CN105182875A - 一种基于arm和mems的无人机下坠监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ARM和MEMS的无人机下坠监测装置及方法，包括安装于无人机上的监测装置，所述监测装置包括一ARM处理器和MEMS惯性器件，所述MEMS惯性器件的输出端与ARM处理器的输入端连接，所述ARM处理器的输出端连接一执行模块，所述执行模块的输出端接有一缓冲器，所述ARM处理器和MEMS惯性器件、缓冲器均由电源模块供电；本发明利用MEMS惯性器件的惯性检测功能获取无人机加速度数据，通过ARM的高速处理能力对无人机数据进行处理，有效判断无人机失控下坠状态，有效保护无人机及地面人员的安全，降低损失成本。

Description

一种基于ARM和MEMS的无人机下坠监测装置及方法

技术领域

本发明涉及ARM微处理器以及MEMS测量技术，具体涉及一种ARM处理器和基于惯性器件的无人机下坠监测装置及方法。

背景技术

无人机在空中飞行时，会受到各种因素的影响。当无人机由于某些原因发生失控坠落时，无论对无人机本身还是地面都有可能造成伤害。因此，对无人机进行实时的失控下坠的监测是非常必要的。当无人机发生下坠时，操作人员或无人机系统自动采取必要的应对措施。目前，针对无人机坠落监测的系统主要是通过OSD图像叠加的方式，但在实际的操作过程中，操作人员不可能每时每刻都在注视屏幕，当无人机发生坠机时，速度将非常快，有可能在稍不留神之际无人机已经坠毁，所以在响应速度上要有重大改进。本发明旨在于对无人机进行实时的失控下坠监测，利用MEMS技术有效的检测无人机状态，在响应速度上做出重大改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用惯性器件对无人机的下坠状态进行检测，从而适合所有无人机的安全状态监测的基于ARM和MEMS的无人机下坠监测装置及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种基于ARM和MEMS的无人机下坠监测装置，包括安装于无人机上的监测装置，所述监测装置包括一ARM处理器和MEMS惯性器件，所述MEMS惯性器件的输出端与ARM处理器的输入端连接，所述ARM处理器的输出端连接一执行模块，所述执行模块的输出端接有一缓冲器，所述ARM处理器和MEMS惯性器件、缓冲器均由电源模块供电。

作为优选的技术方案，所述ARM处理器还接有一蜂鸣器和JTAG接口。

作为优选的技术方案，所述缓冲器为降落伞。

一种基于ARM和MEMS的无人机下坠监测方法，具体包括以下几个具体步骤：

步骤一：无人机初始状态检测、

首先是对MEMS惯性器件的初始化，使它能正常工作，然后利用MEMS惯性器件对无人机飞行时的初始状态进行检测，得到无人机的正常时的状态数据，并记录；

步骤二：MEMS惯性器件的实时检测、

当整个初始化工作完成即可进入实时的检测，MEMS的数据不断刷新，这些数据均送往ARM处理器进行处理，完成必要的运算；

步骤三：对无人机状态判断、

ARM微处理器处理完MEMS惯性器件的数据后，对当前无人机的加速度状态就已经有了了解，此时可以开始判断无人机的安全状态，当加速度超出阈值范围立刻进行危险处理，如发送危险信号；

步骤四：危险处理、

当无人机发生下坠危险时，通过第三步的检测已经可以及时的判断出来，这时需要做进一步的危险处理，此时蜂鸣器发出警报声，如发送危险信号，然后利用执行模块使降落伞打开，起到一个减速的作用，从而保护无人机及地面人员的安全。

MEMS惯性器件直接安装在无人机上，MEMS惯性器件实时获取无人机的加速度数据，然后送入ARM处理器进行处理，转换成真正的加速度值。因为无人机在正常飞行时，其本身加速度在一定的阈值内，当无人机发生下坠时，其加速度发生明显改变，利用无人机本身加速度或重力加速度的这种突变，就可以对无人机状态进行判断。

本发明的有益效果是：本发明利用MEMS惯性器件的惯性检测功能获取无人机加速度数据，通过ARM的高速处理能力对无人机数据进行处理，有效判断无人机失控下坠状态，有效保护无人机及地面人员的安全，降低损失成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的流程示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1和图2所示，本发明的一种基于ARM和MEMS的无人机下坠监测装置，包括安装于无人机上的监测装置，所述监测装置包括一ARM处理器和MEMS惯性器件，所述MEMS惯性器件的输出端与ARM处理器的输入端连接，所述ARM处理器的输出端连接一执行模块，所述执行模块的输出端接有一缓冲器，所述ARM处理器和MEMS惯性器件、缓冲器均由电源模块供电；ARM处理器还接有一蜂鸣器和JTAG接口。

其中，缓冲器为降落伞，当收到执行模块发出的执行信号后，降落伞自动打开，为无人机做一个缓冲动作，降低下降速度。

工作原理：MEMS惯性器件直接安装在无人机上，MEMS惯性器件实时获取无人机的加速度数据，然后送入ARM处理器进行处理，转换成真正的加速度值。因为无人机在正常飞行时，其本身加速度在一定的阈值内，当无人机发生下坠时，其加速度发生明显改变，利用无人机本身加速度或重力加速度的这种突变，就可以对无人机状态进行判断。

具体操作步骤：

步骤一：无人机初始状态检测、

首先是对MEMS惯性器件的初始化，使它能正常工作，然后利用MEMS惯性器件对无人机飞行时的初始状态进行检测，得到无人机的正常时的状态数据，并记录；

步骤二：MEMS惯性器件的实时检测、

当整个初始化工作完成即可进入实时的检测，MEMS惯性器件的数据不断刷新，这些数据均送往ARM处理器进行处理，完成必要的运算；

步骤三：对无人机状态判断、

ARM微处理器处理完MEMS惯性器件的数据后，对当前无人机的加速度状态就已经有了了解，此时可以开始判断无人机的安全状态，当加速度超出阈值范围立刻进行危险处理，如发送危险信号；

步骤四：危险处理、

当无人机发生下坠危险时，通过第三步的检测已经可以及时的判断出来，这时需要做进一步的危险处理，此时蜂鸣器发出警报声，如发送危险信号，然后利用执行模块使降落伞打开，起到一个减速的作用，从而保护无人机及地面人员的安全。

从图1可知，MEMS器件不停获取无人机加速度数据，这些数据送入ARM处理器进行处理，得到目前无人机的一个真实加速度值，通过与阈值的比较来判断无人机是否处于失控下坠状态。当无人机处于坠机状态时发出必要的触发信号，以便做相应处理。

本发明的有益效果是：本发明利用MEMS惯性器件的惯性检测功能获取无人机加速度数据，通过ARM的高速处理能力对无人机数据进行处理，有效判断无人机失控下坠状态，有效保护无人机及地面人员的安全，降低损失成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于ARM和MEMS的无人机下坠监测装置，其特征在于：包括安装于无人机上的监测装置，所述监测装置包括一ARM处理器和MEMS惯性器件，所述MEMS惯性器件的输出端与ARM处理器的输入端连接，所述ARM处理器的输出端连接一执行模块，所述执行模块的输出端接有一缓冲器，所述ARM处理器和MEMS惯性器件、缓冲器均由电源模块供电。

2.根据权利要求1所述的基于ARM和MEMS的无人机下坠监测装置，其特征在于：所述ARM处理器还接有一蜂鸣器和JTAG接口。

3.根据权利要求1所述的基于ARM和MEMS的无人机下坠监测装置，其特征在于：所述缓冲器为降落伞。

4.一种基于ARM和MEMS的无人机下坠监测方法，其特征在于，具体包括以下几个具体步骤：

步骤一：无人机初始状态检测、

首先是对MEMS惯性器件的初始化，使它能正常工作，然后利用MEMS惯性器件对无人机飞行时的初始状态进行检测，得到无人机的正常时的状态数据，并记录；

步骤二：MEMS惯性器件的实时检测、

当整个初始化工作完成即可进入实时的检测，MEMS的数据不断刷新，这些数据均送往ARM处理器进行处理，完成必要的运算；

步骤三：对无人机状态判断、

ARM微处理器处理完MEMS惯性器件的数据后，对当前无人机的加速度状态就已经有了了解，此时可以开始判断无人机的安全状态，当加速度超出阈值范围立刻进行危险处理，如发送危险信号；

步骤四：危险处理、

当无人机发生下坠危险时，通过第三步的检测已经可以及时的判断出来，这时需要做进一步的危险处理，此时蜂鸣器发出警报声，如发送危险信号，然后利用执行模块使降落伞打开，起到一个减速的作用，从而保护无人机及地面人员的安全。