[发明专利]空心环结构多旋翼无人机及其控制方法及其储运发装置

说明书

一种空心环结构多旋翼无人机及其控制方法及其储运发装置，无人机包括空心环、多个动力载荷组件、相机和边缘计算模块、飞控和导航模块、卫星导航天线；多个动力载荷组件均匀设置在空心环上；相机和边缘计算模块与飞控和导航模块对称设置在空心环上。该无人机的储运发装置包括外筒、内筒、设置在内筒中心的传送支架、设置在传送支架上的S组传送组件；传送组件可将多架无人机依次提升。本发明采用动力载荷一体化设计，减少了可更换部件，方便生产安装维护；空心环结构有助于实现多架无人机的叠放，实现批量发射；储运发装置可实现多架无人机的储存运输发射；本发明以导引相机为中心进行旋转控制，可实现快速姿态调整。

技术领域

本发明涉及一种多旋翼无人机及其控制方法及其储存运输发射装置，尤其涉及一种空心环结构多旋翼无人机及其控制方法及其储存运输发射装置。

背景技术

当需要用无人机携带一个带载荷环状物远程投放并套住目标物时，现有无人机携带的带载荷环状物存在投放后没有控制能力，以及套住目标物的精度低等技术问题。

另外，作为母机的无人机进行带载荷环状物投放时，还存在自身体量大、成本高、需要回收监控等技术问题。

为此，需要一种可携带一个带载荷环状物、无需回收、投放后无需远程监控、投放精度高、便于储存运输和发射的无人机。

发明内容

本发明目的是提供一种全新的空心环结构多旋翼无人机及其控制方法及其储运发装置，该无人机解决了现有无人机体量大、成本高、需要回收监控的技术问题，还解决了现有无人机投放的环状物存在投放精度低的技术问题，同时还解决了空心环结构多旋翼无人机存在的控制和导引能力差的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种空心环结构多旋翼无人机，其特殊之处是，包括空心环、多个动力载荷组件、相机和边缘计算模块、飞控和导航模块、卫星导航天线；所述多个动力载荷组件均匀设置在空心环上；所述相机和边缘计算模块与飞控和导航模块对称设置在空心环上且分别位于两个动力载荷组件之间；所述卫星导航天线设置在空心环上。

上述动力载荷组件具体包括电机安装座、设置在电机安装座上方的飞行电机、设置在飞行电机上方的旋翼、设置在电机安装座下方的载荷、设置在电机安装座内的电池；所述电机安装座内侧面与空心环连接。

上述相机和边缘计算模块包括AI计算机、云台和导引相机；所述AI计算机与空心环连接，所述云台设置在AI计算机下方，所述导引相机设置在云台下方。

上述飞行电机的轴线与动力载荷组件的垂直法线之间设置有拉力矢量侧向倾角α；所述α的取值范围为2-10°。

上述α的取值范围优选3-5°。

上述电机安装座与载荷之间设置有载荷折叠结构；所述载荷折叠结构用于载荷相对于电机的空间状态切换；所述空心环为中空管结构；所述卫星导航天线为GNSS天线，数量为两个且对称分布在空心环上；所述旋翼为一字型旋翼；所述动力载荷组件的数量为四个，所述四个动力载荷组件的轴线向内倾斜并与空心环中心法线汇聚于空心环下方。

上述空心环结构多旋翼无人机的控制方法，包括以下步骤：

1)地面站注入目标位置数据，利用卫星导航系统以及飞控和导航模块将空心环结构多旋翼无人机导引到目标区域附近；

2)自动识别目标；

3)基于视觉导引技术和视觉伺服控制技术将空心环结构多旋翼无人机导引到目标上方；

4)以导引相机所在位置为中心进行旋转控制，实现姿态调整，使空心环结构多旋翼无人机悬停于目标物上方，最终套设在目标物上。

上述以导引相机所在位置为中心进行旋转控制具体是按照三轴力矩和拉力到油门的控制分配关系进行控制：