加速度信息B。
[0140]较佳实施例中，根据所述GPS返回的监测数据获得无人机沿大地坐标系中x、y和z三个方向上的速度的具体实现代码为:
[0141]velovity=_gps.velocity();//直接通过GPS获取groud velocity数据
[OH2]根据所述X、y和z三个方向上的速度获得无人机机体X、y和z轴三个方向上的加速度信息B;
[0143]一种较佳的实施例中，如果所述无人机没有搭载GPS或GPS没有一个好的目标锁定或GPS收到的卫星数少于6个，则GPS返回的监测数据存在不准确的情况，此时GPS不能使用，因此采用空速传感器获取airspeed(空速)，再通过DCM旋转矩阵将airspeed转换到地理坐标系下，在考虑风速影响后即为最终机体相对地理坐标系下的速度；
[0144]根据所述机体相对地理坐标系下的速度获得无人机沿大地坐标系中X、y和z三个方向上的速度；
[ΟΙ45]根据所述X、y和z三个方向上的速度获得无人机机体X、y和z轴三个方向上的加速度信息B。
[0146]计算单元213，用于对加速度信息A与加速度信息B进行向量叉乘获得计算结果；
[0147]根据加速度信息A与加速度信息B进行向量叉乘，获得的结果为陀螺仪的漂移误差，根据所述漂移误差对陀螺仪进行修正，从而控制无人机的正常飞行。
[0148]修正控制单元214，用于根据所述计算结果对无人机的横滚角和俯仰角进行修正，对所述无人机的平稳性进行控制；
[0149]具体实施时，所述步骤具体为:
[0150]1、利用无人机搭载的加速度传感器获取加速度信息，并通过旋转矩阵将其转换到机体坐标系中，若机体存在多个健康的加速度传感器，则将多个加速度传感器的数据进行融合后作为最终加速度信息A;
[0151]2、根据所述数据判断GPS状态，若没有GPS、GPS锁定目标不满足预设条件或GPS收到的卫星数少于预设值，则GPS状态为不可用，反之，则GPS状态为可用;若GPS状态为不可用时，通过空速传感器获取无人机的空速，再通过DCM旋转矩阵将其转换到大地坐标系中，在考虑风速影响后得到无人机沿大地坐标系中x、y和z方向上的速度;若GPS状态为可用时，根据所述数据中GPS返回的数据获得无人机沿大地坐标系中x、y和z方向上的速度；
[0152]3、获得速度信息后，根据固定时间间隔内飞行器速度的变化量计算出无人机x、y和z轴三个方向上的加速度信息，并通过叠加重力方向的加速度信息并经过归一化处理得到无人机在机体坐标系下的实际加速度信息，对所述实际加速度信息进行归一化处理后生成加速度信息B;
[0153]4、根据加速度信息A与加速度信息B进行向量叉乘，获得的结果为陀螺仪的漂移误差，通过PI控制器计算控制量的输出对陀螺仪进行修正，从而控制无人机的正常飞行。
[0154]在本实施例中，通过使用获取无人机速度信息计算无人机加速度信息，并通过与由加速度传感器获得的加速度信息进行计算获得漂移误差，最后对陀螺仪进行修正，由此保证无人机在陀螺仪发生漂移后，及时对其进行修正，使得飞控系统依然能够获得正确数据，从而控制无人机正常飞行。
[0155]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种控制无人机稳定飞行的方法，其特征在于，所述控制无人机稳定飞行的方法包括以下步骤: 无人机飞行过程中，飞控系统收集无人机上所搭载的监测装置所返回的监测数据，所述监测装置至少包括:GPS、加速度传感器、陀螺仪和磁力计； 根据所述监测装置返回的监测数据，至少对所述无人机的飞行航向和平稳性中的一项进行控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述监测装置返回的监测数据，对所述无人机的飞行航向进行控制的步骤包括: 根据所述GPS和磁力计返回的监测数据判断磁力计是否失效； 当判断到磁力计已失效时，根据GPS返回的监测数据计算无人机偏航角，获得无人机的偏航角误差； 根据所述偏航角误差控制所述无人机的偏航方向。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述GPS和磁力计返回的监测数据判断磁力计是否失效的步骤包括: 根据GPS返回的监测数据获得无人机偏航角A; 根据磁力计返回的监测数据获得无人机偏航角B; 计算获得偏航角A与偏航角B的差的绝对值，若所述绝对值大于预设阀值，则判断磁力计已失效，否则，判断磁力计正常。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述当判断到磁力计已失效时，根据GPS返回的监测数据计算无人机偏航角，获得无人机的偏航角误差的步骤包括: 根据GPS返回的监测数据获得无人机沿大地坐标系X，y方向的速度； 根据所述无人机沿大地坐标系X，y方向的速度计算得到无人机偏航角； 根据所述无人机偏航角和上一时刻无人机偏航角获得无人机的偏航角误差。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述监测装置返回的监测数据，对所述无人机的平稳性进行控制的步骤包括: 将所述加速度传感器返回的监测数据通过旋转矩阵获得无人机机体x、y和z轴三个方向上的加速度信息A; 根据所述GPS返回的监测数据获得无人机沿大地坐标系中x、y和z三个方向上的速度，并根据所述X、y和z三个方向上的速度获得无人机机体X、y和z轴三个方向上的加速度信息B； 对加速度信息A与加速度信息B进行向量叉乘获得计算结果； 根据所述计算结果对无人机的横滚角和俯仰角进行修正，对所述无人机的平稳性进行控制。6.一种控制无人机稳定飞行的装置，其特征在于，所述控制无人机稳定飞行的装置包括: 数据收集模块，用于在无人机飞行过程中，飞控系统收集无人机搭载的监测装置返回的监测数据，所述监测装置至少包括:GPS、加速度传感器、陀螺仪和磁力计； 飞行控制模块，用于根据所述监测装置返回的监测数据，至少对所述无人机的飞行航向和平稳性中的一项进行控制。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述飞行控制模块包括: 判断单元，用于根据所述GPS和磁力计返回的监测数据判断磁力计是否失效； 误差获取单元，用于当判断到磁力计已失效时，根据GPS返回的监测数据计算无人机偏航角，获得无人机的偏航角误差； 方向控制单元，用于根据所述偏航角误差控制所述无人机的偏航方向。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述判断单元包括: GPS偏航角获取单元，用于根据GPS返回的监测数据获得无人机偏航角A; 磁力计偏航角获取单元，用于根据磁力计返回的监测数据获得无人机偏航角B; 计算判断单元，用于计算获得偏航角A与偏航角B的差的绝对值，若所述绝对值大于预设阀值，则判断磁力计已失效，否则，判断磁力计正常。9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述误差获取单元包括: 速度获取单元，用于根据GPS返回的监测数据获得无人机沿大地坐标系x，y方向的速度； 偏航角获取单元，用于根据所述无人机沿大地坐标系x，y方向的速度计算得到无人机偏航角； 偏航角误差获取单元，用于根据所述无人机偏航角和上一时刻无人机偏航角获得无人机的偏航角误差。10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述飞行控制模块还包括: 直接获取加速度单元，用于将加速度传感器返回的监测数据通过旋转矩阵获得无人机机体x、y和z轴三个方向上的加速度信息A; 计算获取加速度单元，用于根据所述GPS返回的监测数据获得无人机沿大地坐标系中x、y和z三个方向上的速度，并根据所述x、y和z三个方向上的速度获得无人机机体x、y和z轴三个方向上的加速度信息B; 计算单元，用于对加速度信息A与加速度信息B进行向量叉乘获得计算结果； 修正控制单元，用于根据所述计算结果对无人机的横滚角和俯仰角进行修正，对所述无人机的平稳性进行控制。
【专利摘要】本发明公开了一种控制无人机稳定飞行的方法，其方法包括：无人机飞行过程中，飞控系统收集无人机上所搭载的监测装置所返回的监测数据，所述监测装置至少包括：GPS、加速度传感器、陀螺仪和磁力计；根据所述监测装置返回的监测数据，至少对所述无人机的飞行航向和平稳性中的一项进行控制。本发明还公开了一种控制无人机稳定飞行的装置。本发明解决了无人机在飞行过程中，由于飞行环境等因素影响导致无人机偏航角产生误差进一步对无人机的偏航方向产生影响，以及无人机横滚角和俯仰角受到影响后发生偏差的情况下，致使无人机无法正常平稳飞行的问题。
【IPC分类】G05D1/08, G05D1/10
【公开号】CN105511484
【申请号】CN201510897158
【发明人】张显志
【申请人】深圳一电航空技术有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月27日