[发明专利]借助多旋翼飞行器的风测量

说明书

本发明涉及一种能够实施风测量的多旋翼飞行器以及一种借助多旋翼飞行器用于风测量的方法。多旋翼飞行器包括：用于驱动N个螺旋桨PROP_n的数量N的电动机MOT_n；用于提供第一参数P1的第一接口(101)，第一参数P1包括：多旋翼飞行器的重心B的3D位置r_B、时间导数：r_B和r_B、多旋翼飞行器的3D取向o_M及其时间导数o_M；第二接口(102)，用于提供由螺旋桨PROP_n分别实时产生的空气动力学功率Pa，n；第一单元(103)，其基于第一参数P1、基于为了描述多旋翼飞行器的动力学而提供的模型M1和基于模型M1确定的外部作用于多旋翼飞行器的力螺旋T_e的评估，来确定多旋翼飞行器相对于空气的相对速度的水平分量(v_r，x，v_r，y)；第二单元(104)，其基于确定的水平分量(v_r，x，v_r，y)以及基于空气动力学功率P_a，n确定相对速度v_r的垂直分量(v_r，z)；第三单元(105)，其基于确定的水平分量(v_r，x，v_r，y)、垂直分量(v_r，z)以及基于参数P1确定惯性系统中的风速v_w；以及用于存储风速v_w(r_B)的存储单元(106)和/或用于将风速v_w(r_B)无线传输至接收器(108)的传输单元(107)。

技术领域

本发明涉及一种能够实施风测量的多旋翼飞行器、一种借助多旋翼飞行器用于风测量的方法、以及一种计算机系统、一种数字存储介质、一种计算机程序产品和一种计算机程序。

背景技术

本发明涉及一种多旋翼飞行器，即，由多个螺旋桨驱动的、用于风测量的自由飞行无人机或自由飞行机器人。在现有技术中已知设置用于风测量的多旋翼飞行器。因此，由当前的发明人Tomic T.和Haddadin S.的公开发表物：“Simultaneous Estimation ofAerodynamic and Contact Forces in Flying Robots：Application to Metric WindEstimations and Collision Detection”(ICRA 2015，Seattle，WAUSA，2015年5月，5290-5296页)中的多旋翼飞行器出发，其基于外部作用在该多旋翼飞行器上的力螺旋τ_e(Kraftwinder τ_e)的评估实现了对风速的评估。该文献的公开内容(特别是章节“IIIModeling”和“IV Incorporating Aerodynamics into external Wrench Estimation”)在此明确地并入本说明书的公开内容中。

在文献“Aerodynamic Power Control for Multirotor Aerial Vehicles”(Bangura M.et al.，in：IEEE International Conference on Robotics and Automation(ICRA)，31.05.-07.06.2014Hong Kong China)中，公开了一种多旋翼飞行器的控制，其具有抵抗风干扰和地面效应的强大特性。

US 8,219,267 B2中已知一种方法，利用该方法可以在UAV的运行期间估计风速。

发明内容

本发明的目的在于，说明一种多旋翼飞行器或一种运行多旋翼飞行器的方法，通过该多旋翼飞行器能够进行改进的风测量。

本发明可由独立权利要求的特征得出。有利的扩展和设计是从属权利要求的主题。本发明的其他特征、应用可能性和优点可从以下的描述以及附图中示出的本发明实施例的说明中看出。