CN110543189B - 一种固定翼无人机地面引导控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定翼无人机地面引导控制方法，通过与无人机链路连接的无人机地面引导控制手持设备进行地面引导控制，所述手持设备上运行显控处理软件和链路地面处理软件；所述地面引导控制方法通过显控处理、链路地面处理对无人机进行调整发动机转速、调整前轮转弯角度、调整刹车压力的操作；在进行调整刹车压力的操作时对无人机进行刹车防滑控制。本发明可对无人机进行良好的地面引导控制。
Description
技术领域
本发明属于无人机操纵装置技术领域，具体涉及一种固定翼无人机地面引导控制方法。
背景技术
固定翼无人机在起飞前由停机位至起飞线或由着陆点至停机位的滑行过程中，需要快速、精确的按照预定的路径滑行至指定位置，缩短占用跑道时间。无人机装备一套地面引导控制系统，操作手手持地面引导控制手持设备，位于飞机侧方通过手持设备控制飞机的动力、刹车、前轮转弯系统，实现飞机的快速、高精度、安全引导控制。
无人机处于地面引导阶段时，作为操作手意图的表达载体，手持设备必须具备合适的操纵机构，以实现对飞机的动力、刹车、前轮转弯等系统的控制；手持设备必须具备应急处置功能，保证紧急状态下引导的安全；手持设备必须具备显示模块供操作手实时查看飞机返回的状态信息，评估飞机状态，实时调整引导流程；手持设备必须具备合理、舒适的人机功效性，能避免误操作，并提高操作手的使用体验。
因此，需要一种功能齐备、高安全性、良好人机功效性的固定翼无人机地面引导控制手持设备，实现无人机的安全、高效引导控制。
发明内容
本发明提供了一种不同于现有技术的固定翼无人机地面引导控制方法，可对无人机进行良好的地面引导控制。
本发明主要通过以下技术方案实现：
一种固定翼无人机地面引导控制方法，通过与无人机链路连接的无人机地面引导控制手持设备进行地面引导控制，所述手持设备上运行显控处理软件和链路地面处理软件；所述地面引导控制方法通过显控处理、链路地面处理对无人机进行调整发动机转速、调整前轮转弯角度、调整刹车压力的操作；
在进行调整刹车压力的操作时对无人机进行刹车防滑控制，具体的刹车防滑控制方法包括以下步骤：
步骤（1）设定刹车防滑机制启动时需满足的条件；
所述启动刹车防滑机制需要满足的条件为：
（1.1）无人机所处状态为转着陆滑跑3s后或无人机中止起飞时；
（1.2）无人机的在地面的速度在40km/h至200km/h之间；
（1.3）无人机的机轮速度传感器无故障且电控刹车阀无故障；
（1.4）地面控制站允许启动刹车防滑机制
步骤（2）满足步骤（1）所述条件时，启动刹车防滑监控；
步骤（3）通过刹车防滑监控，监控无人机在地面运行的速度和无人机机轮的轮速，并判断无人机的机轮是否打滑；
所述判断无人机的机轮是否打滑的过程为：
（3.1）监控无人机的地面运行速度和无人机机轮的轮速；
（3.2）使用无人机的地面运行速度减去无人机机轮的轮速，测算出无人机机轮的滑移速度；
（3.3）每10~20微秒测算一次无人机机轮的滑移速度，连续三次无人机机轮的滑移速度大于30km/h时，则判断无人机的机轮发生打滑；
步骤（4）确认无人机打滑时，使用设定好的分段刹车策略和防滑控制策略，对无人机进行刹车防滑控制；同时，设置刹车防滑退出机制，即单侧持续2s还未满足脱离打滑判据，则永久设为未打滑状态；
所述分段刹车策略为：
（A）当无人机的地面运行速度不小于200km/h时，刹车量为预置压力；
（B）当无人机的地面运行速度在150km/h至200km/h之间时，刹车量为7%；
（C）当无人机的地面运行速度在120km/h至150km/h之间，刹车量为12%
（D）当无人机的地面运行速度在80km/h至120km/h之间，刹车量为25%；
（E）当无人机的地面运行速度不大于80km/h时，刹车量为35%；
所述防滑控制策略包括：
（a）无人机的机轮单侧打滑状态持续0.6s，则单侧退出防滑功能，0.5s后继续判断是否打滑；
（b）无人机的机轮两侧交替防滑处置持续2s，则退出刹车防滑机制，若之后左右两侧均满足退出打滑判据，则重新启用刹车防滑机制；
（5）当无人机不再打滑时，刹车压力控制按正常策略执行，关闭刹车防滑机制。
固定翼小型无人机在着陆滑跑过程中，机轮会受到飞机内部及外部不稳定因素的影响而出现打滑现象，此现象会降低刹车效率、影响无人机安全，需要一种固定翼小型无人机刹车防滑控制方法。目前大型民机和有人军机通常通过防滑刹车系统实现刹车防滑功能，这种防滑刹车系统不仅成本高，系统构型复杂，重量较大，无法适用于低成本和低重量的小型固定翼无人机。受限于成本和重量要求，现有的小型固定翼无人机的刹车防滑机制完全由操控人员判断，对操作人员要求很高，不能满足传统的防滑功能需求，甚至会影响无人机的刹车效率和安全。
所述固定翼无人机地面引导控制手持设备包括由相互连接的前壳体、后壳体组成的壳体结构；
所述前壳体，安装显示屏、状态灯、指示灯、调整发动机转速的动力旋钮、调整前轮转弯角度的拇指拨轮、调整刹车压力的T型推杆；
所述后壳体，设置一个带电池仓盖的电池仓，电池仓内安装蓄电池，电池仓盖上设置有充电接口；
所述壳体结构内部安装按键板、CPU板、链路模块、电源管理模块；按键板包括PCB板和安装在PCB板上的功能控制开关，开关伸出前壳体；所述CPU板包括CPU控制芯片和与CPU控制芯片连接的存储器，所述存储器中存储显控处理软件和链路地面处理软件，显控处理软件和链路地面处理软件在CPU控制芯片上运行；
所述壳体结构外部设置天线、紧急按键、电源开关；
所述CPU控制芯片同时与显示屏、状态灯、指示灯、旋钮、拇指拨轮、T型推杆、按键板的PCB板、链路模块、存储器、电源管理模块、天线、紧急按键、电源开关连接，CPU控制芯片通过链路模块与无人机远程无线通讯，且电源管理模块还与蓄电池的充电端、放电端连接；所述CPU控制芯片从旋钮、拇指拨轮、T型推杆、PCB板、紧急按键、电源开关采集控制操作数据，将遥控数据通过链路模块发送至无人机，CPU控制芯片还通过链路模块从无人机接收遥测数据，将状态信息发送至状态灯、指示灯、显示屏显示；
所述显示屏位于前壳体的左上区域；所述拇指拨轮位于前壳体的左中区域、显示屏的下方，且拇指拨轮的转动方向为横向；所述动力旋钮位于前壳体的右上区域；所述T型推杆位于前壳体的右下区域、动力旋钮的下方，且T型推杆的活动方向为竖向；所述紧急按键、电源开关安装在壳体结构外部顶端的右侧。
本发明公开的一种固定翼无人机地面引导控制方法，具备合适的操纵机构控制飞机相关系统，具备紧急按键，具备显示模块查看飞机状态，并具备良好的人机功效性。
首先，详细说明手持设备上功能键的类型：
1、所述前壳体上设置动力旋钮。手持设备上具备多档旋钮或无级旋钮以调整发动机的转速。
2、所述前壳体上设置T型推杆。手持设备上具备T型推杆以调整刹车压力。
3、所述前壳体上设置拇指拨轮。手持设备上具备拇指拨轮以调整前轮转弯角度。
4、所述前壳体上设置与CPU板上CPU控制芯片电信号连接的指示灯。手持设备能够接受无人机滑行速度、发动机推力、刹车压力、前轮转弯角度及其它无人机告警状态，并能够对上述无人机关键信息进行分类实时显示，能够对告警信息通过灯光或语音的方式给予提示。
5、所述前壳体上设置与CPU板上CPU控制芯片电信号连接的状态灯。手持设备能够进行链路通信、硬件电路、软件调度等自检测，并在自检故障时给予提示。
6、所述壳体结构内部安装按键板，且按键板上的功能控制开关伸出前壳体。手持设备上具备按键或钮子等功能控制开关以调整发动机、刹车或前轮转弯的其它工作状态，或其它设备或机构的工作状态。
7、所述壳体结构内部设置CPU板及与CPU板上CPU控制芯片通讯连接的链路模块。手持设备能够把操作者调整的发动机转速、刹车压力、前轮转弯角度及其它工作状态转换为满足无人机相关技术指标的数字信号，以无线链路的形式发送给无人机相应的设备执行。
8、所述壳体结构外部设置紧急按键。手持设备上具备紧急按键，操作者能够在紧急状态出现时，按下紧急按键以控制无人机立即中止运动进入安全状态，该紧急按键具有防误操作措施。
9、本发明研发过程中需要重点攻克的另一个技术要点在于：如何具有合理、舒适的人机功效性，以避免误操作，提高操作手的使用体验。本发明特意对前壳体上安装的各个功能件进行了优化设计，从分布方式到型号选取都从细节充分考虑操作者的用户体验。具体如下：所述显示屏位于前壳体的左上区域；所述拇指拨轮位于前壳体的左中区域、显示屏的下方，且拇指拨轮的转动方向为横向；所述动力旋钮位于前壳体的右上区域；所述T型推杆位于前壳体的右下区域、动力旋钮的下方，且T型推杆的活动方向为竖向；所述紧急按键、电源开关安装在壳体结构外部顶端的右侧。 本发明手持设备操作面板的设计充分考虑到大部分人为右利手的特点，由右利手操作习惯出发，结合双手协调操控的便利性，设计出上述结构。
除上述特点以外，手持设备还具有以下特点：
A）手持设备具备从无人机控制站接受和交回无人机控制权限的功能；
B）手持设备可通过设备匹配的方式控制一架或多架无人机；
C）手持设备操纵机构的布局具备良好的人机功效性，利于操作手操作习惯，并能有效防止误操作；
D）手持设备上对发动机转速、刹车量、前轮转弯角度的控制精度和范围不大于无人机主控计算机的控制精度；
E）手持设备与无人机的链路设备的最大通信距离不小于100m；
F）手持设备与无人机链路设备的通信带宽能够充分满足通信量的需求，误码率不大于1×10-5；
G）手持单元连续工作时间不小于4小时。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述手持设备上通过运行显控处理软件进行显控处理、通过链路地面处理软件进行链路地面处理；
所述显控处理包括以下几个模块：显控的初始化处理模块、显控的自检模块、显控的遥控操作模块、显控的系统维护模块、显控的数据通信模块、显控的状态显示模块；
所述显控的初始化处理模块，用于外设初始化或发送接收缓存初始化；
所述显控的自检模块，用于手持设备自检或链路自检；
所述显控的遥控操作模块，用于油门控制、刹车控制、转向控制、紧急制动；
所述显控的系统维护模块，用于校准、通道选择、设备测试、设置；
所述显控的数据通信模块，用于数据接收、数据发送、数据打包、数据解析、校验计算；
所述显控的状态显示模块，用于显示开关量状态、油门量、刹车量、转向角、电源剩余工作时间；
所述链路地面处理包括一下几个模块：链路的初始化处理模块、链路的自检模块、链路的数据接收模块、链路的数据处理模块、链路的数据发送模块；
所述链路的初始化处理模块，用于串口初始化或发送接收缓存初始化；
所述链路的自检模块，用于启动自检、发送自检结果、等待自检命令；
所述链路的数据接收模块，用于应答命令接收、遥控数据接收、遥测数据接收、自检命令接收；
所述链路的数据处理模块，用于遥控数据处理、遥测数据处理、网络保活测试、校验计算；
所述链路的数据发送模块，用于遥控数据发送、遥测数据发送。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述前壳体上还安装保护显示屏的有机玻璃的面板。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述显示屏采用清达光电的型号为JXC67020GHS2的OLED屏，分辨率为256*128。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述动力旋钮为多级旋钮或无级旋钮。所述动力旋钮采用波段旋转开关。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述拇指拨轮采用APEM公司的型号为CWB1GY1A00A0的拨轮。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述T型推杆采用深圳小龙电器有限责任公司的型号为SMC78-1的推杆。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述蓄电池采用松下公司的型号为18650的锂电池。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述充电接口采用型号为J30J 9PIN和/或J30J 15PIN的电连接器。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述功能控制开关采用GRAYHILL公司的型号为82-101-71的按键开关。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述CPU控制芯片采用ST公司的型号为STM32F427VIT6的处理器。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述存储器采用Cypress公司的型号为FM25V02A的铁电存储器。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述电源管理模块采用凌力尔特半导体公司的型号为LTC2952的芯片。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述天线为全向天线。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述紧急按键采用APEM公司的型号为5036的钮子开关。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述紧急按键和电源开关还设置分别防止误操作的保护盖。所述保护盖采用MULTICOMP公司的MCR17-10B(RED)安全盖。
本发明的有益效果：
（1）本发明具备合适的操纵机构，以实现对飞机的动力、刹车、前轮转弯等系统的控制。
（2）本发明具备应急处置功能，保证紧急状态下引导的安全。
（3）本发明具备显示模块供操作手实时查看飞机返回的状态信息，评估飞机状态，实时调整引导流程。
（4）本发明前壳体的操作面上显示屏、拇指拨轮、具备合理、动力旋钮、T型推杆布局对于右利手的人而言具有舒适的人机功效性，能避免误操作，并提高操作手的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是固定翼无人机地面引导控制手持设备的外观图。
图2是固定翼无人机地面引导控制手持设备的爆炸结构示意图。
图3是手持设备与固定翼无人机的系统框图。
图4是CPU控制芯片信号流转示意图。
图5是固定翼无人机地面引导控制手持设备中各个功能模块的连接框图。
图6是显控处理软件的功能示意图。
图7是显控处理软件的运行流程图。
图8是手持设备开、关、运行状态转换示意图。
图9是链路地面处理软件的功能示意图。
图10是链路地面处理软件的运行流程图。
其中：
1、前壳体；2、显示屏；3、面板；4、状态灯；5、指示灯；6、动力旋钮；7、拇指拨轮；8、T型推杆；9、按键板；10、功能控制开关；11、功能控制按钮；12、CPU板；13、链路模块；14、保护盖；15、天线；16、紧急按键；17、电源开关；18、后壳体；19、电池仓盖。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1：
一种固定翼无人机地面引导控制方法，通过与无人机链路连接的无人机地面引导控制手持设备进行地面引导控制，所述手持设备上运行显控处理软件和链路地面处理软件；所述地面引导控制方法通过显控处理、链路地面处理对无人机进行调整发动机转速、调整前轮转弯角度、调整刹车压力的操作；
在进行调整刹车压力的操作时对无人机进行刹车防滑控制，具体的刹车防滑控制方法包括以下步骤：
步骤（1）设定刹车防滑机制启动时需满足的条件；
所述启动刹车防滑机制需要满足的条件为：
（1.1）无人机所处状态为转着陆滑跑3s后或无人机中止起飞时；
（1.2）无人机的在地面的速度在40km/h至200km/h之间；
（1.3）无人机的机轮速度传感器无故障且电控刹车阀无故障；
（1.4）地面控制站允许启动刹车防滑机制
步骤（2）满足步骤（1）所述条件时，启动刹车防滑监控；
步骤（3）通过刹车防滑监控，监控无人机在地面运行的速度和无人机机轮的轮速，并判断无人机的机轮是否打滑；
所述判断无人机的机轮是否打滑的过程为：
（3.1）监控无人机的地面运行速度和无人机机轮的轮速；
（3.2）使用无人机的地面运行速度减去无人机机轮的轮速，测算出无人机机轮的滑移速度；
（3.3）每10~20微秒测算一次无人机机轮的滑移速度，连续三次无人机机轮的滑移速度大于30km/h时，则判断无人机的机轮发生打滑；
步骤（4）确认无人机打滑时，使用设定好的分段刹车策略和防滑控制策略，对无人机进行刹车防滑控制；同时，设置刹车防滑退出机制，即单侧持续2s还未满足脱离打滑判据，则永久设为未打滑状态；
所述分段刹车策略为：
（A）当无人机的地面运行速度不小于200km/h时，刹车量为预置压力；
（B）当无人机的地面运行速度在150km/h至200km/h之间时，刹车量为7%；
（C）当无人机的地面运行速度在120km/h至150km/h之间，刹车量为12%
（D）当无人机的地面运行速度在80km/h至120km/h之间，刹车量为25%；
（E）当无人机的地面运行速度不大于80km/h时，刹车量为35%；
所述防滑控制策略包括：
（a）无人机的机轮单侧打滑状态持续0.6s，则单侧退出防滑功能，0.5s后继续判断是否打滑；
（b）无人机的机轮两侧交替防滑处置持续2s，则退出刹车防滑机制，若之后左右两侧均满足退出打滑判据，则重新启用刹车防滑机制；
（5）当无人机不再打滑时，刹车压力控制按正常策略执行，关闭刹车防滑机制。
如图1-图10所述，手持设备包括由相互连接的前壳体1、后壳体18组成的壳体结构；
所述前壳体1，安装显示屏2、状态灯4、指示灯5、调整发动机转速的动力旋钮6、调整前轮转弯角度的拇指拨轮7、调整刹车压力的T型推杆8；
所述后壳体18，设置一个带电池仓盖19的电池仓，电池仓内安装蓄电池，电池仓盖19上设置有充电接口；
所述壳体结构内部安装按键板9、CPU板12、链路模块13、电源管理模块；按键板9包括PCB板和安装在PCB板上的功能控制开关10和/或功能控制按钮11，开关伸出前壳体1；所述CPU板12包括CPU控制芯片和与CPU控制芯片连接的存储器，所述存储器中存储显控处理软件和链路地面处理软件，显控处理软件和链路地面处理软件在CPU控制芯片上运行；
所述壳体结构外部设置天线15、紧急按键16、电源开关17；
所述CPU控制芯片同时与显示屏2、状态灯4、指示灯5、旋钮、拇指拨轮7、T型推杆8、按键板9的PCB板、链路模块13、存储器、电源管理模块、天线15、紧急按键16、电源开关17连接，CPU控制芯片通过链路模块13与无人机远程无线通讯，且电源管理模块还与蓄电池的充电端、放电端连接；所述CPU控制芯片从旋钮、拇指拨轮7、T型推杆8、PCB板、紧急按键16、电源开关17采集控制操作数据，将遥控数据通过链路模块13发送至无人机，CPU控制芯片还通过链路模块13从无人机接收遥测数据，将状态信息发送至状态灯4、指示灯5、显示屏2显示；
所述显示屏2位于前壳体1的左上区域；所述拇指拨轮7位于前壳体1的左中区域、显示屏2的下方，且拇指拨轮7的转动方向为横向；所述动力旋钮6位于前壳体1的右上区域；所述T型推杆8位于前壳体1的右下区域、动力旋钮6的下方，且T型推杆8的活动方向为竖向；所述紧急按键16、电源开关17安装在壳体结构外部顶端的右侧。
本发明公开的一种固定翼无人机地面引导控制方法，具备合适的操纵机构控制飞机相关系统，具备紧急按键16，具备显示模块查看飞机状态，并具备良好的人机功效性。
首先，详细说明手持设备上功能键的类型：
1、所述前壳体1上设置动力旋钮6。手持设备上具备多档旋钮或无级旋钮以调整发动机的转速。
2、所述前壳体1上设置T型推杆8。手持设备上具备T型推杆8以调整刹车压力。
3、所述前壳体1上设置拇指拨轮7。手持设备上具备拇指拨轮7以调整前轮转弯角度。
4、所述前壳体1上设置与CPU板12上CPU控制芯片电信号连接的指示灯5。手持设备能够接受无人机滑行速度、发动机推力、刹车压力、前轮转弯角度及其它无人机告警状态，并能够对上述无人机关键信息进行分类实时显示，能够对告警信息通过灯光或语音的方式给予提示。
5、所述前壳体1上设置与CPU板12上CPU控制芯片电信号连接的状态灯4。手持设备能够进行链路通信、硬件电路、软件调度等自检测，并在自检故障时给予提示。
6、所述壳体结构内部安装按键板9，且按键板9上的功能控制开关10伸出前壳体1。手持设备上具备按键或钮子等功能控制开关10以调整发动机、刹车或前轮转弯的其它工作状态，或其它设备或机构的工作状态。
7、所述壳体结构内部设置CPU板12及与CPU板12上CPU控制芯片通讯连接的链路模块13。手持设备能够把操作者调整的发动机转速、刹车压力、前轮转弯角度及其它工作状态转换为满足无人机相关技术指标的数字信号，以无线链路的形式发送给无人机相应的设备执行。
8、所述壳体结构外部设置紧急按键16。手持设备上具备紧急按键16，操作者能够在紧急状态出现时，按下紧急按键16以控制无人机立即中止运动进入安全状态，该紧急按键16具有防误操作措施。
9、本发明研发过程中需要重点攻克的另一个技术要点在于：如何具有合理、舒适的人机功效性，以避免误操作，提高操作手的使用体验。本发明特意对前壳体1上安装的各个功能件进行了优化设计，从分布方式到型号选取都从细节充分考虑操作者的用户体验。具体如下：所述显示屏2位于前壳体1的左上区域；所述拇指拨轮7位于前壳体1的左中区域、显示屏2的下方，且拇指拨轮7的转动方向为横向；所述动力旋钮6位于前壳体1的右上区域；所述T型推杆8位于前壳体1的右下区域、动力旋钮6的下方，且T型推杆8的活动方向为竖向；所述紧急按键16、电源开关17安装在壳体结构外部顶端的右侧。 本发明手持设备操作面板的设计充分考虑到大部分人为右利手的特点，由右利手操作习惯出发，结合双手协调操控的便利性，设计出上述结构。
除上述特点以外，手持设备还具有以下特点：
A）手持设备具备从无人机控制站接受和交回无人机控制权限的功能；
B）手持设备可通过设备匹配的方式控制一架或多架无人机；
C）手持设备操纵机构的布局具备良好的人机功效性，利于操作手操作习惯，并能有效防止误操作；
D）手持设备上对发动机转速、刹车量、前轮转弯角度的控制精度和范围不大于无人机主控计算机的控制精度；
E）手持设备与无人机的链路设备的最大通信距离不小于100m；
F）手持设备与无人机链路设备的通信带宽能够充分满足通信量的需求，误码率不大于1×10-5；
G）手持单元连续工作时间不小于4小时。
进一步地，所述显控处理软件具有以下功能：
A）初始化处理，具体包括外设初始化或发送接收缓存初始化；
B）自检，具体包括手持设备自检或链路自检；
C）遥控操作，具体包括油门控制、刹车控制、转向控制、紧急制动；
D）系统维护，具体包括校准、通道选择、设备测试、设置；
E）数据通信，具体包括数据接收、数据发送、数据打包、数据解析、校验计算；
F）状态显示，具体包括显示开关量状态、油门量、刹车量、转向角、电源剩余工作时间。
进一步地，所述链路地面处理软件具有以下功能：
A）初始化处理，具体包括串口初始化或发送接收缓存初始化；
B）自检，具体包括启动自检、发送自检结果、等待自检命令；
C）数据接收，具体包括应答命令接收、遥控数据接收、遥测数据接收、自检命令接收；
D）数据处理，具体包括遥控数据处理、遥测数据处理、网络保活测试、校验计算；
E）数据发送，具体包括遥控数据发送、遥测数据发送。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述前壳体1上还安装保护显示屏2的有机玻璃的面板3。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述显示屏2采用清达光电的型号为JXC67020GHS2的OLED屏，分辨率为256*128，具有字库和基本画图功能。
型号为JXC67020GHS2的OLED屏主要特性和技术指标如下：
A）自带绘图、显示功能；包括描点、直线、矩形、圆形、圆形框、对比度调节、字符显示等；
B）具备SPI接口；
C）工作温度：-40度~+80度；
D）使用寿命30000小时。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述动力旋钮6为多级旋钮或无级旋钮。所述动力旋钮6采用波段旋转开关。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述拇指拨轮7采用APEM公司的型号为CWB1GY1A00A0的拨轮。
型号为CWB1GY1A00A0的拨轮主要特性和技术指标如下：
A）供电电压：5V±0.01V；
B）反向最大电压：-10V；
C）正向最大过压：20V；
D）输出阻抗：2Ω；
E）机械运动角度：±45°；
F）工作温度：-40度~+85度；
G）生命周期：3000000次；
H）回中方式：弹簧回中。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述T型推杆8采用深圳小龙电器有限责任公司的型号为SMC78-1的推杆。
型号为SMC78-1的推杆主要特性和技术指标如下：
A）敏感元件：单轴霍尔器件；
B）寿命：大于500万次；
C）线性电流：0-20MA；
D）转动角度：0-76度；
E）定位：弹簧自动回位；
F）工作温度：-40度~+85度。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述蓄电池采用松下公司的型号为18650的锂电池。
型号为18650的锂电池主要特性和技术指标如下：
A）能量是铅酸电池的3倍，镍氢电池的5倍；比普通锂电池能量大20%；
B）电池充放电寿命：1200-2800次，容量下降10%-15%，在-40℃~60℃范围内使用容量下降5%；
C）零下40度0.5C放电容量保持率>85%，1C放电容量保持率>80%，65度1C放电容量保持率>95%。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述充电接口采用型号为J30J 9PIN和/或J30J 15PIN的电连接器。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述功能控制开关10采用GRAYHILL公司的型号为82-101-71的按键开关。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述CPU控制芯片采用ST公司的型号为STM32F427VIT6的处理器。
STM32F427VIT6的处理器主要特性和技术指标如下：
A）STM32F427处理器的内核为Cortex-M4，包括32位微控制器内核和浮点运输单元；
B）处理器性能在168MHz时高达210DMIPS [566 CoreMark]；
C）用于2MB片上闪存和256KB SRAM；
D）通信接口：4路USART、4路UART、6路SPI；
E）具有2路12位DAC和3路12位ADC，高达17个16/32位定时器；
F）温度指标：-40度~+85度。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述存储器采用Cypress公司的型号为FM25V02A的铁电存储器。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述电源管理模块采用凌力尔特半导体公司的型号为LTC2952的芯片。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述天线15为全向天线15。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述紧急按键16采用APEM公司的型号为5036的钮子开关。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述紧急按键16和电源开关17还设置分别防止误操作的保护盖14。
进一步地，所述保护盖14采用MULTICOMP公司的MCR17-10B(RED)安全盖。
进一步地，所述紧急按键16采用采用APEM公司的型号为5036的钮子开关。
型号为5036的钮子开关主要特性和技术指标如下：
A）壳体材料：DAP，高温塑料UL94-V0；
B）扭杆材料：铜、镍；
C）接触材料：铜镀金、银镀金；
D）拨动力矩：最大1.25牛米；
E）封装形式：epoxy；
F）温度指标：-40度~+85度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种固定翼无人机地面引导控制方法，通过与无人机链路连接的无人机地面引导控制手持设备进行地面引导控制，其特征在于：所述手持设备上运行显控处理软件和链路地面处理软件；所述地面引导控制方法通过显控处理、链路地面处理对无人机进行调整发动机转速、调整前轮转弯角度、调整刹车压力的操作；
在进行调整刹车压力的操作时对无人机进行刹车防滑控制，具体的刹车防滑控制方法包括以下步骤：
步骤（1）设定刹车防滑机制启动时需满足的条件；
所述启动刹车防滑机制需要满足的条件为：
（1.1）无人机所处状态为转着陆滑跑3s后或无人机中止起飞时；
（1.2）无人机的在地面的速度在40km/h至200km/h之间；
（1.3）无人机的机轮速度传感器无故障且电控刹车阀无故障；
（1.4）地面控制站允许启动刹车防滑机制
步骤（2）满足步骤（1）所述条件时，启动刹车防滑监控；
步骤（3）通过刹车防滑监控，监控无人机在地面运行的速度和无人机机轮的轮速，并判断无人机的机轮是否打滑；
所述判断无人机的机轮是否打滑的过程为：
（3.1）监控无人机的地面运行速度和无人机机轮的轮速；
（3.2）使用无人机的地面运行速度减去无人机机轮的轮速，测算出无人机机轮的滑移速度；
（3.3）每10~20微秒测算一次无人机机轮的滑移速度，连续三次无人机机轮的滑移速度大于30km/h时，则判断无人机的机轮发生打滑；
步骤（4）确认无人机打滑时，使用设定好的分段刹车策略和防滑控制策略，对无人机进行刹车防滑控制；同时，设置刹车防滑退出机制，即单侧持续2s还未满足脱离打滑判据，则永久设为未打滑状态；
所述分段刹车策略为：
（A）当无人机的地面运行速度不小于200km/h时，刹车量为预置压力；
（B）当无人机的地面运行速度在150km/h至200km/h之间时，刹车量为7%；
（C）当无人机的地面运行速度在120km/h至150km/h之间，刹车量为12%
（D）当无人机的地面运行速度在80km/h至120km/h之间，刹车量为25%；
（E）当无人机的地面运行速度不大于80km/h时，刹车量为35%；
所述防滑控制策略包括：
（a）无人机的机轮单侧打滑状态持续0.6s，则单侧退出防滑功能，0.5s后继续判断是否打滑；
（b）无人机的机轮两侧交替防滑处置持续2s，则退出刹车防滑机制，若之后左右两侧均满足退出打滑判据，则重新启用刹车防滑机制；
（5）当无人机不再打滑时，刹车压力控制按正常策略执行，关闭刹车防滑机制。
2.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机地面引导控制方法，其特征在于，所述手持设备包括由相互连接的前壳体（1）、后壳体（18）组成的壳体结构，
所述前壳体（1），安装显示屏（2）、状态灯（4）、指示灯（5）、调整发动机转速的动力旋钮（6）、调整前轮转弯角度的拇指拨轮（7）、调整刹车压力的T型推杆（8）；
所述后壳体（18），设置一个带电池仓盖（19）的电池仓，电池仓内安装蓄电池，电池仓盖（19）上设置有充电接口；
所述壳体结构内部安装按键板（9）、CPU板（12）、链路模块（13）、电源管理模块；按键板（9）包括PCB板和安装在PCB板上的功能控制开关（10）和/或功能控制按钮（11），开关伸出前壳体（1）；所述CPU板（12）包括CPU控制芯片和与CPU控制芯片连接的存储器，所述存储器中存储显控处理软件和链路地面处理软件，显控处理软件和链路地面处理软件在CPU控制芯片上运行；
所述壳体结构外部设置天线（15）、紧急按键（16）、电源开关（17）；
所述CPU控制芯片同时与显示屏（2）、状态灯（4）、指示灯（5）、旋钮、拇指拨轮（7）、T型推杆（8）、按键板（9）的PCB板、链路模块（13）、存储器、电源管理模块、天线（15）、紧急按键（16）、电源开关（17）连接，CPU控制芯片通过链路模块（13）与无人机远程无线通讯，且电源管理模块还与蓄电池的充电端、放电端连接；所述CPU控制芯片从旋钮、拇指拨轮（7）、T型推杆（8）、PCB板、紧急按键（16）、电源开关（17）采集控制操作数据，将遥控数据通过链路模块（13）发送至无人机，CPU控制芯片还通过链路模块（13）从无人机接收遥测数据，将状态信息发送至状态灯（4）、指示灯（5）、显示屏（2）显示；
所述显示屏（2）位于前壳体（1）的左上区域；所述拇指拨轮（7）位于前壳体（1）的左中区域、显示屏（2）的下方，且拇指拨轮（7）的转动方向为横向；所述动力旋钮（6）位于前壳体（1）的右上区域；所述T型推杆（8）位于前壳体（1）的右下区域、动力旋钮（6）的下方，且T型推杆（8）的活动方向为竖向；所述紧急按键（16）、电源开关（17）安装在壳体结构外部顶端的右侧。
3.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机地面引导控制方法，其特征在于，所述CPU控制芯片采用ST公司的型号为STM32F427VIT6的处理器；所述存储器采用Cypress公司的型号为FM25V02A的铁电存储器。
4.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机地面引导控制方法，其特征在于，所述动力旋钮（6）为多级旋钮或无级旋钮；所述动力旋钮（6）采用波段旋转开关。
5.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机地面引导控制方法，其特征在于，所述拇指拨轮（7）采用APEM公司的型号为CWB1GY1A00A0的拨轮。
6.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机地面引导控制方法，其特征在于，所述T型推杆（8）采用深圳小龙电器有限责任公司的型号为SMC78-1的推杆。
7.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机地面引导控制方法，其特征在于，所述蓄电池采用松下公司的型号为18650的锂电池；所述充电接口采用型号为J30J 9PIN和/或J30J15PIN的电连接器；所述电源管理模块采用凌力尔特半导体公司的型号为LTC2952的芯片。
8.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机地面引导控制方法，其特征在于，所述功能控制开关（10）采用GRAYHILL公司的型号为82-101-71的按键开关。
9.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机地面引导控制方法，其特征在于，所述紧急按键（16）和电源开关（17）还设置分别防止误操作的保护盖（14），且保护盖（14）从右向左掀开；所述保护盖（14）采用MULTICOMP公司的MCR17-10B(RED)安全盖；所述紧急按键（16）采用APEM公司的型号为5036的钮子开关。
10.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机地面引导控制方法，其特征在于，所述手持设备上通过运行显控处理软件进行显控处理、通过链路地面处理软件进行链路地面处理；
所述显控处理包括以下几个模块：显控的初始化处理模块、显控的自检模块、显控的遥控操作模块、显控的系统维护模块、显控的数据通信模块、显控的状态显示模块；
所述显控的初始化处理模块，用于外设初始化或发送接收缓存初始化；
所述显控的自检模块，用于手持设备自检或链路自检；
所述显控的遥控操作模块，用于油门控制、刹车控制、转向控制、紧急制动；
所述显控的系统维护模块，用于校准、通道选择、设备测试、设置；
所述显控的数据通信模块，用于数据接收、数据发送、数据打包、数据解析、校验计算；
所述显控的状态显示模块，用于显示开关量状态、油门量、刹车量、转向角、电源剩余工作时间；
所述链路地面处理包括以下 几个模块：链路的初始化处理模块、链路的自检模块、链路的数据接收模块、链路的数据处理模块、链路的数据发送模块；
所述链路的初始化处理模块，用于串口初始化或发送接收缓存初始化；
所述链路的自检模块，用于启动自检、发送自检结果、等待自检命令；
所述链路的数据接收模块，用于应答命令接收、遥控数据接收、遥测数据接收、自检命令接收；
所述链路的数据处理模块，用于遥控数据处理、遥测数据处理、网络保活测试、校验计算；
所述链路的数据发送模块，用于遥控数据发送、遥测数据发送。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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