CN108382569A - 一种无人机桨叶寿命检测方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种无人机桨叶寿命检测方法及无人机桨叶寿命检测系统，包括以下步骤：将螺旋桨马达转速设定到安全转速值v；用公式计算出无人机的理论飞行高度，通过GPS定位获取无人机的实际飞行高度；对无人机理论飞行高度与实际飞行高度差进行判断，若差值小于设定阈值时，正常飞行；若差值大于等于设定阈值时，发出警告后自卫降落。通过本发明的判别方法，结合无人机的实际飞行风况和飞行转速进行实时的判别检测，与现有技术中采用目测无人机桨叶是否断裂的方式相比，判断精确性更高，安全可靠性强。

Description

一种无人机桨叶寿命检测方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及一种无人机桨叶寿命检测方法、系统及存储计算机可读程序代码的存储介质。

背景技术

现在无人机的运用及使用渐趋普及，但是相应一些飞行上的安全问题，也慢慢浮出台面。例如折式桨叶无人机之桨叶在使用一段时间之后，会因为无人机启停时，其贯性所产生的冲力，可能造成其桨叶的硬性受到冲击造成材料疲乏，因而降低桨叶使用寿命，当桨叶的寿命降低某一个程度时，若没有即时进行更换，很有可能在飞行过程中，发生桨叶断裂，因而造成无人机地机等重大飞安事故。

现有产品的无人机对螺旋桨桨叶是否破损的检测在使用者手册上记载为要求使用者在飞行前，进行目视检查，但有时候有一些螺旋桨破损，如细小的裂纹，是没有办法很轻易地被目视出来的，这样螺旋桨起飞时，容易导致发生桨叶断裂，造成安全隐患。

发明内容

本发明提供一种无人机桨叶寿命检测方法，解决现有技术中的无人机桨叶断裂检测方式存在的安全可靠性差、容易造成安全隐患的问题。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明采用所提出的一种无人机桨叶寿命的检测方法主要采用以下技术方案予以实现：

一种无人机桨叶寿命检测方法，包括以下步骤：

将螺旋桨马达转速设定到安全转速值v；

计算出无人机的理论飞行高度，

通过GPS定位获取无人机的实际飞行高度；

对无人机理论飞行高度与实际飞行高度差进行判断，若差值小于设定阈值时，正常飞行；若差值大于等于设定阈值时，发出警告后自卫降落。

一种无人机桨叶寿命检测系统，包括校正系数计算模块、GPS定位模块、警示信息显示模块、螺旋桨驱动模块及控制模块，所述校正系数计算模块、GPS定位模块、警示信息显示模块、螺旋桨驱动模块及控制模块间通信连接；

所述校正系数计算模块，用于计算权1中设定阈值所用参数的电压效正系数值，计算所得数值传递给控制模块；GPS定位模块用于获取无人机实际飞行高度，将信息传送给控制模块；

警示信息显示模块用于接收控制模块信息，发出报警信号，并启动保护机制；

螺旋桨驱动模块，控制螺旋桨马达的转速，控制螺旋桨马达转速到安全转速值v；

控制模块，用于控制螺旋桨驱动模块；取得GPS定位模块信息，计算获取的无人机桨叶的实际飞行高度与理论飞行高度的高度差和设定阈值的关系，发出控制信号给警示信息显示模块。

一种存储介质，用于存储计算机可读程序代码，其中，该计算机可读程序代码被一个或者多个处理器执行以实现上述权利要求中所述的方法。

本发明还包括以下附加技术特征：

进一步的，利用公式：,,，计算出无人机的理论飞行高度，其中, 为飞行高度转换系数，：重力，：重力比例系数，：无人机重量，：大气密度，:升力系数, :机翼面积，：螺旋桨马达转速；

进一步的，所述设定阈值为高度公差值，所述高度公差值的计算公式为：

，为实际风力状况下，螺旋桨马达在安全转速时的电压，为电压效正系数；，：螺旋桨马达在安全转速时实际风况机台的电压，：螺旋桨马达在安全转速时最大风况下机台的电压，：螺旋桨马达在安全转速时无风下机台的电压。

本发明包括以下优点和积极效果：

本发明提出一种无人机桨叶寿命检测方法，包括以下步骤：将螺旋桨马达转速设定到安全转速值v；用公式计算出无人机的理论飞行高度， 通过GPS定位获取无人机的实际飞行高度；

对无人机理论飞行高度与实际飞行高度差进行判断，若差值小于设定阈值时，正常飞行；若差值大于等于设定阈值时，发出警告后自卫降落。通过本发明的无人机桨叶寿命检测方法，可通过将螺旋桨设定到安全转速后利用计算公式，对无人机的理论飞行高度进行计算，通过GPS定位获取无人机的实际飞行高度进行比较，同时设定一可变的预设阈值，通过比较两者的差值和预设阈值的关系，可判断出无人机桨叶是否发生破损，本发明中的判断方法，结合无人机的实际飞行风况和飞行转速进行实时的检测，与现有技术中采用目测无人机桨叶是否断裂的方式相比，判断精确性更高，安全可靠性强。

附图说明

图1为本发明无人机桨叶寿命检测系统的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明，

实施例1：

本发明提出一种无人机桨叶寿命检测方法的实施例，本实施例中通过提出一套软件算法方式来进行无人机螺旋桨桨叶是否正常进行检测，可有效的避免现有技术中飞行前采用目视检查，可能导致的有一些螺旋桨轻微破损或裂纹没有办法被目视出来的问题。本实施例中的无人机桨叶寿命的检测方法主要包括以下步骤：将螺旋桨马达转速设定到安全转速值v，进行升力的计算，螺旋桨马达带动桨叶转动，即本实施例中将无人机桨叶的转速设定到安全转速，本实施例中以安全转速4000每分钟进行说明，当然这并不是一个绝对数值，其物理意义一方面可以将螺旋桨桨叶设定在可进行检测的有效转速下，另一方面也避免因为更高转速，造成有破损之螺旋桨发生脱落或断裂之风险；

利用公式：,计算出无人机在螺旋桨马达转速在安全转速时对应的理论升力值，其中，：大气密度，:升力系数, :机翼面积，螺旋桨马达转速；

利用公式，计算出无人机的重力值，：无人机重力，：重力比例系数，：无人机重量；

利用公式：，计算出无人机的理论飞行高度，其中, 为飞行高度转换系数，飞行高度转换系数为本领域技术人员根据螺旋桨马达转速可通过手册查阅到的数值，在此不做赘述。

然后，可通过GPS定位获取无人机的实际飞行高度；

对无人机理论飞行高度与实际飞行高度差进行判断，若差值小于设定阈值时，即： 时，正常飞行；

若差值大于等于设定阈值时，即：时，自动发出警告后，安全降落并禁止飞行。

进一步的，本实施例中的设定阈值是可变的，设定阈值的大小受到实际环境風力下，螺旋桨马达转速在安全转速时对应的电压值的影响而变化，具体的，本实施例中的所述设定阈值为高度公差值，所述高度公差值的计算公式为： ，为实际风力状况下，螺旋桨马达在安全转速时的无人机机台的电压，无人机在实际风力状况下电压可通过机台的电压系统直接读取得到；

为电压效正系数的计算公式为；，：螺旋桨马达在安全转速时实际风况无人机机台的电压，等同于；

：螺旋桨马达在安全转速时无人机对应的可承受的最大风况下对应的无人机机台的电压，在无人机生产时通过生产校正记录下来的已知值；

：螺旋桨马达在安全转速时无人机无风情况下无人机机台对应的电压，在无人机生产时通过生产校正记录下来的已知值；这样通过电压校正系数和实际风力状况下，螺旋桨马达在安全转速时的无人机机台的电压之积得到高度公差值。

实施例2：

本发明提出一种无人机桨叶寿命检测系统的实施例，参照图1所示，包括校正系数计算模块1、GPS定位模块2、警示信息显示模块3、螺旋桨驱动模块4及控制模块5，所述校正系数计算模块1、GPS定位模块2、警示信息显示模块3、螺旋桨驱动模块4及控制模块5间通信连接；通过控制模块5可与校正系数计算模块1、GPS定位模块2、警示信息显示模块3、螺旋桨驱动模块4之间进行相互的通讯和信号传递。

本实施例中的校正系数计算模块1，用于计算电压效正系数，将信息传递给控制模块5，校正系数计算模块1主要是在产线时，会将该机台之电压效正系数计算出来，并提供给控制模块5在计算实际环境下之高度误差使用；GPS定位模块2用于获取无人机实际飞行高度，将信息传送给控制模块5；即取得无人机实际的位置信息，并将此位置信息传送给控制模块5进行处理；

警示信息显示模块3用于接收控制模块5信息，发出报警信号，并启动保护机制；当控制模块5判定无人机的桨叶发生破裂或破损状况，自动发出警示信息来告知使用者进行新的桨叶更换并启动保护机制；

螺旋桨驱动模块4，控制螺旋桨马达的转速；接收控制模块5信号来控制马达，驱动螺旋桨的转速，以进行加速，减速或降落等。

控制模块5，用于控制螺旋桨驱动模块4；取得GPS定位模块2信息，计算获取的无人机桨叶的实际飞行高度与理论飞行高度的高度差和设定阈值的关系，发出控制信号给警示信息显示模块3；具体的，控制模块5主要是用来在无人机启动后，则控制螺旋桨驱动模块4启动螺旋桨并以安全转速进入悬停状态，在此状态下同时取得GPS定位模块2所提供之无人机高度位置信息，判定无人机的桨叶是否为正常状况下提供的升力。若是在合理的升力下，则进行无人机正常飞行行为，否则控制无人机安全降落，禁止其飞行并发出更换桨叶警告信息。

进一步的，所述GPS定位模块2利用公式：,,，计算无人机的理论飞行高度，其中, 为飞行高度转换系数，：重力，：重力比例系数，：无人机重量，：大气密度，:升力系数, :机翼面积，螺旋桨马达转速；进一步的，所述校正系数计算模块1，利用公式：，计算电压校正系数，为电压效正系数；：螺旋桨马达在安全转速时实际风况机台的电压， ：螺旋桨马达在安全转速时最大风况下机台的电压，：螺旋桨马达在安全转速时无风下机台的电压。

实施例3：

本发明还提供一种存储介质的实施例，该存储介质用于存储计算机可读程序代码，其中，该存储介质可以是存储在存储器中的计算机可读存储介质、或者是独立存在且没有依附于任何其他终端的计算机可读的存储介质。该存储介质存储一个或者多个程序，在一个或者多个实施例中，该存储介质可以是一个或者多个物理磁盘存储、闪存装置或者其他非易失性固态存储装置，CD-ROM，光存储器等等，其中这些程序被一个或者多个处理器执行后可以实现上述的实施例一所述的方法。

进一步的，所述计算机可读程序代码利用公式：,,，计算无人机的理论飞行高度，其中, 为飞行高度转换系数，：重力，：重力比例系数，：无人机重量，：大气密度，:升力系数, :机翼面积，：螺旋桨马达转速；

进一步的，所述计算机可读程序代码利用公式： 计算高度公差，为实际风力状况下，螺旋桨马达在安全转速时的电压，为电压效正系数；

，：螺旋桨马达在安全转速时实际风况机台的电压， ：螺旋桨马达在安全转速时最大风况下机台的电压，：螺旋桨马达在安全转速时无风下机台的电压。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种无人机桨叶寿命检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将螺旋桨马达转速设定到安全转速值v；

计算出无人机的理论飞行高度，

通过GPS定位获取无人机的实际飞行高度；

对无人机理论飞行高度与实际飞行高度差进行判断，若差值小于设定阈值时，正常飞行；若差值大于等于设定阈值时，发出警告后自卫降落。

2.根据权利要求1所述的无人机桨叶寿命检测方法，其特征在于，利用公式：

,,，计算出无人机的理论飞行高度，

其中, 为飞行高度转换系数，：重力，：重力比例系数，：无人机重量，：大气密度，:升力系数, :机翼面积，：螺旋桨马达转速。

3.根据权利要求2所述的无人机桨叶寿命检测方法，其特征在于，所述设定阈值为高度公差值，所述高度公差值的计算公式为： ，为实际风力状况下，螺旋桨马达在安全转速时的电压，为电压效正系数；，：螺旋桨马达在安全转速时实际风况机台的电压， ：螺旋桨马达在安全转速时最大风况下机台的电压，：螺旋桨马达在安全转速时无风下机台的电压。

4.一种无人机桨叶寿命检测系统，其特征在于，包括校正系数计算模块、GPS定位模块、警示信息显示模块、螺旋桨驱动模块及控制模块，所述校正系数计算模块、GPS定位模块、警示信息显示模块、螺旋桨驱动模块及控制模块间通信连接；

所述校正系数计算模块，用于计算权1中设定阈值所用参数的电压效正系数值，计算所得数值传递给控制模块；GPS定位模块用于获取无人机实际飞行高度，将信息传送给控制模块；

警示信息显示模块用于接收控制模块信息，发出报警信号，并启动保护机制；

螺旋桨驱动模块，控制螺旋桨马达的转速，控制螺旋桨马达转速到安全转速值v；

控制模块，用于控制螺旋桨驱动模块；取得GPS定位模块信息，计算获取的无人机桨叶的实际飞行高度与理论飞行高度的高度差和设定阈值的关系，发出控制信号给警示信息显示模块。

5.根据权利要求4所述的无人机桨叶寿命检测系统，其特征在于，所述GPS定位模块利用公式：,,，计算无人机的理论飞行高度，其中,为飞行高度转换系数，：重力，：重力比例系数，：无人机重量，：大气密度，:升力系数, :机翼面积，螺旋桨马达转速。

6.根据权利要求4所述的无人机桨叶寿命检测方法，其特征在于，所述校正系数计算模块，利用公式：，计算电压校正系数，为电压效正系数；：螺旋桨马达在安全转速时实际风况机台的电压， ：螺旋桨马达在安全转速时最大风况下机台的电压，：螺旋桨马达在安全转速时无风下机台的电压。

7.一种存储介质，可用于存储计算机可读程序代码，其中，该计算机可读程序代码被一个或者多个处理器执行以实现权1所述的方法。

8.根据要求7所述的存储介质，其特征在于，所述计算机可读程序代码利用公式：,,，计算无人机的理论飞行高度，其中, 为飞行高度转换系数，：重力，：重力比例系数，：无人机重量，：大气密度，:升力系数, :机翼面积，：螺旋桨马达转速。

9.根据要求7所述的存储介质，其特征在于，所述计算机可读程序代码利用公式： 计算高度公差，为实际风力状况下，螺旋桨马达在安全转速时的电压，为电压效正系数；，：螺旋桨马达在安全转速时实际风况机台的电压， ：螺旋桨马达在安全转速时最大风况下机台的电压，：螺旋桨马达在安全转速时无风下机台的电压。