中山大学刘昆获国家专利权
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龙图腾网获悉中山大学申请的专利一种基于磁向量场的无人机空中对接系统和方法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:CN119225423B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-30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:202411336765.2,技术领域涉及:G05D1/495;该发明授权一种基于磁向量场的无人机空中对接系统和方法是由刘昆;俞潇斌;魏静波;李开心;李昕亮;陈伟健设计研发完成,并于2024-09-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于磁向量场的无人机空中对接系统和方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于磁向量场的无人机空中对接方法,包括建立无人机的动力学模型;利用磁向量场测量模拟装置测量并拟合得到磁向量场数学模型;设计对接流程;根据初始期望力和力矩以及磁向量场数学模型计算新的期望力矩和力;利用QP补偿对期望差进行补偿处理,得到无人机最终的期望拉力;根据无人机最终的期望拉力,通过油门与推力关系辨识模型对无人机电机进行控制。本发明无需采用高精度传感器也不需要复杂的机械结构即可实现高精度对接和长时间空中停留;本发明通过将拟合后磁向量场数学模型部署到无人机对接系统中,从而通过电磁力实现无人机的对接;而且可有效融合引入磁向量场所带来的相关因素,使得完整的对接系统具有更高的鲁棒性。
本发明授权一种基于磁向量场的无人机空中对接系统和方法在权利要求书中公布了:1.一种基于磁向量场的无人机空中对接方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、建立无人机的动力学模型; S2、利用磁向量场测量模拟装置测量并拟合得到磁向量场数学模型; S3、设计对接流程并利用卡尔曼滤波算法对无人机的空中对接过程进行位置数据融合;具体包括如下步骤: S31、将永磁装置设置在对接点位置;并且假设无人机从起飞点A出发往对接点靠近,当无人机的D435相机首次检测到对接点位置处的二维码标靶时,无人机立即停止运动,并将该位置设为位置B; S32、保持B位置状态,使用无人机的D435相机连续测量二维码标靶一段时间,同时建立中间坐标系:; S33、对步骤S32中连续测量的数据取均值,得到在B位置状态下,无人机与对接点的真实距离; S34、在对接过程中,使用卡尔曼滤波算法对位置C进行位置数据融合;其表达式为: ; ; ; 式中,表示从T265相机获得与标靶的位置数据;表示中间坐标系下T265相机反馈的无人机的坐标;表示D435相机测得的标靶位置数据;表示图像坐标系到中间坐标系的变换矩阵;表示D435相机坐标系下标靶位置;表示融合后距离标靶的位置;表示卡尔曼增益; S4、根据初始期望力和力矩以及磁向量场数学模型计算新的期望力矩和力; S5、利用QP补偿对期望差进行补偿处理,得到无人机最终的期望拉力; S6、执行器根据无人机最终的期望拉力,通过油门与推力关系辨识模型对无人机电机进行控制。
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