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      一種飛行控制方法及飛行器與流程

      文檔序號:11153525閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種飛行控制方法,其特征在于,所述方法應(yīng)用于飛行器,所述飛行器包括n個(gè)用于采集所述飛行器的高度數(shù)據(jù)的高度傳感器,n為大于等于2的正整數(shù),所述方法包括:

      獲取所述飛行器的目標(biāo)飛行高度;

      獲取所述n個(gè)高度傳感器采集的高度數(shù)據(jù);

      融合所述n個(gè)高度傳感器的高度數(shù)據(jù),得到第一融合高度;

      根據(jù)所述第一融合高度與目標(biāo)飛行高度計(jì)算第一高度誤差;

      根據(jù)所述第一高度誤差調(diào)整所述飛行器的飛行高度。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述融合所述n個(gè)高度傳感器的高度數(shù)據(jù),得到第一融合高度,包括:

      使用卡爾曼濾波算法融合所述n個(gè)高度傳感器的高度數(shù)據(jù),得到所述第一融合高度。

      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述n個(gè)高度傳感器采集的高度數(shù)據(jù)為n維向量,所述n個(gè)高度傳感器的測量噪音協(xié)方差為R,所述卡爾曼濾波算法的預(yù)測噪音協(xié)方差矩陣為P,過程噪音協(xié)方差矩陣為Q,狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程為X。

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一融合高度為k時(shí)刻計(jì)算得到的融合高度,所述使用卡爾曼濾波算法融合所述n個(gè)高度傳感器的高度數(shù)據(jù),得到所述第一融合高度,包括:

      根據(jù)k-1時(shí)刻的融合高度和狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程預(yù)計(jì)算當(dāng)前k時(shí)刻的高度Xk

      根據(jù)k-1時(shí)刻的預(yù)測噪聲協(xié)方差矩陣Pk-1、所述過程噪音協(xié)方差方程Q、以及k時(shí)刻的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程雅克比矩陣Fk,預(yù)計(jì)算k時(shí)刻的預(yù)測噪聲協(xié)方差矩陣Pprek;

      根據(jù)預(yù)計(jì)算的k時(shí)刻的預(yù)測噪聲協(xié)方差、k時(shí)刻的測量方程雅克比矩陣Hk,預(yù)計(jì)算卡爾曼增益K;

      根據(jù)卡爾曼增益K、所述k時(shí)刻的高度Xk、k時(shí)刻的卡爾曼測量方程的解以及k時(shí)刻測量的實(shí)際高度,預(yù)計(jì)算出所述第一融合高度。

      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,在預(yù)計(jì)算出所述第一融合高度之后,所述方法還包括:

      根據(jù)所述第一融合高度、所述k時(shí)刻的預(yù)測噪聲協(xié)方差矩陣Pprek以及所述k時(shí)刻的測量方程雅克比矩陣Hk,預(yù)計(jì)算k時(shí)刻的預(yù)測噪音協(xié)方差Pk,k時(shí)刻的預(yù)測噪音協(xié)方差Pk用于計(jì)算k+1時(shí)刻的融合高度。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的方法,其特征在于,在所述融合所述n個(gè)高度傳感器的高度數(shù)據(jù),得到第一融合高度之后,在所述根據(jù)所述第一高度誤差調(diào)整所述飛行器的飛行高度之前,所述方法還包括:

      根據(jù)所述第一融合高度計(jì)算所述飛行器當(dāng)前的第一油門增量;

      所述根據(jù)所述第一高度誤差調(diào)整所述飛行器的飛行高度,包括:

      根據(jù)所述第一油門增量調(diào)整所述飛行器的飛行高度。

      7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述根據(jù)所述第一融合高度計(jì)算所述飛行器當(dāng)前的第一油門增量,包括:

      采用增量式算法,根據(jù)所述第一融合高度、所述第一高度誤差和上一次計(jì)算第二油門增量時(shí)的第二高度誤差計(jì)算所述第一油門增量;

      其中,所述第一油門增量為:Kp*Δh+ki*Δh+Kd*(Δh–Δh')/Δt,其中,Δh表示第一高度誤差,Δh'表示所述第二高度誤差,Δt表示本次計(jì)算所述第一油門增量的時(shí)刻距離上一次計(jì)算所述第二油門增量的時(shí)刻之間的時(shí)間差,Kp、Ki、Kd表示增量式算法的系數(shù)。

      8.一種飛行器,其特征在于,所述飛行器包括處理單元、獲取單元、控制單元以及n個(gè)用于采集所述飛行器的高度數(shù)據(jù)的高度傳感器,n為大于等于2的正整數(shù);

      所述獲取單元用于獲取所述飛行器的目標(biāo)飛行高度,以及獲取所述n個(gè)高度傳感器采集的高度數(shù)據(jù);

      所述處理單元用于融合所述n個(gè)高度傳感器的高度數(shù)據(jù),得到第一融合高度;

      根據(jù)所述第一融合高度與目標(biāo)飛行高度計(jì)算第一高度誤差;

      所述控制單元用于根據(jù)所述處理單元計(jì)算的所述第一高度誤差調(diào)整所述飛行器的飛行高度。

      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的飛行器,其特征在于,所述所述處理單元具體用于:

      使用卡爾曼濾波算法融合所述n個(gè)高度傳感器的高度數(shù)據(jù),得到所述第一融合高度。

      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛行器,其特征在于,所述n個(gè)高度傳感器采集的高度數(shù)據(jù)為n維向量,所述n個(gè)高度傳感器的測量噪音協(xié)方差為R,所述卡爾曼濾波算法的預(yù)測噪音協(xié)方差矩陣為P,過程噪音協(xié)方差矩陣為Q,狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程為X。

      11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的飛行器,其特征在于,所述第一融合高度為k時(shí)刻計(jì)算得到的融合高度,所述處理單元具體用于:

      根據(jù)k-1時(shí)刻的融合高度和狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程預(yù)計(jì)算當(dāng)前k時(shí)刻的高度Xk

      根據(jù)k-1時(shí)刻的預(yù)測噪聲協(xié)方差矩陣Pk-1、所述過程噪音協(xié)方差方程Q、以及k時(shí)刻的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程雅克比矩陣Fk,預(yù)計(jì)算k時(shí)刻的預(yù)測噪聲協(xié)方差矩陣Pprek;

      根據(jù)預(yù)計(jì)算的k時(shí)刻的預(yù)測噪聲協(xié)方差、k時(shí)刻的測量方程雅克比矩陣Hk,預(yù)計(jì)算卡爾曼增益K;

      根據(jù)卡爾曼增益K、所述k時(shí)刻的高度Xk、k時(shí)刻的卡爾曼測量方程的解以及k時(shí)刻測量的實(shí)際高度,預(yù)計(jì)算出所述第一融合高度。

      12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的飛行器,其特征在于,所述處理單元在預(yù)計(jì)算出所述第一融合高度之后,還用于:

      根據(jù)所述第一融合高度、所述k時(shí)刻的預(yù)測噪聲協(xié)方差矩陣Pprek以及所述k時(shí)刻的測量方程雅克比矩陣Hk,預(yù)計(jì)算k時(shí)刻的預(yù)測噪音協(xié)方差Pk,k時(shí)刻的預(yù)測噪音協(xié)方差Pk用于計(jì)算k+1時(shí)刻的融合高度。

      13.根據(jù)權(quán)利要求8-12任一所述的飛行器,其特征在于,所述處理單元在所述融合所述n個(gè)高度傳感器的高度數(shù)據(jù),得到第一融合高度之后,在根據(jù)所述第一高度誤差調(diào)整所述飛行器的飛行高度之前,還用于:

      根據(jù)所述第一融合高度計(jì)算所述飛行器當(dāng)前的第一油門增量;

      所述控制單元具體用于:

      根據(jù)所述處理單元計(jì)算得到的所述第一油門增量調(diào)整所述飛行器的飛行高度。

      14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的飛行器,其特征在于,所述處理單元具體同于:

      采用增量式算法,根據(jù)所述第一融合高度、所述第一高度誤差和上一次計(jì)算第二油門增量時(shí)的第二高度誤差計(jì)算所述第一油門增量;

      其中,所述第一油門增量為:Kp*Δh+ki*Δh+Kd*(Δh–Δh')/Δt,其中,Δh表示第一高度誤差,Δh'表示所述第二高度誤差,Δt表示本次計(jì)算所述第一油門增量的時(shí)刻距離上一次計(jì)算所述第二油門增量的時(shí)刻之間的時(shí)間差,Kp、Ki、Kd表示增量式算法的系數(shù)。

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