本發(fā)明具體涉及一種無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，無(wú)人機(jī)測(cè)速主要采用以下幾種常見(jiàn)方案：

2、1、基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)(如gps)的測(cè)速：依賴接收衛(wèi)星信號(hào)來(lái)計(jì)算無(wú)人機(jī)速度，其原理是通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)的多普勒頻移等信息來(lái)推算無(wú)人機(jī)相對(duì)于衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度。

3、2、基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的測(cè)速：主要借助傳感器測(cè)量氣流壓力、風(fēng)速等參數(shù)，再依據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)公式來(lái)推算無(wú)人機(jī)的飛行速度。

4、3、基于光學(xué)傳感器(如攝像頭)的測(cè)速：利用攝像頭等光學(xué)設(shè)備采集圖像，通過(guò)分析圖像中特定物體(如地面紋理、標(biāo)志物等)在連續(xù)幀之間的移動(dòng)距離和時(shí)間關(guān)系來(lái)估計(jì)無(wú)人機(jī)速度。

5、然而，衛(wèi)星定位系統(tǒng)測(cè)速易受信號(hào)遮擋、干擾，在高樓林立、山區(qū)等環(huán)境中精度下降?？諝鈩?dòng)力學(xué)測(cè)速對(duì)環(huán)境條件要求高，氣流變化會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。光學(xué)傳感器測(cè)速在光線不佳(如夜晚、逆光)時(shí)性能受限，且圖像處理計(jì)算量大。

6、也有部分現(xiàn)有技術(shù)采用編碼器進(jìn)行測(cè)速，但是編碼器易受環(huán)境因素影響，在復(fù)雜環(huán)境中精度可能降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)解決上述提到的技術(shù)問(wèn)題，具體采用如下的技術(shù)方案：

2、一種無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，包含：

3、光電編碼器，用于采集無(wú)人機(jī)的第一速度數(shù)據(jù)；

4、霍爾傳感器，用于采集無(wú)人機(jī)的第二速度數(shù)據(jù)；

5、慣性測(cè)量單元，用于采集無(wú)人機(jī)的第三速度數(shù)據(jù)；

6、數(shù)據(jù)融合模塊，用于接收所述光電編碼器、所述霍爾傳感器和所述慣性測(cè)量單元采集的第一速度數(shù)據(jù)、第二速度數(shù)據(jù)和第三速度數(shù)據(jù)，并對(duì)所述第一速度數(shù)據(jù)、所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合得到融合速度；

7、控制器，用于接收所述融合速度，并基于所述融合速度控制無(wú)人機(jī)。

8、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)融合模塊通過(guò)下述公式對(duì)所述第一速度數(shù)據(jù)、所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合：

9、v＝av1+bv2+cv3，a+b+c＝1，a,b,c＞0

10、其中，v為所述融合速度，v1為所述第一速度數(shù)據(jù)，v2為所述第二速度數(shù)據(jù)，v3為所述第三速度數(shù)據(jù)，a，b，c分別為所述第一速度數(shù)據(jù)、所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)的計(jì)算權(quán)重。

11、進(jìn)一步地，a大于b和c。

12、進(jìn)一步地，所述無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)還包含：

13、故障檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述光電編碼器的狀態(tài)；

14、所述數(shù)據(jù)融合模塊在所述光電編碼器處于正常狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述第一速度數(shù)據(jù)、所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合得到所述融合速度；

15、所述數(shù)據(jù)融合模塊在所述光電編碼器處于異常狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合得到所述融合速度。

16、進(jìn)一步地，所述故障檢測(cè)模塊檢測(cè)所述光電編碼器的信號(hào)強(qiáng)度和所述第一速度數(shù)據(jù)的波動(dòng)范圍，在所述信號(hào)強(qiáng)度低于預(yù)設(shè)強(qiáng)度和/或所述第一速度數(shù)據(jù)的波動(dòng)范圍超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，判定所述光電編碼器的狀態(tài)為異常狀態(tài)。

17、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)融合模塊通過(guò)下述公式對(duì)所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合：

18、v＝dv2+ev3，d+e＝1，d,e＞0

19、其中，v為所述融合速度,v2為所述第二速度數(shù)據(jù)，v3為所述第三速度數(shù)據(jù)，d和e分別為所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)的計(jì)算權(quán)重。

20、進(jìn)一步地，所述無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)還包含：

21、自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)無(wú)人機(jī)環(huán)境狀態(tài)調(diào)節(jié)所述數(shù)據(jù)融合模塊的數(shù)據(jù)融合方式。

22、進(jìn)一步地，所述自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊根據(jù)無(wú)人機(jī)環(huán)境狀態(tài)調(diào)節(jié)所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)的計(jì)算權(quán)重。

23、進(jìn)一步地，所述無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)還包含：

24、數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)所述第一速度數(shù)據(jù)、所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和校正處理，并將處理后的所述第一速度數(shù)據(jù)、所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)融合模塊。

25、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)對(duì)所述第一速度數(shù)據(jù)、所述第二速度數(shù)據(jù)和所述第三速度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正的校正參數(shù)。

26、本發(fā)明的有益之處在于所提供的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，融合了光電編碼器、霍爾傳感器和慣性測(cè)量單元的速度數(shù)據(jù)，能夠大幅減少測(cè)量誤差，提供更準(zhǔn)確的速度信息。

27、本發(fā)明的有益之處還在于所提供的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，具有模式切換功能，能夠在光電編碼器異常時(shí)，舍棄光電編碼器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，從而減小了環(huán)境的干擾。

技術(shù)特征：

1.一種無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，包含：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，包括：光電編碼器，用于采集無(wú)人機(jī)的第一速度數(shù)據(jù)；霍爾傳感器，用于采集無(wú)人機(jī)的第二速度數(shù)據(jù)；慣性測(cè)量單元，用于采集無(wú)人機(jī)的第三速度數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)融合模塊，用于接收光電編碼器、霍爾傳感器和慣性測(cè)量單元采集的第一速度數(shù)據(jù)、第二速度數(shù)據(jù)和第三速度數(shù)據(jù)，并對(duì)第一速度數(shù)據(jù)、第二速度數(shù)據(jù)和第三速度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合得到融合速度；控制器，用于接收融合速度，并基于融合速度控制無(wú)人機(jī)。本發(fā)明的無(wú)人機(jī)電氣測(cè)速系統(tǒng)，融合了光電編碼器、霍爾傳感器和慣性測(cè)量單元的速度數(shù)據(jù)，能夠大幅減少測(cè)量誤差，提供更準(zhǔn)確的速度信息。

技術(shù)研發(fā)人員：杜文宇,田磊,陳濤,周紀(jì)恩,張朝陽(yáng),吳建國(guó),張宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州牧星科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19