一种液体体积/质量的插值解算方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及液体质量/体积测量技术领域，尤其涉及一种液体体积/质量的插值 解算方法和系统。
【背景技术】
[0002] 燃油量是大多数载人飞行器中占比最大的可变重量，一般载人飞行器的燃油量占 整机重量的30 %~60 %。对飞行器各个油箱内燃油量进行精确测量，一方面有助于实现对 各油箱内燃油量进行管理，间接实现对飞行器重心位置的控制，确保飞行器重心保持在安 全范围内。保持飞行器重心稳定对飞行性能有极大影响，重心若不稳定，则会增加飞行阻 力，油耗增加，削弱经济性；严重情况下，重心失稳会影响操纵稳定性，引发飞行安全问题。 另一方面，对飞行器各个油箱内燃油量进行精确测量是科学管理剩余燃油，确保飞行计划 顺利实施的重要保证，对油箱内燃油量的精确测量可以精确计算飞行器续航时间。
[0003] 现有的飞行器燃油量测量方法如下：首先根据机翼结构将油箱划分为若干个小油 箱，而各个小油箱内的燃油量之和即为总油量；接下来利用位于各个小油箱内的线性电容 式液位传感器（简称电容传感器）分别测量各个小油箱内的燃油油面高度值，然后利用测 量所得燃油油面高度值在预先建立的相应燃油质量特性数据库中进行查表插值计算，得到 最终的油量测量结果。
[0004] 查表插值计算的过程如下：给定一组油位高度h、油面俯仰角a和油面滚转角b，以 (h，a，b)表示。在燃油特性（质量特性/体积特性等）数据库中可以搜索到与其相邻的8 组数据（hl，al，bl)、（hl，al，b2)、（hl，a2, bl)、（hl，a2, b2)、（h2, al，bl)、（h2, al，b2)、 (h2, a2, bl)、（h2, a2, b2)，其中，hl〈h〈h2, al〈a〈a2, bl〈b〈b2,对这 8 组数据进行插值运算 获得（h，a，b)对应的燃油体积/质量值。需要说明的是，若h、a、b中有变量与数据库中表 项对应（即数据库中至少存在h或a或b的表项），则该变量方向无需进行插值，例如：数 据库中存在（h，al，bl)的表项，则变量h方向即无需进行插值；特别地，当h、a、b均对应数 据库中已有表项时，即数据库中存在（h，a，b)表项，则无需进行插值，数据库中（h，a，b)表 项对应的体积/质量值即为插值结果。
[0005] 其中，油位高度h、油面俯仰角a和油面滚转角b参见图1所示，图1中的粗实线 为液位传感器，其与油面交于Al点，液位传感器底部为A0,那么AO和Al之间的距离为h ; a为油面沿X轴偏离水平面产生的角度，角度a即为油面俯仰角，b是油面沿y轴偏离水平 面产生的角度，角度b即为油面滚转角。
[0006] 在现有技术中，为保证插值求取燃油体积/质量时，插值结果不出现较大的误差， 建库时所设定的建库等效传感器位置需要在油箱中心附近，也即在实际应用中，建库等效 传感器的位置不可以任意选定。如果建库等效传感器的位置与油箱中心位置的距离较远， 则姿态角（如油面俯仰角和油面滚转角）插值会造成插值结果误差较大，从而影响体积/ 质量测量的精度。
【发明内容】
[0007] 为解决现有存在的技术问题，本发明实施例期望提供一种液体体积/质量的插值 解算方法和系统。
[0008] 本发明实施例采用以下实现方式：
[0009] 本发明实施例提供了一种液体体积/质量的插值解算方法，所述方法包括：
[0010] 根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何中心位置，并根据所述几 何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算所述解算等效传感器所在直线与液面的交 点坐标；
[0011] 根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得所述液面姿态角的插值 项姿态角；
[0012] 获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直线与液面的交点坐标所 组成的插值液面，并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值；
[0013] 根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性数据库的查表插值，获得液 体体积/质量。
[0014] 在一实施方式中，所述方法进一步包括：
[0015] 根据液位传感器的输出、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的 加速度信息，拟合液体平面，得到液面方程；
[0016] 根据所述液面方程求解得到所述液面姿态角。
[0017] 在一实施方式中，所述根据获得的液位传感器坐标计算液位传感器的几何中心位 置，并根据几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算解算等效传感器所在直线与 液面的交点坐标，包括：
[0018] 根据液位传感器的X、y轴坐标，计算得到液位传感器分布的几何中心坐标 (X。，y。)，其中
其中，X^yi分别表示第i根液位传感器的X、y轴 坐标；
[0019] 计算过所述几何中心且平行于z轴的直线，所述直线即为解算等效传感器所在直 线；
[0020] 根据所述直线方程和液面方程，计算所述直线与液面的交点坐标。
[0021] 在一实施方式中，所述液面姿态角包括液面俯仰角a和液面滚转角b ;
[0022] 所述根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查表，获得液面姿态角的插值 项姿态角，包括：
[0023] 根据所述液面俯仰角a和液面滚转角b进行液体特性数据库的查表，获得所述数 据库中的插值项姿态角（S 1, Id1)、（a2, Id1)、（ap b2)、（a2, b2)，其中 a^afa；；，I^tKb2;
[0024] 其中，若a、b中有变量与所述数据库中表项对应，则相应变量方向无需插值；若a、 b均与所述数据库中表项对应，则所述a、b无需插值。
[0025] 在一实施方式中，所述插值液面的数量与所述插值项姿态角的组合数相同，且所 述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值的数量与所述插值液面的数量相同。
[0026] 本发明实施例还提供了一种液体体积/质量的插值解算系统，所述系统包括：
[0027] 信息获得单元，用于获得液位传感器坐标和液面姿态角；
[0028] 交点坐标计算单元，用于根据获得的液位传感器坐标计算所述液位传感器的几何 中心位置，并根据所述几何中心位置获得解算等效传感器所在直线，计算所述解算等效传 感器所在直线与液面的交点坐标；
[0029] 插值项姿态角获得单元，用于根据获得的液面姿态角进行液体特性数据库的查 表，获得所述液面姿态角的插值项姿态角；
[0030] 高度值计算单元，用于获得所述插值项姿态角、以及所述解算等效传感器所在直 线与液面的交点坐标所组成的插值液面，并获得所述插值液面与建库等效传感器相交得到 的高度值；
[0031] 体积/质量获得单元，用于根据所述高度值及对应的插值项姿态角进行液体特性 数据库的查表插值，获得液体体积/质量。
[0032] 在一实施方式中，所述信息获得单元进一步用于：
[0033] 根据液位传感器的输出、或者根据液位传感器的输出以及盛装所述液体的容器的 加速度信息，拟合液体平面，得到液面方程；
[0034] 根据所述液面方程求解得到所述液面姿态角。
[0035] 在一实施方式中，所述交点坐标计算单元进一步用于：
[0036] 根据液位传感器的X、y轴坐标，计算得到液位传感器分布的几何中心坐标
其中，Xi、yi分别表示第i根液位传感器的X、y轴 坐标；
[0037] 计算过所述几何中心且平行于z轴的直线，所述直线即为解算等效传感器所在直 线；
[0038] 根据所述直线方程和液面方程，计算所述直线与液面的交点坐标。
[0039] 在一实施方式中，所述液面姿态角包括液面俯仰角a和液面滚转角b ;
[0040] 所述插值项姿态角获得单元进一步用于，根据所述液面俯仰角a和液面滚转角b 进行液体特性数据库的查表，获得所述数据库中的插值项姿态角（Spb1)、（a2，bi)、（ ai，b2)、 (a2, b2)，其中 I^tKb2;
[0041] 其中，若a、b中有变量与所述数据库中表项对应，则相应变量方向无需插值；若a、 b均与所述数据库中表项对应，则所述a、b无需插值。
[0042] 在一实施方式中，所述插值液面的数量与所述插值项姿态角的组合数相同，且所 述插值液面与建库等效传感器相交得到的高度值的数量与所述插值液面的数量相同。
[0043] 本发明实施例所提供的一种液体体积/质量的插值解算方法和系统，在液体特性 数据库插值前预先计算液位传感器的几何中心以获取解算等效传感器的位置，得到解算等 效传感器与拟合液面交点，从交点做插值平面，与建库等效传感器相交得到插值高度，再用 插值高度与插值姿态角组合结果插值得到液体体积/质量。通过实施本发明实施例一，能 够减小查表插值中姿态角插值引入的误差，从而完全解除了建库等效传感器与实际液位传 感器之间的耦合，即解除了建库等效传感器位