无人机姿态补偿控制方法及多旋翼无人机

本发明属于无人机，更具体地说，是涉及一种无人机姿态补偿控制方法及多旋翼无人机。

背景技术：

1、随着我国的科技发展与科学技术水平的提高，无人机在各个领域的应用越来越广泛。在无人机行业中，由于环境复杂造成无人机飞行有很多的不确定性。为了确保无人机的安全飞行，因此需要对无人机安装自动避障功能，使无人机在感知到距离障碍物过近时可以自主刹车。因为这种多旋翼无人机在朝一个方向飞行的过程中不是水平飞行的，在这里以四旋翼无人机为例(如图1)，从左下到右上四个螺旋桨依次为1、2、3、4号螺旋桨。在无人机往前飞行的过程中3号4号螺旋桨的转速是大于1号和2号螺旋桨的，所以就导致无人机会以一种斜着的姿态飞行，即前方低后方高(1、2号低；3、4号高，如图2)，那么扫描角度的雷达就会朝斜下方扫描而无法扫描运行方向的正前方，而且当无人机飞行高度较低时，可能会将地面误认为时障碍物从而导致无人机持续刹车。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种无人机姿态补偿控制方法及多旋翼无人机，以解决现有技术中存在的无人机在倾斜飞行时无法扫描正前方的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种无人机姿态补偿控制方法，无人机包括具有频扫性能的天线系统，控制方法包括以下步骤：

3、获取无人机的实际姿态，计算所述实际姿态与所述无人机的预定姿态之间的补偿夹角；

4、根据所述补偿夹角选择所述天线系统的工作频率；

5、在所述工作频率下，测量所述无人机与障碍物之间的距离和/或角度。

6、可选地，所述根据所述补偿夹角选择所述天线系统的工作频率的步骤包括：

7、根据所述补偿夹角获取波束的补偿辐射方向；

8、根据所述补偿辐射方向得出所述天线系统对应的所述工作频率；

9、其中，所述无人机在预定姿态时，所述天线系统在预定频率工作，且对应的辐射方向为预定辐射方向，所述天线系统在其他工作频率对应的波束的辐射方向为补偿辐射方向。

10、可选地，所述补偿辐射方向与所述预定辐射方向之间的夹角等于所述补偿夹角。

11、可选地，所述根据所述补偿辐射方向得出所述天线系统对应的所述工作频率的步骤包括：

12、获取所述天线系统的工作频率与辐射方向的检索表；

13、根据所述补偿辐射方向在所述检索表内获取对应的所述工作频率。

14、可选地，所述获取无人机的实际姿态，计算所述实际姿态与所述无人机的预定姿态之间的补偿夹角的步骤包括：根据角运动检测器检测无人机的俯仰角，所述俯仰角为所述补偿夹角。

15、可选地，所述在所述工作频率下，测量所述无人机与障碍物之间的距离的步骤包括：

16、所述天线系统的发射天线发射调频连续波，经过障碍物后产生回波信号，所述天线系统的接收天线接收所述回波信号；

17、计算所述无人机与所述障碍物之间的距离。

18、本发明还提供一种多旋翼无人机，使用上述的无人机姿态补偿控制方法，所述多旋翼无人机包括无人机本体以及固定于所述无人机本体的天线系统，所述天线系统具有频扫性能，所述天线系统包括发射天线和接收天线，所述发射天线包括多个阵列设置的发射天线阵，所述接收天线包括多个阵列设置的接收天线阵。

19、可选地，所述发射天线阵和所述接收天线阵均包括串馈阵。

20、可选地，所述串馈阵包括多个依次串联的阵元，相邻所述阵元之间的距离为半波长。

21、可选地，相邻两个所述阵元之间设置有弯折结构。

22、本发明提供的无人机姿态补偿控制方法及多旋翼无人机的有益效果在于：与现有技术相比，本发明无人机姿态补偿控制方法，首先获取无人机的实际姿态，并计算实际姿态和预定姿态之间的补偿夹角，根据补偿夹角选择对应的天线系统的工作频率后，最后测量无人机与障碍物之间的距离和/或角度。在无人机朝向斜下方飞行时，可以根据其倾斜角度选择合适的工作频率，使天线系统在该工作频率下，其主辐射方向朝向正前方，并在该工作频率下进行无人机相对障碍物的距离和角度测量，从而可以补偿无人机倾斜时带来的角度偏差，使天线系统的主辐射方向始终朝向正前方，始终检测正前方。

技术特征：

1.一种无人机姿态补偿控制方法，无人机包括具有频扫性能的天线系统，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的无人机姿态补偿控制方法，其特征在于，所述根据所述补偿夹角选择所述天线系统的工作频率的步骤包括：

3.如权利要求2所述的无人机姿态补偿控制方法，其特征在于，所述补偿辐射方向与所述预定辐射方向之间的夹角等于所述补偿夹角。

4.如权利要求2所述的无人机姿态补偿控制方法，其特征在于，所述根据所述补偿辐射方向得出所述天线系统对应的所述工作频率的步骤包括：

5.如权利要求1所述的无人机姿态补偿控制方法，其特征在于，所述获取无人机的实际姿态，计算所述实际姿态与所述无人机的预定姿态之间的补偿夹角的步骤包括：根据角运动检测器检测无人机的俯仰角，所述俯仰角为所述补偿夹角。

6.如权利要求1所述的无人机姿态补偿控制方法，其特征在于，所述在所述工作频率下，测量所述无人机与障碍物之间的距离的步骤包括：

7.一种多旋翼无人机，使用权利要求1-6任一项所述的无人机姿态补偿控制方法，其特征在于：所述多旋翼无人机包括无人机本体以及固定于所述无人机本体的天线系统，所述天线系统具有频扫性能，所述天线系统包括发射天线和接收天线，所述发射天线包括多个阵列设置的发射天线阵，所述接收天线包括多个阵列设置的接收天线阵。

8.如权利要求7所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述发射天线阵和所述接收天线阵均包括串馈阵。

9.如权利要求8所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述串馈阵包括多个依次串联的阵元，相邻所述阵元之间的距离为半波长。

10.如权利要求9所述的多旋翼无人机，其特征在于，相邻两个所述阵元之间设置有弯折结构。

技术总结本发明提供了一种无人机姿态补偿控制方法及多旋翼无人机，该控制方法包括获取无人机的实际姿态，计算所述实际姿态与所述无人机的预定姿态之间的补偿夹角；根据所述补偿夹角选择所述天线系统的工作频率；在所述工作频率下，测量所述无人机与障碍物之间的距离和/或角度。本发明提供的无人机姿态补偿控制方法及多旋翼无人机，可以补偿无人机倾斜时带来的角度偏差，使天线系统的主辐射方向始终朝向正前方，始终检测正前方。技术研发人员：罗飞翔,刘璐,张谅,丁同禹,韩崇志,周海峰受保护的技术使用者：集美大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26