[发明专利]无人机载荷自识别与参数自匹配方法及地面自适应系统

说明书

本发明公开了一种无人机载荷自识别与参数自匹配方法及地面自适应系统，当载荷搭载到无人机上后，由无人机的飞行控制器向载荷发送查询指令，载荷根据查询指令向飞行控制器发送应答信息，飞行控制器从接收到的应答信息中解析出载荷编号，实现无人机载荷类型的自动识别；参数自匹配方法基于载荷自动识别，若未识别出载荷编号，则以空载下的飞行姿态控制参数作为当前控制参数，若识别出载荷编号x，则调取第x组控制参数P_x来控制无人机进行动力匹配以及飞行姿态调整；基于载荷自动识别功能的地面自适应系统则可自动激活载荷所对应的控制界面、屏蔽与当前载荷无关的界面，为多机协同的集群控制方式提供了更好解决方案。

技术领域

本发明属于多旋翼无人机技术领域，更具体地，涉及一种无人机载荷自识别与参数自匹配方法及地面自适应系统。

背景技术

无人机的姿态控制多采用PID控制原理，通过无人机三轴方向各自的P(比例)、I(积分)、D(微分)三个控制参数(简称PID参数)来调节无人机的姿态稳定性；三轴即无人机的俯仰轴、横滚轴、自转轴，每个轴向上的PID参数均与无人机整体的重量、重心位置、结构特征、动力性能有关，若某个轴向上的PID参数不匹配，则可能会影响到无人机的飞行稳定性，导致无人机飞行时出现姿态抖动，来回晃动，抗风性能变差等现象。

现有技术中，对于批量生产的标准化功能的无人机，其功能、结构、所搭载的任务载荷是确定的，通常是在出厂前将调校好的三轴方向的参数存入无人机飞行控制器；其优点在于用户可以免调试直接使用，但是这套参数只适应单一的场景，功能上不具备可扩展性；对于定制化的无人机，用户可以自行组装，根据需求搭配任务载荷以实现不同的功能；但由于不同的载荷其重量、重心不同，不同的载荷挂载到无人机上后，对整机的重心、重量所产生的影响不同；若更换载荷后不做参数调整直接起飞执行任务，将会影响整机的飞行稳定性；现有技术在更换载荷后的调整是通过对无人机的飞行控制器重新写入PID参数来实现的，而未实现在更换载荷后自动地进行控制参数匹配。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种无人机载荷自识别与参数自匹配方法及地面自适应系统；其目的在于实现无人机对所搭载载荷的自动识别以及控制参数自动匹配，以解决标准化的无人机不具备功能扩展性、定制化的无人机在更换载荷后不具备控制参数自动调整功能的问题，以使得一套无人机可适配多种载荷，并且不需要进行任何现场设置就能发挥出最佳飞行稳定性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种无人机载荷自识别方法，当载荷搭载到无人机上，由无人机的飞行控制器向载荷发送查询指令，载荷根据接收到的查询指令向飞行控制器发送包含载荷编号的应答信息，飞行控制器从接收到的应答信息中解析出载荷编号，实现无人机载荷的自动识别。

优选地，上述无人机载荷自识别方法，其查询指令的帧格式为：帧头、有效字节数、帧序号、系统号、组件号、指令码、有效数据、校验码。

优选地，上述无人机载荷自识别方法，其应答消息的帧格式为：帧头、有效字节数、帧序号、系统号、组件号、指令码、有效数据、校验码；其中，有效数据包括载荷编号。

为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种无人机地面自适应系统，包括主控模块、无人机控制模块、载荷控制模块和界面控制模块；无人机控制模块、载荷控制模块和界面控制模块均与主控模块相连；

其中，无人机控制模块用于在主控模块的控制下发送无人机飞行控制指令、获取无人机飞行状态数据；载荷控制模块用于在主控模块的控制下发送载荷控制指令、获取载荷的传感器数据；界面控制模块用于在主控模块的控制下根据当前无人机当前搭载的载荷打开当前载荷所对应的控制界面，并隐藏其他界面；主控模块则用于根据外部输入指令将系统任务分配到无人机控制模块、载荷控制模块或界面控制模块，并管理全局参数和资源，存储过程数据。