本申請涉及氣象探測領(lǐng)域,特別是涉及一種仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、實時獲取高精度氣象探測數(shù)據(jù),是準確進行天氣預報預警的關(guān)鍵。近年來,發(fā)展了大量的基于無人機的氣象探測系統(tǒng),使氣象探測具備快速部署、立體化到達、低成本可重復使用等特點。但是,目前的無人機氣象探測系統(tǒng),主要存在如下問題:無人機氣象探測系統(tǒng)均基于常規(guī)無人機平臺(例如,旋翼無人機、固定翼無人機、復合固定翼無人機、直升機無人機等),其在雷達、光電、人員聽視覺方面難以實現(xiàn)全方位隱蔽,難以在敏感地區(qū)、境外區(qū)域執(zhí)行氣象探測任務。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請的目的是提供一種仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),可全方位隱蔽的實現(xiàn)氣象探測。
2、為實現(xiàn)上述目的,本申請?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>
3、本申請?zhí)峁┝艘环N仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),包括:仿生撲翼無人機平臺系統(tǒng)、氣象探測微站、數(shù)據(jù)遠程實時傳輸系統(tǒng)和氣象探測地面控制系統(tǒng);
4、所述仿生撲翼無人機平臺系統(tǒng)包括:仿鷹機頭、仿鷹機身、撲動機構(gòu)、撲動翼和仿鷹尾翼;所述仿鷹機頭設(shè)置在所述仿鷹機身的頭部;所述撲動翼設(shè)置在所述仿鷹機身的上部;所述仿鷹尾翼設(shè)置在所述仿鷹機身的尾部;所述撲動機構(gòu)設(shè)置在所述仿鷹機身的內(nèi)部;所述撲動機構(gòu)與所述撲動翼連接;
5、所述氣象探測地面控制系統(tǒng)通過所述數(shù)據(jù)遠程實時傳輸系統(tǒng)分別與所述撲動機構(gòu)以及所述氣象探測微站連接;所述氣象探測地面控制系統(tǒng)用于上傳無人機操縱指令和氣象探測任務;
6、所述撲動機構(gòu)用于根據(jù)所述無人機操縱指令控制所述撲動翼上下?lián)鋭樱?/p>
7、所述氣象探測微站設(shè)置在所述仿鷹機身上;所述氣象探測微站用于根據(jù)所述氣象探測任務探測氣象數(shù)據(jù),并將所述氣象數(shù)據(jù)通過所述數(shù)據(jù)遠程實時傳輸系統(tǒng)下發(fā)至所述氣象探測地面控制系統(tǒng)。
8、可選地,所述氣象數(shù)據(jù)包括:總壓、靜壓、攻角、側(cè)滑角、溫度、氣壓和濕度;
9、所述氣象探測微站包括:探測傳感器;所述探測傳感器包括:總靜壓傳感器、攻角傳感器、側(cè)滑角傳感器、靜溫探頭、氣壓傳感器和濕度傳感器;
10、所述總靜壓傳感器用于采集所述總壓和所述靜壓;所述攻角傳感器用于采集所述攻角;所述側(cè)滑角傳感器用于采集所述側(cè)滑角;所述靜溫探頭用于采集所述溫度;所述氣壓傳感器用于采集所述氣壓;濕度傳感器用于采集所述濕度。
11、可選地,所述氣象數(shù)據(jù)還包括:風速和風向;
12、所述仿生撲翼無人機平臺系統(tǒng)還包括:飛控導航系統(tǒng);所述飛控導航系統(tǒng)設(shè)置在所述仿鷹機身的內(nèi)部;所述飛控導航系統(tǒng)用于獲取飛行地速;
13、所述氣象探測微站還包括:大氣計算機;所述大氣計算機分別與所述攻角傳感器、所述側(cè)滑角傳感器以及所述飛控導航系統(tǒng)連接;所述大氣計算機用于根據(jù)所述攻角、所述側(cè)滑角和所述飛行地速,采用矢量三角形方法進行解算,得到風速和風向。
14、可選地,在采用所述探測傳感器采集數(shù)據(jù)之前,對所述探測傳感器進行檢驗和標定;
15、所述大氣計算機還用于對所述氣象數(shù)據(jù)進行修正,將修正后的氣象數(shù)據(jù)作為最終的氣象數(shù)據(jù)通過所述數(shù)據(jù)遠程實時傳輸系統(tǒng)下發(fā)至所述氣象探測地面控制系統(tǒng)。
16、可選地,所述氣象探測地面控制系統(tǒng),包括:處理器、遙控器和全向天線;
17、所述處理器用于通過所述全向天線接收所述數(shù)據(jù)遠程實時傳輸系統(tǒng)下發(fā)的氣象數(shù)據(jù),并對所述氣象數(shù)據(jù)進行質(zhì)量標識,根據(jù)所述質(zhì)量標識結(jié)果發(fā)出報警信息;所述遙控器用于發(fā)送所述無人機操縱指令和所述氣象探測任務。
18、可選地,所述處理器還用于根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)中的濕度對空間云層邊界進行識別和跟蹤。
19、可選地,在對所述氣象數(shù)據(jù)進行質(zhì)量標識,根據(jù)所述質(zhì)量標識結(jié)果發(fā)出報警信息方面,所述處理器具體用于:
20、采用多種質(zhì)量控制方法分別對所述氣象數(shù)據(jù)進行質(zhì)量標識,若存在兩種以上的質(zhì)量控制方法的質(zhì)量標識結(jié)果為異常,則發(fā)出報警信息。
21、可選地,在根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)中的濕度對空間云層邊界進行識別和跟蹤方面,所述處理器具體用于:
22、仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng)在當前高度按照初始航向角飛行時,若當氣象數(shù)據(jù)中的濕度大于或等于云層邊界濕度閾值,則保持直線飛行,直至實時探測到的濕度小于云層邊界濕度閾值,將此時仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng)所處的位置確定為當前高度的第1個云層邊界點;
23、確定第1個云層邊界點后,將初始航向角的角度增加第一設(shè)定角度,得到第一航向角,此時仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng)在當前高度按照第一航向角進行直線飛行,直至實時探測到的濕度小于云層邊界濕度閾值,將此時仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng)所處的位置確定為當前高度的第2個云層邊界點;
24、確定第2個云層邊界點后,將第一航向角的角度減小第一設(shè)定角度,得到第二航向角,此時仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng)在當前高度按照第二航向角進行直線飛行,直至實時探測到的濕度小于云層邊界濕度閾值,將此時仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng)所處的位置確定為當前高度的第3個云層邊界點;
25、確定第3個云層邊界點后,多次重復確定第2個云層邊界點和確定第3個云層邊界點的過程,直至當前飛行的位置與初始飛行的位置之間的距離處于設(shè)定范圍,將所有的云層邊界點連接,得到當前高度的云層邊界。
26、可選地,所述仿生撲翼無人機平臺系統(tǒng)還包括:動力能源系統(tǒng);所述動力能源系統(tǒng)設(shè)置在所述仿鷹機身的內(nèi)部;所述動力能源系統(tǒng)與所述撲動機構(gòu)以及所述氣象探測微站連接。
27、可選地,所述數(shù)據(jù)遠程實時傳輸系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。
28、根據(jù)本申請?zhí)峁┑木唧w實施例,本申請公開了以下技術(shù)效果:
29、本申請?zhí)峁┝艘环N仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),仿生撲翼無人機平臺系統(tǒng)包括仿鷹機頭、仿鷹機身、撲動機構(gòu)、撲動翼和仿鷹尾翼,將氣象探測微站設(shè)置在仿鷹機身上,撲動機構(gòu)用于根據(jù)無人機操縱指令控制撲動翼上下?lián)鋭?,該氣象探測系統(tǒng)的外形與撲動方式仿鳥,可實現(xiàn)光電和人員的視覺隱蔽,且不具備螺旋槳,能避免螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)帶來的明顯的噪聲,具備良好的人員聽覺隱蔽,因此,本申請可全方位隱蔽的實現(xiàn)氣象探測。
1.一種仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,所述仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng)包括:仿生撲翼無人機平臺系統(tǒng)、氣象探測微站、數(shù)據(jù)遠程實時傳輸系統(tǒng)和氣象探測地面控制系統(tǒng);
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,所述氣象數(shù)據(jù)包括:總壓、靜壓、攻角、側(cè)滑角、溫度、氣壓和濕度;
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,所述氣象數(shù)據(jù)還包括:風速和風向;
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,在采用所述探測傳感器采集數(shù)據(jù)之前,對所述探測傳感器進行檢驗和標定;
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,所述氣象探測地面控制系統(tǒng),包括:處理器、遙控器和全向天線;
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,所述處理器還用于根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)中的濕度對空間云層邊界進行識別和跟蹤。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,在對所述氣象數(shù)據(jù)進行質(zhì)量標識,根據(jù)所述質(zhì)量標識結(jié)果發(fā)出報警信息方面,所述處理器具體用于:
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,在根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)中的濕度對空間云層邊界進行識別和跟蹤方面,所述處理器具體用于:
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,所述仿生撲翼無人機平臺系統(tǒng)還包括:動力能源系統(tǒng);所述動力能源系統(tǒng)設(shè)置在所述仿鷹機身的內(nèi)部;所述動力能源系統(tǒng)與所述撲動機構(gòu)以及所述氣象探測微站連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生撲翼無人機隱蔽氣象探測系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)遠程實時傳輸系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。