一飞(海南)科技有限公司张斐获国家专利权
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龙图腾网获悉一飞(海南)科技有限公司申请的专利无人机多传感器三余度飞行控制系统、方法及存储介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN112596535B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202011470955.5,技术领域涉及:G05D1/49;该发明授权无人机多传感器三余度飞行控制系统、方法及存储介质是由张斐设计研发完成,并于2020-12-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本无人机多传感器三余度飞行控制系统、方法及存储介质在说明书摘要公布了:本发明属于无人机控制技术领域,公开了一种无人机多传感器三余度飞行控制系统、方法及存储介质,数据采集模块利用三组冗余传感器采集飞机数据;预处理模块对传感器原始数据进行初步解算;余度管理模块对传感器采集的数据进行投票选择;飞行控制模块融合传感器数据进行无人机运动状态估计和控制。本发明通过余度管理算法,对三组IMU和磁力计进行有效的投票机制,选择出最优的传感器组,无人机运动状态的估计和控制。本发明通过互补滤波算法对三组传感器的原始数据进行预处理,解决了多组传感器原始数据之间难以有效比较,无法检测出传感器软故障的问题,提高了无人机飞行控制系统的稳定性和可靠性。
本发明授权无人机多传感器三余度飞行控制系统、方法及存储介质在权利要求书中公布了:1.一种无人机多传感器三余度飞行控制方法,其特征在于,所述无人机多传感器三余度飞行控制方法包括: 利用三组冗余传感器采集数据;通过互补滤波法对采集的所述数据进行预处理; 通过冗余管理算法对所述预处理的结果进行监控,并基于监控后的预处理结果进行传感器组调整; 根据冗余管理算法选择最优传感器原始数据,作为飞控系统中卡尔曼滤波器的输入信息对无人机运动状态进行估计; 判断所述卡尔曼滤波器的估计结果的可用性,并监测无人机的估计状态;将互补滤波预处理的结果与主卡尔曼滤波器对姿态的估计进行对比,当超出一定阈值时,则判断无人机运动状态的估计异常; 所述冗余管理算法采用Madgwick法,利用三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计的数据,解算出无人机俯仰、横滚和偏航角;所述Madgwick法包括:加权整合t时刻的陀螺仪算出的姿态和加速度计磁场计共同算出的姿态,得到最终的姿态;加权公式如下: ; 其中,和是加权系数,是由各自的误差占总体误差的比重决定,误差所占的比重越小则加权系数越大;设采样时间间隔为;陀螺仪的单位时间的误差通过查陀螺仪的手册得到,陀螺仪的误差为; 加速度计磁场计共同算出的姿态的误差由计算方法决定,计算方法包括梯度下降法、高斯牛顿迭代法、牛顿法、共轭梯度法; 所述基于监控的预处理结果进行传感器组调整包括: 当主传感器组的数据连续N个检测时刻未输出三轴姿态信息,或连续M个检测时刻输出相同的姿态数据,则将主卡尔曼滤波器使用的传感器原始数据设置为优先级第二的传感器组;若优先级第二的传感器组的数据连续N个检测时刻未输出三轴姿态信息,或连续M个检测时刻输出相同的姿态数据,则将主卡尔曼滤波器使用的传感器原始数据设置为优先级第三的传感器组; 当主传感器组的预处理结果中,三轴姿态信息中的任一轴,与另外两组之间的差值均超过阈值X,则将主卡尔曼滤波器使用的传感器原始数据切换为优先级第二的传感器组; 当某一组传感器组的三轴姿态信息中的任一轴数据,与另外两组之间的差值均超过阈值Y,则将该组传感器组的故障次数kn加一;当某一组的传感器故障次数kn超过阈值Z,则将该组传感器组的优先级调至最低。
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