CN112945592A - 故障原因确定方法及装置 - Google Patents

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CN112945592A CN201911260526.2A CN201911260526A CN112945592A CN 112945592 A CN112945592 A CN 112945592A CN 201911260526 A CN201911260526 A CN 201911260526A CN 112945592 A CN112945592 A CN 112945592A
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Abstract

本申请公开了一种故障原因确定方法及装置。其中，该方法包括：获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致。本申请解决了通过人工分析进行无人机故障的原因的确认，确认效率较低的技术问题。

Description

故障原因确定方法及装置
技术领域
本申请涉及无人机领域，具体而言，涉及一种故障原因确定方法及装置。
背景技术
现有技术中，无人机发生飞行故障时，在客户提交的保障单中，包含飞行日志，无人机故障时环境照片，对于大部分的飞行故障仅仅需要飞行日志就能判断出无人机故障原因，少部分飞行故障还需要结合无人机故障环境照片及客户反馈说明进行判别。
目前，无人机飞行事故分析方法为人工通过软件对飞控日志进行数据分析和结合无人机故障环境照片及说明进行判别，这种分析方法对分析人员的知识技能要求较高，且分析时效性不高，在农忙季节经常会出现一天七八十个或者接近上百个的飞行事故数据需要人工分析处理，这种分析方式一方面对分析人员来说任务量较大，一方面对客户来说不能及时快速的分析出无人机事故原因，将极大的影响客户的作业效率。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种故障原因确定方法及装置，以至少解决通过人工分析进行无人机故障的原因的确认，确认效率较低的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种故障原因确定方法，包括：获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致。
可选地，所述GPS速度为根据多普勒效应对接收到的卫星信号进行计算得到，所述IMU速度的大小为通过所述飞行设备中IMU测量得出，所述IMU速度的方向是以所述飞行设备自身为坐标系确定的，所述参考速度为根据飞行日志中所述飞行设备在第一时刻的第一位置的值、在第二时刻的第二位置的值、与所述飞行设备自所述第一位置飞行至所述第二位置处所耗的时长计算得出。
可选地，所述GPS速度包括第一垂直速度与第一水平速度，所述IMU速度包括第二垂直速度与第二水平速度，所述融合速度包括融合垂直速度与融合水平速度，所述融合垂直速度为基于所述第一垂直速度以及所述第二垂直速度确定的，所述融合水平速度为基于所述第一水平速度、航向信息以及所述第二水平速度确定的；第一差值包括第一水平差值与第一垂直差值，第二差值包括第二水平差值与第二垂直差值，所述参考速度包括参考水平速度与参考垂直速度，其中，所述第一水平差值为所述第一水平速度与所述融合水平速度的差，所述第二水平差值为所述第一水平速度与所述参考水平速度的差，所述第一垂直差值为所述第一垂直速度与所述融合垂直速度的差，所述第二垂直差值为所述第一垂直速度与所述参考垂直速度的差，第一预设阈值包括第一垂直预设阈值与第一水平预设阈值，第二预设阈值包括第二垂直预设阈值与第二水平预设阈值。
可选地，所述第一位置的值包括第一高度值与第一水平值，所述第二位置的值包括第二高度值与第二水平值。
可选地，确定故障由所述参考速度异常导致之后，所述方法还包括：根据所述飞行设备接收到的卫星信号确定所述参考速度异常的原因。
可选地，根据所述飞行设备接收到的卫星信号确定所述参考速度异常的原因包括：在所述卫星信号小于预设强度时，则确定所述卫星信号导致所述参考速度异常。
可选地，在所述卫星信号不小于预设强度时，所述方法还包括：判断所述飞行设备是否处于RTK状态，若否，则确定所述飞行设备退出RTK状态导致所述参考速度异常，所述RTK状态为所述飞行设备正常接收所述卫星信号以及RTK差分数据的状态；若是，则确定所述飞行设备出现硬件故障导致位置突变。
可选地，在第一垂直差值的绝对值小于所述第一垂直预设阈值，且第二垂直差值的绝对值不小于所述第二垂直预设阈值时，确定故障由所述参考垂直速度异常导致之后，所述方法还包括：判断所述飞行设备是否以GPS定高模式飞行，若是，则根据所述第二高度值与目标GPS高度值确定所述第一高度值突变引起的故障类型。
可选地，根据所述第二高度值与目标GPS高度值确定所述第一高度值突变引起的故障类型包括：判断第三差值的绝对值是否大于第一预设值，若否，则确定所述第一高度值突变引起所述飞行设备高度升高，若是，则判断所述第三差值的绝对值是否大于第四差值的绝对值，若是，则确定所述第一高度值突变引起的故障类型为所述飞行设备触地，其中，所述第三差值为所述第二高度值与目标GPS高度值的差，所述第四差值为所述飞行设备的仿地高度值与第二预设值的差，所述仿地高度值为所述飞行设备距离地面的高度值。
可选地，在所述第一水平差值小于所述第一水平预设阈值时，所述方法还包括：在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率大于第四预设阈值时，则确定故障由姿态超调导致；在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率小于第四预设阈值时，则确定故障由姿态测量异常导致。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种故障报警方法，包括：获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，发送故障提示信息，所述故障提示信息用于提示所述故障由所述参考速度异常导致。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种故障原因确定装置，包括：获取模块，用于获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；确定模块，用于在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述的故障原因确定方法。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种处理器，其所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述的故障原因确定方法。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现执行上述的故障原因确定方法。
在本申请实施例中，采用获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致的方式，达到了根据多个速度来源确认飞行设备的故障原因的技术效果，进而解决了通过人工分析进行无人机故障的原因的确认，确认效率较低的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种可选的故障原因确定方法的流程示意图；
图2是根据本申请实施例的一种可选的故障原因确定装置的结构示意图；
图3是根据本申请实施例的一种可选的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
首先，在对本申请实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：
IMU:Inertial measurement unit，惯性测量单元，是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。
RTK:Real-time kinematic，实时动态，载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差结算坐标。
根据本申请实施例，提供了一种故障原因确定方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本申请实施例的故障原因确定方法的流程示意图，如图1所示，该方法至少包括如下步骤：
步骤S102，获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；
所述参考速度为根据飞行日志中所述飞行设备在第一时刻的第一位置的值、在第二时刻的第二位置的值、与所述飞行设备自所述第一位置飞行至所述第二位置处所耗的时长计算得出。
在本申请的一些可选的实施例中，根据飞行日志中所述飞行设备在第一时刻的第一位置的值、在第二时刻的第二位置的值、与所述飞行设备自所述第一位置飞行至所述第二位置处所耗的时长计算得出参考速度可以通过以下方式进行实现：将第一位置至第二位置的距离与第一时刻距第二时刻的时长的商作为所述参考速度。其中，所述第一时刻、第二时刻、第一位置的值与第二位置的值可记录在飞行日志中。当参考速度为水平速度时，第一位置与第二位置为经纬度位置，当参考速度为垂直速度时第一位置与第二位置为垂直位置。其中，第一位置的值为第一位置的位置值，第二位置的值为第二位置的位置值。
步骤S104，在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致。
在本申请的一些可选的实施例中，用户可以对上述第一预设阈值、上述第二预设阈值进行设定，第一预设阈值可以为0.3m/s-0.8m/s，第二预设阈值也可以为0.3m/s-0.8m/s。
可选地，所述GPS速度为根据多普勒效应对接收到的卫星信号进行计算得到，所述IMU速度的大小为通过所述飞行设备中IMU测量得出，所述IMU速度的方向是以所述飞行设备自身为坐标系确定的。可选地，所述GPS速度包括第一垂直速度与第一水平速度，所述IMU速度包括第二垂直速度与第二水平速度，所述融合速度包括融合垂直速度与融合水平速度，所述融合垂直速度为基于所述第一垂直速度以及所述第二垂直速度确定的，所述融合水平速度为基于所述第一水平速度、航向信息以及所述第二水平速度确定的；第一差值包括第一水平差值与第一垂直差值，第二差值包括第二水平差值与第二垂直差值，所述参考速度包括参考水平速度与参考垂直速度，其中，所述第一水平差值为所述第一水平速度与所述融合水平速度的差，所述第二水平差值为所述第一水平速度与所述参考水平速度的差，所述第一垂直差值为所述第一垂直速度与所述融合垂直速度的差，所述第二垂直差值为所述第一垂直速度与所述参考垂直速度的差，第一预设阈值包括第一垂直预设阈值与第一水平预设阈值，第二预设阈值包括第二垂直预设阈值与第二水平预设阈值。
在本申请的一些可选的实施例中，基于所述第一垂直速度以及所述第二垂直速度确定融合垂直速度可以通过以下方式进行实现：将所述第一垂直速度与第二垂直速度的平均值作为所述融合垂直速度，或者将所述第一垂直速度与第二垂直速度的平方根作为所述融合垂直速度。
可选地，将第一垂直速度与第二垂直速度的平方根作为融合垂直速度可以通过以下方式进行实现：第一垂直速度为a1，第二垂直速度为b1，融合垂直速度为c1，则
Figure BDA0002311475910000061
或
Figure BDA0002311475910000062
可选地，基于所述第一水平速度、所述航向信息以及所述第二水平速度确定融合水平速度可以通过以下方式进行实现：基于所述航向信息以及所述第二水平速度将基于所述飞行设备自身坐标系的第二水平速度转换为基于大地坐标系的目标水平速度，将所述第一水平速度与目标水平速度的平均值作为所述融合水平速度，或者将所述第一水平速度与目标水平速度的平方根作为所述融合水平速度。
可选地，将第一水平速度与目标水平速度的平方根作为融合水平速度可以通过以下方式进行实现：第一水平速度为a，目标水平速度为b，融合水平速度为c，则
Figure BDA0002311475910000063
或
Figure BDA0002311475910000064
可选地，所述第一位置的值包括第一高度值与第一水平值，所述第二位置的值包括第二高度值与第二水平值。
可选地，确定故障由所述参考速度异常导致之后，所述方法还需执行以下步骤：根据所述飞行设备接收到的卫星信号确定所述参考速度异常的原因。
可选地，根据所述飞行设备接收到的卫星信号确定所述参考速度异常的原因包括：在所述卫星信号小于预设强度时，则确定所述卫星信号导致所述参考速度异常。
在本申请的一些可选的实施例中，卫星信号小于预设强度可以为与飞行设备连接的卫星数目小于预设数目，卫星数目也可能直接为0。在所述卫星信号小于预设强度时，确定所述卫星信号导致所述参考速度异常，即所述卫星信号不良导致所述参考速度异常。其中，卫星信号导致参考垂直速度异常，说明第一高度值和/或第二高度值误差较大，如果飞行设备根据错误的高度值进行飞行，会引起飞行高度异常(不断爬高、降高或高度波动)；卫星信号不良引起飞行设备参考水平速度异常，说明第一水平值和/或第二水平值误差较大，飞行设备根据错误的水平值飞行时会偏离既定航线。
需要说明的是，上述判断卫星信号是否小于预设强度，也可以通过参考速度对应的时间点之前的数据帧进行判断，即若当前帧显示卫星信号正常，还可以通过对应当前帧的时间点之前的时刻的数据帧进行判断，若当前帧之前的数据帧显示卫星信号小于预设强度，则确定所述卫星信号导致所述参考速度异常。其中，所述帧为在一个时间点记录的数据。
可选地，飞行日志中的数据按帧保存，在分析时，按时间先后顺序逐帧获取如GPS速度、IMU速度以及参考速度等飞行数据。
可选地，在所述卫星信号不小于预设强度时，所述方法还需执行以下步骤：判断所述飞行设备是否处于RTK状态，若否，则确定所述飞行设备退出RTK状态导致所述参考速度异常，所述RTK状态为所述飞行设备正常接收所述卫星信号以及RTK差分数据的状态；若是，则确定所述飞行设备出现硬件故障导致位置突变，具体地，需对RTK模块进行更换。
可选地，当判断所述飞行设备依然处于RTK状态时，则可确定飞行设备是在定位正常的情况下参考垂直速度异常。参考垂直速度异常会引起飞行设备飞行高度波动。RTK技术建立在及时处理两个测站(基准站和移动站)的载波相位基础上，基准站通过数据链及时将其载波观测量及自身的精确坐标信息一同传送给移动站。移动站利用来自基准站的数据以及自身接收到的GPS卫星数据解算出RTK差分数据，并得出厘米级的定位结果。
若飞行设备仍然处于RTK状态，则确定飞行设备是在定位系统正常的情况下出现了参考速度异常，建议更换RTK模块。
需要说明的是，上述判断所述飞行设备是否处于RTK状态，可以通过参考速度对应的当前数据帧进行判断，若当前帧显示飞行设备未处于RTK状态，则确定所述飞行设备退出RTK状态导致所述参考速度异常，其中，所述帧为在一个时间点记录的数据。
可选地，所述第一差值可以为：预设时间段内各个预设时间点对应的所述GPS速度与所述各个预设时间点对应的所述融合速度的差值的平均值，该差值的平均值可以通过对应于GPS速度的曲线与对应融合速度的曲线在各个时间点对应的差值的平均值；所述第二差值可以为：所述各个预设时间点对应的所述GPS速度与所述各个预设时间点对应的所述参考速度的差值的平均值，该差值的平均值可以通过对应于GPS速度的曲线与对应的参考速度的曲线在各个时间点对应的差值的平均值。
在本申请的一些可选的实时例中，每个预设时间点对应一个GPS速度、IMU速度、融合速度与参考速度。在本申请的一些可选的实施例中，可以根据获取到的数据，如GPS速度，IMU速度，融合速度，参考速度，拟合出以时间为横坐标，数据值为纵坐标的曲线，便于管理员对速度直观查看，也便于分析曲线的拟合程度。
可选地，在第一垂直差值的绝对值小于所述第一垂直预设阈值，且第二垂直差值的绝对值不小于所述第二垂直预设阈值时，确定故障由所述参考垂直速度异常导致之后，所述方法还需执行以下步骤：判断所述飞行设备是否以GPS定高模式飞行，若是，则根据所述第二高度值与目标GPS高度值确定所述第一高度值突变引起的故障类型。
可选地，根据所述第二高度值与目标GPS高度值确定所述第一高度值突变引起的故障类型可以通过下方式进行实现：判断第三差值的绝对值是否大于第一预设值，若否，则确定所述第一高度值突变引起所述飞行设备高度升高，若是，则判断所述第三差值的绝对值是否大于第四差值的绝对值，若是，则确定所述第一高度值突变引起的故障类型为所述飞行设备触地，其中，所述第三差值为所述第二高度值与目标GPS高度值的差，所述第四差值为所述飞行设备的仿地高度值与第二预设值的差，所述仿地高度值为所述飞行设备距离地面的高度值。
可选地，第一预设值与第二预设值可以通过用户设定，第一预设值可以为0米，第二预设值可以为0.5米。
可选地，在所述第一水平差值小于所述第一水平预设阈值时，所述方法还包括：在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率大于第四预设阈值时，则确定故障由姿态超调导致；在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率小于第四预设阈值时，则确定故障由姿态测量异常导致。
在本申请的一些可选的实施例中，在速度控制环中，当无人机的电机环，姿态环都正常时，无人机的控制水平速度与第一水平速度应该处于一致状态，当无人机的电机环，姿态环都正常，而控制水平速度与融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值时，则代表无人机可能发生了姿态超调或者姿态测量发生异常；
进一步地，第三预设阈值可以为1.2m/s；当无人机控制水平速度超过飞机正常反应速度时称为无人机姿态超调，因此，当无人机的控制水平速度与融合水平速度发生较大分离时，若所述控制水平速度在预设时长内的变化率大于第四预设阈值时，可判定无人机姿态超调；若所述控制水平速度在预设时长内的变化率小于第四预设阈值，此时所述控制水平速度正常，可判定无人机姿态测量异常。具体地，第四预设阈值可以为2m/s2；姿态测量为对俯仰、横滚等姿态角度进行测量。在本申请实施例中，采用获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致的方式，达到了根据多个速度来源确认飞行设备的故障原因的技术效果，进而解决了通过人工分析进行无人机故障的原因的确认，确认效率较低的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，还提供了一种故障报警方法，该方法可包括以下步骤：
S202，获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；
所述参考速度为根据飞行日志中所述飞行设备在第一时刻的第一位置的值、在第二时刻的第二位置的值、与所述飞行设备自所述第一位置飞行至所述第二位置处所耗的时长计算得出。
在本申请的一些可选的实施例中，根据飞行日志中所述飞行设备在第一时刻的第一位置的值、在第二时刻的第二位置的值、与所述飞行设备自所述第一位置飞行至所述第二位置处所耗的时长计算得出参考速度可以通过以下方式进行实现：将第一位置至第二位置的距离与第一时刻距第二时刻的时长的商作为所述参考速度。其中，所述第一时刻、第二时刻、第一位置的值与第二位置的值可记录在飞行日志中。当参考速度为水平速度时，第一位置与第二位置为经纬度位置，当参考速度为垂直速度时第一位置与第二位置为垂直位置。其中，第一位置的值为第一位置的位置值，第二位置的值为第二位置的位置值。
S204，在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，发送故障提示信息，所述故障提示信息用于提示所述故障由所述参考速度异常导致。
在本申请的一些可选的实施例中，用户可以对上述第一预设阈值、上述第二预设阈值进行设定，第一预设阈值可以为0.3m/s-0.8m/s，第二预设阈值也可以为0.3m/s-0.8m/s。
可选地，所述GPS速度为根据多普勒效应对接收到的卫星信号进行计算得到，所述IMU速度的大小为通过所述飞行设备中IMU测量得出，所述IMU速度的方向是以所述飞行设备自身为坐标系确定的。可选地，所述GPS速度包括第一垂直速度与第一水平速度，所述IMU速度包括第二垂直速度与第二水平速度，所述融合速度包括融合垂直速度与融合水平速度，所述融合垂直速度为基于所述第一垂直速度以及所述第二垂直速度确定的，所述融合水平速度为基于所述第一水平速度、航向信息以及所述第二水平速度确定的；第一差值包括第一水平差值与第一垂直差值，第二差值包括第二水平差值与第二垂直差值，所述参考速度包括参考水平速度与参考垂直速度，其中，所述第一水平差值为所述第一水平速度与所述融合水平速度的差，所述第二水平差值为所述第一水平速度与所述参考水平速度的差，所述第一垂直差值为所述第一垂直速度与所述融合垂直速度的差，所述第二垂直差值为所述第一垂直速度与所述参考垂直速度的差，第一预设阈值包括第一垂直预设阈值与第一水平预设阈值，第二预设阈值包括第二垂直预设阈值与第二水平预设阈值。
在本申请的一些可选的实施例中，基于所述第一垂直速度以及所述第二垂直速度确定融合垂直速度可以通过以下方式进行实现：将所述第一垂直速度与第二垂直速度的平均值作为所述融合垂直速度，或者将所述第一垂直速度与第二垂直速度的平方根作为所述融合垂直速度。
可选地，将第一垂直速度与第二垂直速度的平方根作为融合垂直速度可以通过以下方式进行实现：第一垂直速度为a1，第二垂直速度为b1，融合垂直速度为c1，则
Figure BDA0002311475910000101
或
Figure BDA0002311475910000102
可选地，基于所述第一水平速度、所述航向信息以及所述第二水平速度确定融合水平速度可以通过以下方式进行实现：基于所述航向信息以及所述第二水平速度将基于所述飞行设备自身坐标系的第二水平速度转换为基于大地坐标系的目标水平速度，将所述第一水平速度与目标水平速度的平均值作为所述融合水平速度，或者将所述第一水平速度与目标水平速度的平方根作为所述融合水平速度。
可选地，将第一水平速度与目标水平速度的平方根作为融合水平速度可以通过以下方式进行实现：第一水平速度为a，目标水平速度为b，融合水平速度为c，则
Figure BDA0002311475910000111
或
Figure BDA0002311475910000112
可选地，所述第一位置的值包括第一高度值与第一水平值，所述第二位置的值包括第二高度值与第二水平值。
可选地，确定故障由所述参考速度异常导致之后，所述方法还需执行以下步骤：根据所述飞行设备接收到的卫星信号确定所述参考速度异常的原因。
可选地，根据所述飞行设备接收到的卫星信号确定所述参考速度异常的原因包括：在所述卫星信号小于预设强度时，则确定所述卫星信号导致所述参考速度异常。
在本申请的一些可选的实施例中，卫星信号小于预设强度可以为与飞行设备连接的卫星数目小于预设数目，卫星数目也可能直接为0。在所述卫星信号小于预设强度时，确定所述卫星信号导致所述参考速度异常，即所述卫星信号不良导致所述参考速度异常。其中，卫星信号导致参考垂直速度异常，说明第一高度值和/或第二高度值误差较大，如果飞行设备根据错误的高度值进行飞行，会引起飞行高度异常(不断爬高、降高或高度波动)；卫星信号不良引起飞行设备参考水平速度异常，说明第一水平值和/或第二水平值误差较大，飞行设备根据错误的水平值飞行时会偏离既定航线。
需要说明的是，上述判断卫星信号是否小于预设强度，也可以通过参考速度对应的时间点之前的数据帧进行判断，即若当前帧显示卫星信号正常，还可以通过对应当前帧的时间点之前的时刻的数据帧进行判断，若当前帧之前的数据帧显示卫星信号小于预设强度，则确定所述卫星信号导致所述参考速度异常。其中，所述帧为在一个时间点记录的数据。
可选地，飞行日志中的数据按帧保存，在分析时，按时间先后顺序逐帧获取如GPS速度、IMU速度以及参考速度等飞行数据。
可选地，在所述卫星信号不小于预设强度时，所述方法还需执行以下步骤：判断所述飞行设备是否处于RTK状态，若否，则确定所述飞行设备退出RTK状态导致所述参考速度异常，所述RTK状态为所述飞行设备正常接收所述卫星信号以及RTK差分数据的状态；若是，则确定所述飞行设备出现硬件故障导致位置突变，具体地，需对RTK模块进行更换。
可选地，当判断所述飞行设备依然处于RTK状态时，则可确定飞行设备是在定位正常的情况下参考垂直速度异常。参考垂直速度异常会引起飞行设备飞行高度波动。RTK技术建立在及时处理两个测站(基准站和移动站)的载波相位基础上，基准站通过数据链及时将其载波观测量及自身的精确坐标信息一同传送给移动站。移动站利用来自基准站的数据以及自身接收到的GPS卫星数据解算出RTK差分数据，并得出厘米级的定位结果。
若飞行设备仍然处于RTK状态，则确定飞行设备是在定位系统正常的情况下出现了参考速度异常，建议更换RTK模块。
需要说明的是，上述判断所述飞行设备是否处于RTK状态，可以通过参考速度对应的当前数据帧进行判断，若当前帧显示飞行设备未处于RTK状态，则确定所述飞行设备退出RTK状态导致所述参考速度异常，其中，所述帧为在一个时间点记录的数据。
可选地，所述第一差值可以为：预设时间段内各个预设时间点对应的所述GPS速度与所述各个预设时间点对应的所述融合速度的差值的平均值，该差值的平均值可以通过对应于GPS速度的曲线与对应融合速度的曲线在各个时间点对应的差值的平均值；所述第二差值可以为：所述各个预设时间点对应的所述GPS速度与所述各个预设时间点对应的所述参考速度的差值的平均值，该差值的平均值可以通过对应于GPS速度的曲线与对应的参考速度的曲线在各个时间点对应的差值的平均值.
在本申请的一些可选的实时例中，每个预设时间点对应一个GPS速度、IMU速度、融合速度与参考速度。在本申请的一些可选的实施例中，可以根据获取到的数据，如GPS速度，IMU速度，融合速度，参考速度，拟合出以时间为横坐标，数据值为纵坐标的曲线，便于管理员对速度直观查看，也便于分析曲线的拟合程度。
可选地，在第一垂直差值的绝对值小于所述第一垂直预设阈值，且第二垂直差值的绝对值不小于所述第二垂直预设阈值时，确定故障由所述参考垂直速度异常导致之后，所述方法还需执行以下步骤：判断所述飞行设备是否以GPS定高模式飞行，若是，则根据所述第二高度值与目标GPS高度值确定所述第一高度值突变引起的故障类型。
可选地，根据所述第二高度值与目标GPS高度值确定所述第一高度值突变引起的故障类型可以通过下方式进行实现：判断第三差值的绝对值是否大于第一预设值，若否，则确定所述第一高度值突变引起所述飞行设备高度升高，若是，则判断所述第三差值的绝对值是否大于第四差值的绝对值，若是，则确定所述第一高度值突变引起的故障类型为所述飞行设备触地，其中，所述第三差值为所述第二高度值与目标GPS高度值的差，所述第四差值为所述飞行设备的仿地高度值与第二预设值的差，所述仿地高度值为所述飞行设备距离地面的高度值。
可选地，第一预设值与第二预设值可以通过用户设定，第一预设值可以为0米，第二预设值可以为0.5米。
可选地，在所述第一水平差值小于所述第一水平预设阈值时，所述方法还包括：在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率大于第四预设阈值时，则确定故障由姿态超调导致；在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率小于第四预设阈值时，则确定故障由姿态测量异常导致。
在本申请的一些可选的实施例中，在速度控制环中，当无人机的电机环，姿态环都正常时，无人机的控制水平速度与第一水平速度应该处于一致状态，当无人机的电机环，姿态环都正常，而控制水平速度与融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值时，则代表无人机可能发生了姿态超调或者姿态测量发生异常；
进一步地，第三预设阈值可以为1.2m/s；当无人机控制水平速度超过飞机正常反应速度时称为无人机姿态超调，因此，当无人机的控制水平速度与融合水平速度发生较大分离时，若所述控制水平速度在预设时长内的变化率大于第四预设阈值时，可判定无人机姿态超调；若所述控制水平速度在预设时长内的变化率小于第四预设阈值，此时所述控制水平速度正常，可判定无人机姿态测量异常。具体地，第四预设阈值可以为2m/s2；姿态测量为对俯仰、横滚等姿态角度进行测量。
根据本申请实施例，还提供了一种用于实施上述故障原因确定方法的故障原因确定装置，如图2所示，该装置包括：获取模块22、确定模块24；其中：
获取模块22，用于获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；
确定模块24，用于在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致。
可选地，所述GPS速度为根据多普勒效应对接收到的卫星信号进行计算得到，所述IMU速度的大小为通过所述飞行设备中IMU测量得出，所述IMU速度的方向是以所述飞行设备自身为坐标系确定的，所述参考速度为根据飞行日志中所述飞行设备在第一时刻的第一位置的值、在第二时刻的第二位置的值、与所述飞行设备自所述第一位置飞行至所述第二位置处所耗的时长计算得出。
可选地，所述GPS速度包括第一垂直速度与第一水平速度，所述IMU速度包括第二垂直速度与第二水平速度，所述融合速度包括融合垂直速度与融合水平速度，所述融合垂直速度为基于所述第一垂直速度以及所述第二垂直速度确定的，所述融合水平速度为基于所述第一水平速度、航向信息以及所述第二水平速度确定的；第一差值包括第一水平差值与第一垂直差值，第二差值包括第二水平差值与第二垂直差值，所述参考速度包括参考水平速度与参考垂直速度，其中，所述第一水平差值为所述第一水平速度与所述融合水平速度的差，所述第二水平差值为所述第一水平速度与所述参考水平速度的差，所述第一垂直差值为所述第一垂直速度与所述融合垂直速度的差，所述第二垂直差值为所述第一垂直速度与所述参考垂直速度的差，第一预设阈值包括第一垂直预设阈值与第一水平预设阈值，第二预设阈值包括第二垂直预设阈值与第二水平预设阈值。
可选地，所述第一位置的值包括第一高度值与第一水平值，所述第二位置的值包括第二高度值与第二水平值。
可选地，所述确定模块包括第一确定子模块，用于确定故障由所述参考速度异常导致之后，根据所述飞行设备接收到的卫星信号确定所述参考速度异常的原因。
可选地，第一确定子模块包括第二确定子模块，用于在所述卫星信号小于预设强度时，则确定所述卫星信号导致所述参考速度异常。
可选地，所述装置还包括判断模块，用于在所述卫星信号不小于预设强度时，判断所述飞行设备是否处于RTK状态，若否，则确定所述飞行设备退出RTK状态导致所述参考速度异常，所述RTK状态为所述飞行设备正常接收所述卫星信号以及RTK差分数据的状态；若是，则确定所述飞行设备出现硬件故障导致位置突变。
可选地，所述判断模块包括第一判断子模块，用于在第一垂直差值的绝对值小于所述第一垂直预设阈值，且第二垂直差值的绝对值不小于所述第二垂直预设阈值时，判断所述飞行设备是否以GPS定高模式飞行，若是，则根据所述第二高度值与目标GPS高度值确定所述第一高度值突变引起的故障类型。
可选地，所述第一判断子模块包括第二判断子模块，用于判断第三差值的绝对值是否大于第一预设值，若否，则确定所述第一高度值突变引起所述飞行设备高度升高，若是，则判断所述第三差值的绝对值是否大于第四差值的绝对值，若是，则确定所述第一高度值突变引起的故障类型为所述飞行设备触地，其中，所述第三差值为所述第二高度值与目标GPS高度值的差，所述第四差值为所述飞行设备的仿地高度值与第二预设值的差，所述仿地高度值为所述飞行设备距离地面的高度值。
可选地，在所述第一水平差值小于所述第一水平预设阈值时，所述装置还用于：在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率大于第四预设阈值时，则确定故障由姿态超调导致；在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率小于第四预设阈值时，则确定故障由姿态测量异常导致。
需要说明的是，图2所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。
图3是根据本发明实施例的一种计算机设备的结构框图。如图3所示，该计算机设备300可以包括：一个或多个(图中仅示出一个)处理器302、存储器304、以及射频模块、音频模块以及显示屏。
存储器304存储有计算机程序；处理器302执行计算机程序时实现以上的故障原因确定方法。
根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致。
根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时可以执行应用程序的故障原因确定方法中以下步骤的程序代码：获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元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，本申请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全部或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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种故障原因确定方法，其特征在于，包括：
获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；
在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且
所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GPS速度为根据多普勒效应对接收到的卫星信号进行计算得到，所述IMU速度的大小为通过所述飞行设备中IMU测量得出，所述IMU速度的方向是以所述飞行设备自身为坐标系确定的，所述参考速度为根据飞行日志中所述飞行设备在第一时刻的第一位置的值、在第二时刻的第二位置的值、与所述飞行设备自所述第一位置飞行至所述第二位置处所耗的时长计算得出。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述GPS速度包括第一垂直速度与第一水平速度，所述IMU速度包括第二垂直速度与第二水平速度，所述融合速度包括融合垂直速度与融合水平速度，所述融合垂直速度为基于所述第一垂直速度以及所述第二垂直速度确定的，所述融合水平速度为基于所述第一水平速度、航向信息以及所述第二水平速度确定的；第一差值包括第一水平差值与第一垂直差值，第二差值包括第二水平差值与第二垂直差值，所述参考速度包括参考水平速度与参考垂直速度，其中，所述第一水平差值为所述第一水平速度与所述融合水平速度的差，所述第二水平差值为所述第一水平速度与所述参考水平速度的差，所述第一垂直差值为所述第一垂直速度与所述融合垂直速度的差，所述第二垂直差值为所述第一垂直速度与所述参考垂直速度的差，第一预设阈值包括第一垂直预设阈值与第一水平预设阈值，第二预设阈值包括第二垂直预设阈值与第二水平预设阈值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一位置的值包括第一高度值与第一水平值，所述第二位置的值包括第二高度值与第二水平值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定故障由所述参考速度异常导致之后，所述方法还包括：
根据所述飞行设备接收到的卫星信号确定所述参考速度异常的原因。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述飞行设备接收到的卫星信号确定所述参考速度异常的原因包括：
在所述卫星信号小于预设强度时，则确定所述卫星信号导致所述参考速度异常。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述卫星信号不小于预设强度时，所述方法还包括：
判断所述飞行设备是否处于RTK状态，若否，则确定所述飞行设备退出RTK状态导致所述参考速度异常，所述RTK状态为所述飞行设备正常接收所述卫星信号以及RTK差分数据的状态；若是，则确定所述飞行设备出现硬件故障导致位置突变。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在第一垂直差值的绝对值小于所述第一垂直预设阈值，且第二垂直差值的绝对值不小于所述第二垂直预设阈值时，确定故障由所述参考垂直速度异常导致之后，所述方法还包括：
判断所述飞行设备是否以GPS定高模式飞行，若是，则根据所述第二高度值与目标GPS高度值确定所述第一高度值突变引起的故障类型。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述第二高度值与目标GPS高度值确定所述第一高度值突变引起的故障类型包括：
判断第三差值的绝对值是否大于第一预设值，若否，则确定所述第一高度值突变引起所述飞行设备高度升高，若是，则判断所述第三差值的绝对值是否大于第四差值的绝对值，若是，则确定所述第一高度值突变引起的故障类型为所述飞行设备触地，其中，所述第三差值为所述第二高度值与目标GPS高度值的差，所述第四差值为所述飞行设备的仿地高度值与第二预设值的差，所述仿地高度值为所述飞行设备距离地面的高度值。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第一水平差值小于所述第一水平预设阈值时，所述方法还包括：在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率大于第四预设阈值时，则确定故障由姿态超调导致；在控制水平速度与所述融合水平速度的差值的绝对值大于所述第三预设阈值，且所述控制水平速度在预设时长内的变化率小于所述第四预设阈值时，则确定故障由姿态测量异常导致。
11.一种故障报警方法，其特征在于，包括：
获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；
在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且
所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，发送故障提示信息，所述故障提示信息用于提示所述故障由所述参考速度异常导致。
12.一种故障原因确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取飞行设备的融合速度、GPS速度、参考速度，其中，所述融合速度为基于GPS速度、航向信息以及IMU速度确定的；
确定模块，用于在所述GPS速度与所述融合速度的第一差值的绝对值小于第一预设阈值，且
所述GPS速度与所述参考速度的第二差值的绝对值不小于第二预设阈值时，则确定故障由所述参考速度异常导致。
13.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至10中任意一项所述的故障原因确定方法。
14.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至10中任意一项所述的故障原因确定方法。
15.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现执行权利要求1至10中任意一项所述的故障原因确定方法。
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