CN108803654A - 一种无人机安全启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无人机安全启动方法，包括终端设备和无人机，包括以下步骤：S1：终端设备发送开机信号，安装在无人机上的智能电池接收开机信号并进行自检；S2：飞控模块通电后，飞控模块启动并检测自身硬件模块，获取实测硬件参数；S3：终端设备向飞控模块发送子模块自检信号；S4：无人机进入待机状态，终端设备向无人机发送飞行控制指令，无人机根据飞行控制指令进行飞行动作。本发明旨在提供一种无人机安全启动方法，在启动过程中多次进行判断，通过多步骤、多条件的方式使无人机启动，从而防止了危及自身或者他人人身安全的问题出现。
Description
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安全启动方法。
背景技术
目前，随着无人机智能化和模块化的演进，无人机的功能复杂度和精细度也越来越高，无人机利用其高精度、长距离、可远程操控等特点，受到各行各业的青睐，各种无人机机型也都应需求而产生。无人机在携带和运输的过程中有可能因为外界的无意识触碰而导致无人机自启动，此时，轻则消耗电池电量，重则危及自身或者他人人身安全；同时，在无人机在启动前，用户无法判断无人机自身条件是否满足飞行条件，盲目起飞易造成飞机坠毁，更甚者会对用户的生命安全造成影响，在国外已屡见报道。
发明内容
本发明旨在提供一种无人机安全启动方法，在启动过程中多次进行判断，通过多步骤、多条件的方式使无人机启动，从而防止了危及自身或者他人人身安全的问题出现。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种无人机安全启动方法，包括终端设备和无人机，包括以下步骤：
S1：终端设备发送开机信号，安装在无人机上的智能电池接收开机信号并进行自检；
若智能电池自检失败，则停止启动无人机，并反馈智能电池自检失败信息至终端设备；
若智能电池自检通过，则智能电池向无人机供电，并进入S2；
S2：飞控模块通电后，飞控模块启动并检测自身硬件模块，获取实测硬件参数；根据实测硬件参数和预设硬件参数，确定飞控模块是否通过检测；
若未通过，则停止启动无人机，并反馈实测硬件参数至终端设备；
若通过，则进入S3；
S3：终端设备向飞控模块发送子模块自检信号，飞控模块将子模块自检信号转发至无人机上的PMU，所述子模块包括动力模块；所述PMU根据子模块的检测结果，确认子模块是否存在故障；
若存在故障，则停止启动无人机，所述PMU将子模块故障信息通过飞控模块发送至终端设备；
若不存在故障，则进入S4；
S4：无人机进入待机状态，终端设备向无人机发送飞行控制指令，无人机根据飞行控制指令进行飞行动作。
优选的，S1中，所述开机信号包括第一信号和第二信号，所述智能电池接收到第一开机信号后，周期性地检测是否在预设时间内接收到第二开机信号；
若没有在预设时间内接收到第二开机信号，则停止启动智能电池；
若在预设时间内接收到第二开机信号，则智能电池启动并进行自检。
优选的，S1中，在预设时间内接收到第二开机信号后，还包括：
检测并判断第二开机信号的信号长度是否满足预设信号长度；
若不满足，则停止启动智能电池；
若满足，则启动智能电池并进行自检。
优选的，S1中，所述智能电池自检步骤包括：
获取智能电池实测电气参数和实测温度信息；
调取智能电池预设电气参数和预设温度信息；
根据预设电气参数和预设温度信息，确定实测电气参数和实测温度信息是否通过检测。
优选的，所述电气参数为智能电池的端电压。
优选的，S2中，所述硬件模块包括SD卡、FRAM、惯性导航单元和RTK，所述SD卡用于存储飞行日志，FRAM用于存储PID信息、航速信息和高程信息，RTK用于获取位置信息；所述惯性导航单元包括陀螺仪和加速度计，惯性导航单元用于获取姿态信息和航向信息。
优选的，S3中，还包括：
所述PMU向动力模块发送测试启动请求，并监测智能电池的使用状态，所述动力模块包括电调、动力电机和旋翼；
若动力模块接收测试启动请求后，所述智能电池的使用状态发生改变且符合预设状态变化，则表明动力模块工作正常；反之，则表明动力模块存在故障。
优选的，S3中，还包括：
所述PMU向动力模块发送测试启动请求，并监测惯性导航单元反馈信号；所述动力模块包括电调、动力电机和旋翼；
若动力模块接收测试启动请求后，所述惯性导航单元反馈有信号且信号符合预期，则表明动力模块工作正常；反之，则表明动力模块存在故障。
优选的，所述子模块还包括喷洒模块和寻机模块。
优选的，S4中，飞行控制指令包括预设飞行航线、预设飞行速度和预设飞行高度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的无人机启动方法中，在启动过程中多次进行判断，从而通过多步骤、多条件的方式使无人机启动，从而防止了在运输、携带或者小孩触碰等情况下造成消耗电池电量，或者危及自身或者他人人身安全的问题出现。克服了复杂的无人机检测设备所带来的低效和不便捷，有针对性的面向大众用户，给予了一种简便、可行、高效的无人机安全启动的方法，保障无人机的飞行安全和用户的生命安全。
附图说明
图1是本发明方法流程图；
图2是智能电池启动流程图；
图3是智能电池启动优化流程图；
图4是智能电池自检流程图；
图5是动力模块自检流程图；
图6是动力模块另一自检流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，一种无人机安全启动方法，包括终端设备和无人机，包括以下步骤：
S1：终端设备发送开机信号，安装在无人机上的智能电池接收开机信号并进行自检；
若智能电池自检失败，则停止启动无人机，并反馈智能电池自检失败信息至终端设备；
若智能电池自检通过，则智能电池向无人机供电，并进入S2；
S2：飞控模块通电后，飞控模块启动并检测自身硬件模块，获取实测硬件参数；根据实测硬件参数和预设硬件参数，确定飞控模块是否通过检测；
若未通过，则停止启动无人机，并反馈实测硬件参数至终端设备；
若通过，则进入S3；
S3：终端设备向飞控模块发送子模块自检信号，飞控模块将子模块自检信号转发至无人机上的PMU，所述子模块包括动力模块；所述PMU根据子模块的检测结果，确认子模块是否存在故障；
若存在故障，则停止启动无人机，所述PMU将子模块故障信息通过飞控模块发送至终端设备；
若不存在故障，则进入S4；
S4：无人机进入待机状态，终端设备向无人机发送飞行控制指令，无人机根据飞行控制指令进行飞行动作。
本发明的无人机安全启动方法中，在启动过程中多次进行判断，通过多步骤、多条件的方式使无人机启动，从而防止了在运输、携带或者小孩触碰等情况下造成消耗电池电量，或者危及自身或者他人人身安全的问题出现。
如图2所示，S1中，开机信号包括第一信号和第二信号，智能电池接收到第一开机信号后，周期性地检测是否在预设时间内接收到第二开机信号；
若没有在预设时间内接收到第二开机信号，则停止启动智能电池；
若在预设时间内接收到第二开机信号，则智能电池启动并进行自检。
在本实施例中，周期性为以100毫秒为一个周期。可以理解的是，该周期可以取任意时间，而在本实施例中，该时间取100毫秒一次，既不会由于间隔时间过长而产生遗漏信号，也不会因为时间过短而过于消耗能量。且既不会由于预设时间过长而消耗能量，也不会因为预设信号长度时间过短耽误开机。
如图3所示，S1中，在预设时间内接收到第二开机信号后，还包括：
检测并判断第二开机信号的信号长度是否满足预设信号长度；
若不满足，则停止启动智能电池；
若满足，则启动智能电池并进行自检。
可以理解的是，该预设时间以及预设信号长度可以根据需要而任意取值，而在本实施例中，预设时间选取为3秒，预设信号长度选取为使该预设信号至少保持1.5秒。这样，既不会由于间隔时间过长而产生遗漏信号，也不会因为时间过短而过于消耗能量。
本发明的无人机启动方法中，在启动过程中多次进行判断，即首先判断第一开机信号后在预设时间(3秒)内是否接收有第二开机信号，再判断第二开机信号是否满足预设信号长度的方式，从而通过多步骤、多条件的方式使无人机启动，从而防止了在运输、携带或者小孩触碰等情况下造成消耗电池电量，或者危及自身或者他人人身安全的问题出现。
如图4所示，S1中，所述智能电池自检步骤包括：
获取智能电池实测电气参数和实测温度信息；
调取智能电池预设电气参数和预设温度信息；
根据预设电气参数和预设温度信息，确定实测电气参数和实测温度信息是否通过检测；电气参数为智能电池的端电压。
S2中，所述硬件模块包括SD卡、FRAM、惯性导航单元和RTK，所述SD卡用于存储飞行日志，FRAM用于存储PID信息、航速信息和高程信息，RTK用于获取位置信息；所述惯性导航单元包括陀螺仪和加速度计，惯性导航单元用于获取姿态信息和航向信息。
如图5所示，S3中，还包括：
PMU向动力模块发送测试启动请求，并监测智能电池的使用状态，动力模块包括电调、动力电机和旋翼；
若动力模块接收测试启动请求后，智能电池的使用状态发生改变且符合预设状态变化，则表明动力模块工作正常；反之，则表明动力模块存在故障。
在具体实现中，发现对于各子模块的状态，有效的一种检测方式便是对智能电池的监控。因为，各子模块的正常工作和异常工作，都能够在触发相应子模块的启动测试后得到反应(其中，在触发启动测试后，智能电池的状态没有变化，也属于上述反应中的一种)。因此，结合本发明实施例，存在一种优选的实现方案。
PMU依次向各子模块发送测试启动请求，并向智能电池发送电源使用状态请求；检测结果具体为各子模块处于测试启动状态后，智能电池返回给PMU的电源使用状态信息。PMU可以根据电源使用状态信息，分析出当前所检测的子模块是否处于正常工作状态，例如：当PMU发送动力模块测试启动请求时，PMU会同时向智能电池发送电源使用状态请求，若反馈的电源使用状态没有改变或改变不符合预期，则PMU可以确认当前可能存在以下几种故障：1、动力模块无法正常工作；2、动力模块与智能电池没有正常连接。
动力模块包括四个独立的动力组，每个动力组包括电调、驱动电机和旋翼，PMU向动力模块发送自检信号，具体实现为PMU分别向每个动力组发送测试启动请求，并分别监测智能电池的使用状态；若反馈的电源使用状态发生改变且改变符合预期，则表明相应的动力组工作正常；反之，则表明相应的动力组存在故障。此时，动力模块无法正常工作的故障，则可以被细化为：1、第一动力组无法正常工作；2、第二动力组无法正常工作；3、第三动力组无法正常工作；4、第一和第三动力组无法正常工作等等。
如图6所示，S3中，还包括：
PMU向动力模块发送测试启动请求，并监测惯性导航单元反馈信号；动力模块包括电调、动力电机和旋翼；
若动力模块接收测试启动请求后，惯性导航单元反馈有信号且信号符合预期，则表明动力模块工作正常；反之，则表明动力模块存在故障。
当然，子模块还包括喷洒模块和寻机模块。
为了实现无人机工作的平稳性，无人机上均设置有飞控模块，飞控模块包含有惯性导航单元，从而能够保证无人机在有风的恶劣环境下，能够根据惯性导航单元反馈的信息，自动校正并完成平稳机身的目的，进而保证飞行姿态的稳定。因此，结合本发明实施例存在一种优选的实现方案，通过惯性导航单元中的陀螺仪配合PMU完成动力模块的检测过程。具体的，PMU分别向每个动力组发送测试启动请求，并监测惯性导航单元中的陀螺仪反馈信号；若陀螺仪反馈有信号且信号符合预期则表明相应的动力组工作正常；反之，则表明相应动力组存在故障。其原理便是利用动力组的启动测试会带来机身的晃动，而通过获取陀螺仪的反馈信号便能确定该动力组在接受到测试启动请求后，是否正常启动。
上述针对动力模块的启动检测给予了多种实现方案的具体阐述，而作为本发明实施例另外的喷洒模块和寻机模块来说。其中，喷洒模块可以通过监测智能电池的使用状态以及喷洒模块中液体流量来完成喷洒模块的自检。对于寻机模块则可以利用终端设备向无人机发送寻机测试信号，并根据无人机是否做出测试响应，来判断寻机模块是否存在故障。
具体的，S4中，飞行控制指令包括预设飞行航线、预设飞行速度和预设飞行高度。
其中，在S2中，飞控模块通电后，并且在飞控模块启动前，飞控模块还需要对自身固件程序进行检测，判定当前固件程序版本是否为终端设备上记录的最新固件程序版本；若是，则飞控模块启动；若否，飞控模块下载最新版本的固件程序并进行安装更新，更新完成后，飞控模块启动。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种无人机安全启动方法，包括终端设备和无人机，其特征在于，包括以下步骤：
S1：终端设备发送开机信号，安装在无人机上的智能电池接收开机信号并进行自检；
若智能电池自检失败，则停止启动无人机，并反馈智能电池自检失败信息至终端设备；
若智能电池自检通过，则智能电池向无人机供电，并进入S2；
S2：飞控模块通电后，飞控模块启动并检测自身硬件模块，获取实测硬件参数；根据实测硬件参数和预设硬件参数，确定飞控模块是否通过检测；
若未通过，则停止启动无人机，并反馈实测硬件参数至终端设备；
若通过，则进入S3；
S3：终端设备向飞控模块发送子模块自检信号，飞控模块将子模块自检信号转发至无人机上的PMU，所述子模块包括动力模块；所述PMU根据子模块的检测结果，确认子模块是否存在故障；
若存在故障，则停止启动无人机，所述PMU将子模块故障信息通过飞控模块发送至终端设备；
若不存在故障，则进入S4；
S4：无人机进入待机状态，终端设备向无人机发送飞行控制指令，无人机根据飞行控制指令进行飞行动作。
2.根据权利要求1所述的一种无人机安全启动方法，其特征在于，S1中，所述开机信号包括第一信号和第二信号，所述智能电池接收到第一开机信号后，周期性地检测是否在预设时间内接收到第二开机信号；
若没有在预设时间内接收到第二开机信号，则停止启动智能电池；
若在预设时间内接收到第二开机信号，则智能电池启动并进行自检。
3.根据权利要求2所述的一种无人机安全启动方法，其特征在于，S1中，在预设时间内接收到第二开机信号后，还包括：
检测并判断第二开机信号的信号长度是否满足预设信号长度；
若不满足，则停止启动智能电池；
若满足，则启动智能电池并进行自检。
4.根据权利要求1所述的一种无人机安全启动方法，其特征在于，S1中，所述智能电池自检步骤包括：
获取智能电池实测电气参数和实测温度信息；
调取智能电池预设电气参数和预设温度信息；
根据预设电气参数和预设温度信息，确定实测电气参数和实测温度信息是否通过检测。
5.根据权利要求4所述的一种无人机安全启动方法，其特征在于：所述电气参数为智能电池的端电压。
6.根据权利要求1所述的一种无人机安全启动方法，其特征在于，S2中，所述硬件模块包括SD卡、FRAM、惯性导航单元和RTK，所述SD卡用于存储飞行日志，FRAM用于存储PID信息、航速信息和高程信息，RTK用于获取位置信息；所述惯性导航单元包括陀螺仪和加速度计，惯性导航单元用于获取姿态信息和航向信息。
7.根据权利要求1所述的一种无人机安全启动方法，其特征在于，S3中，还包括：
所述PMU向动力模块发送测试启动请求，并监测智能电池的使用状态，所述动力模块包括电调、动力电机和旋翼；
若动力模块接收测试启动请求后，所述智能电池的使用状态发生改变且符合预设状态变化，则表明动力模块工作正常；反之，则表明动力模块存在故障。
8.根据权利要求6所述的一种无人机安全启动方法，其特征在于，S3中，还包括：
所述PMU向动力模块发送测试启动请求，并监测惯性导航单元反馈信号；所述动力模块包括电调、动力电机和旋翼；
若动力模块接收测试启动请求后，所述惯性导航单元反馈有信号且信号符合预期，则表明动力模块工作正常；反之，则表明动力模块存在故障。
9.根据权利要求1所述的一种无人机安全启动方法，其特征在于：所述子模块还包括喷洒模块和寻机模块。
10.根据权利要求1所述的一种无人机安全启动方法，其特征在于，S4中，飞行控制指令包括预设飞行航线、预设飞行速度和预设飞行高度。
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