CN107505857A - 飞行器应急控制方法和设备 - Google Patents

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申耀武
余金栋
邓发云
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Abstract

本发明公开了一种飞行器应急控制方法，所述方法包括以下步骤：S1、控制飞行器处于正常飞行状态，采集并保存飞行器的飞控指令；S2、根据飞行器的飞控指令，判断飞行器的飞行状态；当飞行器处于遥控状态时，执行步骤S1；当飞行器处于失控状态时，则逆序读取保存的飞控指令，并控制飞行器反向飞回。本发明的飞行器应急控制方法，其控制原理简单、使用成本低。同时，本发明还提供了一种飞行器应急控制设备。

Description

飞行器应急控制方法和设备
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种飞行器应急控制方法和应急控制设备。
背景技术
目前，多旋翼无人飞行器采用直流电机驱动的多对旋翼(如六旋翼)产生向下的气压作为升力，无需沉重的油箱和复杂的动力系统，利用电子控制手段取代机械控制，机身采用有机纤维材料大大简化了机体的结构，提高了飞行器的可控性，具有体积小、重量轻、操作灵活、起降直接方便等优点，被广泛应用于民用、军用等领域。例如，把多旋翼无人机作为平台搭载高清摄像头，可实现远距离、高精度地对地面监控、侦查及摄影。
以六旋翼飞行器为例，六旋翼飞行器的电控单元包括无线电遥控器、遥控指令接收器、六通道飞控电调模块、直流电机，飞控人员通过遥控器的摇杆控制飞行器完成上升、前进、下降、旋转等动作操作，通常遥控器采用2.4GHz无线通信，但是遥控信号容易受到各种障碍物的阻碍，通信距离有限，飞行器飞出通信距离后往往后失去控制，导致飞行事故甚至失控摔机。为了解决超越通信距离后飞行器失联失控的问题，现有技术大多采用GPS进行定位及导航飞回，但此类技术方案控制原理复杂、且使用成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种飞行器应急控制方法和应急控制设备，其不仅能够使飞行器在失控状态下安全返航，而且应急控制原理简单、使用成本低。
为实现上述目的，本发明所提供的一种飞行器应急控制方法，包括以下步骤：
S1、控制飞行器处于正常飞行状态，采集并保存飞行器的飞控指令；
S2、根据飞行器的飞控指令，判断飞行器的飞行状态；
当飞行器处于遥控状态时，执行步骤S1；
当飞行器处于失控状态时，则逆序读取保存的飞控指令，并控制飞行器反向飞回。
上述飞行器应急控制方法中，所述步骤S1具体包括：
控制多路模拟开关闭合，使控制板到电机驱动单元形成信号通路，控制板发送飞控指令控制电机驱动单元驱使电机工作，电机驱使飞行器飞行；
定时产生控制信号使电机驱动信号识别单元工作，电机驱动信号识别单元对控制板发出的飞控指令进行采样；
以时间序列对采集到的飞控指令进行保存。
上述飞行器应急控制方法中，所述步骤S2中，当飞行器处于失控状态时，则逆序读取飞控指令，并控制飞行器反向飞回的步骤，具体包括：
控制多路模拟开关打开，使控制板到电机驱动单元形成信号断路；
逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动单元；
控制电机驱动单元驱动电机工作，电机驱使飞行器反向飞回。
本发明还提供了一种飞行器应急控制设备，包括：
第一控制模块，控制飞行器处于正常飞行状态，采集并保存飞行器的飞控指令；
判断模块，根据飞行器的飞控指令，判断飞行器的飞行状态；
第一执行模块，当飞行器处于遥控状态时，执行步骤S1；
第二执行模块，当飞行器处于失控状态时，逆序读取保存的飞控指令，并控制飞行器反向飞回。
上述飞行器应急控制设备中，所述第一控制模块包括：
第一控制单元，控制多路模拟开关闭合，使控制板到电机驱动单元形成信号通路，控制板发送飞控指令控制电机驱动单元驱使电机工作，电机驱使飞行器飞行；
信号采集单元，定时产生控制信号使电机驱动信号识别单元工作，电机驱动信号识别单元对控制板发出的飞控指令进行采样；
信号存储单元，以时间序列对采集到的飞控指令进行保存。
上述飞行器应急控制设备中，所述第二执行模块包括：
信号控制单元，控制多路模拟开关打开，使控制板到电机驱动单元形成信号断路；
信号读取模块，逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动单元；
第二执行单元，控制电机驱动单元驱动电机工作，电机驱使飞行器反向飞回。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明所提供的一种飞行器应急控制方法和应急控制设备，当飞行器处于遥控范围之内时，飞行器会按照飞控指令进行正常飞行；而在正常飞行的过程中，应急控制设备会根据飞行器的飞控指令，时刻判断飞行器的飞行状态；如，当能够检测到飞控指令时，飞行器还是根据飞控指令进行正常飞行，飞行器处于遥控状态；而当检测不到飞控指令时，则说明飞行器已处于失控状态，此时应急控制设备就会逆序读取之前保存的飞控指令，并在逆序读取到的飞控指令控制下反向飞回；而且，由于没有安装如GPS、导航飞回模块，本发明的飞行器应急控制方法和应急控制设备的应急控制原理简单，本发明的飞行器应急控制设备结构简单、成本低；此外，由于结构简单，本发明的飞行器应急控制设备能耗低、通讯反应时间快。
附图说明
图1是本发明的飞行器应急控制方法的实施例的流程示意图。
图2是本发明的飞行器应急控制设备的实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，是本发明所提供的一种飞行器应急控制方法的流程示意图，所述飞行器应急控制方法，包括以下步骤：
S1、控制飞行器处于正常飞行状态，采集并保存飞行器的飞控指令；
S2、根据飞行器的飞控指令，判断飞行器的飞行状态；
当飞行器处于遥控状态时，执行步骤S1；
当飞行器处于失控状态时，则逆序读取保存的飞控指令，并控制飞行器反向飞回；这样可以使得飞行器不会受通信距离的限制，即使飞行器飞出通信距离，也可以反向飞回，不会出现失控摔机的现象。
作为更优选地，所述步骤S1具体包括：
控制多路模拟开关闭合，使控制板到电机驱动单元形成信号通路，控制板发送飞控指令控制电机驱动单元驱使电机工作，电机驱使飞行器飞行；
定时产生控制信号使电机驱动信号识别单元工作，电机驱动信号识别单元对控制板发出的飞控指令进行采样；
以时间序列对采集到的飞控指令进行保存。
以多旋翼无人飞行器为例，电机的运行可以带动旋翼转动，进而旋翼的转动产生飞行器的升力。
在一种实施例中，电机驱动信号识别单元包括模数转换器(ADC)，电机驱动信号识别单元通过模数转换器(ADC)对控制板发出的飞控指令进行采样转换，再将转换结果以时间序列保存。
作为更优选地，所述步骤S2中，当飞行器处于失控状态时，则逆序读取飞控指令，并控制飞行器反向飞回的步骤，具体包括：
控制多路模拟开关打开，使控制板到电机驱动单元形成信号断路；
逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动单元；
控制电机驱动单元驱动电机工作，电机驱使飞行器反向飞回。
在一种实施例中，逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动单元的步骤，具体包括：
逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动信号生成单元，电机驱动信号生成单元根据接收到的飞控指令生成电机驱动信号，并将该电机驱动信号发送给电机驱动单元。
在该实施例中，电机驱动信号生成单元包括数模转换器(DAC)，电机驱动信号生成单元通过数模转换器(DAC)将接收到的飞控指令生成电机驱动信号。
参见图2，本发明还提供了一种飞行器应急控制设备，包括：
第一控制模块101，控制飞行器处于正常飞行状态，采集并保存飞行器的飞控指令；
判断模块101，根据飞行器的飞控指令，判断飞行器的飞行状态；
第一执行模块103，当飞行器处于遥控状态时，执行步骤S1；
第二执行模块104，当飞行器处于失控状态时，逆序读取保存的飞控指令，并控制飞行器反向飞回。
作为更优选地，所述第一控制模块101包括：
第一控制单元，控制多路模拟开关闭合，使控制板到电机驱动单元形成信号通路，控制板发送飞控指令控制电机驱动单元驱使电机工作，电机驱使飞行器飞行；
信号采集单元，定时产生控制信号使电机驱动信号识别单元工作，电机驱动信号识别单元对控制板发出的飞控指令进行采样；
信号存储单元，以时间序列对采集到的飞控指令进行保存。
在一种实施例中，电机驱动信号识别单元包括模数转换器(ADC)，电机驱动信号识别单元通过模数转换器(ADC)对控制板发出的飞控指令进行采样转换，再将转换结果以时间序列保存。
作为更优选地，所述第二执行模块104包括：
信号控制单元，控制多路模拟开关打开，使控制板到电机驱动单元形成信号断路；
信号读取模块，逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动单元；
第二执行单元，控制电机驱动单元驱动电机工作，电机驱使飞行器反向飞回。
在一种实施例中，逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动单元的步骤，具体包括：
逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动信号生成单元，电机驱动信号生成单元根据接收到的飞控指令生成电机驱动信号，并将该电机驱动信号发送给电机驱动单元。
在该实施例中，电机驱动信号生成单元包括数模转换器(DAC)，电机驱动信号生成单元通过数模转换器(DAC)将接收到的飞控指令生成电机驱动信号。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明所提供的一种飞行器应急控制方法和应急控制设备，当飞行器处于遥控范围之内时，飞行器会按照飞控指令进行正常飞行；而在正常飞行的过程中，应急控制设备会根据飞行器的飞控指令，时刻判断飞行器的飞行状态；如，当能够检测到飞控指令时，飞行器还是根据飞控指令进行正常飞行，飞行器处于遥控状态；而当检测不到飞控指令时，则说明飞行器已处于失控状态，此时应急控制设备就会逆序读取之前保存的飞控指令，并在逆序读取到的飞控指令控制下反向飞回；而且，由于没有安装如GPS、导航飞回模块，本发明的飞行器应急控制方法和应急控制设备的应急控制原理简单，本发明的飞行器应急控制设备结构简单、成本低；此外，由于结构简单，本发明的飞行器应急控制设备能耗低、通讯反应时间快。
以上仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种飞行器应急控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、控制飞行器处于正常飞行状态，采集并保存飞行器的飞控指令；
S2、根据飞行器的飞控指令，判断飞行器的飞行状态；
当飞行器处于遥控状态时，执行步骤S1；
当飞行器处于失控状态时，则逆序读取保存的飞控指令，并控制飞行器反向飞回。
2.如权利要求1所述的飞行器应急控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
控制多路模拟开关闭合，使控制板到电机驱动单元形成信号通路，控制板发送飞控指令控制电机驱动单元驱使电机工作，电机驱使飞行器飞行；
定时产生控制信号使电机驱动信号识别单元工作，电机驱动信号识别单元对控制板发出的飞控指令进行采样；
以时间序列对采集到的飞控指令进行保存。
3.如权利要求1或2所述的飞行器应急控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，当飞行器处于失控状态时，则逆序读取飞控指令，并控制飞行器反向飞回的步骤，具体包括：
控制多路模拟开关打开，使控制板到电机驱动单元形成信号断路；
逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动单元；
控制电机驱动单元驱动电机工作，电机驱使飞行器反向飞回。
4.一种飞行器应急控制设备，其特征在于，包括：
第一控制模块，控制飞行器处于正常飞行状态，采集并保存飞行器的飞控指令；
判断模块，根据飞行器的飞控指令，判断飞行器的飞行状态；
第一执行模块，当飞行器处于遥控状态时，执行步骤S1；
第二执行模块，当飞行器处于失控状态时，逆序读取保存的飞控指令，并控制飞行器反向飞回。
5.如权利要求4所述的飞行器应急控制设备，其特征在于，所述第一控制模块包括：
第一控制单元，控制多路模拟开关闭合，使控制板到电机驱动单元形成信号通路，控制板发送飞控指令控制电机驱动单元驱使电机工作，电机驱使飞行器飞行；
信号采集单元，定时产生控制信号使电机驱动信号识别单元工作，电机驱动信号识别单元对控制板发出的飞控指令进行采样；
信号存储单元，以时间序列对采集到的飞控指令进行保存。
6.如权利要求4或5所述的飞行器应急控制设备，其特征在于，所述第二执行模块包括：
信号控制单元，控制多路模拟开关打开，使控制板到电机驱动单元形成信号断路；
信号读取模块，逆序读取飞控指令，将读取到的飞控指令发送给电机驱动单元；
第二执行单元，控制电机驱动单元驱动电机工作，电机驱使飞行器反向飞回。
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