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公开(公告)号：CN116859708A
公开(公告)日：2023-10-10
申请号：CN202310957964.4
申请日：2023-08-01
Applicant: 之江实验室
IPC: G05B9/03
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN115390432B
公开(公告)日：2023-02-10
申请号：CN202211326626.2
申请日：2022-10-27
Applicant: 之江实验室
IPC: G05B9/03
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN115390432A
公开(公告)日：2022-11-25
申请号：CN202211326626.2
申请日：2022-10-27
Applicant: 之江实验室
IPC: G05B9/03
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN115266016A
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202211145165.9
申请日：2022-09-20
Applicant: 之江实验室
IPC: G01M9/08 , G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/14 , B64F5/60
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN112810832B
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202110168767.5
申请日：2021-02-07
Applicant: 之江实验室
IPC: B64F5/00 , G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/06
Abstract: 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。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114415736B
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN202210335580.4
申请日：2022-04-01
Applicant: 之江实验室
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开了一种无人机多阶段视觉精准降落方法，包括以下步骤：步骤S1：获取机载俯视相机的内部参数和无人机实际降落高度需求，构建多尺度多合作标签的地面视觉降落标志；步骤S2：对所述地面视觉降落标志进行检测计算，降落目标识别和角点检测；步骤S3：利用相机姿态估计算法计算降落目标位置在机载俯视相机坐标系下的三维相对位置；步骤S4：根据所述三维相对位置结合无人机实时三维位置信息，解算机体坐标系下的降落目标位置，采用逐阶段减小降落速度的方式完成降落。本发明能让无人机在不同的降落高度，通过对地面不同的多尺度多合作标签的检测，实现全程无盲区识别定位，从而完成安全、精准、顺滑的降落。
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公开(公告)号：CN114218670A
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202111454872.1
申请日：2021-12-01
Applicant: 之江实验室
IPC: G06F30/15 , G06F30/20 , B64F5/00 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种多旋翼飞行器的旋翼交叉倾斜角优化方法，包括旋翼交叉倾斜配置方法，以及旋翼交叉倾斜角的具体分析和优化方法。本发明方法可以综合考虑旋翼交叉倾斜角对飞行器各个通道油门的影响，以及旋翼倾斜安装误差对偏航控制油门的影响。通过本发明优化得到的旋翼交叉倾斜角，既可以提高多旋翼飞行器偏航运动的操纵功效，降低偏航控制油门量，又能尽量减小其与姿态、升力控制通道的耦合，并进一步降低旋翼动力系统安装精度的要求。
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公开(公告)号：CN112744352B
公开(公告)日：2022-03-15
申请号：CN202110176820.6
申请日：2021-02-07
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种分布式倾转多旋翼飞行器及飞行控制方法，减少了飞行器副翼、襟翼、方向舵等结构，提高控制效果。其技术方案要点是分布式倾转多旋翼飞行器包括机身、主机翼、副机翼、分布式倾转动力系统、垂直尾翼、升降舵，主副机翼形成串列翼；所述的分布式倾转动力系统固定于主机翼、副机翼的前缘，并包括至少6套，通过分步的倾转控制策略实现控制优化，实现多飞行模式切换，包括多旋翼垂直起降模式、固定翼高速巡航模式、复合翼融合任务模式，实现飞行器极高的自由控制能力；采用分布式的倾转多旋翼动力系统作为控制装置，减少固定翼模式下的副翼、襟翼、方向舵等结构，代替其实现滚转、增升/减速、偏航的控制功能。
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公开(公告)号：CN112744354A
公开(公告)日：2021-05-04
申请号：CN202110178020.8
申请日：2021-02-07
Applicant: 之江实验室
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN116992338B
公开(公告)日：2023-12-19
申请号：CN202311238688.2
申请日：2023-09-25
Applicant: 之江实验室
Abstract: 本发明公开了一种基于典型变量分析的飞行器IMU传感器故障检测方法和装置，该方法包括：对飞行器的正常飞行数据进行预处理，获取窗口化的飞行数据；构建汉克尔矩阵；执行汉克尔矩阵的奇异值分解；根据奇异值分解结果计算投影矩阵，以获取飞行数据变换后的状态向量；计算状态向量的检测指标和正常检测阈值；再次采集飞行数据以获取新的状态向量；根据新的状态向量和正常检测阈值进行判断，确定IMU传感器是否存在故障。本发明以飞控系统IMU传感器故障作为切入点，基于典型变量分析进行飞行器IMU传感器的故障检测，以保证飞行器传感数据的可靠性，提高传感器的故障检测率，为安全可靠的城市空中交通发展奠定坚实的理论和技术基础。
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