[发明专利]一种无人机的飞行风向监测装置、监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种无人机的飞行风向监测装置、监测系统及监测方法，其中，所述风向监测装置包括安装支架、飞行风向标以及设置在飞行风向标上的视觉传感器；其中，所述安装支架包括机体安装座、支撑杆以及方位表盘，所述方位表盘上表面上设有方位刻度；所述飞行风向标设置在方位表盘中心的上方，包括头部、尾翼、水平杆以及竖向连接杆，其中，所述水平杆设置在头部和尾翼之间，所述竖向连接杆的一端与水平杆转动连接，另一端设置在所述方位表盘上；所述视觉传感器与无人机的信息存储模块连接。该风向监测装置能够对无人机飞行时的风向实时进行地监测，从而为进行一步的无人机空间飞行路线的规划和飞行姿态的实时调整做好准备。

技术领域

本发明涉及无人机，具体涉及一种无人机的飞行风向监测装置、监测系统及监测方法。

背景技术

随着航空航天技术、电子信息技术和新型材料的发展和应用，无人机作为一种高度自动化、智能化的装备，鉴于其独有的体积小、重量轻、造价低廉、用途广泛及空勤保障简单、零伤亡、不受人生理条件限制等诸多优点，在农林植保、航拍、安防、电力、物流等领域被广泛应用。

其中，在无人机的飞行过程中，风是对于飞行器飞行特性影响极其严重的一种大气运动特性，无人机在空间飞行时所受的风向并非单独的自然风向(相对于地面的风向)，还包括相对于无人机机体自身产生的风向。由于无人机本身能量低，操纵性能也差，风向对它的影响就更大，对无人机的能源损耗更加严重，对飞行安全也会造成更大的威胁，因此试设想：如果在无人机飞行过程中能实时准确探测出相对于无人机飞行风场流向，那么就能够根据该风场流向实时地对无人机的飞行姿态以及飞行路线进行调整纠偏，这样既能够降低无人机的能量损耗，又能够提高无人机自身对大气扰动的鲁棒性，提高无人机飞行的稳定性，从而增强了无人机的生存能力，此外，当了解确切的飞行风场流向后，对于航空气象探测、农业勘探、环境保护、林火交通监测和海洋土地调查等领域也具有重大作用。而现有的风向测量都是测地面上的风向，没有测无人机机体的实际风向，因此开展无人机机体实际空间风向的测定研究对航空航天以及工农业生产具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机的飞行风向监测装置，该飞行风向监测装置能够实时准确地测定出无人机飞行过程中的实时飞行风向。

本发明的第二个目的在于提供一种包括上述无人机的飞行风向监测装置的无人机的飞行风向监测系统，该飞行风向控制系统能够对无人机飞行时的风向进行监测并能够根据监测的结果辅助无人机更好地操控其飞行状态，为无人机飞行策略提供参考。

本发明的第三个目的在于提供一种无人机的飞行风向监测方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种无人机的飞行风向监测装置，该风向监测装置安装在无人机机体的上方，包括安装支架、设置在安装支架上方的飞行风向标以及设置在飞行风向标上的视觉传感器；

其中，所述安装支架包括位于下部的机体安装座、位于中部的支撑杆以及位于上部的方位表盘，所述方位表盘上表面上设有方位刻度；所述飞行风向标设置在方位表盘中心的上方，包括头部、尾翼、水平杆以及竖向连接杆，其中，所述水平杆设置在头部和尾翼之间，所述竖向连接杆的一端与水平杆转动连接，另一端设置在所述方位表盘上；所述视觉传感器与无人机的信息存储模块连接。

优选地，所述支撑杆由伸缩杆构成，该伸缩杆上设有用于对伸缩杆进行紧固的螺纹孔和定位螺钉。工作时，先通过对伸缩杆施加上下的拉力将伸缩杆拉长或收缩至最佳位置，然后再拧动定位螺钉对调节后的伸缩杆进行锁紧，从而实现了对飞行风向标的监测高度的调节。这样设置的好处在于，能够在监测装置安装中，通过对伸缩杆的调节找到无人机上方最佳的测量位置和高度，从而进一步地提高了测量结果的准确性。