[发明专利]一种无人机姿态保持系统

说明书

本发明公开了一种无人机姿态保持系统，该系统包括地面收发控制平台，和与地面收发控制平台通信连接的飞行参数测量装置、风场测量装置和姿态保持装置。本发明的无人机姿态保持系统能够完成对风场检测，测算出风场的大小和位置，并根据风场和无人机的信息进行判断和报警，并能在地面站对无人机飞行实时掌控，而且无人机在风场中可以进行有效的姿态保持，实时监控无人机的飞行姿态，气囊缓冲装置结构合理，提高了无人机飞行和着陆的安全性。

技术领域

本发明属于无人机控制技术领域，具体涉及一种无人机姿态保持系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，与载人飞机相比，它具有体积小、价格低、使用方便、适用多种场合使用等特点，因此可以广泛地应用到航空遥感、气象研究、农业飞播等方面中，特别在靶机和军事中具有特别的优势，无人机凭借其良好的机动性和隐蔽性正在成为现代高科技战争中不可缺少的武器，已经被越来越多地装备到各国军队，通过无人机完成的军事侦察、执行作战任务也越来越多。

目前，现有的无人机空中作业时，面临着恶劣环境的风险，尤其没有对风场(随机风、风切变)的监测报警装置，且无人机自身抗风能力一般，没有很好的姿态保持功能，因此，无人机的使用很多时候被局限在特定的天气情况下，但是即使在特定的天气情况下也并不能保证无人在执行任务过程中不遇到风场，而且复杂天气情况下使用无人机有时候是避免不了的，这就使无人机可能有面对风场造成损坏的情况。

当前，现有的无人机的飞行姿态大多通过遥控或者自我调节实现，例如现有专利公开号为CN 104793624 A，一种无人机姿态传感遥控装置，该无人机控制简单，操作灵活，但无人机无法针对风场进行监测，进入风场无法实时调整，从而可能导致无人机失控或损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述技术问题提供一种用于风场检测、报警，并能在风场中保持姿态稳定的无人机姿态保持系统。

本发明采取的技术方案是：

本发明提供了一种无人机姿态保持系统，该系统包括地面收发控制平台，和与地面收发控制平台通信连接的飞行参数测量装置、风场测量装置和姿态保持装置，其中，

飞行参数测量装置包括处理器、信号转换器、激光测距装置和GPS定位器，激光测距装置、GPS定位器和信号转换器分别和处理器相连，激光测距装置和GPS定位器分别用于测量无人机高度和位置并传输给处理器，信号转换器用于将处理器接收的无人机高度和位置数据传输至地面收发控制平台；

风场测量装置包括单片机、信号发送器、风标传感器、水平空速传感器、水平地速传感器、风场雷达测量器和风场解算模块，风标传感器、水平空速传感器、水平地速传感器和风场雷达测量器均与风场解算模块相连；风场解算模块和信号发送器均与单片机相连；风标传感器用于测量多点风向；水平空速传感器用于测量飞机的空速；水平地速传感器用于测量飞机的地速；风场雷达测量器用于测量风场的坐标；风场解算模块根据多点风向、空速、地速和风场的坐标解算出风场的位置、大小和覆盖面积并传输至单片机，单片机通过信号发送器将风场的位置、大小和覆盖面积发送到地面收发控制平台；

姿态保持装置包括自驾仪控制器、信号分配器、重心调节模块和滚转改平模块，重心调整模块和滚转改平模块与信号分配器相连，信号分配器与自驾仪控制器相连；信号分配器用于实现自动驾驶仪发送控制信号的中转和再分配；重心调节模块包括可移动配重物件和重心调整器；重心调整器通过信号分配器接收自驾仪控制器的控制信号，通过控制可移动配重物件的移动来实现调整无人机重心；滚转改平模块通过信号分配器接收自驾仪控制器的控制信号，通过调整无人机副翼来实现控制无人机滚转角；