一飛(海南)科技有限公司張斐獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉一飛(海南)科技有限公司申請的專利無人機多傳感器三余度飛行控制系統、方法及存儲介質獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN112596535B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202011470955.5,技術領域涉及:G05D1/49;該發明授權無人機多傳感器三余度飛行控制系統、方法及存儲介質是由張斐設計研發完成,并于2020-12-14向國家知識產權局提交的專利申請。
本無人機多傳感器三余度飛行控制系統、方法及存儲介質在說明書摘要公布了:本發明屬于無人機控制技術領域,公開了一種無人機多傳感器三余度飛行控制系統、方法及存儲介質,數據采集模塊利用三組冗余傳感器采集飛機數據;預處理模塊對傳感器原始數據進行初步解算;余度管理模塊對傳感器采集的數據進行投票選擇;飛行控制模塊融合傳感器數據進行無人機運動狀態估計和控制。本發明通過余度管理算法,對三組IMU和磁力計進行有效的投票機制,選擇出最優的傳感器組,無人機運動狀態的估計和控制。本發明通過互補濾波算法對三組傳感器的原始數據進行預處理,解決了多組傳感器原始數據之間難以有效比較,無法檢測出傳感器軟故障的問題,提高了無人機飛行控制系統的穩定性和可靠性。
本發明授權無人機多傳感器三余度飛行控制系統、方法及存儲介質在權利要求書中公布了:1.一種無人機多傳感器三余度飛行控制方法,其特征在于,所述無人機多傳感器三余度飛行控制方法包括: 利用三組冗余傳感器采集數據;通過互補濾波法對采集的所述數據進行預處理; 通過冗余管理算法對所述預處理的結果進行監控,并基于監控后的預處理結果進行傳感器組調整; 根據冗余管理算法選擇最優傳感器原始數據,作為飛控系統中卡爾曼濾波器的輸入信息對無人機運動狀態進行估計; 判斷所述卡爾曼濾波器的估計結果的可用性,并監測無人機的估計狀態;將互補濾波預處理的結果與主卡爾曼濾波器對姿態的估計進行對比,當超出一定閾值時,則判斷無人機運動狀態的估計異常; 所述冗余管理算法采用Madgwick法,利用三軸加速度計、三軸陀螺儀和三軸磁力計的數據,解算出無人機俯仰、橫滾和偏航角;所述Madgwick法包括:加權整合t時刻的陀螺儀算出的姿態和加速度計磁場計共同算出的姿態,得到最終的姿態;加權公式如下: ; 其中,和是加權系數,是由各自的誤差占總體誤差的比重決定,誤差所占的比重越小則加權系數越大;設采樣時間間隔為;陀螺儀的單位時間的誤差通過查陀螺儀的手冊得到,陀螺儀的誤差為; 加速度計磁場計共同算出的姿態的誤差由計算方法決定,計算方法包括梯度下降法、高斯牛頓迭代法、牛頓法、共軛梯度法; 所述基于監控的預處理結果進行傳感器組調整包括: 當主傳感器組的數據連續N個檢測時刻未輸出三軸姿態信息,或連續M個檢測時刻輸出相同的姿態數據,則將主卡爾曼濾波器使用的傳感器原始數據設置為優先級第二的傳感器組;若優先級第二的傳感器組的數據連續N個檢測時刻未輸出三軸姿態信息,或連續M個檢測時刻輸出相同的姿態數據,則將主卡爾曼濾波器使用的傳感器原始數據設置為優先級第三的傳感器組; 當主傳感器組的預處理結果中,三軸姿態信息中的任一軸,與另外兩組之間的差值均超過閾值X,則將主卡爾曼濾波器使用的傳感器原始數據切換為優先級第二的傳感器組; 當某一組傳感器組的三軸姿態信息中的任一軸數據,與另外兩組之間的差值均超過閾值Y,則將該組傳感器組的故障次數kn加一;當某一組的傳感器故障次數kn超過閾值Z,則將該組傳感器組的優先級調至最低。
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