[发明专利]一种四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统

权利要求书

1.一种四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统，其特征在于，包括路径规划子系统、飞行数据采集子系统、数据分析子系统、飞行控制子系统；

所述路径规划子系统用于对四旋翼无人机飞行起始点之间的路径进行规划；

所述飞行数据采集子系统用于采集四旋翼无人机的飞行数据；

所述数据分析子系统用于对所述飞行数据进行分析，生成控制指令传输至所述飞行控制子系统；

所述飞行控制子系统用于根据所述控制指令调整四旋翼无人机的飞行状态。

2.根据权利要求1所述的四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统，其特征在于，所述路径规划子系统通过获取所述四旋翼无人机的飞行起始点之间的建筑三维点云图，根据所述建筑三维点云图获取无人机飞行路径。

3.根据权利要求2所述的四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统，其特征在于，所述路径规划子系统根据所述建筑三维点云图确定所述飞行起始点之间的最短路径，并获取所述最短路径中的障碍物。

4.根据权利要求2所述的四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统，其特征在于，所述路径规划子系统根据所述建筑三维点云图获取所述最短路径以及障碍物后，将所述建筑三维点云图传输至所述数据分析子系统进行避障设置。

5.根据权利要求1所述的四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统，其特征在于，所述飞行数据采集子系统包括设置于四旋翼无人机上的微型转速传感器、微型惯性传感器、压电式加速度传感器、气压高度传感器以及陀螺仪；所述飞行数据包括电机转速、最大飞行速度、最大加速度、最大角速度、最大飞行高度。

6.根据权利要求1所述的四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统，其特征在于，所述数据分析子系统根据所述路径规划子系统获取的障碍物确定四旋翼无人机的变换姿态，根据所述变换姿态生成相对应的控制指令进行避障设置。

7.根据权利要求6所述的四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统，其特征在于，所述变换姿态包括垂直升降、俯仰姿态、倾斜姿态、偏航运动姿态。

8.根据权利要求1所述的四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统，其特征在于，所述数据分析子系统还用于对四旋翼无人机的飞行数据设置阈值，当所述飞行数据超出设置的阈值时，则生成飞行调整指令，使无人机变换姿态，还用于采用PID算法对四旋翼无人机进行飞行控制。

9.根据权利要求1所述的四旋翼无人机有限时间姿态跟踪控制系统，其特征在于，当接收垂直升降的控制指令时，所述飞行控制子系统增加/减少对四旋翼无人机的旋翼电机的输出功率；当接收俯仰姿态的控制指令时，控制四个旋翼中斜对应的两个旋翼电机，使其中一个旋翼电机的输出功率增加，另一个旋翼电机的输出功率减少，其余两个旋翼的电机输出功率不变；当接收倾斜姿态的控制指令时，同时增加相邻两旋翼的电机输出功率，其余两旋翼的电机输出功率不变；当接收偏航运动姿态的控制指令时，控制四个旋翼中的两个旋翼正向转动，其余两个旋翼反向转动，且对角线相对的旋翼转动方向相同。