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基于北斗定位系統(tǒng)對飛控手飛行質(zhì)量的評價系統(tǒng)及方法

文檔序號:9809877閱讀:676來源:國知局
基于北斗定位系統(tǒng)對飛控手飛行質(zhì)量的評價系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無人機(jī)飛控手飛行質(zhì)量的評價系統(tǒng)及方法,具體涉及一種基于北 斗定位系統(tǒng)對飛控手飛行質(zhì)量的評價系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來,隨著無人機(jī)的迅速興起,引起了其在多個領(lǐng)域的應(yīng)用,特別是在農(nóng)業(yè)領(lǐng) 域。由于農(nóng)用無人機(jī)噴施具有作業(yè)成本低、突擊能力強(qiáng)、操作安全及不受農(nóng)作物長勢的限制 等優(yōu)點,作為農(nóng)業(yè)航空器械的重要標(biāo)志之一的農(nóng)用無人機(jī)得到了迅速應(yīng)用和發(fā)展。
[0003] 隨著農(nóng)用無人機(jī)作業(yè)范圍和作業(yè)領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大,農(nóng)用無人機(jī)操控手漸漸的出現(xiàn) 供不應(yīng)求的現(xiàn)象,這一現(xiàn)象導(dǎo)致越來越多的人在操控水平達(dá)不到專業(yè)要求的情況下被應(yīng)召 上崗,為用戶進(jìn)行農(nóng)用無人機(jī)作業(yè)。這將導(dǎo)致的后果有:一是在農(nóng)用作業(yè)的過程中會頻繁地 出現(xiàn)摔機(jī)、炸機(jī)現(xiàn)象的發(fā)生;二是操作水平達(dá)不到作業(yè)要求,在無人機(jī)作業(yè)過程中,飛行速 度不均勻、飛行高度不穩(wěn)定、作業(yè)定位不準(zhǔn)確等現(xiàn)象導(dǎo)致作業(yè)防治效果達(dá)不到理想效果。這 不僅導(dǎo)致用戶費(fèi)時費(fèi)力,而且還要蒙受較大的經(jīng)濟(jì)損失。而目前市場上并沒有一套準(zhǔn)確的 無人機(jī)飛控手飛行質(zhì)量評價系統(tǒng)及方法對飛控手進(jìn)行考核評價,使飛控手操控水平達(dá)到專 業(yè)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,本發(fā)明的目的是:提供一種基于北斗定位系統(tǒng) 對飛控手飛行質(zhì)量的評價系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于:一種基于北斗定位系統(tǒng)對飛控手飛行質(zhì)量的評價方法。
[0006] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種基于北斗定位系統(tǒng)對飛控手飛行質(zhì)量 的評價方法,包括:無人機(jī)飛行姿態(tài)評價的步驟、無人機(jī)飛行航線評價的步驟或無人機(jī)障礙 飛行評價的步驟或以上任意兩個步驟或以上三個步驟的結(jié)合;
[0007] 所述無人機(jī)飛行姿態(tài)評價的步驟為:
[0008] a.地面站通過軟件預(yù)先設(shè)定無人機(jī)的飛行航線;
[0009] b.將多個移動站分別圍繞無人機(jī)設(shè)置;控制無人機(jī)進(jìn)行飛行作業(yè);
[0010] c.地面站通過北斗定位系統(tǒng)采集飛行狀態(tài)中的無人機(jī)上的移動站的移動數(shù)據(jù)并 顯不;
[0011] d.按預(yù)先設(shè)定無人機(jī)的飛行航線飛行完成后,無人機(jī)測試完成并降落;
[0012] e.將收集到的移動數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對比進(jìn)行無人機(jī)飛行姿態(tài)評價;
[0013] 無人機(jī)飛行航線評價的步驟為:
[0014] A.地面站通過軟件預(yù)先設(shè)定無人機(jī)的飛行航線;
[0015] B.將移動站設(shè)置于無人機(jī)上;控制無人機(jī)進(jìn)行飛行作業(yè);
[0016] C.地面站通過北斗定位系統(tǒng)采集飛行狀態(tài)中的無人機(jī)上的移動站的移動數(shù)據(jù);根 據(jù)收集到的移動數(shù)據(jù)繪制成實際航線;
[0017] D.按預(yù)先設(shè)定無人機(jī)的飛行航線飛行完成后,無人機(jī)測試完成并降落;
[0018] E.通過對比實際航線與預(yù)先設(shè)定無人機(jī)的飛行航線對無人機(jī)的飛行航線進(jìn)行評 價;
[0019] 所述無人機(jī)障礙飛行評價的步驟為:
[0020] 一、預(yù)先設(shè)定無人機(jī)的飛行航線,并在無人機(jī)的飛行航線中預(yù)先設(shè)定障礙物;
[0021] 二、通過北斗定位系統(tǒng)測得障礙物的空間坐標(biāo),并繪制到地面站中;
[0022] 三、將移動站設(shè)置于無人機(jī)上;控制無人機(jī)進(jìn)行飛行作業(yè);
[0023] 四、地面站通過北斗定位系統(tǒng)采集飛行狀態(tài)中的無人機(jī)上的移動站的移動數(shù)據(jù); 根據(jù)收集到的移動數(shù)據(jù)繪制成實際航線軌跡;
[0024] 五、按預(yù)先設(shè)定無人機(jī)的飛行航線飛行完成后,無人機(jī)測試完成并降落;
[0025] 所述無人機(jī)障礙飛行評價是通過計算飛行中的無人機(jī)的實際航線軌跡與障礙物 之間的距離大小來評價無人機(jī)障礙飛行。
[0026] 優(yōu)選的,所述移動站為四個,分別設(shè)置在無人機(jī)的前端、后端、左側(cè)和右側(cè)。
[0027] 優(yōu)選的,將收集到的移動數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對比進(jìn)行無人機(jī)飛行姿態(tài)評價具體為: 地面站通過北斗定位系統(tǒng)采集飛行狀態(tài)中的無人機(jī)上的移動站的航線軌跡和移動數(shù)據(jù)并 顯示,所述北斗定位系統(tǒng)采集到的移動數(shù)據(jù)包括無人機(jī)的飛行速度數(shù)據(jù)、飛行高度數(shù)據(jù)、飛 行用時t及地理坐標(biāo)信息,無人機(jī)飛行姿態(tài)評價指標(biāo)包括飛行姿態(tài)變化情況,其中:
[0028] 北斗定位系統(tǒng)實時測量無人機(jī)的飛行速度V、飛行高度h、飛行用時t及地理坐標(biāo)信 息;
[0029] 飛行姿態(tài)變化情況通過以下步驟計算得到:設(shè)處于飛行狀態(tài)下無人機(jī)的前端、后 端、左側(cè)和右側(cè)的移動站的坐標(biāo)為:前端(11,7131)、后端(12, 72,22)、左側(cè)(13,73,23)、右 側(cè)(x4,y4,z4),
[0033] 無人機(jī)的航向角γ可通過無人機(jī)的航線軌跡判斷得到。
[0034] 優(yōu)選的,所述無人機(jī)飛行姿態(tài)評價指標(biāo)還包括無人機(jī)的飛行速度變化均勻程度以 及飛行高度變化情況;
[0035] 無人機(jī)的飛行速度變化均勻程度通過北斗定位系統(tǒng)檢測到的無人機(jī)平面移動的 坐標(biāo)分布情況進(jìn)行判斷;
[0036] 無人機(jī)的高度變化情況通過北斗定位系統(tǒng)檢測到的無人機(jī)高度變化的坐標(biāo)分布 情況進(jìn)行判斷。
[0037] 優(yōu)選的,所述通過對比實際航線與預(yù)先設(shè)定無人機(jī)的飛行航線對無人機(jī)的飛行航 線進(jìn)行評價具體為:所述無人機(jī)的飛行航線評價是通過地面站繪制的實際航線所得,其實 際航線可為無人機(jī)飛行航線的二維平面軌跡和三維空間軌跡,二維平面軌跡的評價指標(biāo)主 要為實際航線與預(yù)先設(shè)定無人機(jī)的飛行航線的偏差程度,三維空間軌跡的評價指標(biāo)為實際 航線在某一高度下的穩(wěn)定程度。
[0038] 優(yōu)選的,所述無人機(jī)障礙飛行評價是通過計算飛行中的無人機(jī)的實際航線軌跡與 障礙物之間的距離大小來評價無人機(jī)障礙飛行,其具體評價方法為:
[0039] 設(shè)在無人機(jī)實際飛行前,所述北斗定位系統(tǒng)測出飛行航線中障礙物的坐標(biāo)值為 11,71,21;通過選取實際航線軌跡上離障礙物較近的坐標(biāo)點(12,72,22)來計算和比較兩者 之間的距離;其中,距離包括平面距離L和空間距離S,
[0042] 選取航線與障礙物較近的距離值L或S作為評價無人機(jī)障礙飛行的好壞。
[0043] -種基于北斗定位系統(tǒng)對飛控手飛行質(zhì)量的評價系統(tǒng),包括北斗定位系統(tǒng)、無人 機(jī)、地面站以及數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊和數(shù)據(jù)無線接收模塊,所述北斗定位系統(tǒng)包括移動站和 基準(zhǔn)站,移動站和數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊設(shè)置在無人機(jī)上,移動站與數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊連接,基 準(zhǔn)站和數(shù)據(jù)無線接收模塊設(shè)置在地面站,基準(zhǔn)站與數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊連接,地面站與基準(zhǔn) 站連接,移動站用于檢測無人機(jī)的飛行數(shù)據(jù)并將飛行數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊,數(shù)據(jù) 無線接收模塊用于接收數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊發(fā)出的飛行數(shù)據(jù)并將飛行數(shù)據(jù)發(fā)送至基準(zhǔn)站,基 準(zhǔn)站通過飛行數(shù)據(jù)計算得出移動站的坐標(biāo)數(shù)據(jù)并將坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送到地面站,地面站根據(jù)收 集到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)得出實際飛行數(shù)據(jù),并將實際飛行數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。
[0044]優(yōu)選的,所述移動站為多個,移動站圍繞無人機(jī)設(shè)置形成用于檢測無人機(jī)飛行姿 態(tài)的姿態(tài)檢測裝置。
[0045] 優(yōu)選的,所述移動站為四個,四個移動站分別設(shè)置在無人機(jī)的前端、后端、左側(cè)和 右側(cè)。
[0046] 優(yōu)選的,還包括設(shè)置在預(yù)先設(shè)定無人
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