CN111977004A - 过载保护方法、装置和飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种过载保护方法、装置和飞行器，涉及故障检测技术领域。该过载保护方法包括：获取动力系统的动力信息和电力系统的电力信息；其中，动力信息表征动力系统中电机的运转状态，电力信息表征电力系统中电池的输出电量状态；依据动力信息和电力信息判断动力系统和电力系统是否发生过载故障；若动力系统和电力系统中至少一个发生过载故障，则控制飞行器迫降。本发明提供的过载保护方法、装置和飞行器能够在飞行器出现过载异常时及时作出响应，提高了飞行器的安全性。

Description

过载保护方法、装置和飞行器

技术领域

本发明涉及故障检测技术领域，具体而言，涉及一种过载保护方法、装置和飞行器。

背景技术

现有的飞行器在进行过载检测时，一般通过电池的输出电量是否超过阈值，以及飞行器起飞重量是否超过规定值来判断飞行器是否出现过载异常。判断依据过于单一，并不能在飞行器出现过载异常时，及时作出响应。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种过载保护方法、装置和飞行器，其能够在飞行器出现过载异常时及时作出响应，提高了飞行器的安全性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种过载保护方法，应用于飞行器，所述飞行器包括动力系统和电力系统，所述方法包括：

获取所述动力系统的动力信息和所述电力系统的电力信息；其中，所述动力信息表征所述动力系统中电机的运转状态，所述电力信息表征所述电力系统中电池的输出电量状态；

依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障；

若所述动力系统和所述电力系统中至少一个发生过载故障，则控制所述飞行器迫降。

在可选的实施方式中，所述动力信息包括电机平均功率和电池输出功率，所述依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障的步骤，包括：

将所述电池输出功率与预设的第一比例值进行乘法计算，得到第一功率阈值；

将所述电机平均功率与所述第一功率阈值进行比较；

若所述电机平均功率大于所述第一功率阈值，则判定所述动力系统发生过载故障。

在可选的实施方式中，所述动力信息包括单电机输出功率，所述依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障的步骤，包括：

将所有单电机输出功率进行加法计算，得到电机总输出功率；

将所述电机总输出功率与预设的第二比例值进行乘法计算，得到第二功率阈值；

将所述单电机输出功率与所述第二功率阈值进行比较；

若所述单电机输出功率大于所述第二功率阈值，则判定所述动力系统发生过载故障。

在可选的实施方式中，所述动力信息包括电机控制信号和电机转速，所述依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障的步骤，包括：

依据所述电机控制信号和所述电机转速获得所述电机控制信号和所述电机转速之间的比值关系；

若所述比值关系不是正相关关系，则判定所述动力系统发生过载故障。

在可选的实施方式中，所述电力信息包括电池输出电量，所述依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障的步骤，包括：

将所述电池输出电量与预设的电量阈值进行比较；

若所述电池输出电量超过所述电量阈值，则判定所述电力系统发生过载故障。

在可选的实施方式中，所述获取所述动力系统的动力信息和所述电力系统的电力信息的步骤之前，所述方法还包括：

判断所述飞行器是否处于预设飞行状态；

若是，则在预设时间段内获取所述动力信息和所述电力信息。

在可选的实施方式中，所述判断所述飞行器是否处于预设飞行状态的步骤，包括：

获取所述飞行器的位置信息和爬升率；

判断所述位置信息与预设的目标位置信息是否相同，以及所述爬升率是否在预设的设定值区间内；

若所述位置信息与所述目标位置信息相同，且所述爬升率在所述设定值区间内，则判定所述飞行器处于所述预设飞行状态。

第二方面，本发明实施例提供一种过载保护装置，应用于飞行器，所述飞行器包括动力系统和电力系统，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述动力系统的动力信息和所述电力系统的电力信息；其中，所述动力信息表征所述动力系统中电机的运转状态，所述电力信息表征所述电力系统中电池的输出电量状态；

第一判断模块，用于依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障；

控制模块，用于若所述动力系统和所述电力系统中至少一个发生过载故障，则控制所述飞行器迫降。

在可选的实施方式中，所述动力信息包括电机平均功率和电池输出功率，所述第一判断模块包括：

第一计算单元，用于将所述电池输出功率与预设的第一比例值进行乘法计算，得到第一功率阈值；

第一比较单元，用于将所述电机平均功率与所述第一功率阈值进行比较；

第一判定单元，用于若所述电机平均功率大于所述第一功率阈值，则判定所述动力系统发生过载故障。

在可选的实施方式中，所述动力信息包括单电机输出功率，所述第一判断模块包括：

第二计算单元，用于将所有单电机输出功率进行加法计算，得到电机总输出功率；

第三计算单元，用于将所述电机总输出功率与预设的第二比例值进行乘法计算，得到第二功率阈值；

第二比较单元，用于将所述单电机输出功率与所述第二功率阈值进行比较；

第二判定单元，用于若所述单电机输出功率大于所述第二功率阈值，则判定所述动力系统发生过载故障。

在可选的实施方式中，所述动力信息包括电机控制信号和电机转速，所述第一判断模块包括：

第一获取单元，用于依据所述电机控制信号和所述电机转速获得所述电机控制信号和所述电机转速之间的比值关系；

第三判定单元，用于若所述比值关系不是正相关关系，则判定所述动力系统发生过载故障。

在可选的实施方式中，所述电力信息包括电池输出电量，所述第一判断模块包括：

第三比较单元，用于将所述电池输出电量与预设的电量阈值进行比较；

第四判定单元，用于若所述电池输出电量超过所述电量阈值，则判定所述电力系统发生过载故障。

在可选的实施方式中，所述装置还包括：

第二判断模块，用于判断所述飞行器是否处于预设飞行状态；

所述获取模块，用于在所述飞行器处于预设飞行状态时，在预设时间段内获取所述动力信息和所述电力信息。

在可选的实施方式中，所述第二判断模块包括：

第二获取单元，用于获取所述飞行器的位置信息和爬升率；

判断单元，用于判断所述位置信息与预设的目标位置信息是否相同，以及所述爬升率是否在预设的设定值区间内；

第五判定单元，用于若所述位置信息与所述目标位置信息相同，且所述爬升率在所述设定值区间内，则判定所述飞行器处于所述预设飞行状态。

第三方面，本发明实施例提供一种飞行器，包括协处理器、飞行控制器、采集模块、动力系统和电力系统，所述协处理器、所述飞行控制器和所述采集模块依次电连接，所述采集模块与所述动力系统和所述电力系统均电连接；

所述采集模块用于采集所述动力系统的动力信息和所述电力系统的电力信息，并将所述动力信息和所述电力信息发送至所述飞行控制器；其中，所述动力信息表征所述动力系统中电机的运转状态，所述电力信息表征所述电力系统中电池的输出电量状态；

所述飞行控制器用于将所述动力信息和所述电力信息发送至所述协处理器；

所述协处理器用于依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障，若所述动力系统和所述电力系统中至少一个发生过载故障，则控制所述飞行器迫降。

本发明实施例提供的过载保护方法、装置和飞行器，该过载保护方法包括：获取动力系统的动力信息和电力系统的电力信息；其中，动力信息表征动力系统中电机的运转状态，电力信息表征电力系统中电池的输出电量状态；依据动力信息和电力信息判断动力系统和电力系统是否发生过载故障；若动力系统和电力系统中至少一个发生过载故障，则控制飞行器迫降。可见，通过动力信息和电力信息能够判断动力系统和电力系统是否发生过载故障，结合动力系统和电力系统进行过载检测，能够更加准确全面的判断飞行器的过载故障。进而在飞行器出现过载故障时，能够及时作出响应，保证了飞行器的安全性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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示出了本发明实施例提供的一种飞行器的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种过载保护方法的流程示意图；

图3示出了本发明实施例提供的另一种过载保护方法的流程示意图；

图4示出了本发明实施例提供的又一种过载保护方法的流程示意图；

图5示出了本发明实施例提供的又一种过载保护方法的流程示意图；

图6示出了本发明实施例提供的一种过载保护装置的结构示意图；

图7示出了本发明实施例提供的另一种过载保护装置的结构示意图；

图8示出了本发明实施例提供的又一种过载保护装置的结构示意图；

图9示出了本发明实施例提供的又一种过载保护装置的结构示意图。

图标：100-飞行器；110-协处理器；120-飞行控制器；130-采集模块；140-动力系统；141-电机；150-电力系统；151-电池；160-过载保护装置；161-获取模块；162-第一判断模块；1621-第一计算单元；1622-第一比较单元；1623-第一判定单元；1624-第二计算单元；1625-第三计算单元；1626-第二比较单元；1627-第二判定单元；1628-第一获取单元；1629-第三判定单元；1630-第三比较单元；1631-第四判定单元；163-控制模块；164-第二判断模块；1641-第二获取单元；1642-判断单元；1643-第五判定单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参照图1，是飞行器100的结构示意图。所述飞行器100包括协处理器110、飞行控制器120、采集模块130、动力系统140和电力系统150，所述协处理器110、飞行控制器120和采集模块130依次电连接，所述采集模块130与动力系统140和电力系统150均电连接。可以理解，飞行器100可以为无人机。

其中，采集模块130用于采集动力系统140的动力信息和电力系统150的电力信息，并将动力信息和电力信息发送至飞行控制器120。动力系统140包括电机141，电力系统150包括电池151，电机141和电池151分别与采集模块130电连接；动力信息表征动力系统140中电机141的运转状态，电力信息表征电力系统150中电池151的输出电量状态。

飞行控制器120用于将动力信息和电力信息发送至协处理器110。可以理解，飞行控制器120用于负责飞行器100的飞行数据处理，以控制飞行器100的飞行状态。

协处理器110用于依据动力信息和电力信息判断动力系统140和电力系统150是否发生过载故障，若动力系统140和电力系统150中至少一个发生过载故障，则控制飞行器100迫降。可以理解，协处理器110用于负责飞行器100的故障数据处理，以检测飞行器100的过载故障。

协处理器110和飞行控制器120均可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

应当理解的是，图1所示的结构仅为飞行器100的结构示意图，所述飞行器100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

例如，飞行器100可包括比图1中所示无协处理器110的组件，即飞行器100包括飞行控制器120、采集模块130、动力系统140和电力系统150，所述飞行控制器120与采集模块130电连接，所述采集模块130与动力系统140和电力系统150均电连接。采集模块130用于采集动力系统140的动力信息和电力系统150的电力信息，并将动力信息和电力信息发送至飞行控制器120。飞行控制器120依据动力信息和电力信息判断动力系统140和电力系统150是否发生过载故障，若动力系统140和电力系统150中至少一个发生过载故障，则控制飞行器100迫降。

请参考图2，为本发明实施例提供的过载保护方法的一种流程示意图。需要说明的是，本发明实施例提供的过载保护方法并不以图2以及以下的具体顺序为限制，应当理解，在其他实施例中，本发明实施例提供的过载保护方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。该过载保护方法可以应用在图1所示的飞行器100中，下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S201，获取动力系统的动力信息和电力系统的电力信息。

在本实施例中，动力信息表征动力系统140中电机141的运转状态；电力信息表征电力系统150中电池151的输出电量状态。可以理解，根据动力信息可以判断电机141的运转是否正常，根据电力信息可以判断电池151的剩余电量是否正常。

其中，飞行器100的协处理器110从飞行器100的飞行控制器120处获取动力信息和电力信息，飞行控制器120从采集模块130处获取动力信息和电力信息，采集模块130则从电池151和电机141处采集得到动力信息和电力信息。

步骤S202，依据动力信息和电力信息判断动力系统和电力系统是否发生过载故障。

在本实施例中，飞行器100的协处理器110依据动力信息和电力信息判断动力系统140和电力系统150是否发生过载故障。

步骤S203，若动力系统和电力系统中至少一个发生过载故障，则控制飞行器迫降。

在本实施例中，若动力系统140和电力系统150中至少一个发生过载故障，飞行器100的协处理器110会控制飞行器100迫降。可以理解，当动力系统140发生过载故障，协处理器110会控制飞行器100迫降；当电力系统150发生过载故障，协处理器110也会控制飞行器100迫降；当动力系统140和电力系统150均发生过载故障，协处理器110也会控制飞行器100迫降。

为了保证协处理器110获取的动力信息和电力信息准确，需飞行器100处于特定的飞行状态后，动力系统140和电力系统150输出比较平稳时，采集模块130采集的动力信息和电力信息才会准确。故如图3所示，在步骤S201之前，过载保护方法还包括以下步骤：

步骤S301，判断飞行器是否处于预设飞行状态。

在本实施例中，协处理器110在获取动力信息和电力信息之前，协处理器110会先判断飞行器100是否处于预设飞行状态。其中，该预设飞行状态表征飞行器100处于该状态时，电力系统150和动力系统140的输出比较平稳。

步骤S302，若是，则在预设时间段内获取动力信息和电力信息。

在本实施例中，协处理器110判断飞行器100处于预设飞行状态后，协处理器110获取预设时间段内的动力信息和电力信息。即动力信息和电力信息不是某个时刻的数据，而是预设时间段内的数据。

判断飞行器100是否处于预设飞行状态的原理可以参考图4所示的流程示意图，具体包括以下步骤：

步骤S401，获取飞行器的位置信息和爬升率。

在本实施例中，飞行器100还包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、地形模块和IMU(Inertial measurement unit)，GPS和加速度传感器均与飞行控制器120电连接，飞行控制器120用于依据GPS和地形模块用于获取飞行器100的位置信息，并将位置信息传输至协处理器110。飞行控制器120还用于依据IMU和GPS获取飞行的爬升率，并将爬升率传输至协处理器110。其中，位置信息为飞行器100当前位置信息，爬升率为当前爬升率。

步骤S402，判断位置信息与预设的目标位置信息是否相同，以及爬升率是否在预设的设定值区间内。

在本实施例中，协处理器110获取位置信息和爬升率后，判断位置信息与预设的目标位置信息是否相同，以及爬升率是否在预设的设定值区间内。其中，设定值区间可以设置为接近0m/s的数值区间。

步骤S403，若位置信息与目标位置信息相同，且爬升率在设定值区间内，则判定飞行器处于预设飞行状态。

在本实施例中，若协处理器110判断飞行器100当前的位置信息与目标位置信息相同，且当前的爬升率在设定值区间内，则判定飞行器100处于预设飞行状态。可以理解，在飞行器100起飞到目标位置后，且飞行器100爬升率在设定值区间内时，则判定飞行器100处于预设飞行状态，此时的电力系统150和动力输出比较平稳，采集模块130采集到的动力信息和电力信息较为准确。

在本实施例中，协处理器110依据动力信息判断动力系统140是否发生过载故障的具体原理可以参考图5所示的流程示意图，具体包括以下步骤：

步骤S501，将电池输出功率与预设的第一比例值进行乘法计算，得到第一功率阈值。

在本实施例中，动力信息包括电机平均功率、电池输出功率和单电机输出功率。可以理解，电力系统150包括的电机141可以为多个，当电力系统150包括的电机141为多个时，电机平均功率则由多个电机141的单电机输出功率之和除以电机141个数计算得到。优选的，电力系统150的电机141可以设置为4个。

在本实施例中，采集模块130包括电流传感器和电压传感器，电流传感器和电压传感器与电机141和电池151均电连接。电流传感器用于采集电机141的电流信息和电池151的电流信息，并将电机141的电流信息和电池151的电流信息传输至飞行控制器120；电压传感器用于采集电机141的电压信息和电池151的电压信息，并将电机141的电压信息和电池151的电压信息传输至飞行控制器120。飞行控制器120依据电机141的电流信息和电压信息计算得到电机141的单电机输出功率，飞行控制器120依据电池151的电流信息和电压信息计算得到电池输出功率。当然，在另一种实施例中，若电池151为智能电池，电池输出功率由电池151自身计算得到，并提供电池输出功率至飞行控制器120。

在本实施例中，第一比例值可以理解为小于1的百分比数值，第一功率阈值实质为电池输出功率的占比值。其中，第一比例值优选设置为70％，即第一功率阈值优选设置为电池输出功率的70％。

可以理解，协处理器110将电池输出功率与第一比例值进行乘法计算，得到第一功率阈值。

步骤S502，将电机平均功率与第一功率阈值进行比较。

步骤S503，若电机平均功率大于第一功率阈值，则判定动力系统发生过载故障。

在本实施例中，协处理器110将电机平均功率与第一功率阈值进行比较，若电机平均功率大于第一功率阈值，则判定动力系统140发生过载故障。可以理解，因电机141出现过载故障，使得电机141所需的功率过大。

在本实施例中，协处理器110根据电池输出功率与预设的第一比例值进行乘法计算，得到第一功率阈值后。再将电机平均功率与第一功率阈值进行比较，若电机平均功率大于第一功率阈值，则判定动力系统140发生过载故障。

当然，在本实施例中，协处理器110还可以采用另一种方式判定动力系统140是否发生过载故障，如图5所示，协处理器110采用另一种方式判定动力系统140是否发生过载故障包括以下步骤：

步骤S504，将所有单电机输出功率进行加法计算，得到电机总输出功率。

在本实施例中，协处理器110将所有单电机输出功率进行加法计算，得到所有电机141的电机总输出功率。可以理解，单电机输出功率为一个电机141的输出功率，电机总输出功率为电力系统150中所有电机141的总输出功率。

步骤S505，将电机总输出功率与预设的第二比例值进行乘法计算，得到第二功率阈值。

在本实施例中，第二比例值可以理解为小于1的百分比数值，第二功率阈值实质为电机总输出功率的占比值。其中，第二比例值优选设置为70％，即第二功率阈值优选设置为电机总输出功率的70％。

可以理解，协处理器110将所有单电机输出功率进行加法计算，得到电机总输出功率后，会将电机总输出功率与第二比例值进行乘法计算，得到第二功率阈值。

步骤S506，将单电机输出功率与第二功率阈值进行比较。

在本实施例中，若电机141的数量为4个，且分别为第一电机、第二电机、第三电机和第四电机时。协处理器110会将第一电机的单电机输出功率、第二电机的单电机输出功率、第三电机的单电机输出功率和第四电机的单电机输出功率分别与第二功率阈值进行比较。

步骤S507，若单电机输出功率大于第二功率阈值，则判定动力系统140发生过载故障。

在本实施例中，若电机141的数量为4个，且分别为第一电机、第二电机、第三电机和第四电机时。协处理器110会将第一电机、第二电机、第三电机和第四电机的单电机输出功率进行加法计算，得到电机总输出功率；协处理器110再将电机总输出功率与第二比例值进行乘法计算，得到第二功率阈值；协处理器110再将第一电机的单电机输出功率、第二电机的单电机输出功率、第三电机的单电机输出功率和第四电机的单电机输出功率分别与第二功率阈值进行比较；若第一电机的单电机输出功率、第二电机的单电机输出功率、第三电机的单电机输出功率和第四电机的单电机输出功率中至少一个电机141的单电机输出功率大于第二功率阈值，协处理器110则判定动力系统140发生过载故障。且协处理器110还可以确定该过载故障具体为：单电机输出功率大于第二功率阈值对应的电机141输出功率过载。

当然，在本实施例中，协处理器110还可以采用又一种方式判定动力系统140是否发生过载故障，如图5所示，协处理器110采用又一种方式判定动力系统140是否发生过载故障包括以下步骤：

步骤S508，依据电机控制信号和电机转速获得电机控制信号和电机转速之间的比值关系。

在本实施例中，动力信息还包括电机控制信号和电机转速。电机控制信号可以理解为飞行控制器120控制电机141工作的控制信号，该电机控制信号可以为PWM(Pulsewidth modulation，脉冲宽度调制)信号。

可以理解，电机控制信号为飞行控制器120依据预先设置的参数或代码生成；电机转速为飞行控制器120依据FOC(Field-Oriented Control，磁场定向控制)中的电调获得。

在本实施例中，比值关系可以表示电机控制信号的变化趋势与电机转速的变化趋势是否为正相关关系。可以理解，电机控制信号对应的信号值越大，电机141的转速对应越快，电机141的输出功率对应越大。例如，当电机控制信号为PWM信号时，PWM信号的占空比若变大，同时电机转速也变大，则表明电机控制信号与电机转速之间为正相关关系。

可以理解，协处理器110依据电机控制信号和电机转速可以获得电机控制信号和电机转速之间的比值关系是否为正相关关系。

步骤S509，若比值关系不是正相关关系，则判定动力系统发生过载故障。

在本实施例中，若电机141的数量为4个，且分别为第一电机、第二电机、第三电机和第四电机时。协处理器110先依据第一电机的电机控制信号和第一电机的电机转速获得第一电机的电机控制信号与第一电机的电机转速之间的第一比值关系，协处理器110还依据第二电机的电机控制信号和第二电机的电机转速获得第二电机的电机控制信号与第二电机的电机转速之间的第二比值关系，协处理器110还依据第三电机的电机控制信号和第三电机的电机转速获得第三电机的电机控制信号与第三电机的电机转速之间的第三比值关系，协处理器110还依据第四电机的电机控制信号和第四电机的电机转速获得第四电机的电机控制信号与第四电机的电机转速之间的第四比值关系。若第一比值关系、第二比值关系、第三比值关系和第四比值关系中至少一个不是正相关关系，协处理器110则判定动力系统140发生过载故障。且协处理器110还可以确定该过载故障具体为：比值关系不是正相关关系对应的电机141响应值异常。

在本实施例中，协处理器110依据电力信息判断电力系统150是否发生过载故障的具体原理可以参考图5所示的流程示意图，具体包括以下步骤：

步骤S510，将电池输出电量与预设的电量阈值进行比较。

在本实施例中，电力信息包括电池输出电量。可以理解，电池输出电量可以由电池151自身依据电池151的电流信息和电压信息计算得到并提供至飞行控制器120；电池输出电量也可以由飞行控制器120依据电池151的电流信息和电压信息计算得到。且电池输出电量为预设时间段内电池151的放电量。

在本实施例中，电量阈值可以依据飞行器100的实际性能进行设定，在此不做限制。协处理器110在获取到飞行控制器120发送的电池输出电量后，将电池输出电量与电量阈值进行比较。

步骤S511，若电池输出电量超过电量阈值，则判定电力系统发生过载故障。

在本实施例中，若电池输出电量超过电量阈值，协处理器110则判定电力系统150发生过载故障。且协处理器110还可以确定该过载故障具体为：电池151余量低。

为了便于理解，现对过载保护方法的工作原理进行详细说明：在飞行器100起飞后，协处理器110获取飞行器100的位置信息和爬升率，并判断位置信息与预设的目标位置信息是否相同，以及爬升率是否在预设的设定值区间内。若协处理器110判断飞行器100当前的位置信息与目标位置信息相同，且当前的爬升率在设定值区间内，则判定飞行器100处于预设飞行状态。协处理器110在判断飞行器100处于预设飞行状态后，协处理器110获取预设时间段内的动力信息和电力信息。

协处理器110依据动力信息判断动力系统140是否发生过载故障具有以下三种方式：第一种判断方式为，协处理器110将动力信息中的电池输出功率与预设的第一比例值进行乘法计算，得到第一功率阈值；再将动力信息中的电机平均功率与第一功率阈值进行比较，若电机平均功率大于第一功率阈值，则判定动力系统140发生过载故障。第二种判断方式为，协处理器110将动力信息中的所有单电机输出功率进行加法计算，得到电机总输出功率；再将电机总输出功率与预设的第二比例值进行乘法计算，得到第二功率阈值；将单电机输出功率与第二功率阈值进行比较，若单电机输出功率大于第二功率阈值，则判定动力系统140发生过载故障。第三种判断方式为，协处理器110依据动力信息中的电机控制信号和电机转速获得电机控制信号和电机转速之间的比值关系，若该比值关系不是正相关关系，则判定动力系统140发生过载故障。

协处理器110依据电力信息判断电力系统150是否发生过载故障具体方式为：协处理器110将电力信息中的电池输出电量与预设的电量阈值进行比较，若电池输出电量超过电量阈值，则判定电力系统150发生过载故障。若动力系统140和电力系统150中发生至少一种过载故障，则都会控制飞行器100迫降。

为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种过载保护装置160的实现方式。进一步地，请参阅图6，图6为本发明实施例提供的一种过载保护装置160的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的过载保护装置160，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该过载保护装置160包括：获取模块161、第一判断模块162以及控制模块163。

获取模块161用于获取动力系统140的动力信息和电力系统150的电力信息；其中，动力信息表征动力系统140中电机141的运转状态，电力信息表征电力系统150中电池151的输出电量状态。

可以理解，获取模块161用于执行上述步骤S201的内容。

第一判断模块162用于依据动力信息和电力信息判断动力系统140和电力系统150是否发生过载故障。

可以理解，第一判断模块162用于执行上述步骤S202的内容。

如图7所示，第一判断模块162包括第一计算单元1621、第一比较单元1622、第一判定单元1623、第二计算单元1624、第三计算单元1625、第二比较单元1626、第二判定单元1627、第一获取单元1628、第三判定单元1629、第三比较单元1630和第四判定单元1631。

第一计算单元1621用于将电池输出功率与预设的第一比例值进行乘法计算，得到第一功率阈值。

可以理解，第一计算单元1621用于执行上述步骤S501的内容。

第一比较单元1622用于将电机平均功率与第一功率阈值进行比较。

可以理解，第一比较单元1622用于执行上述步骤S502的内容。

第一判定单元1623用于若电机平均功率大于第一功率阈值，则判定动力系统140发生过载故障。

可以理解，第一判定单元1623用于执行上述步骤S503的内容。

第二计算单元1624用于将所有单电机输出功率进行加法计算，得到电机总输出功率。

可以理解，第二计算单元1624用于执行上述步骤S504的内容。

第三计算单元1625用于将电机总输出功率与预设的第二比例值进行乘法计算，得到第二功率阈值。

可以理解，第三计算单元1625用于执行上述步骤S505的内容。

第二比较单元1626用于将单电机输出功率与第二功率阈值进行比较。

可以理解，第二比较单元1626用于执行上述步骤S506的内容。

第二判定单元1627用于若单电机输出功率大于第二功率阈值，则判定动力系统140发生过载故障。

可以理解，第二判定单元1627用于执行上述步骤S507的内容。

第一获取单元1628用于依据电机控制信号和电机转速获得电机控制信号和电机转速之间的比值关系。

可以理解，第一获取单元1628用于执行上述步骤S508的内容。

第三判定单元1629用于若比值关系不是正相关关系，则判定动力系统140发生过载故障。

可以理解，第三判定单元1629用于执行上述步骤S509的内容。

第三比较单元1630用于将电池输出电量与预设的电量阈值进行比较。

可以理解，第三比较单元1630用于执行上述步骤S510的内容。

第四判定单元1631用于若电池输出电量超过所述电量阈值，则判定电力系统150发生过载故障。

可以理解，第四判定单元1631用于执行上述步骤S511的内容。

控制模块163用于若动力系统140和电力系统150中至少一个发生过载故障，则控制飞行器100迫降。

可以理解，控制模块163用于执行上述步骤S203的内容。

请参照图8，为本发明实施例提供的另一种过载保护装置160的结构示意图，该过载保护装置160还包括第二判断模块164。

第二判断模块164用于判断飞行器100是否处于预设飞行状态。

可以理解，第二判断模块164用于执行上述步骤S301的内容。

获取模块161还用于在飞行器100处于预设飞行状态时，在预设时间段内获取动力信息和电力信息。

可以理解，获取模块161还用于执行上述步骤S302的内容。

如图9所示，第二判断模块164包括第二获取单元1641、判断单元1642和第五判定单元1643。

第二获取单元1641用于获取飞行器100的位置信息和爬升率。

可以理解，第二获取单元1641用于执行上述步骤S401的内容。

判断单元1642用于判断位置信息与预设的目标位置信息是否相同，以及爬升率是否在预设的设定值区间内。

可以理解，判断单元1642用于执行上述步骤S402的内容。

第五判定单元1643用于若位置信息与目标位置信息相同，且爬升率在设定值区间内，则判定飞行器100处于预设飞行状态。

可以理解，第五判定单元1643用于执行上述步骤S403的内容。

可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于图1所示的飞行器100中或固化于该飞行器100的操作系统(Operating System，OS)中，并可由图1中的协处理器110执行。同时，执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在飞行器100中。

综上所述，本发明实施例提供的一种过载保护方法、装置和飞行器，该过载保护方法包括：获取动力系统的动力信息和电力系统的电力信息；其中，动力信息表征动力系统中电机的运转状态，电力信息表征电力系统中电池的输出电量状态；依据动力信息和电力信息判断动力系统和电力系统是否发生过载故障；若动力系统和电力系统中至少一个发生过载故障，则控制飞行器迫降。可见，通过动力信息和电力信息能够判断动力系统和电力系统是否发生过载故障，结合动力系统和电力系统进行过载检测，能够更加准确全面的判断飞行器的过载故障。进而在飞行器出现过载故障时，能够及时作出响应，保证了飞行器的安全性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种过载保护方法，其特征在于，应用于飞行器，所述飞行器包括动力系统和电力系统，所述方法包括：

获取所述动力系统的动力信息和所述电力系统的电力信息；其中，所述动力信息表征所述动力系统中电机的运转状态，所述电力信息表征所述电力系统中电池的输出电量状态；

依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障；

若所述动力系统和所述电力系统中至少一个发生过载故障，则控制所述飞行器迫降。

2.根据权利要求1所述的过载保护方法，其特征在于，所述动力信息包括电机平均功率和电池输出功率，所述依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障的步骤，包括：

将所述电池输出功率与预设的第一比例值进行乘法计算，得到第一功率阈值；

将所述电机平均功率与所述第一功率阈值进行比较；

若所述电机平均功率大于所述第一功率阈值，则判定所述动力系统发生过载故障。

3.根据权利要求1所述的过载保护方法，其特征在于，所述动力信息包括单电机输出功率，所述依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障的步骤，包括：

将所有单电机输出功率进行加法计算，得到电机总输出功率；

将所述电机总输出功率与预设的第二比例值进行乘法计算，得到第二功率阈值；

将所述单电机输出功率与所述第二功率阈值进行比较；

若所述单电机输出功率大于所述第二功率阈值，则判定所述动力系统发生过载故障。

4.根据权利要求1所述的过载保护方法，其特征在于，所述动力信息包括电机控制信号和电机转速，所述依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障的步骤，包括：

依据所述电机控制信号和所述电机转速获得所述电机控制信号和所述电机转速之间的比值关系；

若所述比值关系不是正相关关系，则判定所述动力系统发生过载故障。

5.根据权利要求1所述的过载保护方法，其特征在于，所述电力信息包括电池输出电量，所述依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障的步骤，包括：

将所述电池输出电量与预设的电量阈值进行比较；

若所述电池输出电量超过所述电量阈值，则判定所述电力系统发生过载故障。

6.根据权利要求1所述的过载保护方法，其特征在于，所述获取所述动力系统的动力信息和所述电力系统的电力信息的步骤之前，所述方法还包括：

判断所述飞行器是否处于预设飞行状态；

若是，则在预设时间段内获取所述动力信息和所述电力信息。

7.根据权利要求6所述的过载保护方法，其特征在于，所述判断所述飞行器是否处于预设飞行状态的步骤，包括：

获取所述飞行器的位置信息和爬升率；

判断所述位置信息与预设的目标位置信息是否相同，以及所述爬升率是否在预设的设定值区间内；

若所述位置信息与所述目标位置信息相同，且所述爬升率在所述设定值区间内，则判定所述飞行器处于所述预设飞行状态。

8.一种过载保护装置，其特征在于，应用于飞行器，所述飞行器包括动力系统和电力系统，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述动力系统的动力信息和所述电力系统的电力信息；其中，所述动力信息表征所述动力系统中电机的运转状态，所述电力信息表征所述电力系统中电池的输出电量状态；

第一判断模块，用于依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障；

控制模块，用于若所述动力系统和所述电力系统中至少一个发生过载故障，则控制所述飞行器迫降。

9.根据权利要求8所述的过载保护装置，其特征在于，所述动力信息包括电机平均功率和电池输出功率，所述第一判断模块包括：

第一计算单元，用于将所述电池输出功率与预设的第一比例值进行乘法计算，得到第一功率阈值；

第一比较单元，用于将所述电机平均功率与所述第一功率阈值进行比较；

第一判定单元，用于若所述电机平均功率大于所述第一功率阈值，则判定所述动力系统发生过载故障。

10.根据权利要求8所述的过载保护装置，其特征在于，所述动力信息包括单电机输出功率，所述第一判断模块包括：

第二计算单元，用于将所有单电机输出功率进行加法计算，得到电机总输出功率；

第三计算单元，用于将所述电机总输出功率与预设的第二比例值进行乘法计算，得到第二功率阈值；

第二比较单元，用于将所述单电机输出功率与所述第二功率阈值进行比较；

第二判定单元，用于若所述单电机输出功率大于所述第二功率阈值，则判定所述动力系统发生过载故障。

11.根据权利要求8所述的过载保护装置，其特征在于，所述动力信息包括电机控制信号和电机转速，所述第一判断模块包括：

第一获取单元，用于依据所述电机控制信号和所述电机转速获得所述电机控制信号和所述电机转速之间的比值关系；

第三判定单元，用于若所述比值关系不是正相关关系，则判定所述动力系统发生过载故障。

12.根据权利要求8所述的过载保护装置，其特征在于，所述电力信息包括电池输出电量，所述第一判断模块包括：

第三比较单元，用于将所述电池输出电量与预设的电量阈值进行比较；

第四判定单元，用于若所述电池输出电量超过所述电量阈值，则判定所述电力系统发生过载故障。

13.根据权利要求8所述的过载保护装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二判断模块，用于判断所述飞行器是否处于预设飞行状态；

所述获取模块，还用于在所述飞行器处于预设飞行状态时，在预设时间段内获取所述动力信息和所述电力信息。

14.根据权利要求13所述的过载保护装置，其特征在于，所述第二判断模块包括：

第二获取单元，用于获取所述飞行器的位置信息和爬升率；

判断单元，用于判断所述位置信息与预设的目标位置信息是否相同，以及所述爬升率是否在预设的设定值区间内；

第五判定单元，用于若所述位置信息与所述目标位置信息相同，且所述爬升率在所述设定值区间内，则判定所述飞行器处于所述预设飞行状态。

15.一种飞行器，其特征在于，包括协处理器、飞行控制器、采集模块、动力系统和电力系统，所述协处理器、所述飞行控制器和所述采集模块依次电连接，所述采集模块与所述动力系统和所述电力系统均电连接；

所述采集模块用于采集所述动力系统的动力信息和所述电力系统的电力信息，并将所述动力信息和所述电力信息发送至所述飞行控制器；其中，所述动力信息表征所述动力系统中电机的运转状态，所述电力信息表征所述电力系统中电池的输出电量状态；

所述飞行控制器用于将所述动力信息和所述电力信息发送至所述协处理器；

所述协处理器用于依据所述动力信息和所述电力信息判断所述动力系统和所述电力系统是否发生过载故障，若所述动力系统和所述电力系统中至少一个发生过载故障，则控制所述飞行器迫降。

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