CN108646779A - 一种无人机的保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机的保护方法，针对无人机飞行时飞行姿态和高度控制误差超过设定阈值的情况提出的保护方法，该方法能自动检测当前飞行姿态和高度控制误差，并与预先设定好的安全阈值进行比较，根据比较结果对超出阈值的情况进行报警或控制自动回收；该保护措施具备响应速度快，准确度高的特点，能够有效提高靶机在姿态和高度差超限情况下的安全性和生存能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人机的保护方法，应用于无人机飞行控制、导航、安全控制领域。
背景技术
一般无人机任务飞行时，通过人工观测无人机姿态、高度信息，若姿态超限、高度掉高，则人工指令回收，其优点是设计简单，同时其缺点也是非常明显，其缺点为对操作人员的技术能力、反应速度有较强的依赖性，观测或操作不及时飞机坠毁，损失严重，造成巨大的经济损失，因此不能满足日益复杂的空中飞行任务。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种无人机的保护方法针对姿态超限、高度突变的保护方法，该方法能自动检测无人机当前飞行姿态和高度误差，并与设定阈值进行对比，根据对比结果围决定采取报警或者自动回收动作，该保护方法环境适应性强、安全可靠。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种无人机的保护方法，该保护方法自动判断当前的姿态值和高度误差值是否超出设定阈值，并对超出阈值的情况进行告警或自动回收动作，具体包括以下几个步骤：
（1）在无人机任务飞行前通过遥测软件向靶机遥调上传设定阈值数据，具体为：俯仰姿态阈值θ、俯仰角超限时间阈值t1、滚转姿态阈值γ、滚转姿态超限时间阈值t2、高度误差阈值h及高度误差超限时间阈值t3；
（2）无人机任务飞行时，通过遥测软件下载实时监测记录无人机俯仰角、滚转角、高度误差值，并与步骤（1）中的设定阈值分别进行对比，是否一致，确认一致无误后开始任务飞行；
（3）当步骤（2）中监测的俯仰角超过俯仰姿态阈值θ时，通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，当超限持续时间超过俯仰角超限时间阈值t1，则进入自动回收；
（4）当步骤（2）中监测的滚转角超过滚转姿态阈值γ，则通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，如超限持续时间超过滚转姿态超限时间阈值t2，则进入自动回收；
（5）当步骤（2）中监测的高度误差值超过高度误差阈值h，则通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，如超限持续时间超过高度误差超限时间阈值t3，则进入自动回收。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述无人机的保护方法中，自动回收动作依次包含平飞-发动机停车-开伞三个子动作，三个动作之间间隔完成。
前述无人机的保护方法中，步骤（2）中高度误差值为定高飞行条件下的高度当前值和设定值之间的差值。
前述无人机的保护方法中，该保护方法先监测到的先处理，无人机发动机停车后不再处理姿态超限和高度误差超限这两类故障。
本发明的有益效果是：
本发明采用飞控计算机自动监测无人机姿态、高度值误差，并对超限情况采取自动报警或自动回收措施，有效提高了无人机在故障情况下的安全能力。
附图说明
图1为本发明实施例无人机的保护方法的流程框架图；
图2为图1具体的算法流程图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明：
本发明中的遥调上传是遥测软件的的一部分，是一般的公知常用软件，该遥测软件有一设定栏可以设置俯仰角、滚转角、高度差的边界值，遥测软件底部的界面包括若干状态栏，其中就包括姿态超限、高度差超限告警指示灯，遥测软件上还有遥测数据显示栏及遥测曲线显示栏，遥测软件全程监控无人机状态值。
本发明无人定翼机的保护方法中，俯仰角告警值、滚转角告警值、高度差告警值根据不同机型、不通任务来确定并录入遥测软件中。
实施例1
本实施例提供的一种无人机的保护方法，结构如图1-2所示，该保护方法自动判断当前的姿态值和高度误差值是否超出设定阈值，并对超出阈值的情况进行告警或自动回收动作，具体包括以下几个步骤：
（1）在无人机任务飞行前通过遥测软件向靶机遥调上传设定阈值数据，具体为：俯仰姿态阈值θ、俯仰角超限时间阈值t1、滚转姿态阈值γ、滚转姿态超限时间阈值t2、高度误差阈值h及高度误差超限时间阈值t3；
（2）无人机任务飞行时，通过遥测软件下载实时监测记录无人机俯仰角、滚转角、高度误差值，并与步骤（1）中的设定阈值分别进行对比，是否一致，确认一致无误后开始任务飞行；
高度误差值为定高飞行条件下的高度当前值和设定值之间的差值；
（3）当步骤（2）中监测的俯仰角超过俯仰姿态阈值θ时，通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，当超限持续时间超过俯仰角超限时间阈值t1，则进入自动回收；
（4）当步骤（2）中监测的滚转角超过滚转姿态阈值γ，则通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，如超限持续时间超过滚转姿态超限时间阈值t2，则进入自动回收；
（5）当步骤（2）中监测的高度误差值超过高度误差阈值h，则通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，如超限持续时间超过高度误差超限时间阈值t3，则进入自动回收。
在本实施例中，自动回收动作依次包含平飞-发动机停车-开伞三个子动作，三个动作之间间隔完成。
本申请的保护方法先监测到的先处理，无人机发动机停车后不再处理姿态超限和高度误差超限这两类故障。
实施例2
本实施例提供一种无人机的保护方法，该保护方法自动判断当前的姿态值和高度误差值是否超出设定阈值，并对超出阈值的情况进行告警或自动回收动作，具体包括以下几个步骤：
（1）在无人机任务飞行前通过遥测软件向靶机遥调上传设定阈值数据，具体为：俯仰姿态阈值θ为50°、俯仰角超限时间阈值t1为0.5s、滚转姿态阈值γ为75°、滚转姿态超限时间阈值t2我0.5s、高度误差阈值h为200m及高度误差超限时间阈值t为0.5s；
（2）无人机任务飞行时，通过遥测软件下载实时监测记录无人机俯仰角、滚转角、高度误差值，并与步骤（1）中的设定阈值分别进行对比，是否一致，确认一致无误后开始任务飞行；
高度误差值为定高飞行条件下的高度当前值和设定值之间的差值；
（3）当步骤（2）中监测的俯仰角超过俯仰姿态阈值θ50°时，通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，当超限持续时间超过俯仰角超限时间阈值t1 0.5s，则进入自动回收；
（4）当步骤（2）中监测的滚转角超过滚转姿态阈值γ75°，则通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，如超限持续时间超过滚转姿态超限时间阈值t2 0.5s，则进入自动回收；
（5）当步骤（2）中监测的高度误差值超过高度误差阈值h200m，则通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，如超限持续时间超过高度误差超限时间阈值t3 0.5s，则进入自动回收。
在本实施例中，自动回收动作依次包含平飞-发动机停车-开伞三个子动作，三个动作之间依次间隔2s、3s。
该型无人机批量采用上述保护方法，并通过了大量飞行验证，并在总计超1000架次飞行过程中出现的3次姿态超限和高度误差超限故障均进行了自动告警或自动回收动作，有效提高了该型无人机的安全性，以及故障条件下的生存能力。
本申请的保护方法没有优先级之分，先监测到的先处理，无人机发动机停车后不再处理姿态超限和高度误差超限这两类故障。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种无人机的保护方法，其特征在于：该保护方法自动判断当前的姿态值和高度误差值是否超出设定阈值，并对超出阈值的情况进行告警或自动回收动作，具体包括以下几个步骤：
（1）在无人机任务飞行前通过遥测软件向靶机遥调上传设定阈值数据，具体为：俯仰姿态阈值θ、俯仰角超限时间阈值t1、滚转姿态阈值γ、滚转姿态超限时间阈值t2、高度误差阈值h及高度误差超限时间阈值t3；
（2）无人机任务飞行时，通过遥测软件下载实时监测记录无人机俯仰角、滚转角、高度误差值，并与步骤（1）中的设定阈值分别进行对比，是否一致，确认一致无误后开始任务飞行；
（3）当步骤（2）中监测的俯仰角超过俯仰姿态阈值θ时，通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，当超限持续时间超过俯仰角超限时间阈值t1，则进入自动回收；
（4）当步骤（2）中监测的滚转角超过滚转姿态阈值γ，则通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，如超限持续时间超过滚转姿态超限时间阈值t2，则进入自动回收；
（5）当步骤（2）中监测的高度误差值超过高度误差阈值h，则通过遥测软件向操作人员告警，并对超限持续时间计时，如超限持续时间超过高度误差超限时间阈值t3，则进入自动回收。
2.根据权利要求1所述的无人机的保护方法，其特征在于：所述的自动回收动作依次包含平飞-发动机停车-开伞三个子动作，三个动作之间间隔完成。
3.根据权利要求1所述的无人机的保护方法，其特征在于：步骤（2）中所述的高度误差值为定高飞行条件下的高度当前值和设定值之间的差值。
4.根据权利要求1所述的无人机的保护方法，其特征在于：该保护方法先监测到的先处理，无人机发动机停车后不再处理姿态超限和高度误差超限这两类故障。
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