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公开(公告)号：CN118838391A
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202410839112.X
申请日：2024-06-26
Applicant: 北京科技大学
IPC: G05D1/49 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
Abstract: 本发明提供一种扑翼飞行器的矢量场控制方法及系统，涉及仿生扑翼飞行器技术领域。所述方法包括：采集扑翼飞行器的位置和姿态信息；基于所述位置和姿态信息，将三维空间的轨迹跟踪控制分解为两个部分：z轴高度轨迹跟踪控制和xy二维平面轨迹跟踪控制。对于高度轨迹跟踪，将采集的高度与期望高度的差值输入PID控制器，得到电机PWM值；对于二维平面轨迹跟踪，将目标路径拆分为多个直线段和圆弧的组合轨迹，不同轨迹分别进行矢量场计算，将采集的航向角与期望航向角的差值输入PID控制器，得到舵机PWM值。本发明还提供了一种轨迹切换方法，使得各段轨迹能够在全域范围内以较高的精度进行切换，从而实现精度较高的轨迹跟踪效果。
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公开(公告)号：CN116862944B
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202310768372.8
申请日：2023-06-27
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种面向扑翼飞行机器人的实时电子稳像方法及系统，所述方法包括：获取扑翼飞行机器人进行飞行航拍时，实时采集的视频流；对视频流中的每帧图像分别进行网格划分，并对每帧图像中的像素点分别进行等间隔采样，得到特征点；基于预设的光流估计网络确定每一帧图像中的每一特征点的光流信息；通过对每一网格顶点附近的特征点的光流信息进行滤波，得到各网格顶点的光流信息，进而得到原始运动路径；结合扑翼运动周期，对原始运动路径进行平滑滤波，生成一条平滑路径；进而根据生成的平滑路径对图像序列进行反向位置补偿，生成稳定后的视频流。本发明方案计算量小，拥有实时处理能力，可较好地满足扑翼飞行机器人的实时航拍画面稳定需求。
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公开(公告)号：CN117141757A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202310866290.7
申请日：2023-07-14
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明提供一种可携带负载的微型扑翼飞行器，包括一对扑翼、扑翼驱动模块、尾翼和尾翼驱动模块，扑翼驱动模块包括机架、电机齿轮；机架上安装双层齿轮、第一单层齿轮和第二单层齿轮，电机齿轮与双层齿轮的下层齿轮啮合，第一单层齿轮与双层齿轮的上层齿轮啮合，第二单层齿轮与第一单层齿轮啮合；机架上还安装第一驱动摇杆和第二驱动摇杆，第一驱动摇杆通过连杆铰接在第一单层齿轮上，第二驱动摇杆通过连杆铰接在第二单层齿轮上；尾翼驱动模块包括机身、尾翼连接杆、V型尾翼结构和尾翼舵机；尾翼包括单片尾翼和电磁舵尾翼，电磁舵尾翼安装在尾翼舵机上，尾翼舵机驱动电磁舵尾翼往复摆动。本发明可携带达自重三分之一的负载稳定飞行。
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公开(公告)号：CN116639275A
公开(公告)日：2023-08-25
申请号：CN202310563229.5
申请日：2023-05-18
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 在无人机领域中，本发明提供一种扑翼飞行器编队方法，包括下述步骤：在机架头部位置安装GPS装置，然后在尾部位置安装通信装置，然后根据当前重心，安装飞控装置，使重心位置合理。之后连接至地面基站，对每架飞行装置进行编号，使地面基站能够对飞行装置进行区分。之后启动全部飞行装置，使每架飞行装置都飞行在空中，之后在地面基站中设置长机飞行器，并不断接受长机飞行器所发送的GPS信息，在确定能够接受后，由地面基站的软件进行即时计算，并得出其余从机的期望位置，之后按照一定时间间隔发送给僚机，从机根据内置飞控程序来飞行至期望位置。
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公开(公告)号：CN116449858A
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202310410502.0
申请日：2023-04-17
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种仿生蝴蝶扑翼飞行器的UWB(Ultra Wide Band，超宽带)飞控板，适用于安装在仿生蝴蝶扑翼飞行器上，其包括飞控电路板本体，所述飞控电路板本体上设置有ARM芯片、晶振、稳压芯片、六轴运动传感器、超宽带无线接收发芯片、晶振振荡器、指示灯及外接功能接口模块。本发明所提出的仿生蝴蝶扑翼飞行器的UWB飞控板具有集成度高、体积小、功耗低、重量轻、易于安装等特点，完全能够实现仿生蝴蝶扑翼飞行器在室内的编队控制功能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115840459B
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN202310005579.X
申请日：2023-01-04
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种面向扑翼飞行器的单目视觉避障系统，包括机载环境感知模块、地面信号处理模块和飞行器控制模块；机载环境感知模块实时拍摄被控扑翼飞行器飞行过程中前方的视频图像，并发送至地面信号处理模块；飞行器控制模块实时采集被控扑翼飞行器的飞行状态信息，并发送至地面信号处理模块；地面信号处理模块结合上述信息，估算出当前场景的深度信息，确定当前姿态下的障碍物检测区域，进行障碍物检测，生成避障控制指令，并发送给飞行器控制模块，控制飞行器执行相应的飞行动作。本发明解决了在扑翼飞行器上使用深度图像进行环境感知时对地面区域的障碍物误检问题。具有结构简单，控制效果好等优势，较好地解决了扑翼飞行器自主避障问题。
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公开(公告)号：CN113504797B
公开(公告)日：2021-12-17
申请号：CN202111065723.6
申请日：2021-09-13
Applicant: 北京科技大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供一种扑翼飞行机器人编队控制方法，属于仿生机器人领域。所述方法包括：根据大雁集群编队飞行方式，确定大雁集群编队飞行的尾涡产生机制、节能原理及尾涡衰减机制；根据大雁集群编队飞行的尾涡产生机制、节能原理及尾涡衰减机制，结合扑翼飞行机器人自身扑动特性，从能耗均衡和节能角度，确定扑翼飞行机器人集群编队飞行以及编队队形切换方案；根据得到的扑翼飞行机器人集群编队飞行以及编队队形切换方案，通过控制扑翼飞行机器人集群的位置实现队形维持控制以及队形重构控制。采用本发明，能够节省飞行能量，增加扑翼飞行机器人集群的整体续航能力，实现能量高效利用。
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公开(公告)号：CN113406975B
公开(公告)日：2021-11-30
申请号：CN202110952222.3
申请日：2021-08-19
Applicant: 北京科技大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明涉及无人机自主导航与协同控制技术领域。提出了一种仿生智能多无人机集群自主编队导航控制方法及装置，包括：通过多无人机底层控制模块进行无人机控制分配及电机动态模拟仿真；通过多无人机相对位置导航模块进行无人机检测以及干扰区滤除，并进行无人机位姿估计；通过多无人机集群自主编队控制模块确定进行仿鹳雁群集群编队；通过多无人机相对位置控制模块无人机目标位置差，并进行飞行控制。通过构建基于仿生智能的多无人机集群自主编队方法及装置，提高了多无人机系统近距相对导航的可靠性和精确性；解决了现有多无人机集群编队近距视觉相对导航位姿精确测量与分布式编队的不足，提高了多无人机集群自主编队水平。
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公开(公告)号：CN113212749B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202110770174.6
申请日：2021-07-08
Applicant: 北京科技大学
IPC: B64C33/02
Abstract: 本发明公开了一种仿生蝴蝶扑翼飞行器及其拉线式转向机构，转向机构包括电机、线轮、线轮齿轮、电位器齿轮、电位器、控制模块和电源，控制模块连接至电机和电位器；电机的转动轴与线轮固定连接，线轮与线轮齿轮同轴固定连接，线轮齿轮和电位器齿轮啮合，电位器齿轮与电位器的转动轴固定连接；线轮齿轮上设置有两个线槽和两根牵引线，一根牵引线的一端固定在一个线槽中且另一端固定在仿生蝴蝶扑翼飞行器一侧前翅的翅尖处，另一根牵引线的一端固定在另一个线槽中且另一端固定在仿生蝴蝶扑翼飞行器另一侧前翅的翅尖处，两根牵引线在两个线槽中的缠绕方向相反。本发明具有结构简单、重量轻、易操控、控制效果好，适合重量敏感的优点。
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公开(公告)号：CN113247246A
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN202110722807.6
申请日：2021-06-29
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于非同步多相机的扑翼飞行器巡航控制系统，包括非同步多目视觉模块、控制模块和扑翼飞行器；所述扑翼飞行器上固定多个反光球，所述非同步多目视觉模块包括多个红外相机，通过捕获多个所述反光球的图像解算出所述扑翼飞行器的位置和姿态信息；所述控制模块包括上位机，根据得到的所述扑翼飞行器的位置和姿态信息以及设计的巡航控制方法，对所述扑翼飞行器下发控制指令。本发明解决了多相机的非同步问题，降低了立体视觉系统的搭建条件，实现了扑翼飞行器的闭环控制，适用范围广。
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