一种多旋翼无人机的测试装置和测试方法与流程

本技术涉及无人机测试领域，具体涉及一种多旋翼无人机的测试装置和测试方法。

背景技术：

1、无人机在农业中的应用非常的广，能够有效提高农业生产效率。在生产和使用无人机时，往往需要对无人机进行测试，无人机的测试大多采用人工启动无人机在空旷区域进行起飞测试，测试费时费力，性能不好的无人机还会有坠机风险。

2、如何在实验室的室内条件下完成测试成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种多旋翼无人机的测试装置和测试方法，能够在实验室条件下完成对无人机的飞行测试。

2、第一方面，提供了一种多旋翼无人机的测试装置，包括支撑部，用于支撑多旋翼无人机，多旋翼无人机包括沿第一方向和第二方向延伸的旋翼，其中，第一方向与第二方向处于同一水平面且不共直线，旋翼上分别设置电机；活动部，包括连杆和球状关节，连杆的一端与支撑部连接，另一端与球状关节连接；限位部，包括沿第一方向延伸的第一开口和沿第二方向延伸的第二开口，球状关节可活动的设置于第一开口和第二开口中；检测部，包括第三拉力检测器、第一拉力检测器和第二拉力检测器，第三拉力检测器连接于球状关节下方，第三拉力检测器用于检测多旋翼无人机向正上方飞行时的升力；第一拉力检测器通过第一弹簧连接于球状关节，第一弹簧位于第一开口中，第一拉力检测器用于检测多旋翼无人机向斜上方飞行时第一弹簧在第一方向上受到的第一拉力；第二拉力检测器通过第二弹簧连接于球状关节，第二弹簧位于第二开口中，第二拉力检测器用于获取多旋翼无人机向斜上方飞行时第二弹簧在第二方向上受到的第二拉力；处理器，处理器用于根据第二拉力确定第一弹簧所受的第一扭力，根据第一拉力确定第二弹簧所受的第二扭力；以及根据第一拉力和第二扭力确定沿第一方向设置的旋翼上的电机的升力，根据第二拉力以及第一扭力确定沿第二方向设置的旋翼上的电机的升力；处理器还用于根据电机的升力测试多旋翼无人机。

3、本技术实施例中，通过限位器限制无人机在与无人机旋翼方向一致的方向上运动，并通过沿旋翼方向设置的弹簧以及弹簧的拉力与扭力的对应关系，可以使用简单的装置高效完成多旋翼无人机的测试，节约了测试成本。

4、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，处理器用于根据第一公式以及第一拉力确定第二扭力，第一公式为：其中，t2为第二扭力，n1为第一拉力，g2为第二弹簧的剪切模量，d2为第二弹簧的弹簧线的直径，n2为第二弹簧的圈数，d2为第二弹簧的平均直径，k1为第一弹簧的弹性系数，r为球状关节的半径；处理器还用于根据第二公式以及第二拉力确定第一扭力，第二公式为：其中，t1为第一扭力，n2为第二拉力，g1为第一弹簧的剪切模量，d1为第一弹簧的弹簧线的直径，n1为第一弹簧的圈数，d1为第一弹簧的平均直径，k2为第二弹簧的弹性系数，r为球状关节的半径。

5、结合第一方面及第一方面的某些实现方式，处理器用于根据第三公式、第一拉力和第二扭力确定沿第一方向设置的旋翼上的电机的升力，第三公式为：f1＝(t2+n1)r/l；其中，f1是沿第一方向设置的旋翼上的电机的升力，t2是第二扭力，n1是第一拉力，r是球状关节的半径，l是连杆的长度；处理器还用于根据第四公式、第二拉力和第一扭力确定沿第二方向设置的旋翼上的电机的升力，第四公式为：f2＝(t1+n2)r/l；其中，f2是沿第二方向设置的旋翼上的电机的升力，t1是第一扭力，n2是第二拉力，r是球状关节的半径，l是连杆的长度。

6、结合第一方面及第一方面的某些实现方式，在第一方面的另一些实现方式中，检测部还包括：第三拉力传感器，第三拉力传感器连接于球状关节下方，第三拉力传感器用于检测多旋翼无人机向正上方飞行时的升力；处理器用于在多旋翼无人机向正上方飞行时，根据第三拉力传感器的读数获取第三拉力传感器的第一读数-时间曲线，在多旋翼无人机的倾斜飞行时，根据第一拉力传感器或第二拉力传感器的读数获取第一拉力传感器或第二拉力传感器的第二读数-时间曲线，以及根据第一读数-时间曲线和第二读数-时间曲线修正第一拉力或第二拉力。

7、本技术提供的实施例中，由于无人机飞行时会产生震动，从而影响拉力检测器的读数，通过减小读数的误差，可以更精确地测量无人机的飞行参数。

8、结合第一方面及第一方面的某些实现方式，在第一方面的另一些实现方式中，处理器用于：将第一读数-时间曲线和第二读数-时间曲线叠加后减去所述第一读数-时间曲线在一定时间内的平均值，得到第三读数-时间曲线，其中，第三读数-时间曲线的方差小于第一阈值；根据第三读数-时间曲线修正第一拉力或第二拉力。

9、结合第一方面及第一方面的某些实现方式，在第一方面的另一些实现方式中，测试装置还包括：第一抑制器，包括第一电阻应变片、第一电源和第一电容，第一电源与第一电阻应变片串联，第一电容与第一电阻应变片并联，其中，第一电阻应变片连接于第一弹簧，第一电阻应变片的电阻值随第一电阻应变片受到的压力而改变；第二抑制器，包括第二电阻应变片、第二电源和第二电容，第二电源与第二电阻应变片串联，第二电容与第二电阻应变片并联，其中，第二电阻应变片连接于第二弹簧，第二电阻应变片的电阻值随第二电阻应变片受到的压力而改变；处理器用于根据第一电阻应变片两端的电压修正第一拉力，根据第二电阻应变片两端的电压修正第二拉力。

10、结合第一方面及第一方面的某些实现方式，在第一方面的另一些实现方式中，处理器用于：根据第一电阻应变片两端的电压与第一拉力的预设映射关系修正第一拉力；根据第二电阻应变片两端的电压与第二拉力的预设映射关系修正第二拉力。

11、本技术提供的实施例中，无人机飞行时机翼会产生震动，从而使得拉力检测器的读数产生误差，通过抑制器对无人机飞行测试时的拉力或扭力进行修正，可以减小震动产生的读数误差，从而更精确地完成对无人机的飞行测试。

12、结合第一方面及第一方面的某些实现方式，在第一方面的另一些实现方式中，处理器用于：响应于电机的升力小于第一阈值且电机的功率大于第二阈值，报告电机异常，响应于电机的升力大于或等于第一阈值且电机的功率小于或等于第二阈值，报告电机正常。

13、第二方面，提供了一种无人机的测试方法，多旋翼无人机包括沿第一方向和第二方向延伸的旋翼，其中，第一方向与第二方向处于同一水平面且不共直线，旋翼上分别设置电机，多旋翼无人机通过连杆连接于球状关节，球状关节可活动的设置于限位部的开口中，开口包括沿第一方向延伸的第一开口和沿第二方向延伸的第二开口，第一开口设置有第一弹簧，第二开口设置有第二弹簧；测试方法包括：控制多旋翼无人机向斜上方飞行，获取第一弹簧在第一方向上受到的第一拉力和第二弹簧在第二方向上受到的第二拉力；根据第一拉力确定第二弹簧所受的第二扭力，和，根据第二拉力确定第一弹簧所受的第一扭力；根据第一拉力和第二扭力确定沿第一方向设置的旋翼上的电机的升力，根据第二拉力以及第一扭力确定沿第二方向设置的旋翼上的电机的升力；根据电机的升力测试多旋翼无人机。

14、结合第二方面及第二方面的某些实现方式，在第二方面的另一些实现方式中，根据第一拉力确定第二扭力，包括：根据第一公式以及第一拉力确定第二扭力，第一公式为：其中，t2为第二扭力，n1为第一拉力，g2为第二弹簧的剪切模量，d2为第二弹簧的弹簧线的直径，n2为第二弹簧的圈数，d2为第二弹簧的平均直径，k1为第一弹簧的弹性系数，r为球状关节的半径；根据第二拉力确定第一扭力，包括：根据第二公式以及第二拉力确定第一扭力，第二公式为：其中，t1为第一扭力，n2为第二拉力，g1为第一弹簧的剪切模量，d1为第一弹簧的弹簧线的直径，n1为第一弹簧的圈数，d1为第一弹簧的平均直径，k2为第二弹簧的弹性系数，r为球状关节的半径。

15、结合第二方面及第二方面的某些实现方式，在第二方面的另一些实现方式中，根据第一拉力和第二扭力确定沿第一方向设置的旋翼上的电机的升力，包括：根据第三公式、第一拉力和第二扭力确定沿第一方向设置的旋翼上的电机的升力，第三公式为：f1＝(t2+n1)r/l；其中，f1是沿第一方向设置的旋翼上的电机的升力，t2是第二扭力，n1是第一拉力，r是球状关节的半径，l是连杆的长度；根据第二拉力和第一扭力确定沿第二方向设置的旋翼上的电机的升力，包括：根据第四公式、第二拉力和第一扭力确定沿第二方向设置的旋翼上的电机的升力，第四公式为：f2＝(t1+n2)r/l；其中，f2是沿第二方向设置的旋翼上的电机的升力，t1是第一扭力，n2是第二拉力，r是球状关节的半径，l是连杆的长度。

16、结合第二方面及第二方面的某些实现方式，在第二方面的另一些实现方式中，测试方法还包括：在多旋翼无人机向正上方飞行时，根据第三拉力检测器的读数获取第三拉力检测器的第一读数-时间曲线，其中，第三拉力检测器连接于球状关节下方，第三拉力检测器用于检测多旋翼无人机向正上方飞行时的升力；在多旋翼无人机的倾斜飞行时，根据第一拉力检测器或第二拉力检测器的读数获取第一拉力检测器或第二拉力检测器的第二读数-时间曲线，以及根据第一读数-时间曲线和第二读数-时间曲线修正第一拉力或第二拉力。

17、结合第二方面及第二方面的某些实现方式，在第二方面的另一些实现方式中，根据第一读数-时间曲线和第二读数-时间曲线修正第一拉力或第二拉力，包括：将第一读数-时间曲线和第二读数-时间曲线叠加后减去所述第一读数-时间曲线在一定时间内的平均值，得到第三读数-时间曲线，其中，第三读数-时间曲线的方差小于第一阈值；根据第三读数-时间曲线修正第一拉力或第二拉力。

18、结合第二方面及第二方面的某些实现方式，在第二方面的另一些实现方式中，第一弹簧连接有第一抑制器，第二弹簧连接有第二抑制器，其中，第一抑制器包括第一电阻应变片、第一电源和第一电容，第一电源与第一电阻应变片串联，第一电容与第一电阻应变片并联，第一电阻应变片连接于第一弹簧，第一电阻应变片的电阻值随第一电阻应变片受到的压力而改变；第二抑制器包括第二电阻应变片、第二电源和第二电容，第二电源与第二电阻应变片串联，第二电容与第二电阻应变片并联，其中，第二电阻应变片连接于第二弹簧，第二电阻应变片的电阻值随第二电阻应变片受到的压力而改变；测试方法还包括：根据第一电阻应变片两端的电压修正第一拉力，根据第二电阻应变片两端的电压修正第二拉力。

19、结合第二方面及第二方面的某些实现方式，在第二方面的另一些实现方式中，根据第一电阻应变片两端的电压修正第一拉力，根据第二电阻应变片两端的电压修正第二拉力，包括：根据第一电阻应变片两端的电压与第一拉力的预设映射关系修正第一拉力；根据第二电阻应变片两端的电压与第二拉力的预设映射关系修正第二拉力。

20、结合第二方面及第二方面的某些实现方式，在第二方面的另一些实现方式中，根据电机的升力测试多旋翼无人机，包括：在电机的升力小于第一阈值且电机的功率大于第二阈值的情况下，报告电机异常，在电机的升力大于或等于第一阈值且电机的功率小于或等于第二阈值的情况下，报告电机测试通过。

21、第三方面，提供一种多旋翼无人机的测试装置，包括：处理器和存储器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于调用并运行存储器中存储的计算机程序以执行如第二方面任一实现方式中的测试方法。

22、第四方面，本技术提供一种处理电路(或处理器)，用于执行上述第二方面任一种实现方式提供的方法。

23、第五方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读介质存储用于装置执行的程序代码，该程序代码包括用于执行上述第二方面的任一种实现方式提供的方法。

24、第六方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面中任一种实现方式提供的方法。

25、第七方面，提供一种芯片，芯片包括处理电路与通信接口，处理电路通过通信接口读取存储器上存储的指令，执行上述第二方面的任一种实现方式提供的方法。

26、可选地，作为一种实现方式，芯片还包括存储器，存储器中存储有计算机程序或指令，处理电路用于执行存储器上存储的计算机程序或指令，当计算机程序或指令被执行时，处理电路用于执行上述第二方面的任一种实现方式提供的方法。