本申請涉及無人機(jī)，尤其涉及一種增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法及裝置。
背景技術(shù)：
1、在無人機(jī)研發(fā)流程中，當(dāng)完成總體與氣動設(shè)計環(huán)節(jié)后，需要對生產(chǎn)加工后的無人機(jī)進(jìn)行風(fēng)洞吹風(fēng)試驗，根據(jù)風(fēng)洞數(shù)據(jù)對無人機(jī)操穩(wěn)特性進(jìn)行分析評估。由于生產(chǎn)加工一般會與實際設(shè)計方案有所偏差，而且某些無人機(jī)由于飛行場景或飛行階段特殊，需要對無人機(jī)的氣動外形進(jìn)行特殊設(shè)計，以提高無人機(jī)操縱性或飛行航時，但會損失無人機(jī)的穩(wěn)定性。而穩(wěn)定性下降會對無人機(jī)的飛行控制帶來很大的挑戰(zhàn)，增大了飛行風(fēng)險。另一方面，由于無人機(jī)已經(jīng)生產(chǎn)加工完畢，無法再次更改氣動外形，只能通過飛行控制的手段實現(xiàn)無人機(jī)的自主安全飛行，但在實際操作中仍面臨著極大的不確定性，飛行風(fēng)險難以得到有效控制。
2、因此，如何在不更改無人機(jī)氣動外形的情況下增強(qiáng)無人機(jī)的穩(wěn)定性，以降低飛行過程中因控制發(fā)散而引發(fā)事故的風(fēng)險，成為了當(dāng)前亟待的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、在本申請實施例中，通過提供一種增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，解決了如何在不更改無人機(jī)氣動外形的情況下增強(qiáng)無人機(jī)的穩(wěn)定性，以降低飛行過程中因控制發(fā)散而引發(fā)事故的風(fēng)險的問題。
2、第一方面，本申請實施例提供了一種增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，該方法包括：獲取無人機(jī)和增穩(wěn)傘的傘機(jī)組合體的俯仰力矩和偏航力矩并進(jìn)行操穩(wěn)計算分析，基于操穩(wěn)計算分析結(jié)果確定增穩(wěn)傘的受力面積和傘繩長度；在無人機(jī)尾部安裝增穩(wěn)傘，其掛點(diǎn)位于無人機(jī)的縱向?qū)ΨQ軸中心位置；將無人機(jī)攜帶至空中預(yù)設(shè)高度，在機(jī)翼展開姿態(tài)下將其釋放，然后將增穩(wěn)傘打開；無人機(jī)調(diào)整自身姿態(tài)完成俯沖改平操作后，切除增穩(wěn)傘。
3、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述獲取無人機(jī)和增穩(wěn)傘的傘機(jī)組合體的俯仰力矩和偏航力矩并進(jìn)行操穩(wěn)計算分析，基于操穩(wěn)計算分析結(jié)果確定增穩(wěn)傘的受力面積和傘繩長度，包括：將增穩(wěn)傘的俯仰力矩和偏航力矩并分別疊加至無人機(jī)的俯仰力矩和偏航力矩上，以獲取傘機(jī)組合體的俯仰力矩和偏航力矩；基于所述傘機(jī)組合體的俯仰力矩和偏航力矩進(jìn)行操穩(wěn)計算分析；以傘機(jī)組合體的阻尼比和超調(diào)量作為操穩(wěn)計算分析結(jié)果的約束條件，確定增穩(wěn)傘的受力面積和傘繩長度。
4、在一種可能的實現(xiàn)方式中，增穩(wěn)傘的俯仰力矩的計算公式為：；其中，為增穩(wěn)傘的俯仰力矩，為增穩(wěn)傘的阻力系數(shù)，為增穩(wěn)傘的受力面積，為傘掛點(diǎn)與無人機(jī)氣動焦點(diǎn)的距離，為無人機(jī)的迎角；增穩(wěn)傘的偏航力矩的計算公式為：；其中，為無人機(jī)的側(cè)滑角；其中，；為增穩(wěn)傘的半徑，為數(shù)學(xué)常數(shù)。
5、在一種可能的實現(xiàn)方式中，還包括通過仿真飛行基于預(yù)設(shè)原則驗證增穩(wěn)傘的受力面積是否滿足要求，所述預(yù)設(shè)原則具體包括：在無人機(jī)完成俯沖改平操作后，切除增穩(wěn)傘，無人機(jī)的最低速度大于或等于無人機(jī)的失速速度的預(yù)設(shè)倍數(shù)，同時無人機(jī)的最高速度小于或等于無人機(jī)的顫振速度；其中，所述預(yù)設(shè)倍數(shù)大于1。
6、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述將無人機(jī)攜帶至空中預(yù)設(shè)高度，在機(jī)翼展開姿態(tài)下將其釋放，然后將增穩(wěn)傘打開，包括：無人機(jī)處于機(jī)翼折疊的狀態(tài)時，被空中載體攜帶至預(yù)設(shè)高度；當(dāng)無人機(jī)到達(dá)預(yù)設(shè)高度后，無人機(jī)進(jìn)行機(jī)翼展開動作；機(jī)翼展開動作完成后，空中載體釋放無人機(jī)；無人機(jī)檢測到釋放信號，將增穩(wěn)傘打開，此時在螺旋槳處于靜止?fàn)顟B(tài)調(diào)整機(jī)身姿態(tài)。
7、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述無人機(jī)調(diào)整自身姿態(tài)完成俯沖改平操作后，切除增穩(wěn)傘，包括：無人機(jī)通過調(diào)整自身姿態(tài)執(zhí)行俯沖改平操作，逐步減小俯仰角，向水平飛行狀態(tài)過渡；當(dāng)無人機(jī)完成俯沖改平操作后，切除增穩(wěn)傘，開啟螺旋槳，執(zhí)行正常飛行流程。
8、在一種可能的實現(xiàn)方式中，無人機(jī)完成俯沖改平操作的判斷標(biāo)準(zhǔn)為無人機(jī)的俯仰角大于預(yù)設(shè)角度且持續(xù)時間大于預(yù)設(shè)時間。
9、第二方面，本申請實施例提供了一種增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的裝置，該裝置包括：確定模塊，用于獲取無人機(jī)和增穩(wěn)傘的傘機(jī)組合體的俯仰力矩和偏航力矩并進(jìn)行操穩(wěn)計算分析，基于操穩(wěn)計算分析結(jié)果確定增穩(wěn)傘的受力面積和傘繩長度；安裝模塊，用于在無人機(jī)尾部安裝增穩(wěn)傘，其掛點(diǎn)位于無人機(jī)的縱向?qū)ΨQ軸中心位置；打開模塊，用于將無人機(jī)攜帶至空中預(yù)設(shè)高度，在機(jī)翼展開姿態(tài)下將其釋放，然后將增穩(wěn)傘打開；切除模塊，用于無人機(jī)調(diào)整自身姿態(tài)完成俯沖改平操作后，切除增穩(wěn)傘。
10、第三方面，本申請實施例提供了一種增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的服務(wù)器，包括存儲器和處理器；所述存儲器用于存儲計算機(jī)可執(zhí)行指令；所述處理器用于執(zhí)行所述計算機(jī)可執(zhí)行指令，以實現(xiàn)第一方面或第一方面任一種可能的實現(xiàn)方式所述的方法。
11、第四方面，本申請實施例提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有可執(zhí)行指令，計算機(jī)執(zhí)行所述可執(zhí)行指令時能夠?qū)崿F(xiàn)第一方面或第一方面任一種可能的實現(xiàn)方式所述的方法。
12、本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果：本申請實施例提供了一種增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，獲取無人機(jī)和增穩(wěn)傘的傘機(jī)組合體的俯仰力矩和偏航力矩并進(jìn)行操穩(wěn)計算分析，基于操穩(wěn)計算分析結(jié)果確定增穩(wěn)傘的受力面積和傘繩長度。在無人機(jī)尾部安裝增穩(wěn)傘，其掛點(diǎn)位于無人機(jī)的縱向?qū)ΨQ軸中心位置。將無人機(jī)攜帶至空中預(yù)設(shè)高度，在機(jī)翼展開姿態(tài)下將其釋放，然后將增穩(wěn)傘打開。無人機(jī)調(diào)整自身姿態(tài)完成俯沖改平操作后，切除增穩(wěn)傘。本申請在不更改無人機(jī)氣動外形的情況下，通過增穩(wěn)傘增強(qiáng)無人機(jī)的穩(wěn)定性。并且增加增穩(wěn)傘的試驗加工周期短，可快速進(jìn)行試驗驗證。解決了如何在不更改無人機(jī)氣動外形的情況下增強(qiáng)無人機(jī)的穩(wěn)定性，以降低飛行過程中因控制發(fā)散而引發(fā)事故的風(fēng)險的問題。
1.一種增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述獲取無人機(jī)和增穩(wěn)傘的傘機(jī)組合體的俯仰力矩和偏航力矩并進(jìn)行操穩(wěn)計算分析，基于操穩(wěn)計算分析結(jié)果確定增穩(wěn)傘的受力面積和傘繩長度，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，其特征在于，增穩(wěn)傘的俯仰力矩的計算公式為：；其中，為增穩(wěn)傘的俯仰力矩，為增穩(wěn)傘的阻力系數(shù)，為增穩(wěn)傘的受力面積，為傘掛點(diǎn)與無人機(jī)氣動焦點(diǎn)的距離，為無人機(jī)的迎角；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，其特征在于，還包括通過仿真飛行基于預(yù)設(shè)原則驗證增穩(wěn)傘的受力面積是否滿足要求，所述預(yù)設(shè)原則具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述將無人機(jī)攜帶至空中預(yù)設(shè)高度，在機(jī)翼展開姿態(tài)下將其釋放，然后將增穩(wěn)傘打開，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述無人機(jī)調(diào)整自身姿態(tài)完成俯沖改平操作后，切除增穩(wěn)傘，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的方法，其特征在于，無人機(jī)完成俯沖改平操作的判斷標(biāo)準(zhǔn)為無人機(jī)的俯仰角大于預(yù)設(shè)角度且持續(xù)時間大于預(yù)設(shè)時間。
8.一種增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的裝置，其特征在于，包括：
9.一種增強(qiáng)無人機(jī)靜穩(wěn)定性的服務(wù)器，其特征在于，包括存儲器和處理器；
10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有可執(zhí)行指令，計算機(jī)執(zhí)行所述可執(zhí)行指令時能夠?qū)崿F(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項所述的方法。