[发明专利]一种四旋翼无人机飞行位置判断方法

说明书

本发明提供的一种四旋翼无人机飞行位置判断方法，包括如下步骤：①初始化：在无风环境下，以任意功率驱动四旋翼无人机的四个电机，使无人机完成上升、前进、后退、下降四个动作，通过无人机机身上的压力传感器读值，计算电机功率‑压力变化关系，完成当次使用的初始化；②记录；③计算基准位移；④计算风向；⑤存储；⑥返回路径值。本发明的有益效果在于：通过基于姿态数据、电机功率数据和受力数据计算位移的方式，能在不依赖于外界信号的前提下完成位置判断，同时计算量较小，计算效率高，对控制芯片的性能要求相对较低。

技术领域

本发明涉及一种四旋翼无人机飞行位置判断方法。

背景技术

现有技术中对于四旋翼无人机在飞行过程中的位置判断，一般采用如下三种方式：1、利用无人机外部信号装置根据无人机上的反馈信号获取无人机本身位置；2、利用图像识别技术进行判断；3、利用高度传感器和GPS进行识别。方式1中，外部信号装置成本较高，一般使用者难以接受；方式2中，图像识别技术计算量过大，以至于需要性能较高的控制芯片才能确保完成计算，而性能较高的控制芯片往往价格高，而且图像识别算法研发成本也高，所以必然导致整体研发成本高，从而导致产品成本高，一般用户也难以接受；方式3中，GPS在很大程度上依赖于信号稳定，就实际情况而言，在很多地方因信号原因偏移很大，如隧道中，又如信号干扰较强的地区，以至于很多时候无法准确定位。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种四旋翼无人机飞行位置判断方法，该四旋翼无人机飞行位置判断方法通过基于姿态数据、电机功率数据和受力数据计算位移的方式，能在不依赖于外界信号的前提下完成位置判断，同时计算量较小，计算效率高。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种四旋翼无人机飞行位置判断方法，包括如下步骤：

①初始化：在无风环境下，以任意功率驱动四旋翼无人机的四个电机，使无人机完成上升、前进、后退、下降四个动作，通过无人机机身上的压力传感器读值，计算电机功率-压力变化关系，完成当次使用的初始化；

②记录：使用过程中，根据无人机内的陀螺仪读数变化记录姿态数据，根据四个螺旋翼的电机控制值记录电机功率数据，根据无人机机身上多个位置的压力传感器记录受力数据；

③计算基准位移：通过姿态数据和电机功率数据，计算无风条件下无人机的位移情况，得到三维空间无人机位移数据；

④计算风向：通过受力数据中各压力传感器的读值，计算无人机的位移偏转值，将位移偏转值加至步骤③中的三维空间无人机位移数据中，得到修正三维空间无人机位移数据；

⑤存储：将得到的修正三维空间无人机位移数据存入存储器中；

⑥返回路径值：将存储器中的修正三维空间无人机位移数据以及对应得到的当前位置返回。

所述压力传感器至少分别在无人机的顶、底、前、后、左、右六个方位各安装有一个。

所述步骤④中，对于计算无人机的位移偏转值，先以电机功率-压力变化关系，参照当前计算时间中姿态和电机功率的数据，对压力传感器的读值进行修正，计算出排除位移变化因素的风力影响值，并以该风力影响值作为位移偏转值的计算基准。

所述步骤②～⑤，以如下两种方式之一进行：

(1)对每一步骤均完成全部时间内的计算，各步骤依次进行直至步骤进行完毕；

(2)对每一时间点，均按步骤②～⑤计算，直至所有时间点均计算完毕。

所述步骤①中计算电机功率-压力变化关系，采用线性拟合计算多元一次方程曲线的方式。