通过所述信息通道触发闭环控制系统处理器关闭所述计时器。

8.一种无人机闭环控制方法，用于权利要求1所述的无人机闭环控制系统，其特征在于，无人机闭环控制方法包括如下步骤：

在无人机飞行运动过程中，所述声波发射器和无人机分别实时同步发射声波信号和同步命令信号；

所述声波接收器在接收到同步命令信号时启动计时器，并在接收到声波信号时关闭计时器，以确定声波信号从各个声波发射器到各个声波接收器的传送时间；

测定声波信号在空间中的传播速度；

闭环控制系统处理器基于声波信号从各个声波发射器到各个声波接收器的传送时间和测定的声波信号在空间中的传播速度，确定各个声波发射器与各个声波接收器之间的直线距离；

闭环控制系统处理器根据各个声波发射器与各个声波接收器之间的直线距离实时确定各个声波发射器的位置，以及根据各个声波发射器的位置确定无人机的位置。

9.如权利要求8所述的无人机闭环控制方法，其特征在于，所述飞行遥控装置包括：地面遥控器和设置于无人机上的飞行控制器；该无人机闭环控制方法还包括如下步骤：

所述地面遥控器将所述闭环控制系统处理器生成的遥控指令发送至所述飞行控制器；

所述飞行控制器基于接收到的遥控指令控制无人机做飞行运动。

10.如权利要求8所述的无人机闭环控制方法，其特征在于，所述无人机通过所述飞行控制器的无线通信功能发射同步命令信号。