CN109425754A - 一种判断无人机减速异常的方法 - Google Patents

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尹钧
李锐
夏生林
夏斌
李涛
陈斌
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    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration

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Abstract

本发明公开一种判断无人机减速异常的方法，包括：地速求解器、减速度求解器、减速异常判断器，所述地速求解器，通过无人机传感器系统提供的东向、北向速度，即时计算地速；所述减速度求解器，通过地速求解器计算的地速信息，即时计算无人机的减速度；所述的减速异常判断器，通过无人机的减速度判断无人机是否出现减速异常。本发明在无人机着陆控制系统中，确保了无人机着陆滑跑时能够及时自主判断减速特性是否出现异常，进而采取处置措施，判断过程简单，判断效率高，判断结果准确可靠。

Description

一种判断无人机减速异常的方法
技术领域
本发明属于飞行器控制技术领域，特别是无人机的控制技术领域。
背景技术
现有技术中，无人机普遍通过飞控计算机自主控制方式完成着陆，着陆滑跑过程中飞控计算机按照预定程序使用减速系统，例如减速伞、减速板或/和刹车，该种着陆控制方式自主化程度高、时效性强，但不具备减速特性异常判断的功能；通常，在减速系统故障或异常、遭遇大顺风、着陆道面积冰或湿滑等情况下，无人机的减速特性将降低，导致减速距离过长，甚至可能冲出跑道，对着陆安全造成影响；现有技术中，尚未有关于无人机减速异常判断方法的报告，现有的无人机着陆控制系统，无法判断在减速系统故障或异常、大顺风、道面湿滑等情况下的减速异常，所以无法根据判断结果采取应急措施。
发明内容
为了弥补现有技术中无人机着陆控制系统无法进行减速异常判断的技术空白，本发明提供一种用于无人机自主判断减速是否异常的方法，其目的是在无人机着陆控制系统中应用该方法，确保无人机着陆滑跑时能够及时自主判断减速特性是否出现异常，进而采取处置措施。
本发明采用的技术方案是：
一种判断无人机减速异常的方法，包括：地速求解器、减速度求解器、减速异常判断器，所述地速求解器，通过无人机传感器系统提供的东向、北向速度，即时计算地速；所述减速度求解器，通过地速求解器计算的地速信息，即时计算无人机的减速度；所述的减速异常判断器，通过无人机的减速度判断无人机是否出现减速异常。
所述地速求解器，判断地速是否大于无人机停止速度V0，如大于V0，则执行后续步骤；如不大于V0，认为无人机已停止，退出判断无人机减速异常。
所述地速求解器在无人机减速指令发出设定时间后，认为减速开始，并求出该时间点的地速；地速求解器在每一设定间隔时间，求出该时间点的地速；减速度求解器求相邻两个时间点的地速差值，即减速度值；所述减速异常判断器，当减速度值小于设定的安全阀值，判断为减速异常；当连续若干次判断结果都为减速异常时，减速异常判断器判定为减速异常，无人机控制系统根据减速异常状态，采取相应应急处置策略。
所述地速求解器在设定间隔时间为0.5秒。
所述减速异常判断器，当连续5次判断为减速异常时，减速异常判断器判定为减速异常。
本发明通过连续多次判断为减速异常后，再判定为减速异常，避免了判断误差。
本发明的有益效果是，可以在无人机实施减速措施后，实时判断其减速措施是否达到预期效果，判断过程简单，判断效率高，判断结果准确可靠。
附图说明
图1是本方法的程序执行流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明.
实施例1
本发明一种判断无人机减速异常的方法，包括：地速求解器、减速度求解器、减速异常判断器，
(1)地速求解器在无人机放出减速伞指令发出3秒后，认为减速系统开始工作，此时计为第零个时间点。从传感器系统提供的飞行数据中读取该时间点上的无人机东向速度(记为Ve)和北向速度(记为Vn)，求出其地速V。判断地速是否满足大于V0的判断条件，如满足，认为无人机在继续滑行，则执行后续步骤，如不满足，认为无人机已停止，则退出程序。
(2)地速求解器此后每隔0.5秒，求出该时间点的地速。第N个时间点的地速表示为VN。
(3)减速度求解器根据每个时间点的地速求出该时间点的减速度值，表示为|an|，第N 个时间点的减速度值大小近似为：
|an|＝|VN–VN-1|
N＝1、2、3……
(4)减速异常判断器，如果该时间点的减速度值|an|小于设定的安全阀值a0，判断为减速异常；
当连续五次的判断结果均满足判据时，认为减速出现故障，设置减速异常标志为有效，判断终止，程序退出；若未出现该情况，则认为该时间点减速系统正常，程序继续进行，直至飞机安全停下。无人机控制系统可根据减速异常标志状态，采取相应应急处置策略
实施例2
本发明一种判断无人机减速异常的方法，地速求解器在无人机打开减速板指令发出3秒后，认为减速系统开始工作，此时计为第零个时间点(即计数器C1＝0)，同时计数器C2置0 (即计数器C2＝0)。从传感器系统提供的飞行数据中读取该时间点上的无人机东向速度(记为Ve)和北向速度(记为Vn)，求出其地速V。判断地速是否满足大于V0的判断条件，如满足，认为无人机在继续滑行，则执行后续步骤，如不满足，认为无人机已停止，则退出程序。 V0可根据无人机特性及传感器精度等因素选取。地速计算方法如下:
(2)地速求解器此后每隔0.5秒，计为一个时间点，计数器C1加1(即C1＝C1+1)。在每个时间点上，求出该时间点的地速。第N个时间点的地速表示为“V(第N个时间点)”。
(3)减速度求解器从第一个时间点开始(即计数器C1>0)，根据每个时间点的地速求出该时间点的减速度值，表示为“|a(第N个时间点|”，第N个时间点的减速度值大小近似为：
(4)减速异常判断器从第一个时间点开始至后续时间点(即C1>0)，判断该时间点的减速度值是否小于某安全阀值a0，判据如下式：
|a(第N个时间点)|<a0
N＝1、2、3……
若满足该式，计数器C2加1(即C2＝C2+1)；若不满足计数器C2置零(即C2＝0)，程序重新执行。
当至少连续五次的判断结果均满足判据时(此时计数器C2≥5)，认为减速出现故障，设置减速异常标志为有效，判断终止，程序退出；若未出现该情况，则认为该时间点减速系统正常，程序继续进行，直至飞机安全停下(即不满足地速>V0)。无人机控制系统可根据减速异常标志状态，采取相应应急处置策略。
安全阀值a0的确定，a0表征无人机正常减速过程的减速度值，不同无人机该值可能不同，该值与无人机的正常减速特性有关，可根据无人机正常减速度设定该值。
无人机的减速指令包含多种指令，本发明中，减速指令可以是一种或多种的组合。

Claims (5)

1.一种判断无人机减速异常的方法，包括：地速求解器、减速度求解器、减速异常判断器，
所述的地速求解器，通过无人机传感器系统提供的东向、北向速度，即时计算地速；
所述的减速度求解器，通过地速求解器计算的地速信息，即时计算无人机的减速度；
所述的减速异常判断器，通过无人机的减速度判断无人机是否出现减速异常。
2.根据权利要求1所述一种判断无人机减速异常的方法，其特征在于，所述的地速求解器，判断地速是否大于无人机停止速度V0，如大于V0，则执行后续步骤；如不大于V0，认为无人机已停止，退出判断无人机减速异常。
3.根据权利要求1所述一种判断无人机减速异常的方法，其特征在于，所述地速求解器在无人机减速指令发出设定时间后，认为减速开始，并求出该时间点的地速；
地速求解器在每一设定间隔时间，求出该时间点的地速；
减速度求解器求相邻两个时间点的地速差值，即减速度值，
所述的减速异常判断器，当减速度值小于设定的安全阀值，判断为减速异常；当连续若干次判断结果都为减速异常时，减速异常判断器判定为减速异常，无人机控制系统根据减速异常标志状态，采取相应应急处置策略。
4.根据权利要求1所述一种判断无人机减速异常的方法，其特征在于，所述地速求解器在设定间隔时间为0.5秒。
5.根据权利要求1所述一种判断无人机减速异常的方法，其特征在于，所述减速异常判断器，当连续5次判断为减速异常时，减速异常判断器判定为减速异常。
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