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多旋翼無人機(jī)及其電子羅盤的校準(zhǔn)方法、系統(tǒng)與流程

文檔序號(hào):11822370閱讀:2955來源:國知局
多旋翼無人機(jī)及其電子羅盤的校準(zhǔn)方法、系統(tǒng)與流程

本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù),具體涉及一種多旋翼無人機(jī)及其電子羅盤的校準(zhǔn)方法、系統(tǒng)。



背景技術(shù):

近年來,無人機(jī)技術(shù)獲得快速的發(fā)展,其中,多旋翼無人機(jī)是無人機(jī)的主要類型之一。多旋翼無人機(jī)依靠調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變旋翼轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)升力的變化,從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的各種飛行方式。

現(xiàn)有技術(shù)中,多旋翼無人機(jī)采用電子羅盤實(shí)現(xiàn)方位的辨別,由于電子羅盤對(duì)磁場(chǎng)環(huán)境非常敏感,易受周圍磁場(chǎng)影響,在使用前需要進(jìn)行校準(zhǔn)。一般在地面上校準(zhǔn)電子羅盤,分別將待機(jī)狀態(tài)下的無人機(jī)進(jìn)行水平、垂直旋轉(zhuǎn),得到不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,通過對(duì)該測(cè)量值的分析,對(duì)在周圍環(huán)境磁場(chǎng)干擾下的電子羅盤進(jìn)行了校準(zhǔn)。

現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于,多旋翼無人機(jī)起飛后,電機(jī)等機(jī)載設(shè)備開始工作,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)電子羅盤產(chǎn)生干擾,但是在這種情況下,未對(duì)電子羅盤進(jìn)行校準(zhǔn),導(dǎo)致電子羅盤方位辨別產(chǎn)生偏差。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提供一種多旋翼無人機(jī)及其電子羅盤的校準(zhǔn)方法、系統(tǒng),以解決在機(jī)載設(shè)備工作產(chǎn)生磁場(chǎng)干擾的情況下未對(duì)電子羅盤進(jìn)行校準(zhǔn)的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:

一種多旋翼無人機(jī)的電子羅盤的校準(zhǔn)方法,其特征在于,包括以下步驟:

進(jìn)行所述無人機(jī)的所述電子羅盤的地面校準(zhǔn);

控制所述無人機(jī)空中懸停;

接受空中校準(zhǔn)指令;

控制所述無人機(jī)原地旋轉(zhuǎn)至少一周,通過所述電子羅盤測(cè)得第一磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,并將其與預(yù)先存取的第一磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行比對(duì),得到第一比對(duì)結(jié)果,并完成所述空中校準(zhǔn)。

上述的電子羅盤的校準(zhǔn)方法,所述進(jìn)行所述無人機(jī)的所述電子羅盤的地面校準(zhǔn)的步驟包括:

進(jìn)行所述無人機(jī)的所述電子羅盤的地面水平校準(zhǔn);

進(jìn)行所述無人機(jī)的所述電子羅盤的地面垂直校準(zhǔn)。

上述的電子羅盤的校準(zhǔn)方法,所述進(jìn)行所述無人機(jī)的所述電子羅盤的地面水平校準(zhǔn)的步驟包括:

接受地面水平校準(zhǔn)指令;

將所述無人機(jī)水平放置,且以豎直方向?yàn)檩S心轉(zhuǎn)動(dòng)至少一周,通過所述電子羅盤測(cè)得第二磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,并將其與預(yù)先存取的第二磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行比對(duì),得到第二比對(duì)結(jié)果,并完成所述地面水平校準(zhǔn)。

上述的電子羅盤的校準(zhǔn)方法,所述進(jìn)行所述無人機(jī)的所述電子羅盤的地面垂直校準(zhǔn)的步驟包括:

接受地面垂直校準(zhǔn)指令;

將所述無人機(jī)垂直于水平面放置,且以豎直方向?yàn)檩S心轉(zhuǎn)動(dòng)至少一周,通過所述電子羅盤測(cè)得第三磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,并將其與預(yù)先存取的第三磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行比對(duì),得到第三比對(duì)結(jié)果,并完成所述地面垂直校準(zhǔn)。

上述的電子羅盤的校準(zhǔn)方法,所述第一磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值為電子羅盤檢測(cè)的所述無人機(jī)的機(jī)體內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度在水平面上的分量。

一種多旋翼無人機(jī)的電子羅盤的校準(zhǔn)系統(tǒng),包括:

地面校準(zhǔn)模塊,進(jìn)行所述無人機(jī)的所述電子羅盤的地面校準(zhǔn);

控制模塊,控制所述無人機(jī)空中懸停;

指令接收模塊,接受空中校準(zhǔn)指令;

空中處理模塊,控制所述無人機(jī)原地旋轉(zhuǎn)至少一周,通過所述電子羅盤測(cè)得第一磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,并將其與預(yù)先存取的第一磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行比對(duì),得到第一比對(duì)結(jié)果,并完成所述空中校準(zhǔn)。

一種多旋翼無人機(jī),包括所述一種多旋翼無人機(jī)的電子羅盤的校準(zhǔn)系統(tǒng)。

在上述技術(shù)方案中,本發(fā)明提供的電子羅盤的校準(zhǔn)方法,無人機(jī)懸停時(shí),其機(jī)載設(shè)備處于工作狀態(tài),此時(shí)控制無人機(jī)原地旋轉(zhuǎn)至少一周,如此,在該工作狀態(tài)下可對(duì)電子羅盤進(jìn)行校準(zhǔn),解除了電子羅盤實(shí)現(xiàn)方位辨別時(shí)產(chǎn)生偏差的可能性。

由于上述電子羅盤的校準(zhǔn)方法具有上述技術(shù)效果,包含該電子羅盤的校準(zhǔn)方法的多旋翼無人機(jī)以及電子羅盤的校準(zhǔn)系統(tǒng)也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一實(shí)施方式的電子羅盤的校準(zhǔn)方法的流程框圖;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一實(shí)施方式的電子羅盤的校準(zhǔn)方法的流程框圖;

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電子羅盤的地面水平校準(zhǔn)的狀態(tài)示意圖;

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的電子羅盤的地面水平校準(zhǔn)方法的流程框圖;

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的電子羅盤的地面垂直校準(zhǔn)的狀態(tài)示意圖;

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的電子羅盤的地面垂直校準(zhǔn)方法的流程框圖;

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一實(shí)施方式的電子羅盤的校準(zhǔn)系統(tǒng)的流程框圖。

附圖標(biāo)記說明:

1、地面校準(zhǔn)模塊;2、控制模塊;3、指令接收模塊;4、空中處理模塊。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)介紹。

如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多旋翼無人機(jī)的電子羅盤的校準(zhǔn)方法,包括以下步驟:

101、進(jìn)行無人機(jī)的電子羅盤的地面校準(zhǔn);

具體的,電子羅盤為無人機(jī)的方位辨別設(shè)備,包括三個(gè)相互垂直的磁阻傳感器,三個(gè)磁阻傳感器及其延伸方向分別代表空間直角坐標(biāo)系的X、Y、Z軸,三個(gè)磁阻傳感器可檢測(cè)該無人機(jī)機(jī)體內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度,地面校準(zhǔn)通過無人機(jī)在地面時(shí)的上下、左右以及前后的轉(zhuǎn)向,以達(dá)到讓無人機(jī)按操控人員預(yù)設(shè)的軌跡運(yùn)動(dòng),并在運(yùn)動(dòng)過程中通過磁阻傳感器持續(xù)檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度值。具體的,地面校準(zhǔn)包括檢測(cè)和糾正,進(jìn)一步詳細(xì)說明,地面校準(zhǔn)為對(duì)電子羅盤是否受到周圍磁場(chǎng)干擾進(jìn)行檢測(cè),若受干擾,則通過分析、計(jì)算對(duì)電子羅盤進(jìn)行調(diào)整,消除該磁場(chǎng)干擾,并提示地面校準(zhǔn)完畢;若不受干擾,直接提示地面校準(zhǔn)完畢。

102、控制無人機(jī)空中懸停;

具體的,懸停條件為無人機(jī)的機(jī)載設(shè)備以及動(dòng)力設(shè)備均處于工作狀態(tài)且無人機(jī)停留在一定高度,作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式,無人機(jī)的操作人員收到地面校準(zhǔn)完畢的提示后,通過無人機(jī)控制器對(duì)其進(jìn)行航前檢查、通電自檢以及啟動(dòng)檢測(cè)等步驟(具體方法不做贅述),并通過無人機(jī)控制器控制無人機(jī)起飛至一定高度,且使其懸停于該高度。可選的,也可以是當(dāng)無人機(jī)收到地面校準(zhǔn)完畢提示后,按照其校準(zhǔn)程序自動(dòng)執(zhí)行上述各步驟。

顯而易見,本實(shí)施例中的地面校準(zhǔn)提示可以來自無人機(jī)的控制器也可以來自無人機(jī)本身。

103、接受空中校準(zhǔn)指令;

具體的,空中校準(zhǔn)指令為對(duì)無人機(jī)及其校準(zhǔn)模塊實(shí)施控制的指令,優(yōu)選的,其來自無人機(jī)的控制器,如操作人員按下空中校準(zhǔn)按鍵時(shí),向無人機(jī)發(fā)送空中校準(zhǔn)指令,使檢測(cè)、糾正設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài),并觸發(fā)LED燈發(fā)藍(lán)光,提示操作人員已經(jīng)進(jìn)入可對(duì)電子羅盤進(jìn)行校準(zhǔn)的狀態(tài)??蛇x的,也可以是當(dāng)無人機(jī)懸停后,按照無人機(jī)的校準(zhǔn)程序自動(dòng)執(zhí)行上述各步驟。

104、控制無人機(jī)原地旋轉(zhuǎn)至少一周,通過電子羅盤測(cè)得第一磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,并將其與預(yù)先存取的第一磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行比對(duì),得到第一比對(duì)結(jié)果,并完成空中校準(zhǔn)。

具體的,第一磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值為通過電子羅盤測(cè)得的無人機(jī)機(jī)體內(nèi)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的總量,可以為電子羅盤上的某個(gè)磁阻傳感器測(cè)得的X、Y、Z軸上的磁場(chǎng)強(qiáng)度的分量,也可以為某兩個(gè)磁阻傳感器測(cè)得的XY、XZ、YZ面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度的分量。優(yōu)選的,當(dāng)無人機(jī)接收到來自無人機(jī)的控制器的空中校準(zhǔn)指令后,操作人員通過控制器控制無人機(jī)原地旋轉(zhuǎn)一周(大于等于一周均可),此時(shí)電子羅盤上的磁阻傳感器做切割磁感線運(yùn)動(dòng),由此,可以根據(jù)其工作原理(不做贅述)測(cè)得第一磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,將該測(cè)量值與存儲(chǔ)于無人機(jī)上的存儲(chǔ)設(shè)備中的第一磁場(chǎng)強(qiáng)度值(地磁場(chǎng)強(qiáng)度)作比較,若兩者之間的誤差在預(yù)設(shè)誤差值之內(nèi),即認(rèn)為電子羅盤未受因機(jī)載設(shè)備工作而產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響,空中校準(zhǔn)完畢;若兩者之間的誤差值在預(yù)設(shè)誤差值之外,即認(rèn)為電子羅盤受到因機(jī)載設(shè)備工作而產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響,則通過對(duì)檢測(cè)到的各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算對(duì)電子羅盤進(jìn)行調(diào)整,消除該磁場(chǎng)的影響,空中校準(zhǔn)完畢,LED燈由藍(lán)光轉(zhuǎn)為綠光??蛇x的,當(dāng)執(zhí)行完空中校準(zhǔn)指令后,無人機(jī)按照其校準(zhǔn)程序自動(dòng)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)一周及之后的各步驟。

在上述技術(shù)方案中,本發(fā)明提供的電子羅盤的校準(zhǔn)方法,無人機(jī)懸停時(shí),其機(jī)載設(shè)備處于工作狀態(tài),此時(shí)控制無人機(jī)原地旋轉(zhuǎn)至少一周,如此,在該工作狀態(tài)下可對(duì)電子羅盤進(jìn)行校準(zhǔn),解除了電子羅盤實(shí)現(xiàn)方位辨別時(shí)產(chǎn)生偏差的可能性。

如圖2所示,本實(shí)施例中,步驟101中,進(jìn)一步的,包括:

1011、進(jìn)行無人機(jī)的電子羅盤的地面水平校準(zhǔn);

1012、進(jìn)行無人機(jī)的電子羅盤的地面垂直校準(zhǔn)。

具體的,地面校準(zhǔn)分為兩步,地面水平校準(zhǔn)和地面垂直校準(zhǔn)。

如圖3-4所示,本實(shí)施例中,步驟1011中,進(jìn)一步的,包括:

10111、接受地面水平校準(zhǔn)指令;

具體的,地面水平校準(zhǔn)指令為控制校準(zhǔn)模塊進(jìn)入工作狀態(tài)的控制指令,優(yōu)選的,其來自無人機(jī)或者其無人機(jī)的控制器,如操控人員按下位于無人機(jī)或者無人機(jī)控制器上的水平校準(zhǔn)按鍵,檢測(cè)、糾正設(shè)備即進(jìn)入工作狀態(tài),觸發(fā)LED燈發(fā)藍(lán)光,此時(shí)人員可進(jìn)行地面水平校準(zhǔn)。

10112、將無人機(jī)水平放置,且以豎直方向?yàn)檩S心轉(zhuǎn)動(dòng)至少一周,通過電子羅盤測(cè)得第二磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,并將其與預(yù)先存取的第二磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行比對(duì),得到第二比對(duì)結(jié)果,并完成地面水平校準(zhǔn)。

具體的,無人機(jī)水平放置即表明XY面與水平面平行,因此,水平放置時(shí),第二磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值即為兩個(gè)磁阻傳感器測(cè)得的XY面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度的分量,優(yōu)選的,執(zhí)行完地面水平校準(zhǔn)指令后,操作人員手持無人機(jī),使其與水平面平行,并以自己為軸心轉(zhuǎn)動(dòng)一周(大于等于一周均可),此時(shí)電子羅盤上代表Z軸的磁阻傳感器未做切割磁感線運(yùn)動(dòng),X、Y做切割磁感線運(yùn)動(dòng),由此,可以根據(jù)其工作原理(不做贅述)測(cè)得XY面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度的分量,即為第二磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,通過對(duì)該測(cè)量值以及預(yù)存的第二磁場(chǎng)強(qiáng)度值的分析、計(jì)算對(duì)電子羅盤進(jìn)行地面水平校準(zhǔn)(具體方式參照步驟104實(shí)施方式),地面水平校準(zhǔn)完畢后,LED燈由藍(lán)光轉(zhuǎn)為綠光。

如圖5-6所示,本實(shí)施例中,步驟1012中,進(jìn)一步的,包括:

10121、接受地面垂直校準(zhǔn)指令;

10122、將無人機(jī)垂直于水平面放置,且以豎直方向?yàn)檩S心轉(zhuǎn)動(dòng)至少一周,通過電子羅盤測(cè)得第三磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,并將其與預(yù)先存取的第三磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行比對(duì),得到第三比對(duì)結(jié)果,并完成地面垂直校準(zhǔn)。

具體的,地面垂直校準(zhǔn)指令為操作人員觀察到LED燈由藍(lán)光轉(zhuǎn)為綠光,當(dāng)上述狀態(tài)發(fā)生時(shí),即可進(jìn)行地面垂直校準(zhǔn)。

無人機(jī)垂直于水平面放置即表明XZ或者YZ面與水平面平行,因此,垂直于水平面放置時(shí),第三磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值即為某兩個(gè)磁阻傳感器測(cè)得的XY面或者YZ面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度的分量,操作人員觀察到LED燈由藍(lán)光轉(zhuǎn)為綠光后,手持無人機(jī),將其與水平面垂直放置,之后的具體實(shí)施方式參照10112步驟中的實(shí)施方式,地面垂直校準(zhǔn)完畢,LED燈由綠光轉(zhuǎn)為白光,以此提示操作人員地面校準(zhǔn)完畢。

本實(shí)施例中,步驟104中,進(jìn)一步的,第一磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值為電子羅盤檢測(cè)的無人機(jī)的機(jī)體內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度在水平面上的分量。

具體的,即對(duì)無人機(jī)進(jìn)行空中水平校準(zhǔn)。

如圖5所示,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種多旋翼無人機(jī)的電子羅盤的校準(zhǔn)系統(tǒng),包括:

地面校準(zhǔn)模塊1,進(jìn)行無人機(jī)的電子羅盤的地面校準(zhǔn);

控制模塊2,控制無人機(jī)空中懸停;

指令接收模塊3,接受無人機(jī)的空中校準(zhǔn)指令;

空中處理模塊4,控制無人機(jī)原地旋轉(zhuǎn)至少一周,通過電子羅盤測(cè)得第一磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值,并將其與預(yù)先存取的第一磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行比對(duì),得到第一比對(duì)結(jié)果,并完成空中校準(zhǔn)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種多旋翼無人機(jī),包括:電子羅盤的校準(zhǔn)系統(tǒng)。

具體的,通過地面校準(zhǔn)模塊1對(duì)電子羅盤是否受到周圍磁場(chǎng)干擾進(jìn)行檢測(cè),若受干擾,則通過分析、計(jì)算對(duì)電子羅盤進(jìn)行調(diào)整,消除該磁場(chǎng)干擾,并提示地面校準(zhǔn)完畢;若不受干擾,直接提示地面校準(zhǔn)完畢。通過控制模塊2控制無人機(jī)飛至一定高度并停留于該高度。通過指令接收模塊3接收空中校準(zhǔn)指令,使檢測(cè)、糾正設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)。通過空中處理模塊4對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度值進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)該測(cè)得值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、計(jì)算完成干擾磁場(chǎng)對(duì)電子羅盤影響的糾正,空中校準(zhǔn)完成,具體標(biāo)新形式為L(zhǎng)ED燈由藍(lán)光轉(zhuǎn)為綠光。

由于上述電子羅盤的校準(zhǔn)方法具有上述技術(shù)效果,包含該電子羅盤的校準(zhǔn)方法的多旋翼無人機(jī)以及電子羅盤的校準(zhǔn)系統(tǒng)也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

以上只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例,毋庸置疑,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可以用各種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此,上述附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的,不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。

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