扑翼飞行器室内飞行轨迹监测平台及其实验方法技术

本发明专利技术公开扑翼飞行器室内飞行轨迹监测平台及其实验方法，应用于机械、图像采集、数据处理技术领域，针对现有技术中相关的实验平台相对缺乏，不能够满足研究者们的需求，使得扑翼飞行器的研究也受到了极大的阻碍；本发明专利技术实验平台包含可移动的扑翼飞行器放置平台，能够根据实验环境的变化进行任意的改变，即扑翼飞行器根据轨迹规划得到的飞行路径，其初始起飞位置发生改变时，能够随时进行调整，灵活多变的适应不同的环境需求；本发明专利技术的方法可以实现在空气动力学不明确的情况下，改进扑翼飞行器的性能。

【技术实现步骤摘要】
扑翼飞行器室内飞行轨迹监测平台及其实验方法
本专利技术属于机械、图像采集、数据处理
，特别涉及一种扑翼飞行器飞行轨迹监测平台及其监测方法。
技术介绍
近年来扑翼飞行器的研究越来越火热，国内外众多研究者对扑翼飞行器开展了大量的研究工作。扑翼飞行器作为集成技术的产物，融合了众多前沿技术；与传统飞行器相比，其具有体积小，轻便，使用方便；飞行灵活便捷，隐身性更好等特点；此外，它还具有便于携带，造价相对较低等优点。其良好的性能使其拥有广泛的应用前景，可用于情报侦查，信息联络，电子干扰，航空测绘，森林防火，缉毒巡查等，因此扑翼飞行器的研究拥有广阔的前景。由于扑翼飞行器是学科交叉融合的产物，涉及到新能源，材料，微电子，多传感器信息融合，图像处理，自动控制理论，空气动力学，人工智能等前沿领域，扑翼飞行器的研究充满了挑战。目前扑翼飞行器的飞行机理还比较模糊，空气动力学相关的原理更是匮乏，必须通过其他的途径解决这个难题，因此，搭建一个能够监测扑翼飞行器在实际环境中飞行状态的平台成为了迫切的需求；目前国内外相关的实验平台相对缺乏，不能够满足研究者们的需求，使得扑翼飞行器的研究也受到了极大地阻碍。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种用于监测扑翼飞行器室内飞行轨迹的实验平台及其操作方法，本专利技术的实验平台基于扑翼飞行器进行布置，并广泛适用于各类不同的扑翼飞行器；通过本实验平台，能够对扑翼飞行器的飞行状态和飞行轨迹进行实时的监测，通过监测得到的数据能够对扑翼飞行器的性能进行有效的改进。本专利技术采用的技术方案之一为：一种用于监测扑翼飞行器室内飞行轨迹的实验平台，包括：合适的房间、防护海绵、可移动的扑翼飞行器放置平台、摄像头若干、上位计算机；其间的内在联系为：一间适合扑翼飞行器室内飞行的房间，在房间墙体表面以及地面贴上防护海绵，在贴上防护海绵的墙体合适位置布置摄像头；扑翼飞行器放置在可移动的安放平台上，所述放置平台布置于房间地面上，扑翼飞行器通过数据传输线与上位计算机相连，且上位计算机与摄像头连接。防护海绵贴在房间墙体上以及地面，用于防护扑翼飞行器发生故障时，减少碰撞和坠落产生的扑翼飞行器损坏。摄像头固定在墙体上，摄像头根据实验需求进行布置，本专利技术提供两种布置方法，方法一为在房间四面墙体顶部边线中部各放置一个摄像头；方法二为在房间对角处各放置一个摄像头。布置好摄像头后调节角度使摄像头能够监测到整个房间。本专利技术的另一技术方案为：基于上述实验平台的运用方法，包括：S1、根据实验需求对实验平台进行布置与调整，确定采用摄像头的个数以及布置的方法，确保能够完整的采集到扑翼飞行器的飞行轨迹；S2、启动上位计算机，初始化实验参数，初始化路径规划，并将路径规划的数据传输给扑翼飞行器；S3、启动摄像头，调整拍摄画面，进行预录像；S4、根据轨迹规划得到的飞行路径，在飞行路径起点处启动扑翼飞行器，并从此时记录飞行轨迹，传给上位计算机进行处理；S5、扑翼飞行器是否发生故障，若发生故障，则回到步骤S2，若没有发生故障，继续录像，实时将数据传给上位机进行处理与分析，直至扑翼飞行器到达轨迹规划得到的飞行路径的终点；S6、处理与分析监测得到的飞行轨迹数据，根据分析得到的结果对扑翼飞行器进行改进，改善性能。本专利技术的有益效果：本专利技术的实验平台，能够在扑翼飞行器空气动力学模型还不完善的情况下监测室内扑翼飞行器的飞行轨迹，通过监测得到的数据可以对理论的发展产生推进作用，同时在相关理论不太清晰的情况下，推进扑翼飞行器的研究，改善扑翼飞行器的性能；本专利技术平台具备以下的优点：(1)本专利技术的实验平台包含防护海绵，用海绵将墙体对地面进行覆盖，可以有效的减少实验过程中因故障产生的扑翼飞行器损坏；(2)本专利技术的实验平台包含可移动的扑翼飞行器放置平台，能够根据实验环境的变化进行任意的改变，即扑翼飞行器根据轨迹规划得到的飞行路径，其初始起飞位置(高度，房间某一固定位置)发生改变时，能够随时进行调整，灵活多变的适应不同的环境需求；(3)本专利技术的实验平台还包括摄像头，摄像头的布置是根据实验的环境和需求进行改变的，本专利技术提供两种布置方法，方法一为在房间四面墙体顶部边线中部各放置一个摄像头；方法二为在房间对角处各放置一个摄像头。布置好摄像头后调节角度使摄像头能够监测到整个房间。附图说明图1是本专利技术实施例提供的扑翼飞行器室内监测平台的示意图。图2是本专利技术实施例提供的摄像头的两种布置方法俯视图；其中，图2(a)为摄像头布置方式一，图2(b)为摄像头布置方式二。图3是本专利技术实施例提供的摄像头监测扑翼飞行器室内飞行轨迹示意图。图4是本专利技术实施例提供的监测扑翼飞行器室内飞行轨迹的流程示意图。其中，1为扑翼飞行器，2为扑翼飞行器放置平台，3为摄像头，4为房间墙体，5为防护海绵，6为上位计算机，7为监测轨迹示意图。具体实施方式为便于本领域技术人员理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合附图对本
技术实现思路
进一步阐释。本专利技术是一种用于监测扑翼飞行器室内飞行轨迹的实验平台，并给出了具体的操作方式，如图1所示，实验平台包括：扑翼飞行器1，扑翼飞行器放置平台2，摄像头3，房间墙体4，防护海绵5，上位计算机6；其间的内在联系为：一间适合扑翼飞行器室内飞行的房间，即房间大小应能满足扑翼飞行器基本的飞行动作(俯仰，前飞，转弯)，以翼展为22cm的扑翼飞行器为例，其安装实验平台的房间的长宽高应至少为4m*4m*3.5m，具体房间大小根据实际的扑翼飞行器尺寸而定；在房间墙体表面以及地面4贴上防护海绵5，用于保护扑翼飞行器受损；同时在贴上防护海绵的墙体4合适位置布置摄像头3，根据不同的实验环境以及需求采用不同的布置方法；扑翼飞行器1放置在可移动的安放平台2上；同时扑翼飞行器1通过数据传输线与上位计算机6相连，实现上位机向扑翼飞行器传输轨迹规划信息的任务；且上位计算机6与摄像头3连接，实现信息交互与数据采集的任务。本专利技术中提到的扑翼飞行器1没有特定的种类，应是广泛的扑翼飞行器(例如无尾翼扑翼飞行器，有尾翼扑翼飞行器，单扑翼飞行器，双扑翼飞行器等)，意味着本实验平台是适用于所有的扑翼飞行器的。本专利技术提到的扑翼放置平台2，是可移动的扑翼飞行器放置平台，能够根据实验环境的变化进行任意的改变，能够灵活多变的适应不同的环境需求；具体使用为：根据实验开始规划的飞行路径，将扑翼飞行器放置平台安放在飞行路径起点附近，再将扑翼飞行器放置在平台上，等待下一步实验的进行。本专利技术提到的防护海绵5，如图1所示，安装在墙体和地面4的表面上，与墙体4之间有一定的间距，并非紧密贴合，这是为了实验室后方便拆卸，能够不损害墙体的同时重复利用防护海绵；防护海绵最主要的目的是预防扑翼飞行器1在实验过程中，由于故障发生碰撞甚至坠落时，能够减小直接碰撞墙体和地面带来的损坏，对扑翼飞行器进行有效的防护作用，避免不必要的损失。本专利技术提到的摄像头3，摄像头3固定在墙体上，摄像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测扑翼飞行器室内飞行轨迹的实验平台，其特征在于，包括：与扑翼飞行器飞行轨迹实验适配的房间、防护海绵、可移动的扑翼飞行器放置平台、摄像头若干、上位计算机；/n在房间墙体表面以及地面贴上防护海绵，在贴上防护海绵的墙体上布置摄像头；扑翼飞行器放置在放置平台上，所述放置平台布置于房间地面上，扑翼飞行器通过数据传输线与上位计算机相连，且上位计算机与摄像头连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于监测扑翼飞行器室内飞行轨迹的实验平台，其特征在于，包括：与扑翼飞行器飞行轨迹实验适配的房间、防护海绵、可移动的扑翼飞行器放置平台、摄像头若干、上位计算机；
在房间墙体表面以及地面贴上防护海绵，在贴上防护海绵的墙体上布置摄像头；扑翼飞行器放置在放置平台上，所述放置平台布置于房间地面上，扑翼飞行器通过数据传输线与上位计算机相连，且上位计算机与摄像头连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于监测扑翼飞行器室内飞行轨迹的实验平台，其特征在于，所述可移动的扑翼飞行器放置平台的三维坐标可调。


3.根据权利要求1所述的一种用于监测扑翼飞行器室内飞行轨迹的实验平台，其特征在于，摄像头布置方式为：
在房间四面墙体顶部边线中间各放置一个摄像头；
或，在房间对角处各放置一个摄像头。


4.根据权利要求3所述的一种用于监测扑翼飞行器室内飞行轨迹的实验平台，其特征在于，布置好摄像头后还包括调节摄像头角度使摄像头能够监测到整个房间。


5.一种基于权利要求1至4任一权利要求所述的实验平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪忠来，余立均，郑皓，岳宁远，张晏玮，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51