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CN112389640A - 一种无人机停桨控制系统 - Google Patents

一种无人机停桨控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人机停桨控制系统包括：降落伞安全子系统，用于在检测出无人机的飞行状态异常时向飞行控制子系统发送停桨控制指令；飞行控制子系统，用于在接收停桨控制指令时重新判断此时无人机的飞行状态是否异常；若是，则对无人机的飞行状态进行持续检测，根据持续飞行状态信息判断无人机是否能够恢复正常飞行状态，当判断能够恢复正常飞行状态时，向降落伞安全子系统反馈取消停桨指令，当判断不能恢复正常飞行状态时，向降落伞安全子系统反馈确认停桨指令，由其执行停桨动作；若否，则关闭降落伞安全子系统并对无人机的飞行状态进行实时检测，并在检测出无人机飞行状态异常时，执行停桨动作。通过实施本发明能提高停桨控制的准确性。

Description

一种无人机停桨控制系统
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机停桨控制系统。
背景技术
无人机飞行过程中出现异常时，例如失控或坠毁；应该停止螺旋桨的旋转，避免无人机螺旋桨旋转对人造成的危险。
现有无人机一般设置有飞行控制系统和降落伞安全系统，飞行控制系统对飞行的飞行状态进行控制，降落伞安全系统来判断无人机飞行过程中是否存在异常，并在存在异常时控制无人机打开降落伞并停止螺旋桨的旋转，但仅由降落伞安全系统进行停桨控制，一旦安全系统出错，容易产生误判；另一方面，在一些场景下，例如飞行器在飞行过程中磕碰到细小的障碍物，在短时间内出现飞行状态异常例如“翻滚”，但是此时飞行器的动力系统、电源系统、导航系统等均未发生损坏，通过飞行控制系统的控制飞行器可恢复正常的飞行状态，那么当发生上述情况时，飞行器可以继续执行飞行任务，无需降落伞安全系统进行停桨操作，而现有的停桨控制方法在进行停桨控制时，一旦判断飞行异常则立即执行停桨操作，停桨控制不准确。
发明内容
本发明实施例提供一种无人机停桨控制系统，能提高无人机停桨控制的准确性。
本发明一实施例提供一种无人机停桨控制系统，包括：降落伞安全子系统以及飞行控制子系统；
所述降落伞安全子系统，用于在检测出无人机的飞行状态异常时向所述飞行控制子系统发送停桨控制指令；
所述飞行控制子系统，用于在接收所述停桨控制指令时，对无人机的飞行状态进行二次检测，重新判断此时无人机的飞行状态是否异常；
若是，则在预设时长内按预设的时间间隔对所述无人机的飞行状态进行持续检测，获得所述无人机在所述预设时长内的持续飞行状态信息，继而根据所述持续飞行状态信息判断所述无人机是否能够恢复正常飞行状态，当判断所述无人机能够恢复正常飞行状态时，向所述降落伞安全子系统反馈取消停桨指令，当判断所述无人机不能恢复正常飞行状态时，向所述降落伞安全子系统反馈确认停桨指令，以使所述降落伞安全子系统在接收所述确认停桨指令后执行停桨动作；
若否，则关闭所述降落伞安全子系统并对所述无人机的飞行状态进行实时检测，并在检测出无人机飞行状态异常时，执行停桨动作。
进一步地，所述飞行控制子系统还用于实时检测所述无人机的受控状态，并在所述无人机失控时执行停桨动作。
进一步地，所述降落伞安全子系统，还用于在确定所述停桨指令发出后的第二预设时长内，未接收所述飞行控制子系统所反馈的指令时，执行停桨动作。
可选的，还包括供电子系统；所述执行停桨动作具体包括：向所述供电子系统发送整机断电指令；其中，所述供电子系统在接收所述整机断电指令时，切断所述无人机的整体供电电源，以使螺旋桨停止转动。
可选的，还包括供电子系统；所述执行停桨动作，具体包括：向所述供电子系统发送电机断电指令；其中，所述供电子系统在接收所述电机断电指令时，切断控制螺旋桨电机的电源，以使所述螺旋桨停止转动。
可选的，还包括电机调速器；所述执行停桨动作，具体包括：向所述电机调速器发送制动指令；其中，所述电机调试器在接收所述制动指令时，控制所述螺旋桨电机进行制动，以使所述螺旋桨停止转动。
进一步地，所述飞行状态包括：飞行速度、倾斜角度、飞行加速度以及飞行高度。
进一步地，所述根据所述持续飞行状态信息判断所述无人机是否能够恢复正常飞行状态，具体为：将所述持续飞行状态信息中各时刻飞行状态信息与预设的正常飞行状态信息进行比对，若所述持续飞行状态信息与所述正常飞行状态信息的差值逐渐缩小，则判断所述无人机能够恢复正常飞行状态，否则判断所述无人机不能恢复正常飞行状态。
通过实施本发明实施例具有如下有益效果，
本发明实施例公开了一种无人机停桨控制系统，所述系统包括：降落伞安全子系统以及飞行控制子系统；在进行停桨控制时，若降落伞安全子系统检测到无人机飞行状态异常，则会向飞行控制子系统发出停桨控制指令，飞行控制子系统在接收停桨指令后，会对无人机的飞行状态进行再一次的检测，判断无人机的飞行状态是否异常。如果是，则说明降落伞安全子系统判断正确，此时飞行控制子系统会在预设的时长内，按预设时间间隔对无人机的飞行状态进行持续检测，获得无人机在预设时长内，各个时刻的飞行状态信息，生成总的持续飞行状态信息，然后根据持续飞行状态信息进一步判断无人机是否能够自主恢复正常飞行状态，如果能，则无需执行停桨操作，此时飞行控制子系统向降落伞安全子系统反馈取消停桨指令，如果无人机无法恢复正常飞行状态，则需要进行停桨控制，此时飞行控制子系统向降落伞安全子系统反馈确认停桨指令，然后由降落伞安全子系统执行停桨动作。如果飞行控制子系统判断无人机飞行状态无异常，则飞行控制子系统关闭降落伞安全子系统，对所述无人机的飞行状态进行实时检测，并在检测出无人机飞行状态异常时，执行停桨动作。从而剥夺降落伞安全子系统的停桨控制权以防由降落伞安全子系统异常，造成误判。与现有技术相比本申请的技术方案在进行停桨控制时，由飞行控制子系统进行飞行状态的二次控制，防止由于降落伞安全子系统的误判导致停桨失误，提高停桨控制的准确性，另外在停桨控制的过程中提供了暂时性异常的停桨处理方案，提高了停桨控制的合理性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的停桨控制流程图。
图2是本发明一实施例提供的一种无人机停桨控制系统的系统架构图。
图3是本发明另一实施例提供的一种无人机停桨控制系统的系统架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示：本发明一实施例提供了一种无人机停桨控制系统，降落伞安全子系统以及飞行控制子系统；所述降落伞安全子系统，用于在检测出无人机的飞行状态异常时向所述飞行控制子系统发送停桨控制指令；所述飞行控制子系统，用于在接收所述停桨控制指令时，对无人机的飞行状态进行二次检测，重新判断此时无人机的飞行状态是否异常；若是，则在预设时长内按预设的时间间隔对所述无人机的飞行状态进行持续检测，获得所述无人机在所述预设时长内的持续飞行状态信息，继而根据所述持续飞行状态信息判断所述无人机是否能够恢复正常飞行状态，当判断所述无人机能够恢复正常飞行状态时，向所述降落伞安全子系统反馈取消停桨指令，当判断所述无人机不能恢复正常飞行状态时，向所述降落伞安全子系统反馈确认停桨指令，以使所述降落伞安全子系统在接收所述确认停桨指令后执行停桨动作；
若否，则关闭所述降落伞安全子系统并对所述无人机的飞行状态进行实时检测，并在检测出无人机飞行状态异常时，执行停桨动作。
具体的，在进行停桨控制时，若降落伞安全子系统检测到无人机飞行状态异常，则会向飞行控制子系统发出停桨控制指令，飞行控制子系统在接收停桨指令后，会对无人机的飞行状态进行再一次的检测，判断无人机的飞行状态是否异常。如果是，则说明降落伞安全子系统判断正确，此时飞行控制子系统会在预设的时长内，按预设时间间隔对无人机的飞行状态进行持续检测，获得无人机在预设时长内，各个时刻的飞行状态信息，生成总的持续飞行状态信息，然后根据持续飞行状态信息进一步判断无人机是否能够自主恢复正常飞行状态，如果能，则无需执行停桨操作，此时飞行控制子系统向降落伞安全子系统反馈取消停桨指令，如果无人机无法恢复正常飞行状态，则需要进行停桨控制，此时飞行控制子系统向降落伞安全子系统反馈确认停桨指令，然后由降落伞安全子系统执行停桨动作。
如果飞行控制子系统判断无人机飞行状态无异常，则飞行控制子系统关闭降落伞安全子系统，对所述无人机的飞行状态进行实时检测，并在检测出无人机飞行状态异常时，执行停桨动作。从而剥夺降落伞安全子系统的停桨控制权以防由降落伞安全子系统异常，造成误判。与现有技术相比本申请的技术方案在进行停桨控制时，由飞行控制子系统进行飞行状态的二次控制，防止由于降落伞安全子系统的误判导致停桨失误，提高停桨控制的准确性，另外在停桨控制的过程中提供了暂时性异常的停桨处理方案，提高了停桨控制的合理性。
在一个优选的实施例中，上述飞行状态包括：飞行速度、倾斜角度、飞行加速度以及飞行高度。通过检测无人机的飞行状态信息判断无人机是否异常是现有技术在此不再展开叙述。
在一个优选的实施例中，所述根据所述持续飞行状态信息判断所述无人机是否能够恢复正常飞行状态，具体为：将所述持续飞行状态信息中各时刻飞行状态信息与预设的正常飞行状态信息进行比对，若所述持续飞行状态信息与所述正常飞行状态信息的差值逐渐缩小，则判断所述无人机能够恢复正常飞行状态，否则判断所述无人机不能恢复正常飞行状态。
通过将各个时刻的飞行状态信息与正常飞行状态信息进行比对，如果随着时间的推移上述持续飞行状态信息与正常飞行状态信息中的各对应项(例如将持续飞行状态信息中的飞行速度与正常飞行速度进行比对)的数值差距越来越小，则说明无人机在逐步恢复正常飞行状态，此时判断无人机能够恢复正常飞行状态。
以下对具体的停桨动作进行说明：
在本发明中无论是由降落伞安全子系统执行停桨动作，还是由飞行控制子系统执行停桨动作，都可以选用以下方式进行停桨。
第一种：如图2所示，无人机停桨控制系统中还包括供电子系统，上述执行停桨动作具体为：向所述供电子系统发送整机断电指令；其中，所述供电子系统在接收所述整机断电指令时，切断所述无人机的整体供电电源，以使螺旋桨停止转动。这一种方式采用的是整机断电的方案，直接切断无人机的总电源，时的螺旋桨电机停止工作，从而使得螺旋桨停止转动。
第二种：也参照图2，无人机停桨控制系统中还包括供电子系统，上述执行停桨动作具体为：向所述供电子系统发送电机断电指令；其中，所述供电子系统在接收所述电机断电指令时，切断控制螺旋桨电机的电源，以使所述螺旋桨停止转动。这一种方案采用的是局部断电的方式，只切断螺旋桨电机的电源，使螺旋桨停止转动。
第三种：如图3所示，人机停桨控制系统中还包括电机调速器，上述执行停桨动作，具体包括：向所述电机调速器发送制动指令；其中，所述电机调试器在接收所述制动指令时，控制所述螺旋桨电机进行制动，以使所述螺旋桨停止转动。这一方案使用电机调速器进行停桨调控，无需断电。
需要说明的是，上述三种停桨方案可任意选择。
在一个优选的实施例中，所述飞行控制子系统还用于实时检测所述无人机的受控状态，并在所述无人机失控时执行停桨动作。这一实施例主要对应无人机失控，不受飞行控制子系统控制时的停桨方案。
在一个优选的实施例中，所述降落伞安全子系统，还用于在确定所述停桨指令发出后的第二预设时长内，未接收所述飞行控制子系统所反馈的指令时，执行停桨动作。
在这一实施例中如果降落伞安全子系统在发出停桨指令后，未能在第二预设时长内，接收飞行控制子系统所反馈的指令，则说明此时飞行控制子系统已经失联，这时由降落伞安全子系统独立完成停桨操作。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无人机停桨控制系统，其特征在于，包括：降落伞安全子系统以及飞行控制子系统；
所述降落伞安全子系统，用于在检测出无人机的飞行状态异常时向所述飞行控制子系统发送停桨控制指令；
所述飞行控制子系统，用于在接收所述停桨控制指令时，对无人机的飞行状态进行二次检测，重新判断此时无人机的飞行状态是否异常；
若是，则在预设时长内按预设的时间间隔对所述无人机的飞行状态进行持续检测，获得所述无人机在所述预设时长内的持续飞行状态信息，继而根据所述持续飞行状态信息判断所述无人机是否能够恢复正常飞行状态，当判断所述无人机能够恢复正常飞行状态时，向所述降落伞安全子系统反馈取消停桨指令，当判断所述无人机不能恢复正常飞行状态时，向所述降落伞安全子系统反馈确认停桨指令，以使所述降落伞安全子系统在接收所述确认停桨指令后执行停桨动作；
若否，则关闭所述降落伞安全子系统并对所述无人机的飞行状态进行实时检测，并在检测出无人机飞行状态异常时，执行停桨动作。
2.如权利要求1所述的无人机停桨控制系统，其特征在于，所述飞行控制子系统还用于实时检测所述无人机的受控状态，并在所述无人机失控时执行停桨动作。
3.如权利要求1所述的无人机停桨控制系统，其特征在于，所述降落伞安全子系统，还用于在确定所述停桨指令发出后的第二预设时长内，未接收所述飞行控制子系统所反馈的指令时，执行停桨动作。
4.如权利要求1至3任意一项所述的无人机停桨控制系统，其特征在于，还包括供电子系统；所述执行停桨动作具体包括：
向所述供电子系统发送整机断电指令；其中，所述供电子系统在接收所述整机断电指令时，切断所述无人机的整体供电电源，以使螺旋桨停止转动。
5.如权利要求1至3任意一项所述的无人机停桨控制系统，其特征在于，还包括供电子系统；所述执行停桨动作，具体包括：
向所述供电子系统发送电机断电指令；其中，所述供电子系统在接收所述电机断电指令时，切断控制螺旋桨电机的电源，以使所述螺旋桨停止转动。
6.如权利要求1至3任意一项所述的无人机停桨控制系统，其特征在于，还包括电机调速器；所述执行停桨动作，具体包括：
向所述电机调速器发送制动指令；其中，所述电机调速器在接收所述制动指令时，控制所述螺旋桨电机进行制动，以使所述螺旋桨停止转动。
7.如权利要求1所述的无人机停桨控制系统，其特征在于，所述飞行状态包括：飞行速度、倾斜角度、飞行加速度以及飞行高度。
8.如权利要求7所述的无人机停桨控制系统，其特征在于，所述根据所述持续飞行状态信息判断所述无人机是否能够恢复正常飞行状态，具体为：
将所述持续飞行状态信息中各时刻飞行状态信息与预设的正常飞行状态信息进行比对，若所述持续飞行状态信息与所述正常飞行状态信息的差值逐渐缩小，则判断所述无人机能够恢复正常飞行状态，否则判断所述无人机不能恢复正常飞行状态。
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