[发明专利]一种攀爬器控制方法、装置及系统

权利要求书

1.一种攀爬器控制方法，其特征在于，包括：

攀爬器监测自身内部的参数，并将监测数据发送到地面工作站；

所述攀爬器接收所述地面工作站的指令；

所述攀爬器根据所述指令和所述监测数据进行控制操作；

所述指令包括以下之一：

爬升；

返回；

姿态调整；

悬停；

故障处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述攀爬器监测自身内部的参数包括以下之一或者组合：

所述攀爬器监测自身的速度；

所述攀爬器监测自身的姿态；

所述攀爬器监测自身的高度；

所述攀爬器监测自身的电源电压；

所述攀爬器监测自身的电机温度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述指令为爬升时，所述所述攀爬器根据所述指令和所述监测数据进行控制操作包括：

所述攀爬器采集高度数据和温度数据；

根据所述高度数据和温度数据，从空气粘滞度数据库中获取当前空气粘滞度；

根据所述空气粘滞度，从动力学模型数据库中获取动力学模型；

根据所述动力学模型，从控制系统参数数据库中获取控制参数；

根据所述控制参数，控制爬升的速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制参数，控制爬升的速度包括：

所述控制参数包括比例控制参数Kp，微分控制参数Kd和积分控制参数Ki；

将所述Kp，Ki和Kd发送到PID控制器，所述PID控制器输出两路指脉冲宽度调制PWM信号，控制驱动电机的转速。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述指令为返回时，所述所述攀爬器根据所述指令和所述监测数据进行控制操作包括：

确定返回目标下降速度；

所述攀爬器的驱动电机进入随动模式，所述攀爬器在自身重力作用下向下运动；

利用编码器测量实际下降速度；

将所述目标下降速度和实际下降速度输入PID控制器；

所述PID控制器输出控制参数，控制压紧装置调节所述攀爬器对攀爬带的夹紧力，以控制攀爬器驱动轮与攀爬带的摩擦力。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述指令为姿态调整时，所述所述攀爬器根据所述指令和所述监测数据进行控制操作包括：

确定期望姿态；

所述攀爬器的陀螺仪测量实际姿态参数；

将所述期望姿态与所述实际姿态参数输入PID控制器；

所述PID控制器输出四路指脉冲宽度调制PWM信号控制四路陀机；

所述陀机控制舵机翼旋转改变与前进方向的倾角。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述指令为悬停时，所述所述攀爬器根据所述指令和所述监测数据进行控制操作包括：

所述攀爬器的电机进行刹车，并启动阻尼器，使得所述攀爬器减速；

所述攀爬器的压紧装置抱紧攀爬带，使得所述攀爬器停止运动。

8.一种攀爬器控制装置，其特征在于，包括：

参数监测模块，用于攀爬器监测自身内部的参数；

数据收发模块，用于将所述参数监测模块监测的数据发送到地面工作站，并接收所述地面工作站的指令；

操作控制模块，用于所述攀爬器根据所述指令和所述监测数据进行控制操作。

9.一种攀爬器控制装置，其特征在于，包括存储器、处理器和用户接口；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述用户接口，用于与用户实现交互；

所述处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1到7之一所述的攀爬器控制方法。

10.一种攀爬器控制系统，其特征在于，包括：

地面工作站，被配置用于向攀爬器发送控制指令；

攀爬器，被配置用于接收所述地面工作站的指令并执行相应的控制操作；

其中，所述攀爬器包括：

处理器，被配置用于控制攀爬器其他设备的操作；

数据收发模块，被配置用于在处理器的控制下接收地面工作站的指令并向地面工作站发送监测数据；

陀螺仪，被配置用于在处理器的控制下测量所述攀爬器的姿态；

温度传感器，被配置用于在处理器的控制下测量温度；

电机，被配置用于在处理器的控制下提供动力；

陀机，被配置用于在处理器的控制下控制舵机翼旋转改变与前进方向的倾角。