本發(fā)明涉及無人機(jī)測試，具體涉及一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1、隨著無人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，涵蓋了軍事、民用等多個(gè)方面。在軍事領(lǐng)域，無人機(jī)被用于邊防巡邏、偵察監(jiān)視等任務(wù)；在民用領(lǐng)域，無人機(jī)在搜救、安防、航拍攝影、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、物流配送等方面也得到了廣泛應(yīng)用。然而，無人機(jī)在飛行過程中往往會(huì)受到各種風(fēng)擾的影響，這些風(fēng)擾包括地面效應(yīng)、建筑物間的湍流、惡劣天氣中的強(qiáng)風(fēng)等。這些風(fēng)擾會(huì)嚴(yán)重影響無人機(jī)的飛行安全，導(dǎo)致飛行姿態(tài)不穩(wěn)定、位置偏移，甚至可能造成無人機(jī)失控墜機(jī)等嚴(yán)重事故。無人機(jī)抗風(fēng)性能成為無人機(jī)質(zhì)量性能檢測中不可或缺的一環(huán)，亟待建立完善的無人機(jī)抗風(fēng)檢測技術(shù)和方法。
2、當(dāng)前，傳統(tǒng)風(fēng)洞測試只能模擬單方向固定風(fēng)場，無法模擬真實(shí)環(huán)境中的三維湍流、側(cè)風(fēng)、風(fēng)切變等復(fù)雜風(fēng)場。其他專利提出的風(fēng)場模擬裝置也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、無法實(shí)現(xiàn)真實(shí)風(fēng)場狀態(tài)、缺乏實(shí)時(shí)風(fēng)場反饋調(diào)節(jié)能力，測試精度受限等弊端。比如專利cn?117799859?a所述的無人機(jī)抗風(fēng)試驗(yàn)裝置，僅能模擬單一方向的風(fēng)場信息，無法生成全部狀態(tài)風(fēng)場。專利cn221394060?u，用多個(gè)風(fēng)扇圍成一個(gè)環(huán)形或球形，通過控制每個(gè)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和角度來調(diào)整風(fēng)向的方法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜實(shí)用性較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提出一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)能夠模擬全方向風(fēng)場擾動(dòng)和復(fù)合風(fēng)況特征，為無人機(jī)抗風(fēng)檢測提供三維方向的持續(xù)風(fēng)場、漸變風(fēng)場或突發(fā)風(fēng)場試驗(yàn)平臺(tái)支撐。
2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
3、本發(fā)明提供了一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，包括：系統(tǒng)底座、配電箱、系統(tǒng)控制柜、模塊化風(fēng)墻、防護(hù)網(wǎng)和風(fēng)速風(fēng)向傳感器；所述配電箱、系統(tǒng)控制柜和模塊化風(fēng)墻都固定設(shè)置于所述系統(tǒng)底座上；所述防護(hù)網(wǎng)固定設(shè)置于所述模塊化風(fēng)墻合圍區(qū)域內(nèi)；所述風(fēng)速風(fēng)向傳感器基于可拆卸結(jié)構(gòu)固定設(shè)置于所述系統(tǒng)底座上。
4、進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)底座的底部由四個(gè)底座支撐，其上方設(shè)置有無人機(jī)起降平臺(tái)以及固定有四個(gè)長桿支架，且所述系統(tǒng)底座的頂部設(shè)置有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，用于將頂部風(fēng)墻的氣流方向由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向，且避免因地面效應(yīng)產(chǎn)生的干擾氣流對設(shè)定風(fēng)場產(chǎn)生干擾。
5、進(jìn)一步地，所述配電箱正面設(shè)置有電源控制按鍵，其側(cè)面設(shè)置有電源輸入航空插頭，用于模擬系統(tǒng)的供電；所述配電箱的頂端還設(shè)置有三個(gè)電源輸出航空插頭，所述配電箱輸出航空插頭與供電及控制信號輸入復(fù)用航空插頭接口相連，所述供電及控制信號輸入復(fù)用航空插頭接口設(shè)置于模塊化側(cè)面風(fēng)墻上；用于進(jìn)行電力及控制信號傳輸交換。
6、進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)控制柜與配電箱經(jīng)系統(tǒng)底座內(nèi)部線纜相連，用于進(jìn)行電力及數(shù)據(jù)傳輸交換，且所述系統(tǒng)控制柜內(nèi)集成有液晶觸控面板，用于通過系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)對單個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇陣列控制，控制所述風(fēng)扇陣列產(chǎn)生持續(xù)性、突發(fā)性或漸變性風(fēng)場。
7、進(jìn)一步地，所述模塊化風(fēng)墻包括模塊化側(cè)面風(fēng)墻、模塊化頂部風(fēng)墻和模塊化正面風(fēng)墻，三者結(jié)構(gòu)相同，即風(fēng)墻內(nèi)皆設(shè)置有若干個(gè)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制模塊以及內(nèi)嵌若干個(gè)獨(dú)立風(fēng)扇陣列，所述風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制模塊分別控制單個(gè)獨(dú)立風(fēng)扇，通過所述系統(tǒng)控制柜發(fā)出的控制命令單獨(dú)控制各個(gè)獨(dú)立風(fēng)扇，并最終生成所需的風(fēng)場。
8、具體地，所述模塊化頂部風(fēng)墻由系統(tǒng)底座上的四個(gè)長桿支架支撐固定。
9、具體地，所述防護(hù)網(wǎng)固定依托于四根長桿支架上，并由上下左右四面網(wǎng)合圍而成。
10、具體地，所述風(fēng)速風(fēng)向傳感器是量程為0-40m/s且精度為0.1m/s的超聲波原理風(fēng)速風(fēng)向傳感器，用于感知試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的風(fēng)場風(fēng)速風(fēng)向信息，進(jìn)而定量化表示模擬的風(fēng)場。
11、本發(fā)明還公開了一種基于無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬方法，該方法包括以下步驟：
12、（1）配電箱開啟對模塊化風(fēng)墻陣列供電，模塊化風(fēng)墻在控制系統(tǒng)控制下分別產(chǎn)生三個(gè)獨(dú)立方向的風(fēng)場；
13、（2）用固定于測試區(qū)域內(nèi)的風(fēng)速風(fēng)向傳感器對三個(gè)模塊化風(fēng)墻疊加后產(chǎn)生的風(fēng)場風(fēng)速風(fēng)向信息進(jìn)行測定，記錄于控制系統(tǒng)中，生成控制參數(shù)與風(fēng)場信息對照表單；
14、（3）移除風(fēng)速風(fēng)向傳感器，根據(jù)測試要求利用控制系統(tǒng)生成測試所需全狀態(tài)風(fēng)場。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
16、本發(fā)明提供一種基于無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，模擬系統(tǒng)核心由三個(gè)模塊化風(fēng)墻組成，模塊化風(fēng)墻內(nèi)嵌獨(dú)立風(fēng)扇陣列，三個(gè)模塊化風(fēng)墻獨(dú)立產(chǎn)生三個(gè)互呈90度夾角的單一方向風(fēng)場，經(jīng)過空間風(fēng)場矢量疊加，可生成任意大小和方向的風(fēng)場，配電箱為風(fēng)墻工作提供電力支持，系統(tǒng)控制柜可分別獨(dú)立控制風(fēng)扇陣列，滿足三面獨(dú)立風(fēng)扇陣列組合控制需求。解決現(xiàn)有裝置無法生成三維空間任意大小和方向風(fēng)場的技術(shù)痛點(diǎn)，為無人機(jī)抗風(fēng)檢測提供可控持續(xù)風(fēng)場、漸變風(fēng)場和突發(fā)風(fēng)場等無人機(jī)抗風(fēng)測試系統(tǒng)及方法。
1.一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括：系統(tǒng)底座、配電箱、系統(tǒng)控制柜、模塊化風(fēng)墻、防護(hù)網(wǎng)和風(fēng)速風(fēng)向傳感器；所述配電箱、系統(tǒng)控制柜和模塊化風(fēng)墻都固定設(shè)置于所述系統(tǒng)底座上；所述防護(hù)網(wǎng)固定設(shè)置于所述模塊化風(fēng)墻合圍區(qū)域內(nèi)；所述風(fēng)速風(fēng)向傳感器基于可拆卸結(jié)構(gòu)固定設(shè)置于所述系統(tǒng)底座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)底座的底部由四個(gè)底座支撐，其上方設(shè)置有無人機(jī)起降平臺(tái)以及固定有四個(gè)長桿支架，且所述系統(tǒng)底座的頂部設(shè)置有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，用于將頂部風(fēng)墻的氣流方向由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向，且避免因地面效應(yīng)產(chǎn)生的干擾氣流對設(shè)定風(fēng)場產(chǎn)生干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述配電箱正面設(shè)置有電源控制按鍵，其側(cè)面設(shè)置有電源輸入航空插頭，用于模擬系統(tǒng)的供電；所述配電箱的頂端還設(shè)置有三個(gè)電源輸出航空插頭，所述配電箱輸出航空插頭與供電及控制信號輸入復(fù)用航空插頭接口相連，所述供電及控制信號輸入復(fù)用航空插頭接口設(shè)置于模塊化側(cè)面風(fēng)墻上；用于進(jìn)行電力及控制信號傳輸交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制柜與配電箱經(jīng)系統(tǒng)底座內(nèi)部線纜相連，用于進(jìn)行電力及數(shù)據(jù)傳輸交換，且所述系統(tǒng)控制柜內(nèi)集成有液晶觸控面板，用于通過系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)對單個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇陣列控制，控制所述風(fēng)扇陣列產(chǎn)生持續(xù)性、突發(fā)性或漸變性風(fēng)場。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊化風(fēng)墻包括模塊化側(cè)面風(fēng)墻、模塊化頂部風(fēng)墻和模塊化正面風(fēng)墻，三者結(jié)構(gòu)相同，即風(fēng)墻內(nèi)皆設(shè)置有若干個(gè)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制模塊以及內(nèi)嵌若干個(gè)獨(dú)立風(fēng)扇陣列，所述風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制模塊分別控制單個(gè)獨(dú)立風(fēng)扇，通過所述系統(tǒng)控制柜發(fā)出的控制命令單獨(dú)控制各個(gè)獨(dú)立風(fēng)扇，并最終生成所需的風(fēng)場。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊化頂部風(fēng)墻由系統(tǒng)底座上的四個(gè)長桿支架支撐固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述防護(hù)網(wǎng)固定依托于四根長桿支架上，并由上下左右四面網(wǎng)合圍而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)速風(fēng)向傳感器是量程為0-40m/s且精度為0.1m/s的超聲波原理風(fēng)速風(fēng)向傳感器，用于感知試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的風(fēng)場風(fēng)速風(fēng)向信息，進(jìn)而定量化表示模擬的風(fēng)場。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種無人機(jī)抗風(fēng)檢測的全狀態(tài)風(fēng)場模擬系統(tǒng)的全狀態(tài)風(fēng)場模擬方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：