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[发明专利]一种高容错率多余度无人机飞控系统及无人机-CN202310957964.4在审
发明人：王晓波;严旭飞 -专利权人：之江实验室
申请日： 2023-08-01 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G05B9/03 文献下载
摘要：本发明公开了一种高容错率多余度无人机飞控系统，包括多个冗余裁决计算机、多个飞控计算单元、地面控制站以及降落伞单元。其中，每个飞控计算单元包括一个飞控计算机，多个IMU，多个磁罗盘，多个气压计以及多个GPS模块。冗余裁决计算机负责采集所有飞控计算机输出的PWM信号的数值，并根据PWM值分析决策选出最优的飞控计算单元，将该飞控计算单元中飞控计算机的PWM值封装数据包发送到电机驱动器对电机进行控制。当飞控计算单元或冗余裁决计算机出现全部失效极端情况时，无人机将通过降落伞单元进行迫降。本发明通过传感器、飞控计算机以及冗余裁决计算机的多冗余结构，使得本发明具有更强的容灾容错性能，提高了无人机安全性与稳定性。
一种容错多余无人机系统

[发明专利]系留线缆的收放控制方法、收放控制装置及飞行器组件-CN202311107120.7在审
发明人：谢安桓;成利波;朱世强;严旭飞;朱运征 -专利权人：之江实验室
申请日： 2023-08-30 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： B65H75/44 文献下载
摘要：本申请提供一种系留线缆的收放控制方法、收放控制装置及飞行器组件。收放控制方法包括：获取作用于系留线缆的合外力的方向与重力方向之间的第一夹角#imgabs0#。获取在绞盘处作用于系留线缆上的横向拉力#imgabs1#和在横向导轮组处作用于系留线缆上的拉力的竖直分量#imgabs2#。若#imgabs3#，则控制横向导轮组释放系留线缆，若#imgabs4#，则控制绞盘回收系留线缆。如此有利于最小化飞行器所受到的系留线缆的载荷，从而可以节省运行过程中需要的能量。
线缆控制方法装置飞行器组件

[发明专利]一种分布式气驱倾转多旋翼飞行器及其控制方法-CN202110178013.8有效
发明人：谢安桓;陈令凯;赵鹏宇;严旭飞;娄斌;张丹;朱世强 -专利权人：之江实验室
申请日： 2021-02-07 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： B64C27/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种分布式气驱倾转多旋翼飞行器及其控制方法，解决了动力部分失效和电机驱动输出力矩小的问题，其技术方案要点是，包括设于机翼上的至少6组气驱倾转旋翼组件、气源、控制中心、方向阀、气管，所述的气源通过气管与各气缸对接，控制中心与方向阀电连接，控制中心通过控制方向阀实现各气缸的分别动作，进而分别控制各倾转旋翼组件的运动，达到了提高飞行器动力冗余度和保证倾转机构输出力矩的目的。
一种分布式气驱倾转多旋翼飞行器及其控制方法

[发明专利]气动实验装置、气动模拟实验装置、车辆及实验方法-CN202310286456.8在审
发明人：娄斌;刘亚茹;严旭飞;王鹏;谢安桓 -专利权人：之江实验室
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-04-21 - 主分类号： G01M9/06 文献下载
摘要：本公开是关于一种气动实验装置、气动模拟实验装置、车辆及实验方法。气动实验装置包括基座和设置于所述基座的至少一个测量组件。所述测量组件包括支撑部和测量部。所述支撑部包括支撑件和转动件，所述支撑件可活动地设置于所述基座，所述转动件可活动地连接于所述支撑件。所述测量部和所述支撑部连接，用于测量实验对象的气动数据。此气动实验装置扩大了适用范围，并且可以完成复杂的动态气动实验。
气动实验装置模拟车辆方法

[发明专利]一种基于集中式多余度的多旋翼无人机飞控系统及多旋翼无人机-CN202211540935.X在审
发明人：谢安桓;王晓波;胡易人;严旭飞;韩晓佳;朱世强 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-12-02 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G05B19/042 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于集中式多余度的多旋翼无人机飞控系统及多旋翼无人机，包括多个冗余裁决计算机、多个飞控计算单元以及多组总线。其中，每个飞控计算单元包括一个飞控计算机，多个IMU，多个磁罗盘，多个气压计以及多个GPS模块。冗余裁决计算机负责采集所有飞控计算机输出的PWM信号的数值，并根据PWM值分析决策选出最优的飞控计算单元，将该飞控计算单元中飞控计算机的PWM值封装数据包通过总线发送到电机驱动器对电机进行控制。本发明通过传感器、飞控计算机、冗余裁决计算机以及总线的多冗余结构，使得本发明具有更强的容灾容错性能，提高了无人机安全性与稳定性。
一种基于集中多余多旋翼无人机系统

[发明专利]起落架和无人机-CN202310004633.9在审
发明人：王鹏;谢安桓;屠佳炜;严旭飞;娄斌;刘亚茹 -专利权人：之江实验室
申请日： 2023-01-03 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： B64U60/40 文献下载
摘要：本申请涉及一种起落架和无人机。起落架，包括旋转部、固定部以及支腿组件。旋转部包括旋转柱以及旋转电机；旋转柱沿高度方向延伸；旋转电机与旋转柱连接，以驱动旋转柱围绕平行于高度方向的旋转轴线旋转；旋转柱包括沿高度方向延伸的侧表面；固定部包括沿高度方向延伸的侧壁以及由侧壁围成的容纳腔；至少部分旋转部设置于容纳腔中；固定部还包括设置于侧壁的导槽；以及支腿组件包括枢接端和自由端；枢接端与侧表面枢转连接；自由端穿出导槽；其中，导槽设置为：旋转电机驱动支腿组件在导槽中移动时，导槽能够使支腿组件改变自由端在高度方向上的位置。
起落架无人机

[发明专利]一种襟翼和旋翼联动的倾转机构-CN202110178009.1有效
发明人：谢安桓;陈令凯;娄斌;严旭飞;张丹;朱世强 -专利权人：之江实验室
申请日： 2021-02-07 - 公布日： 2023-02-14 - 主分类号： B64C27/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种襟翼和旋翼联动的倾转机构，解决了倾转机构与襟翼联动和对气动力考虑欠缺的问题，其中，支架固定于机翼上，支架的两端分别与机翼上设置的襟翼龙骨及旋翼组件活动连接，所述旋翼组件包括旋翼电机和旋翼电机座，所述旋翼电机固定设于所述旋翼电机座上，旋翼电机座与支架活动连接。所述旋翼倾转机构与支架和旋翼组件连接，用于驱动旋翼组件绕支架倾转。所述襟翼联动机构与旋翼倾转机构和支架连接，用于在旋翼组件倾转时联动襟翼摆动。其中，在旋翼轴线为水平状态时，襟翼为非工作状态，当旋翼轴线由水平状态转换为垂直状态时，襟翼联动变为下摆，达到了倾转机构与襟翼联动和优化气动布局的目的。
一种襟翼联动转机

[发明专利]一种多余度无人机飞控系统及飞控方法-CN202211326626.2有效
发明人：王晓波;谢安桓;胡易人;严旭飞;韩晓佳 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-02-10 - 主分类号： G05B9/03 文献下载
摘要：本发明公开了一种多余度无人机飞控系统及飞控方法，该系统包括多个飞控计算单元、云计算服务器以及云计算传感器数据处理单元。每个飞控计算机通过多组总线分别与其余的飞控计算机和电机驱动器相连，将自己计算得到的飞行控制量数据包传给其余的飞控计算机；比对选出的最优飞控计算机将计算得到的飞行控制量数据包传输给电机控制器。除此之外，若出现所有飞控计算机或总线皆失效的极端情况，该系统会利用云计算服务器控制无人机安全飞行。本发明通过传感器、飞控计算机以及总线的多冗余结构，使得具有更强的容灾容错性能，提高了无人机安全性与稳定性。
一种多余无人机系统方法

[发明专利]基于模型参考和时间快进的环境风场快速估计方法及装置-CN202211145165.9有效
发明人： 严旭飞;谢安桓;胡易人;王晓波;娄斌;丁梦龙 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-09-20 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G01M9/08 文献下载
摘要：本发明公开了基于模型参考和时间快进的环境风场快速估计方法及装置，该方法包括：建立多旋翼无人机的非线性飞行动力学模型；根据所述非线性飞行动力学模型，利用小扰动线性化方法得到线性模型，作为参考模型；针对参考模型，设计控制律，形成参考模型控制系统，以使得参考模型实时跟随姿态期望和垂向速度期望数据；将姿态期望与垂向速度期望数据经过低通滤波过滤高频噪声，输入所述参考模型控制系统，并以时间快进方法计算参考模型的速度响应，同时对角速度、加速度响应进行限幅；将所述参考模型控制系统输出的速度通过坐标转换得到北东地坐标系速度，从而获取多旋翼无人机所处空间点的环境风场估计值。
基于模型参考时间快进环境快速估计方法装置

[发明专利]一种具有柔性抓手和栖息装置的带臂无人机-CN202211373361.1在审
发明人：王晓波;胡易人;严旭飞;韩晓佳;谢安桓 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-11-04 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： B64C39/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有柔性抓手和栖息装置的带臂无人机，该无人机包括四旋翼无人机机体、摄像头、通讯及控制装置、双机械臂、双柔性抓手以及栖息装置。所述的机械臂含有多个自由度，一端固定连接四旋翼无人机底部，另一端连接柔性抓手，所述的柔性抓手主要采用柔性材料和形状记忆合金丝制成，相较于传统的刚性机械手结构简便、灵活柔软和质量轻巧。本发明通过将无人机、机械臂以及柔性抓手结合，拓宽了无人机的应用领域，实现了无人机的空中抓取功能，同时可以实现高空作业任务，双机械臂加双柔性抓手使无人机可执行更加复杂的任务。除此之外，本发明末端执行器采用柔性抓手，使整个系统更加简单，更加轻便，同时也增加了无人机的续航时间。
一种具有柔性抓手栖息装置无人机

[发明专利]基于二次卡尔曼滤波的无人机IMU传感器故障检测方法-CN202210892728.4有效
发明人：韩晓佳;谢安桓;严旭飞;王晓波;胡易人 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-07-27 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于二次卡尔曼滤波的无人机IMU传感器故障检测方法。该方法包括无人机建模、模型线性化和离散化、一次卡尔曼滤波去噪、二次卡尔曼滤波去趋势和残差检测五个步骤。本发明综合考虑无人机中传感器故障幅值小、同时受噪声和反馈控制的影响难检测的特性，在原有卡尔曼滤波的基础上，引入二次卡尔曼滤波的检测方法，实现了对无人机中传感器故障的有效检测，提高无人机传感器故障的检测率，这样可以及时发现传感器的故障，避免传感器故障导致的无人机事故和损失。
基于二次卡尔滤波无人机 imu 传感器故障检测方法

[发明专利]一种具有空中变形能力的多重柔性连接飞行器-CN202210985130.X在审
发明人：屠佳炜;蔡建东;严旭飞;谢安桓;朱世强 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-08-17 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： B64C37/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有空中变形能力的多重柔性连接飞行器，包括上部飞行器、下部飞行器与柔性部件，柔性部件连接上部飞行器与下部飞行器；上部飞行器和下部飞行器均包括一体化保护架、飞行器机体、圆柱体镂空结构，上部飞行器的圆柱体镂空结构固连于所述飞行器机体的下方，下部飞行器的圆柱体镂空结构固连于所述飞行器机体的上方；柔性部件为可伸缩变形的内嵌金属丝的铝箔管。多架协同飞行的上部飞行器与下部飞行器通过相对位置的改变，可完成不同形状的飞行，适应不同的应用场景，具有较好的应用价值与经济价值。
一种具有空中变形能力多重柔性连接飞行器

[发明专利]一种分布式倾转多旋翼飞行器的飞行模式控制方法-CN202110178020.8有效
发明人：张丹;谢安桓;娄斌;严旭飞;王晓波;陈令凯;谢也 -专利权人：之江实验室
申请日： 2021-02-07 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： B64C27/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种分布式倾转多旋翼飞行器的飞行模式控制方法，实现了单一飞行器的三种飞行模式切换控制的功能。其技术方案要点是所述的分布式倾转多旋翼飞行器拥有分布式倾转动力系统至少6套，可实现多飞行模式切换，包括多旋翼飞行模式、固定翼飞行模式、复合翼飞行模式，所述的飞行模式控制由倾转机构改变倾转动力系统动力方向实现。在飞行模式转换过程中，所述的控制系统通过依次控制对称的每组倾转机构实现各倾转动力系统的成对分步倾转，且所述的控制系统将协同控制倾转机构的倾转动作及旋翼的转动速度。在倾转过程中，倾转动力系统实施停转‑倾转‑再启动方案。多飞行模式极大的提高了飞行器的任务适应性，实现飞行器未来的多功能化。
一种分布式倾转多旋翼飞行器飞行模式控制方法

[发明专利]一种倾转多旋翼飞行器动力系统分布方案的设计方法-CN202110168767.5有效
发明人： 严旭飞;娄斌;王晓波;陈令凯;谢也;谢安桓;张丹 -专利权人：之江实验室
申请日： 2021-02-07 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： B64F5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种倾转多旋翼飞行器动力系统分布方案的设计方法，其包括倾转多旋翼飞行器基本参数设计方法，以及推重比、悬停拉力、单个旋翼失效和旋翼动力系统功耗分析方法。所述的倾转多旋翼飞行器基本参数设计方法是推重比、悬停拉力、单个旋翼失效和旋翼动力系统功耗分析方法的前提。通过本发明提出的研究方法，可以综合分析旋翼尺寸、桨叶片数、旋翼分布等对飞行器的推重比、悬停拉力以及单个旋翼失效后的修正影响，并同时考虑机翼展长限制，桨尖速度限制(旋翼噪声限制)以及动力系统功耗限制。该发明可以在倾转多旋翼飞行器的概念设计阶段快速确定合理的飞行器动力系统分布方案，从而显著加快飞行器概念设计的研究进程。
一种倾转多旋翼飞行器动力系统分布方案设计方法

[发明专利]适用于多旋翼无人机的多余度飞控系统及多旋翼无人机-CN202210503337.9有效
发明人：王晓波;胡易人;严旭飞;谢安桓;张丹 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-05-10 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开了适用于多旋翼无人机的多余度飞控系统及多旋翼无人机，包括冗余裁决计算机，冗余切换计算机，多个飞控计算单元。其中，每个飞控计算单元包括一个飞控计算机，多个IMU，多个磁罗盘，多个气压计以及多个GPS模块。冗余裁决计算机负责接收所有飞控计算机采集到的传感器数据和冗余切换计算机捕获到的所有PWM值数据，并分析决策选出最优的飞控计算单元，将该飞控计算单元的序号发送到冗余切换计算机。冗余计算机接收到最优飞控计算单元的序号后，将该单元中飞控计算机的PWM值输出到电机执行机构中。本发明通过传感器与飞控计算机的多冗余结构，使得本发明具有更强的容灾容错性能，从而可以提高无人机在飞行任务中的安全性与稳定性。
适用于多旋翼无人机多余度飞控系统

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