[发明专利]一种无人机的飞行风向监测装置、监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种无人机的飞行风向监测方法，该方法应用飞行风向监测系统实现，所述飞行风向监测系统包括设置在无人机上的机上监测系统和地面监测系统，其中，所述机上监测系统包括用于对无人机飞行时的飞行状态进行实时监测的监测模块、用于对监测数据进行存储的数据存储模块以及机上通信模块，其中，所述监测模块包括飞行风向监测单元，该飞行风向监测单元由飞行风向监测装置构成，该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飞行风向标以及设置在飞行风向标上的视觉传感器；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方位表盘，所述方位表盘的上表面上设有方位刻度；所述飞行风向标设置在方位表盘中心的上方，包括头部、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转动连接，另一端设置在所述方位表盘上；所述视觉传感器与无人机的信息存储模块连接；所述地面监测系统包括用于与无人机之间进行通信的地面通信模块和用于将从无人机上接收到的飞行风向监测信息进行处理的信息处理模块；其特征在于，

该无人机的飞行风向监测方法还包括以下步骤：

a、在地面上首先对无人机的飞行风向监测装置进行调试，保证其可以正常工作；

b、将无人机的飞行风向监测装置安装到进行风向测定的无人机上，根据无人机的实际情况调整飞行风向监测装置的安装位置与安装高度；

c、对无人机进行起飞前调试，保证无人机监测系统、地面监测系统以及无人机的飞行控制系统三方通信正常，数据链接收处理正常；

d、无人机起飞，远程控制无人机的飞行风向监测装置开始工作；

e、飞行风向监测装置中的视觉传感器开始对飞行风向标的变化进行拍摄，得到的视频图像信息被实时保存在数据存储模块中；

f、无人机的机上通信模块将数据存储模块存储的风向数据实时回传至地面控制系统；

g、地面控制系统的信息处理模块对数据进行处理分析，得到相对于无人机机体的实时二维飞行风向；

h、空间位置监测单元及空间姿态监测单元实时回传无人机的精准飞行航向参数信息及机体姿态信息至地面监测系统中的信息处理模块；

i、信息处理模块结合步骤g得到的相对于无人机机体的实时二维飞行风向对飞行航向参数及姿态信息进行再次分析处理，将航向参数、姿态信息与实时二维飞行风向数据在信息处理模块中进行三维空间拟合，得到相对于地面的实时空间飞行风向与相对于无人机机体的实时空间飞行风向，并绘制出无人机空间飞行风向变化分布图；

j、将得到的无人机空间飞行风向变化分布图传输导入至无人机的飞行控制系统，辅助无人机飞行，为无人机飞行组织开展推荐最佳时机和最佳飞行方式，进而保证最佳的能源载荷匹配与飞行精准度。

2.根据权利要求1所述的无人机的飞行风向监测方法，其特征在于，所述支撑杆由伸缩杆构成，该伸缩杆上设有用于对伸缩杆进行紧固的螺纹孔和定位螺钉。

3.根据权利要求2所述的无人机的飞行风向监测方法，其特征在于，所述视觉传感器通过固定件设置在方位表盘的上方，所述固定件包括竖直部以及位于竖直部两端的上水平部和下水平部，其中，所述视觉传感器安装在上水平部上，所述下水平部的一端与所述安装支架固定连接，上水平部、下水平部以及竖直部之间形成用于容纳所述方位表盘的容纳槽，所述方位转盘水平设置在该容纳槽内。

4.根据权利要求3所述的无人机的飞行风向监测方法，其特征在于，所述机体安装座由方板构成，该方板与所述支撑杆焊接在一起，方板上设有多个安装螺纹孔和安装螺钉，无人机机体的上方设有安装架，该安装架上设有与所述安装螺纹孔匹配的固定螺纹孔。

5.根据权利要求4所述的无人机的飞行风向监测方法，其特征在于，所述竖向连接杆由圆台棒构成，该圆台棒上直径较大的一端与所述方位表盘连接，圆台棒上直径较小的一端与所述水平杆连接。

6.根据权利要求1所述的无人机的飞行风向监测方法，其特征在于，所述监测模块还包括用于获取无人机空心位置信息的的空间位置监测单元，该空间位置监测单元与所述数据存储模块连接。

7.根据权利要求6所述的无人机的飞行风向监测方法，其特征在于，所述监测模块还包括用于对无人机的空间姿态进行监测的空间姿态监测单元，该空间姿态监测单元与所述数据存储模块连接。