CN112039156B - 过流保护方法、装置和作业设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种过流保护方法、装置和作业设备，涉及故障检测技术领域。该过流保护方法包括：获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据；其中，飞行数据用于表征作业设备的飞行状态，电机动力数据用于表征电机的运行状态，电池电力数据用于表征电池的输出电量状态，电池电力数据包括电池输出电流信息；在作业设备开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；若发生过流或短路故障，则控制作业设备迫降。其能够准确可靠的鉴定过流故障，提高了作业设备的安全性。

Description

过流保护方法、装置和作业设备

技术领域

本发明涉及故障检测技术领域，具体而言，涉及一种过流保护方法、装置和作业设备。

背景技术

现有的过流保护方案靠单一的电流阈值进行过流判断，若设置电流阈值过高则无法起到保护作用，可能会引起作业设备起火等严重的问题。若设置电流阈值过低可能出现误判，带来不必要的损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种过流保护方法、装置和作业设备，其能够准确可靠的鉴定过流故障，提高了作业设备的安全性。

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流保护方法，应用于作业设备，所述作业设备包括电池和电机，所述方法包括：

获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据；其中，所述飞行数据用于表征所述作业设备的飞行状态，所述电机动力数据用于表征所述电机的运行状态，所述电池电力数据用于表征所述电池的输出电量状态，所述电池电力数据包括电池输出电流信息；

在所述作业设备开始执行航线命令后且所述电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据所述飞行数据、所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；

若发生过流或短路故障，则控制所述作业设备迫降。

在可选的实施方式中，所述在所述作业设备开始执行航线命令后且所述电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据所述飞行数据、所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障的步骤，包括：

判断所述电池输出电流信息对应的值与所述飞行数据对应的值是否为正相关关系；

若否，依据所述电池输出电流信息、所述电机动力数据和所述第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障。

在可选的实施方式中，所述飞行数据包括所述作业设备的爬升率和姿态变化率，所述判断所述电池输出电流信息对应的值与所述飞行数据对应的值是否为正相关关系的步骤，包括：

依据所述电池输出电流信息和所述爬升率获得所述电池输出电流信息和所述爬升率之间的第一比值关系；

依据所述电池输出电流信息和所述姿态变化率获得所述电池输出电流信息和所述姿态变化率之间的第二比值关系；

依据所述第一比值关系和所述第二比值关系，判断所述电池输出电流信息与所述爬升率和所述姿态变化率是否均为正相关关系。

在可选的实施方式中，所述电机动力数据包括电机输出电流信息和电机控制信号，所述第一动力阈值包括第一电流差阈值和第一比值阈值；

所述依据所述电池输出电流信息、所述电机动力数据和所述第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障的步骤，包括：

将所述电池输出电流信息对应的值与所有电机输出电流信息对应的值之和进行减法运算，计算得到第一电流差值；

将所述第一电流差值与所述第一电流差阈值进行比较；

将所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值与所述第一比值阈值进行比较；

若所述第一电流差值大于所述第一电流差阈值，或/和所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值超过所述第一比值阈值，则判定发生过流或短路故障。

在可选的实施方式中，所述将所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值与所述第一比值阈值进行比较的步骤之后，所述方法还包括：

若所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值未超过所述第一比值阈值，判断所述电机控制信号的变化量与所述电机控制信号对应的电机输出电流信息的变化量是否一致；

若不一致，则判定与所述电机控制信号对应的电机发生故障。

在可选的实施方式中，所述将所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值与所述第一比值阈值进行比较的步骤之后，所述方法还包括：

若所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值未超过所述第一比值阈值，判断在预设时间内所述电机输出电流信息是否跟随所述电机控制信号变化；

若未跟随变化，则判定发生过流或短路故障。

在可选的实施方式中，所述获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据的步骤之后，所述方法还包括：

在所述作业设备开始执行航线命令时，依据所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第二动力阈值判断是否发生过流或短路故障。

在可选的实施方式中，所述电机动力数据包括电机输出电流信息和电机控制信号，所述第二动力阈值包括第二电流差阈值和第二比值阈值；

所述在所述作业设备开始执行航线命令时，依据所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第二动力阈值判断是否发生过流或短路故障的步骤，包括：

将所述电池输出电流信息对应的值与所有电机输出电流信息对应的值之和进行减法运算，计算得到第一电流差值；

将所述第一电流差值与所述第二电流差阈值进行比较；

将所述电机控制信号与所述电机输出电流信息对应的值的比值与所述第二比值阈值进行比较；

若所述第一电流差值大于所述第二电流差阈值，或/和所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值超过所述第二比值阈值，则判定发生过流或短路故障。

在可选的实施方式中，所述电池电力数据还包括电池放电量信息，所述获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据的步骤之后，所述方法还包括：

在所述电池启动时，依据所述电池放电量信息和预设的电量阈值判断是否发生过流或短路故障。

在可选的实施方式中，所述在所述电池启动时，依据所述电池放电量信息和预设的电量阈值判断是否发生过流或短路故障的步骤，包括：

将所述电池放电量信息与所述电量阈值进行比较；

若所述电池放电量信息对应的值大于所述电量阈值，则判定所述电池发生过流或短路故障。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

在所述电池启动后且所述作业设备未执行航线命令时，依据所述电池输出电流信息和预设的电流阈值判断是否发生过流或短路故障。

第二方面，本发明实施例提供一种过流保护装置，应用于作业设备，所述作业设备包括电池和电机，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取飞行数据、电机动力数据、电池电力数据；其中，所述飞行数据用于表征所述作业设备的飞行状态，所述电机动力数据用于表征所述电机的运行状态，所述电池电力数据用于表征所述电池的输出电量状态，所述电池电力数据包括电池输出电流信息；

判断模块，用于在所述作业设备开始执行航线命令后且所述电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据所述飞行数据、所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；

控制模块，用于若发生过流或短路故障，则控制所述作业设备迫降。

第三方面，本发明实施例提供一种作业设备，包括协处理器、飞行控制器、采集模块、电池和电机，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电池和所述电机均电连接；

所述采集模块用于采集飞行数据、电机动力数据和电池电力数据，并将所述飞行数据、电机动力数据和电池电力数据发送至所述飞行控制器；其中，所述飞行数据用于表征所述作业设备的飞行状态，所述电机动力数据用于表征所述电机的运行状态，所述电池电力数据用于表征所述电池的输出电量状态；

所述飞行控制器用于将所述飞行数据、电机动力数据和电池电力数据发送至所述协处理器；

所述协处理器用于在所述作业设备开始执行航线命令后且所述电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据所述飞行数据、所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；

所述协处理器还用于在发生过流或短路故障时，控制所述作业设备迫降。

本发明实施例提供的过流保护方法、装置和作业设备，该过流保护方法包括：获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据；其中，飞行数据用于表征作业设备的飞行状态，电机动力数据用于表征电机的运行状态，电池电力数据用于表征电池的输出电量状态，电池电力数据包括电池输出电流信息；在作业设备开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；若发生过流或短路故障，则控制作业设备迫降。可见，通过飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和第一动力阈值，在作业设备开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时判断是否发生过流或短路故障。在作业设备的特定飞行状态下，依据多种数据综合来判定是否发生过流或短路故障，具有较高的准确性且反应也很迅速，能够提高作业设备的安全性。

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作业设备的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种过流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流保护方法的流程示意图；

图4示出了本发明实施例提供的一种过流保护方法的步骤S202的子流程示意图；

图5示出了本发明实施例提供的另一种过流保护方法的步骤S202的子流程示意图；

图6示出了本发明实施例提供的一种过流保护方法的步骤S301的子流程示意图；

图7示出了本发明实施例提供的一种过流保护方法的步骤S302的子流程示意图；

图8示出了本发明实施例提供的一种流过保护装置的结构示意图。

图标：100-作业设备；110-协处理器；120-飞行控制器；130-采集模块；140-电机；150-电池；160-过流保护装置；161-数据获取模块；162-判断模块；163-控制模块。

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，是作业设备100的结构示意图。所述作业设备100包括协处理器110、飞行控制器120、采集模块130、电机140和电池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与电池150和电机140均电连接。可以理解，作业设备100可以为飞行器，具体可以为无人机。

其中，采集模块130用于采集飞行数据、电机动力数据和电池电力数据，并将飞行数据、电机动力数据和电池电力数据发送至飞行控制器120；其中，飞行数据用于表征作业设备100的飞行状态，电机动力数据用于表征电机140的运行状态，电池电力数据用于表征电池150的输出电量状态，电池电力数据包括电池输出电流信息。

飞行控制器120用于将飞行数据、电机动力数据和电池电力数据发送至协处理器110。可以理解，飞行控制器120用于负责作业设备100的作业数据处理，以控制作业设备100的作业状态。

协处理器110用于在作业设备100开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；在发生过流或短路故障时，协处理器110控制作业设备100迫降。可以理解，协处理器110用于负责作业设备100的故障数据处理，以检测作业设备100的过流故障。

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所示的结构仅为作业设备100的结构示意图，所述作业设备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，作业设备100还可包括与图1中所示组件相比无协处理器110的组件，即作业设备100包括飞行控制器120、采集模块130、电机140和电池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与电机140和电池150均电连接。采集模块130用于采集电机140的电机动力数据、电池150的电池电力数据和飞行数据，并将飞行数据、电机动力数据和电池电力数据发送至飞行控制器120。飞行控制器120用于在作业设备100开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障，若发生过流或短路故障，则控制作业设备100迫降。

请参考图2，为本发明实施例提供的过流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流保护方法并不以图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流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。该过流保护方法可以应用在图1所示的作业设备100中，下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S201，获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据。

在本实施例中，飞行数据用于表征作业设备100的飞行状态，电机动力数据用于表征电机140的运行状态，电池电力数据用于表征电池150的输出电量状态，电池电力数据包括电池输出电流信息。

可以理解，采集模块130从电池150处采集得到电池电力数据，从电机140处采集得到电机动力数据，以及采集作业设备100的飞行数据。采集模块130还将电池电力数据、电机动力数据和飞行数据发送至飞行控制器120。飞行控制器120将电池电力数据、电机动力数据和飞行数据转发至协处理器110。

步骤S202，在作业设备开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障。

在本实施例中，协处理器110在作业设备100开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障。

其中，作业设备100开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时刻可以理解为：作业设备100中开始工作的器件较多，电池150提供的电能较大时。且设定电流值可以设置为150A。

可以理解，在作业设备100开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，通过飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障可以在作业设备100出现较为严重的过流或短路故障时，通过多种数据综合分析，可以在过流或短路故障发生中前期及时的检测出过流或短路故障，及时保护作业设备100安全。

步骤S203，若发生过流或短路故障，则控制作业设备迫降。

在本实施例中，若在作业设备100开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时发生过流或短路故障，协处理器110则会控制作业设备100迫降，以保护作业设备100的安全。

由于通过飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障，是在作业设备100出现较为严重的过流或短路故障时，即在故障中前期能够作出响应。但在作业设备100出现轻微漏电时，是无法准确判断是否出现过流或短路故障。故为了更全面的检测出作业设备100的过流或短路故障，如图3所示，过流保护方法还包括以下步骤：

步骤S301，在作业设备开始执行航线命令时，依据电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第二动力阈值判断是否发生过流或短路故障。

在本实施例中，在作业设备100开始执行航线命令时，协处理器110依据电机动力数据、电流输出电流信息和第二动力阈值判断是否发生过流或短路故障，若发生，则控制作业设备100迫降。

可以理解，在作业设备100开始执行航线命令时检测作业设备100是否发生过流或短路故障，能够在作业设备100出现过流或短路故障伊始，及时发现异常，可以降低作业设备100的风险。且第二动力阈值低于第一动力阈值，故在作业设备100开始执行航线命令时检测作业设备100是否发生过流或短路故障的阈值更低，使得检测故障的反应更为迅速。同时，电机动力数据和电池输出电流信息的耦合，使得故障检测的准确性很高。

由于在作业设备100开始执行航线命令时只能检测过流或短路故障产生前期，在作业设备100开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时只能检测出较为严重的过流或短路故障。但在作业设备100刚开始工作时出现的严重过流或短路故障，上述方法是无法有效作出反应的。故为了更全面的保护作业设备100，如图3所示，过流保护方法还包括以下步骤：

步骤S302，在电池启动时，依据电池放电量信息和预设的电量阈值判断是否发生过流或短路故障。

在本实施例中，电池电力数据还包括电池放电量信息。在电池150启动时，协处理器110依据电池放电量信息和电量阈值判断是否发生过流或短路故障，若发生，则控制电池150断开输出。

在另一种实施例，电池150与飞行控制器120电连接。在电池150启动时，依据电池放电量信息和电量阈值判断是否发生过流或短路故障可以由电池150来进行判断，电池150并将得到的判断结论通过飞行控制器120发送至协处理，协处理器110依据判断结论控制电池150是否继续供电。

可以理解，电池放电量信息为恒定时间放出的电量，电量阈值可以设置为230A/2S。在电池150刚启动时，即作业设备100刚上电时，根据电池放电量信息和电量阈值就可以判断电池150是否存在过流或短路故障。依据电池放电量信息和电量阈值判断电池150是否存在过流或短路故障的执行稳定性很强，对作业设备100的保护力度也很大，而且也不需要其它数据的支持，只依据电池放电量信息就能进行故障判断。

为了更全面的保护作业设备100的安全，可以更全面的检测作业设备100不同的作业阶段是否存在过流或短路故障。如图3所示，过流保护方法还包括以下步骤：

步骤S303，在电池启动后且作业设备未执行航线命令时，依据电池输出电流信息和预设的电流阈值判断是否发生过流或短路故障。

在本实施例中，在电池150启动后且作业设备100未执行航线命令时，协处理器110依据电池输出电流信息和预设的电流阈值可以判断作业设备100的机体是否存在漏电，若存在漏电，协处理会控制电池150断开输出。

其中，电流阈值可以设置为5A/S，即电池输出电流信息对应的值为电池150每秒输出的平均电流值大小。

可见，在电池150启动时、在电池150启动后且作业设备100未执行航线命令时、在作业设备100开始执行航线命令时、以及在作业设备100开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时均设置了不同的过流或短路故障判断方式。在作业设备100的不同作业进程依据不同进程的差异性设置不同的故障判断方式，不仅在故障判断依据上保证了全面性和准确性，在故障判断时间上也保证了全面性和准确性。

为了更好的理解协处理器110是如何依据飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障，请参照图4，步骤S202包括以下子步骤：

步骤S401，判断电池输出电流信息对应的值与飞行数据对应的值是否为正相关关系。

在本实施例中，协处理器110判断电池输出电流信息对应的值与飞行数据对应的值是否为正相关关系，若是，则表明作业设备100不存在过流或短路故障，即电池150的输出与作业设备100的飞行数据关系为正相关关系表明作业设备100正常。若否，则表明作业设备100可能存在过流或短路故障，即电池150的输出与作业设备100的飞行数据关系不为正相关关系表明作业设备100可能存在过流或短路异常。

步骤S402，若否，依据电池输出电流信息、电机动力数据和第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障。

在本实施例中，若电池输出电流信息对应的值与飞行数据对应的值不为正相关关系，则表明作业设备100可能存在过流或短路异常，协处理器110可以依据电池输出电流信息、电机动力数据和第一动力阈值进一步确认是否发生过流或短路故障。

在本实施例中，飞行数据包括作业设备100的爬升率和姿态变化率。如图5所示，判断电池输出电流信息对应的值与飞行数据对应的值是否为正相关关系可以包括以下步骤：

步骤S501，依据电池输出电流信息和爬升率获得电池输出电流信息和爬升率之间的第一比值关系。

在本实施例中，采集模块130包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)和IMU(Inertial measurement unit)。依据GPS和IMU可以获取作业设备100的爬升率，并将爬升率传输至飞行控制器120。飞行控制器120将爬升率转发至协处理器110，协处理器110依据电池输出电流信息和爬升率可以获得电池输出电流信息和爬升率之间的第一比值关系。

其中，若电池输出电流信息的变化趋势为变大，爬升率的变化趋势也相应变大，那么第一比值关系则对应为正相关关系；若电池输出电流信息的变化趋势为变大，爬升率的变化趋势为变小或不变，那么第一比值关系则对应为非正相关关系。

步骤S502，依据电池输出电流信息和姿态变化率获得电池输出电流信息和姿态变化率之间的第二比值关系。

在本实施例中，依据采集模块130的IMU可以获取作业设备100的姿态变化率，采集模块130并将获取的姿态变化率发送至飞行控制器120。飞行控制器120将姿态变化率转发至协处理器110，协处理器110依据电池输出电流信息和姿态变化率获得电池输出电流信息和姿态变化率之间的第二比值关系。

其中，若电池输出电流信息的变化趋势为变大，姿态变化率的变化趋势也相应变大，那么第二比值关系则对应为正相关关系；若电池输出电流信息的变化趋势为变大，姿态变化率的变化趋势为变小或不变，那么第二比值关系则对应为非正相关关系。

步骤S503，依据第一比值关系和第二比值关系，判断电池输出电流信息与爬升率和姿态变化率是否均为正相关关系。

在本实施例中，若第一比值关系和第二比值关系均对应为正相关关系，那么协处理器110则判断电池输出电流信息与爬升率和姿态变化率均为正相关关系。

在本实施例中，电机动力数据包括电机输出电流信息和电机控制信号，第一动力阈值包括第一电流差阈值和第一比值阈值。如图5所示，依据电池输出电流信息、电机动力数据和第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障的步骤包括：

步骤S504，将电池输出电流信息对应的值与所有电机输出电流信息对应的值之和进行减法运算，计算得到第一电流差值。

在本实施例中，作业设备100的电机140可以为多个，电机输出电流信息为一个电机140的输出电流信息，也可以理解为一个电机140的电调回传电流。当作业设备100的电机140为多个时，协处理器110将每个电机140对应的电机输出电流信息对应的值进行加法运算，得到所有电机输出电流信息对应的值之和。协处理器110再将电池输出电流信息对应的值与所有电机输出电流信息对应的值之和进行减法运算，计算得到第一电流差值。即第一电流差值表征电池150的输出电流与多个电机140的总输出电流的差值。

步骤S505，将第一电流差值与第一电流差阈值进行比较。

在本实施例中，第一电流差阈值可以设置为40A。协处理器110判断第一电流差值是否大于第一电流差阈值。

步骤S506，将电机控制信号与电机输出电流信息的比值与第一比值阈值进行比较。

在本实施例中，电机控制信号可以为PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号，也可以理解为电机140的油门输出量。第一比值阈值可以设置为50％。协处理器110将电机控制信号对应的值与电机输出电流信息对应的值相除得到对应的比值，并将电机控制信号对应的值与电机输出电流信息对应的值的比值与第一比值阈值进行大小比较。

其中，当电机140为多个时，每个电机140对应有电机控制信号和电机输出电流信息，协处理器110在计算电机控制信号与电机输出电流信息的比值时，是针对同一个电机140的电机控制信号和电机输出电流信息进行比值计算，不同电机140的电机控制信号和不同电机140的电机输出电流信息是不会进行比值计算。

例如，若电机140包括第一电机和第二电机，第一电机对应第一电机控制信号和第一电机输出电流信息，第二电机对应第二电机控制信号和第二电机输出电流信息，即第一电机控制信号用于控制第一电机工作，第一电机输出电流信息为第一电机的输出电流；第二电机控制信号用于控制第二电机工作，第二电机输出电流信息为第二电机的输出电流。那么协处理器110在进行比值计算时，将第一电机控制信号和第一电机输出电流信息进行比值计算，将第二电机控制信号和第二电机输出电流信息进行比值计算。

步骤S507，若第一电流差值大于第一电流差阈值，或/和电机控制信号与电机输出电流信息的比值超过第一比值阈值，则判定发生过流或短路故障。

在本实施例中，若第一电流差值大于第一电流差阈值，协处理器110则判定作业设备100的尾插或电池接头发生过流或短路故障，若第一电流差值不大于第一电流差阈值，则表明作业设备100的尾插或电池接头正常；若电机控制信号与电机输出电流信息的比值超过第一比值阈值，协处理器110则判定作业设备100的电调底板发生过流或短路故障；若第一电流差值大于第一电流差阈值，以及电机控制信号与电机输出电流信息的比值超过第一比值阈值，协处理器110则判定作业设备100的尾插或电池接头发生过流或短路故障，以及作业设备100的电调底板发生过流或短路故障。其中，电调底板可以理解为电机140电源分配集成中心板。

在本实施例中，协处理器110判定作业设备100的尾插或电池接头发生过流或短路故障，和/或作业设备100的电调底板发生过流或短路故障时，会控制电池150停止供电，并锁定电池150。

在本实施例中，如图5所示，若电机控制信号与电机输出电流信息的比值未超过第一比值阈值，则包括以下步骤：

步骤S508，若电机控制信号与电机输出电流信息的比值未超过第一比值阈值，判断电机控制信号的变化量与电机控制信号对应的电机输出电流信息的变化量是否一致。

步骤S509，若不一致，则判定与电机控制信号对应的电机发生故障。

在本实施例中，协处理器110判断电机控制信号的变化量与电机控制信号对应的电机输出电流信息的变化量是否一致可以理解为：若电机控制信号变大，与电机控制信号对应的电机输出电流信息变小或不变，则判定电机控制信号的变化量与电机控制信号对应的电机输出电流信息的变化量是不一致的；若电机控制信号变大，与电机控制信号对应的电机输出电流信息也变大，则判定电机控制信号的变化量与电机控制信号对应的电机输出电流信息的变化量是一致的。

若电机控制信号的变化量与电机控制信号对应的电机输出电流信息的变化量是一致的，协处理器110则判定电机140无故障；若电机控制信号的变化量与电机控制信号对应的电机输出电流信息的变化量是不一致的，协处理器110则判定电机140故障。

步骤S510，若电机控制信号与电机输出电流信息的比值未超过第一比值阈值，判断在预设时间内电机输出电流信息是否跟随电机控制信号变化。

步骤S511，若未跟随变化，则判定发生过流或短路故障。

在本实施例中，协处理器110判断在预设时间内电机输出电流信息是否跟随电机控制信号变化可以理解为：若该预设时间设置为1s，那么电机输出电流信息不随电机控制信号变化而变化超过1s，则判定在预设时间内电机输出电流信息未跟随电机控制信号变化；若电机输出电流信息随电机控制信号变化而变化超过1s，则判定在预设时间内电机输出电流信息跟随电机控制信号变化。

若在预设时间内电机输出电流信息跟随电机控制信号变化，协处理器110则判定电调底板到电机140线路正常；若在预设时间内电机输出电流信息未跟随电机控制信号变化，协处理器110则判定电调底板到电机140线路发生过流或短路故障。

在本实施例中，第二动力阈值包括第二电流差阈值和第二比值阈值。如图6所示，依据电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第二动力阈值判断是否发生过流或短路故障可以包括以下步骤：

步骤S601，将电池输出电流信息对应的值与所有电机输出电流信息对应的值之和进行减法运算，计算得到第一电流差值。

在本实施例中，步骤S601中内容的实施原理与步骤S504中内容的实施原理相同，可参考步骤S504的具体事实原理，在此不作累述。

步骤S602，将第一电流差值与第二电流差阈值进行比较。

在本实施例中，第二电流差阈值可以设置为10A。协处理器110判断第一电流差值是否大于第二电流差阈值。

步骤S603，将电机控制信号与电机输出电流信息对应的值的比值与第二比值阈值进行比较。

在本实施例中，第二比值阈值可以设置为20％。协处理器110将电机控制信号对应的值与电机输出电流信息对应的值相除得到对应的比值，并将电机控制信号对应的值与电机输出电流信息对应的值的比值与第二比值阈值进行大小比较。

其中，当电机140为多个时，协处理器110在计算电机控制信号与电机输出电流信息的比值时，是针对同一个电机140的电机控制信号和电机输出电流信息进行比值计算，不同电机140的电机控制信号和不同电机140的电机输出电流信息是不会进行比值计算。

步骤S604，若第一电流差值大于第二电流差阈值，或/和电机控制信号与电机输出电流信息的比值超过第二比值阈值，则判定发生过流或短路故障。

在本实施例中，若第一电流差值大于第二电流差阈值，协处理器110则判定作业设备100的尾插或电池接头可能漏电，可能存在过流或短路故障；若第一电流差值不大于第二电流差阈值，则表明作业设备100的尾插和电池接头正常；若电机控制信号与电机输出电流信息的比值超过第二比值阈值，协处理器110则判定作业设备100的电调底板可能出现漏电，可能存在过流或短路故障；若第一电流差值大于第二电流差阈值，以及电机控制信号与电机输出电流信息的比值超过第二比值阈值，协处理器110则判定作业设备100的尾插或电池接头可能漏电，以及判定作业设备100的电调底板可能出现漏电。

在本实施例中，协处理器110判定作业设备100的尾插或电池接头可能发生过流或短路故障，和/或作业设备100的电调底板可能发生过流或短路故障时，也会控制电池150停止供电，并控制作业设备100迫降。

如图7所示，依据电池放电量信息和预设的电量阈值判断是否发生过流或短路故障可以包括以下步骤：

步骤S701，将电池放电量信息对应的值与电量阈值进行比较。

步骤S702，若电池放电量信息对应的值大于电量阈值，则判定电池发生过流或短路故障。

在本实施例中，电池放电量信息对应的值为电池150恒定时间内的平均放电量。协处理器110或电池150将电池放电量信息对应的值与电量阈值进行比较，若电池放电量信息对应的值大于电量阈值，则判定电池150发生过流或短路故障。协处理器110在电池150发生过流或短路故障时，会控制电池150断开输出，并锁定电池150。

在本实施例中，作业设备100还可以与地面站或用户终端通信连接，在协处理器110判定作业设备100发生过流或短路故障时，还会将故障信息发送至地面站或用户终端。地面站或用户终端接收到故障信息后，会向用户提示作业设备100发生过流或短路故障。

为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种过流保护装置160的实现方式。进一步地，请参阅图8，图8为本发明实施例提供的一种过流保护装置160的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的过流保护装置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。该过流保护装置160包括：数据获取模块161、判断模块162和控制模块163。

数据获取模块161用于获取飞行数据、电机动力数据、电池电力数据；其中，飞行数据用于表征作业设备100的飞行状态，电机动力数据用于表征电机140的运行状态，电池电力数据用于表征电池150的输出电量状态，电池电力数据包括电池输出电流信息。

可以理解，数据获取模块161用于执行上述步骤S201中内容。

判断模块162用于在作业设备100开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障。

判断模块162还用于在作业设备100开始执行航线命令时，依据电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第二动力阈值判断是否发生过流或短路故障。

判断模块162还用于在电池150启动时，依据电池放电量信息和预设的电量阈值判断是否发生过流或短路故障。

判断模块162还用于在电池150启动后且作业设备100未执行航线命令时，依据电池输出电流信息和预设的电流阈值判断是否发生过流或短路故障。

可以理解，判断模块162用于执行上述步骤S202、步骤S301-303、步骤S401-402、步骤S501-511、步骤S601-604和步骤S701-702中内容。

控制模块163用于若发生过流或短路故障，则控制作业设备100迫降。

可以理解，控制模块163用于执行上述步骤S203中内容。

可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于图1所示的作业设备100中或固化于该作业设备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作业设备100中。

综上所述，本发明实施例提供了一种过流保护方法、装置和作业设备，该过流保护方法包括：获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据；其中，飞行数据用于表征作业设备的飞行状态，电机动力数据用于表征电机的运行状态，电池电力数据用于表征电池的输出电量状态，电池电力数据包括电池输出电流信息；在作业设备开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；若发生过流或短路故障，则控制作业设备迫降。可见，通过飞行数据、电机动力数据、电池输出电流信息和第一动力阈值，在作业设备开始执行航线命令后且电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时判断是否发生过流或短路故障。在作业设备的特定飞行状态下，依据多种数据综合来判定是否发生过流或短路故障，具有较高的准确性且反应也很迅速，能够提高作业设备的安全性。

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 (11)

1.一种过流保护方法，其特征在于，应用于作业设备，所述作业设备包括电池和电机，所述方法包括：

获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据；其中，所述飞行数据用于表征所述作业设备的飞行状态，所述电机动力数据用于表征所述电机的运行状态，所述电池电力数据用于表征所述电池的输出电量状态，所述电池电力数据包括电池输出电流信息；所述飞行数据包括所述作业设备的爬升率和姿态变化率；

在所述作业设备开始执行航线命令后且所述电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据所述飞行数据、所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；包括：判断所述电池输出电流信息对应的值与所述飞行数据对应的值是否为正相关关系；若否，依据所述电池输出电流信息、所述电机动力数据和所述第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；所述判断所述电池输出电流信息对应的值与所述飞行数据对应的值是否为正相关关系的步骤，包括：依据所述电池输出电流信息和所述爬升率获得所述电池输出电流信息和所述爬升率之间的第一比值关系；依据所述电池输出电流信息和所述姿态变化率获得所述电池输出电流信息和所述姿态变化率之间的第二比值关系；依据所述第一比值关系和所述第二比值关系，判断所述电池输出电流信息与所述爬升率和所述姿态变化率是否均为正相关关系；

若发生过流或短路故障，则控制所述作业设备迫降。

2.根据权利要求1所述的过流保护方法，其特征在于，所述电机动力数据包括电机输出电流信息和电机控制信号，所述第一动力阈值包括第一电流差阈值和第一比值阈值；

所述依据所述电池输出电流信息、所述电机动力数据和所述第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障的步骤，包括：

将所述电池输出电流信息对应的值与所有电机输出电流信息对应的值之和进行减法运算，计算得到第一电流差值；

将所述第一电流差值与所述第一电流差阈值进行比较；

将所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值与所述第一比值阈值进行比较；

若所述第一电流差值大于所述第一电流差阈值，或/和所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值超过所述第一比值阈值，则判定发生过流或短路故障。

3.根据权利要求2所述的过流保护方法，其特征在于，所述将所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值与所述第一比值阈值进行比较的步骤之后，所述方法还包括：

若所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值未超过所述第一比值阈值，判断所述电机控制信号的变化量与所述电机控制信号对应的电机输出电流信息的变化量是否一致；

若不一致，则判定与所述电机控制信号对应的电机发生故障。

4.根据权利要求2所述的过流保护方法，其特征在于，所述将所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值与所述第一比值阈值进行比较的步骤之后，所述方法还包括：

若所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值未超过所述第一比值阈值，判断在预设时间内所述电机输出电流信息是否跟随所述电机控制信号变化；

若未跟随变化，则判定发生过流或短路故障。

5.根据权利要求1所述的过流保护方法，其特征在于，所述获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据的步骤之后，所述方法还包括：

在所述作业设备开始执行航线命令时，依据所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第二动力阈值判断是否发生过流或短路故障。

6.根据权利要求5所述的过流保护方法，其特征在于，所述电机动力数据包括电机输出电流信息和电机控制信号，所述第二动力阈值包括第二电流差阈值和第二比值阈值；

所述在所述作业设备开始执行航线命令时，依据所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第二动力阈值判断是否发生过流或短路故障的步骤，包括：

将所述电池输出电流信息对应的值与所有电机输出电流信息对应的值之和进行减法运算，计算得到第一电流差值；

将所述第一电流差值与所述第二电流差阈值进行比较；

将所述电机控制信号与所述电机输出电流信息对应的值的比值与所述第二比值阈值进行比较；

若所述第一电流差值大于所述第二电流差阈值，或/和所述电机控制信号与所述电机输出电流信息的比值超过所述第二比值阈值，则判定发生过流或短路故障。

7.根据权利要求1所述的过流保护方法，其特征在于，所述电池电力数据还包括电池放电量信息，所述获取飞行数据、电机动力数据和电池电力数据的步骤之后，所述方法还包括：

在所述电池启动时，依据所述电池放电量信息和预设的电量阈值判断是否发生过流或短路故障。

8.根据权利要求7所述的过流保护方法，其特征在于，所述在所述电池启动时，依据所述电池放电量信息和预设的电量阈值判断是否发生过流或短路故障的步骤，包括：

将所述电池放电量信息对应的值与所述电量阈值进行比较；

若所述电池放电量信息对应的值大于所述电量阈值，则判定所述电池发生过流或短路故障。

9.根据权利要求1所述的过流保护方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述电池启动后且所述作业设备未执行航线命令时，依据所述电池输出电流信息和预设的电流阈值判断是否发生过流或短路故障。

10.一种过流保护装置，其特征在于，应用于作业设备，所述作业设备包括电池和电机，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取飞行数据、电机动力数据、电池电力数据；其中，所述飞行数据用于表征所述作业设备的飞行状态，所述电机动力数据用于表征所述电机的运行状态，所述电池电力数据用于表征所述电池的输出电量状态，所述电池电力数据包括电池输出电流信息；所述飞行数据包括所述作业设备的爬升率和姿态变化率，

判断模块，用于在所述作业设备开始执行航线命令后且所述电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据所述飞行数据、所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；所述判断模块，具体用于：判断所述电池输出电流信息对应的值与所述飞行数据对应的值是否为正相关关系；若否，依据所述电池输出电流信息、所述电机动力数据和所述第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；所述判断模块，还具体用于：依据所述电池输出电流信息和所述爬升率获得所述电池输出电流信息和所述爬升率之间的第一比值关系；依据所述电池输出电流信息和所述姿态变化率获得所述电池输出电流信息和所述姿态变化率之间的第二比值关系；依据所述第一比值关系和所述第二比值关系，判断所述电池输出电流信息与所述爬升率和所述姿态变化率是否均为正相关关系；

控制模块，用于若发生过流或短路故障，则控制所述作业设备迫降。

11.一种作业设备，其特征在于，包括协处理器、飞行控制器、采集模块、电池和电机，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电池和所述电机均电连接；

所述采集模块用于采集飞行数据、电机动力数据和电池电力数据，并将所述飞行数据、电机动力数据和电池电力数据发送至所述飞行控制器；其中，所述飞行数据用于表征所述作业设备的飞行状态，所述电机动力数据用于表征所述电机的运行状态，所述电池电力数据用于表征所述电池的输出电量状态；所述飞行数据包括所述作业设备的爬升率和姿态变化率，

所述飞行控制器用于将所述飞行数据、电机动力数据和电池电力数据发送至所述协处理器；

所述协处理器用于在所述作业设备开始执行航线命令后且所述电池输出电流信息对应的值大于预设的设定电流值时，依据所述飞行数据、所述电机动力数据、所述电池输出电流信息和预设的第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；所述判断模块，具体用于：判断所述电池输出电流信息对应的值与所述飞行数据对应的值是否为正相关关系；若否，依据所述电池输出电流信息、所述电机动力数据和所述第一动力阈值判断是否发生过流或短路故障；所述判断模块，还具体用于：依据所述电池输出电流信息和所述爬升率获得所述电池输出电流信息和所述爬升率之间的第一比值关系；依据所述电池输出电流信息和所述姿态变化率获得所述电池输出电流信息和所述姿态变化率之间的第二比值关系；依据所述第一比值关系和所述第二比值关系，判断所述电池输出电流信息与所述爬升率和所述姿态变化率是否均为正相关关系；

所述协处理器还用于在发生过流或短路故障时，控制所述作业设备迫降。

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