无人机振动及冲击数据采集分析系统及方法技术方案

本申请公开了无人机振动及冲击数据采集分析系统及方法，系统包括测量采集系统、上位机处理系统以及飞行控制系统。测量采集系统和上位机处理系统均具有存储功能，在近距离测量测量模式时，测量采集系统通过所述第一通信模块和上位机处理系统的第二通信模块通讯并将数据采集模块采集的信息发送给所述上位机处理系统，可实现实时测量及分析；在远距离飞控对接测量模式时，将测量数据帧发送给飞行控制系统，以使得所述飞行控制系统根据所述测量数据帧，对所述无人机的飞行过程进行控制；在远距离自主测量时，测量采集系统的数据采集模块的振动数据处理成的测量数据帧可以先存储到第一存储模块，在飞行完成后再将测量数据帧下载到上位机处理系统。

【技术实现步骤摘要】
无人机振动及冲击数据采集分析系统及方法
本申请实施方式涉及无人机
，尤其涉及一种无人机振动及冲击数据采集分析系统及方法。
技术介绍
无人机在飞行过程中由于螺旋桨电机的转动和空中气流等影响会产生各种振动及冲击，这些振动及冲击会对无人机结构强度和载荷作业精度等带来不利影响。专利技术人在实现本申请的过程中发现，现有的主流振动测试系统只能近距离测试，工作方式较为单一。
技术实现思路
本申请根据现有技术的无人机振动及冲击数据采集分析系统只能近距离测试，工作方式较为单一的技术问题，提出一种无人机振动及冲击数据采集分析系统及方法。本申请的一个或者多个实施例公开了一种无人机振动及冲击数据采集分析系统，包括：测量采集系统、上位机处理系统以及飞行控制系统；所述测量采集系统包括：微控制模块、第一存储模块、第一通信模块和一个或多个数据采集模块，所述微控制模块分别与所述数据采集模块、所述第一存储模块和所述第一通信模块连接；其中，所述数据采集模块，用于采集无人机的振动数据并发送给所述微控制模块；所述微控制模块，用于将所述振动数据处理为测量数据帧并发送给所述第一存储模块进行存储；所述第一通信模块，用于将所述测量数据帧发送给所述上位机处理系统，还用于将所述测量数据帧发送给所述飞行控制系统；所述上位机处理系统包括：第二通信模块、处理器、第二存储模块以及显示模块，所述第二通信模块电性连接于所述第二存储模块，所述处理器分别电性连接于所述第二通信模块、所述第二存储模块和所述显示模块；其中，所述第二通信模块，用于接收所述第一通信模块发送的所述测量数据帧并发送给所述第二存储模块进行存储；所述处理器，用于分析所述测量数据帧，得到无人机振动情况信息并发送给所述显示模块进行输出；所述飞行控制系统，用于根据所述第一通信模块发送的所述测量数据帧，生成对应的控制指令并发送给所述无人机，所述控制指令用于控制所述无人机的飞行过程。在本申请的一个或者多个实施例中，所述数据采集模块为一个或多个加速度传感器，当所述数据采集模块为多个加速度传感器时，多个所述加速度传感器分别安装在所述无人机的多个预设关键器件或关键部位；所述微控制模块，还用于将所述加速度传感器采集的三轴加速度信息进行解析处理并按照预设帧格式组成测量数据帧，所述测量数据帧包括帧头、帧尾、时间信息和一个或多个三轴加速度信息。在本申请的一个或者多个实施例中，所述第二通信模块，还用于将参数配置信息发送给所述第一通信模块；所述第一通信模块，还用于接收所述参数配置信息并发送给所述微控制模块；所述微控制模块，还用于根据所述参数配置信息，对所述数据采集模块的测量参数、所述第一通信模块的通信接口参数以及所述测量采集系统的系统参数中的任一项或多项参数进行配置，所述系统参数包括所述预设帧格式。在本申请的一个或者多个实施例中，所述微控制模块，还用于通过所述第一通信模块从所述飞行控制系统获取全球定位系统时间，将本地系统时间与所述全球定位系统时间进行同步。在本申请的一个或者多个实施例中，所述测量采集系统还包括电源模块，所述电源模块分别与所述数据采集模块、所述微控制模块、所述第一存储模块和所述第一通信模块电性连接；所述微控制模块，还用于根据接收的模式选择指令指向的测量模式的类型，控制所述电源模块停止或为所述第一通信模块供电。在本申请的一个或者多个实施例中，所述处理器，还用于将所述测量数据帧进行时域分析，得到所述无人机的振动及冲击在不同时间点的强度，还用于通过快速傅里叶变换计算，将所述测量数据帧进行频域分析，得到所述无人机的振动及冲击的频率和不同频点的强度。在本申请的一个或者多个实施例公开一种无人机振动及冲击数据采集分析方法，包括：接收模式选择指令；当所述模式选择指令指向远距离自主测量模式时，采集无人机的振动数据，并将所述振动数据处理为测量数据帧存储在本地；当所述模式选择指令指向远距离飞控对接测量模式时，采集所述无人机的振动数据，将所述振动数据处理为所述测量数据帧，并将所述测量数据帧发送给飞行控制系统，以使得所述飞行控制系统根据所述测量数据帧，对所述无人机的飞行过程进行控制；当所述模式选择指令指向近距离测量模式时，采集所述无人机的振动数据，将所述振动数据处理为所述测量数据帧，并将所述测量数据帧实时发送给上位机处理系统，以使得所述上位机处理系统实时分析所述测量数据帧，得到无人机振动情况信息并输出。在本申请的一个或者多个实施例中，所述方法还包括：当所述模式选择指令指向远距离飞控对接测量模式时，从所述飞行控制系统获取全球定位系统时间，将本地系统时间与所述全球定位系统时间进行同步。在本申请的一个或者多个实施例中，所述振动数据包括通过加速度传感器采集的三轴加速度信息，则所述将所述振动数据处理为测量数据帧，具体包括：将所述三轴加速度信息进行解析处理并按照预设帧格式组成测量数据帧，所述测量数据帧包括帧头、帧尾、时间信息和一个或多个三轴加速度信息。在本申请的一个或者多个实施例中，所述方法还包括：当所述模式选择指令指向远距离自主测量模式时，控制关闭所述第一通信模块；当所述模式选择指令指向远距离飞控对接测量模式时，接收所述上位机处理系统发送的参数配置信息，并根据所述参数配置信息，对测量参数、通信接口参数以及系统参数中的任一项或多项参数进行配置，其中，所述系统参数包括所述预设帧格式。本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提出的无人机振动及冲击数据采集分析系统包括测量采集系统、上位机处理系统以及飞行控制系统。一方面，本申请的测量采集系统和上位机处理系统均具有存储功能，在近距离测量模式时，测量采集系统通过所述第一通信模块和上位机处理系统的第二通信模块通讯并将数据采集模块采集的信息发送给所述上位机处理系统，可实现实时测量；另一方面，在远距离自主测量模式时，测量采集系统的数据采集模块的振动数据处理成的测量数据帧可以先存储到第一存储模块，在飞行完成后再将测量数据帧下载到上位机处理系统；又或者，在远距离飞控对接测量模式时，通过所述第一通信模块和第二通信模块的实时通讯，飞行控制系统根据预设规则或实时采集的无人机振动数据的解析处理情况实时控制数据采集模块的测量参数，进一步优化各个数据采集模块的测量参数，提高整体测量精度；所述飞行控制系统根据接收所述测量数据帧，对所述无人机的飞行过程进行控制。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1为本申请系统实施例的结构框图；图2为本申请系统实施例的测量数据帧格式示意图；图3为本申请另一系统实施例的结构框图；图4为本申请又一系统实施例的结构框图；图5为本申请再一系统实施例的结构框图；图6为本申请方法实施例的流程图；本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机振动及冲击数据采集分析系统，其特征在于，包括：测量采集系统、上位机处理系统以及飞行控制系统；所述测量采集系统包括：微控制模块、第一存储模块、第一通信模块和一个或多个数据采集模块，所述微控制模块分别与所述数据采集模块、所述第一存储模块和所述第一通信模块连接；其中，所述数据采集模块，用于采集无人机的振动数据并发送给所述微控制模块；所述微控制模块，用于将所述振动数据处理为测量数据帧并发送给所述第一存储模块进行存储；所述第一通信模块，用于将所述测量数据帧发送给所述上位机处理系统，还用于将所述测量数据帧发送给所述飞行控制系统；所述上位机处理系统包括：第二通信模块、处理器、第二存储模块以及显示模块，所述第二通信模块电性连接于所述第二存储模块，所述处理器分别电性连接于所述第二通信模块、所述第二存储模块和所述显示模块；其中，所述第二通信模块，用于接收所述第一通信模块发送的所述测量数据帧并发送给所述第二存储模块进行存储；所述处理器，用于分析所述测量数据帧，得到无人机振动情况信息并发送给所述显示模块进行输出；所述飞行控制系统，用于根据所述第一通信模块发送的所述测量数据帧，生成对应的控制指令并发送给所述无人机，所述控制指令用于控制所述无人机的飞行过程。...

【技术特征摘要】
1.一种无人机振动及冲击数据采集分析系统，其特征在于，包括：测量采集系统、上位机处理系统以及飞行控制系统；所述测量采集系统包括：微控制模块、第一存储模块、第一通信模块和一个或多个数据采集模块，所述微控制模块分别与所述数据采集模块、所述第一存储模块和所述第一通信模块连接；其中，所述数据采集模块，用于采集无人机的振动数据并发送给所述微控制模块；所述微控制模块，用于将所述振动数据处理为测量数据帧并发送给所述第一存储模块进行存储；所述第一通信模块，用于将所述测量数据帧发送给所述上位机处理系统，还用于将所述测量数据帧发送给所述飞行控制系统；所述上位机处理系统包括：第二通信模块、处理器、第二存储模块以及显示模块，所述第二通信模块电性连接于所述第二存储模块，所述处理器分别电性连接于所述第二通信模块、所述第二存储模块和所述显示模块；其中，所述第二通信模块，用于接收所述第一通信模块发送的所述测量数据帧并发送给所述第二存储模块进行存储；所述处理器，用于分析所述测量数据帧，得到无人机振动情况信息并发送给所述显示模块进行输出；所述飞行控制系统，用于根据所述第一通信模块发送的所述测量数据帧，生成对应的控制指令并发送给所述无人机，所述控制指令用于控制所述无人机的飞行过程。2.根据权利要求1所述的无人机振动及冲击数据采集分析系统，其特征在于，所述数据采集模块为一个或多个加速度传感器，当所述数据采集模块为多个加速度传感器时，多个所述加速度传感器分别安装在所述无人机的多个预设关键器件或关键部位；所述微控制模块，还用于将所述加速度传感器采集的三轴加速度信息进行解析处理并按照预设帧格式组成测量数据帧，所述测量数据帧包括帧头、帧尾、时间信息和一个或多个三轴加速度信息。3.根据权利要求2所述的无人机振动及冲击数据采集分析系统，其特征在于，所述第二通信模块，还用于将参数配置信息发送给所述第一通信模块；所述第一通信模块，还用于接收所述参数配置信息并发送给所述微控制模块；所述微控制模块，还用于根据所述参数配置信息，对所述数据采集模块的测量参数、所述第一通信模块的通信接口参数以及所述测量采集系统的系统参数中的任一项或多项参数进行配置，所述系统参数包括所述预设帧格式。4.根据权利要求1所述的无人机振动及冲击数据采集分析系统，其特征在于，所述微控制模块，还用于通过所述第一通信模块从所述飞行控制系统获取全球定位系统时间，将本地系统时间与所述全球定位系统时间进行同步。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛文斌，李小卫，苏军龙，
申请(专利权)人：深圳飞马机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44