CN113156998B - 一种无人机飞控系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机飞控系统的控制方法，属于无人机飞控技术领域。一种无人机飞控系统，包括信息处理模块、动力模块、信息采集模块、数据通信模块和控制端，所述信息处理模块连接所述动力模块、信息采集模块、数据通信模块，对其进行数据传输与控制，所述动力模块为无人机提供飞行动力，所述信息采集模块获取外界环境信息和无人机姿态数据信息，所述数据通信模块连接无人机与控制端进行数据通信，所述控制端对无人机进行远程操控，所述信息处理模块依据信息采集模块的数据。本发明采集多类型信息，为自动规划航线提供高可靠支撑；全角度感知，对阻碍物进行及时规避，可应对两侧狭窄或通道环境的航行，增强可控性和高适用性。

Description

一种无人机飞控系统的控制方法

技术领域

本发明涉及无人机飞控技术领域，尤其涉及一种无人机飞控系统的控制方法。

背景技术

无人驾驶飞机，简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制系统操纵的不载人飞行器。飞控系统，作为无人机的大脑，随着技术的发展在逐步改变中。目前的无人机飞控系统，多采用机载控制器、传感器、远程控制端的模式，进行飞行控制。

随着技术的进步，无人机的使用范围逐渐增加，其飞行速度、高度、航行距离，都有了极大的提升。然而目前，对于无人机的管理，并未接入空中管控系统，缺乏统一性。同时，对于飞行过程中的不确定因素和意外状况，通过远程控制无法高效、快速的作出反应，需要加强无人机系统的自动驾驶和半自动驾驶控制功能。关于飞行器机载系统，处理器宕机意味着飞行器坠亡，系统稳定性受到限制；关于自动驾驶判断，仅采用距离计算，导致缺乏可靠性；无法有效识别物品的类型，仅通过轮廓存在误判和错判；对于自动航线控制，及时性无法得到满足；对于通信，单一连接缺乏可靠性；对于机队编组飞行，缺乏同一控制，稳定性不高，达到高精准度的统一性较为困难；对于数据缺乏可靠性；对于信号中断，缺乏高可靠性的处理方案。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中机载系统可靠性、信息采集对自动驾驶支撑不足、数据连接可用性、环境物建模方法不完善的问题，而提出的一种无人机飞控系统的控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种无人机飞控系统，包括信息处理模块、动力模块、信息采集模块、数据通信模块和控制端，所述信息处理模块连接所述动力模块、信息采集模块、数据通信模块，对其进行数据传输与控制，所述动力模块为无人机提供飞行动力，所述信息采集模块获取外界环境信息和无人机姿态数据信息，所述数据通信模块连接无人机与控制端进行数据通信，所述控制端对无人机进行远程操控；所述信息处理模块依据信息采集模块的数据，生成三维地形图；所述信息处理模块控制无人机的飞行航线并记录飞行轨迹；

所述信息处理模块设置有主芯片模组和备用芯片模组，所述主芯片模组与所述备用芯片模组通信连接；

所述动力模块设置有姿态控制器、发动机和螺旋桨，所述姿态控制器驱动发动机运转，对螺旋桨的状态进行调整；

所述信息采集模块设置有GPS、气压计、风速计、陀螺仪和加速度计，所述信息采集模块设置有磁传感器，所述信息采集模块设置有球形雷达组，所述信息采集模块设置有视觉模块，所述视觉模块设置有摄像装置，所述信息采集模块设置有激光测距仪；

所述数据通信模块设置有电台通信、WiFi通信、卫星通信和蜂窝通信，所述数据通信模块设置有Zigee通信。

优选的，所述摄像装置的数量为两组，每组所述摄像装置包含可见光摄像头和红外热成像摄像头；其中一组所述摄像装置通过陀螺稳定转台与机身连接，另一组设置固定安装在机体的底部下方位置。

优选的，所述数据通信模块设置有空中交通管制部门应答模块。

优选的，所述信息处理模块设置有内置存储和外置存储插槽。

一种无人机飞控系统的控制方法，包括如下步骤：

任务航线飞行：向信息处理模块载入任务航线数据，无人机依据任务航线进行飞行；

自动驾驶飞行：设置目标点坐标，无人机从出发点起飞，系统自行判断环境，生成三维地形图，生成航线信息；

人工操控飞行：通过数据通信模块，连接无人机与控制端，控制端发送命令，控制无人机飞行;

环境物建模飞行：设置目标环境物坐标，无人机对其环绕飞行，建立环境物的三维外形图。

优选的，在步骤自动驾驶飞行中包括以下步骤：

S1）飞行通信，通过数据通信模块保持无人机与控制端的连接状态；

S2）飞行信息采集，通过信息采集模块，实时获取无人机当前所处位置的GPS坐标、环境气压、风速、无人机机身的倾斜、水平状态及航行方向、加速度信息、磁场、环境雷达信息、激光测距信息，通过视觉模块采集环境图像信息，并提供到所述信息处理模块；

S3）生成三维地形图，通过信息采集模块的数据，识别环境物体，生成三维地形图；

S4）规划航线，依据三维地形图，规避障碍物，生成航线；

S5）自动驾驶，依据航线数据，进行自动飞行，对航线进行实时调整，并记录历史航线数据；

S6）飞行姿态调整，通过信息采集模块获取的飞行姿态信息作为反馈量，通过动力模块对飞行姿态进行调整，以匹配航线；

S7）返航，可依据历史航线数据，进行原路自动返航；或根据生成的三维地形图，计算最短返航路线；

S8）降落，依据目标点位置，定点自动降落；或依据信息采集模块，寻找合适区域降落：在降落过程中，依据地面图像，实现精准定位，获取最佳降落点。

优选的，在步骤S3）生成三维地形图中，所述信息采集模块的摄像装置获取外界环境的图像信息，并传输至信息处理模块；所述球形雷达组获取无人机全方位环境的雷达探测信息，生成雷达轮廓图；所述信息处理模块将图像数据信息与雷达轮廓图进行集合，判断环境物的类型以及物体的边沿与面，并通过激光测距仪获取精准位置距离，生成无人机前侧的立体地形识别图，以及其他方位的立体地形雷达图。

优选的，在步骤环境物建模飞行中，无人机到达目标点位置后，首先对目标物的顶部位置进行确认；若无人机飞行高度低于目标物顶部高度，通过球形雷达组和激光测距仪，对其顶部位置进行测定，上升至目标物的顶部空间，获得环境物的高度信息；之后，对目标物顶面进行信息采集，寻找其中心点；信息采集包括图像、雷达探测和激光测距；确定中心点后，无人机垂直攀升，至视觉模块完全覆盖到建筑物的底面；保持飞行高度，以环境物顶面边沿各点的外接圆为路径飞行，进行环绕信息采集，建立初步的环境物各立面垂直俯视轮廓；之后，信息处理模块依据垂直轮廓，规划环绕测定航线；航线为，由顶部至底面，环绕建筑物各立面外表，螺旋下降；逐步建立环境物的外表面扫描信息。

优选的，在步骤自动驾驶飞行中，设置有断连返航控制，在数据连接中断时，无人机按照历史航线返回，待连接建立后，对断连区域进行规避，规划新航线；在步骤人工操控飞行中，设置有断连返航控制，在数据连接中断时，无人机按照历史航线返回，待连接建立后，对断连区域标示，发送至控制端，并进其区域进行规避提醒。

与现有技术相比，本发明提供了一种无人机飞控系统及控制方法，具备以下有益效果：

1、本发明，通过无人机机载信息处理模块依据信息采集模块的数据，生成三维地形图，采集图像、雷达、激光测距等多类型信息，为自动规划航线提供高可靠支撑。

2、本发明，通过冗余设置的双主控芯片设计，有效提高系统运行的稳定性和可靠性；磁传感器辅助识别，并规避强磁场区域，维护设备安全性；球形雷达组，全角度感知，对阻碍物进行及时规避，可应对两侧狭窄或通道环境的航行，增强可控性和高适用性；激光测距仪对摄像辅助定焦，提高成像效果，搭配球形雷达组，提高对外界环境距离的精准测量；可见光摄像搭配红外热成像，可提前规避生物的移动轨迹，减少生物的不稳定移动对航行的影响；数据双路存储，提高数据安全性和可靠性，外置存储便于拆卸，及进行数据存取操作。

3、本发明，通过多连接方式提高数据通信的可靠性，扩大可适用范围；多飞行器可互相连接形成链路网，扩大数据传输距离，并提高连接的可靠性；设置空中交通管制部门应答模块进行应答，提高其可管理性和可控性，对民航飞机固定航线数据、限制飞行区域进行规避。

4、本发明，通过设置任务航线飞行、自动驾驶飞行、人工操控飞行和环境物建模飞行，多种控制方法，应用不同任务要求。

5、本发明，通过自动驾驶，航线自动进行实时调整，高可用性；返航可依据历史航线数据，原路返航，或根据三维地形图，计算最短返航路线，以缩短其返回时间，扩大飞行范围；降落可依据目标点位置定点降落，或依据信息采集寻找合适区域降落，降落过程中依据地面图像采集，实现精准定位，获取最佳降落点。

6、本发明，通过环境物建模飞行中，规划环绕测定航线，由顶部至底面，环绕建筑物各立面外表，螺旋下降，逐步建立环境物的外表面扫描信息；信息获取充足，保证建模的精准度。

7、本发明，通过断连返航控制在数据连接中断时，按照历史航线返回，对断连区域进行规避，进一步提高连接与控制的可靠性；在飞行前进行自检，保证设备和系统的健康，以减少飞行过程故障率，保持系统的高可靠性。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明采集多类型信息，为自动规划航线提供高可靠支撑；双主控芯片提高系统运行的稳定性和可靠性；全角度感知，对阻碍物进行及时规避，可应对两侧狭窄或通道环境的航行，增强可控性和高适用性；激光测距仪辅助提高成像效果，提高对外界环境距离的精准测量；规避生物的移动轨迹，减少对航行的影响；数据双路存储，提高数据安全性和可靠性，外置存储便于拆卸及进行数据存取操作；多连接方式，提高数据通信的可靠性，扩大可适用范围；飞行器连接形成链路网，扩大数据传输距离，并提高连接的可靠性；空中交通管制部门应答模块进行应答，提高其可管理性和可控性；设置任务航线飞行、自动驾驶飞行、人工操控飞行和环境物建模飞行，多种控制方法，应用不同任务要求；自动驾驶航线自动进行实时调整，高可用性；返航可根据三维地形图，计算最短返航路线，以缩短其返回时间，扩大飞行范围；降落可依据信息采集寻找合适区域降落：降落过程中依据地面图像采集，实现精准定位，获取最佳降落点；环境物建模飞行中，螺旋下降，信息获取充足，保证建模的精准度；断连返航控制对断连区域进行规避，进一步提高连接与控制的可靠性；自检保证设备和系统的健康，以减少飞行过程故障率，保持系统的高可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为信息采集模块的结构框图；

图3为数据通信模块的结构框图；

图4为自动驾驶飞行的流程图；

图5为环境物建模飞行的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-3，一种无人机飞控系统，包括信息处理模块、动力模块、信息采集模块、数据通信模块和控制端，信息处理模块连接动力模块、信息采集模块、数据通信模块，对其进行数据传输与控制，从而对无人机整体状态进行控制；动力模块为无人机提供飞行动力，信息采集模块获取外界环境信息和无人机姿态数据信息，数据通信模块连接无人机与控制端进行数据通信，控制端对无人机进行远程操控；信息处理模块依据信息采集模块的数据，生成三维地形图；信息处理模块控制无人机的飞行航线并将信息采集模块获取的地理位置信息及航行状态信息，在生成的三维地图上记录飞行轨迹；

信息处理模块设置有主芯片模组和备用芯片模组，主芯片模组与备用芯片模组通信连接；在主芯片模组工作异常时启用备用芯片模组；同时，备用芯片模组在主芯片模组正常使用时，可用于辅助计算；采用冗余设置的双主控芯片设计，有效提高系统运行的稳定性和可靠性；

动力模块设置有姿态控制器、发动机和螺旋桨，姿态控制器驱动发动机运转，对螺旋桨的状态进行调整，从而对飞行姿态进行调整；

信息采集模块设置有GPS、气压计、风速计、陀螺仪和加速度计；信息采集模块实时获取无人机当前所处位置的GPS坐标、环境气压、风速、无人机机身的倾斜、水平状态及航行方向、加速度信息，并提供到信息处理模块；信息处理模块依据数据，对机身进行调整控制至所需姿态；信息采集模块设置有磁传感器；磁传感器检测环境磁场，并辅助进行方向识别；磁场，对于无人机的通信连接以及内部电子设备的正常运行会产生影响，当磁场强度达到一定数值时，会严重干燥通信，甚至造成通信中断和电子设备损毁；通过磁场传感器不仅可以获取地球磁场，获取方向信息，搭辅助配其他设备对航行状态进行精准控制；另一方面提供检测报警功能，感知并规避强磁场区域，避免因为强磁场对通信和机体内电子器件的影响和损害，维护设备安全性；信息采集模块设置有球形雷达组；通过球形雷达组获取机身外部全方位的周围环境信息；全角度感知，可对所有方向的阻碍物进行及时规避；且，使其可应对两侧狭窄或通道环境的航行，增强可控性和高适用性；信息采集模块设置有视觉模块；视觉模块设置有摄像装置；信息采集模块设置有激光测距仪；激光测距仪搭配摄像装置，对其摄像过程中进行辅助定焦，提高成像效果；同时，激光测距仪搭配球形雷达组，进一步提高对外界环境距离的精准测量，从而提高三维轮廓数据的精准度；

数据通信模块设置有电台通信、WiFi通信、卫星通信和蜂窝通信；数据通信模块提供电台控制连接、WiFi近距离控制连接、卫星通信控制连接和蜂窝通信控制连接，以使得可根据需求进行可用的连接控制，多连接方式提高数据通信的可靠性，扩大可适用范围；数据通信模块设置有数据完整性效验，进一步保证通信的安全和稳定；数据通信模块设置有Zigee通信；Zigee通信用于在飞行机组间组网连接进行数据通信；Zigee可提供多连接数，充分保证设备的接入，并将多机数据进行交换，提高控制的精准度和统一性；并可连接形成集群计算，进一步提高其控制能力；数据通信模块具备通信扩展连接功能，多飞行器执行任务时，互相连接形成链路网，扩大数据传输距离，并提高连接的可靠性。

摄像装置的数量为两组，每组摄像装置包含一个可见光摄像头和一个红外热成像摄像头；其中一组摄像装置通过陀螺稳定转台与机身连接，设置在机身下部的前方；在飞行过程中自动进行平衡状态调整，获取机体前方环境图像信息；同时，也可通过控制端命令，人工对摄像装置进行角度、方向的调整；另一组设置固定安装在机体的底部下方位置；用于拍摄机体下方环境数据；可见光摄像头拍摄普通影像，红外热成像摄像头生成红外图像；可见光摄像头搭配红外热成像摄像头，测量得到环境物体的温度信息，可发现生物，并传输至中控芯片模组，对其进行判断，提前规避生物的移动轨迹，减少生物的不稳定移动对航行的影响；摄像装置识别环境物体轮廓，传输至中控芯片模组，生成三维地形图；通过三维地形图构建，拥有障碍物提前观测能力，规划前方障碍区域的绕飞路径，并提前规避航线；同时，依托三维轮廓生成功能，具备物体追踪功能，可锁定移动物，并对其进行持续性追踪航行。

数据通信模块设置有空中交通管制部门应答模块；在接收到空中交通管制部门的消息时，按照标准格式发送当前飞行器的信息进行应答，提高其可管理性和可控性；信息处理模块存储有民航飞机固定航线数据、限制飞行区域信息，可提前对其区域进行规避。

信息处理模块设置有内置存储和外置存储插槽；信息处理模块设置数据双路存储，提高数据安全性和可靠性，外置存储便于拆卸进行数据存取操作。

一种无人机飞控系统的控制方法，包括如下步骤：

任务航线飞行：向信息处理模块载入任务航线数据，无人机依据任务航线进行飞行；可通过多种通信方式载入数据，载入数据包括任务区域的地形数据、对应飞行航线数据等；可采用的数据传输方式包括WiFi近场高带宽数据传输、有线连接传输、外置存储传输等；

自动驾驶飞行：设置目标点坐标，无人机从出发点起飞，系统自行判断环境，生成三维地形图，生成航线信息；

人工操控飞行：通过数据通信模块，连接无人机与控制端，控制端发送命令，控制无人机飞行。

请参阅图4，在步骤自动驾驶飞行中，包括以下步骤：

S1）飞行通信，通过数据通信模块保持无人机与控制端的连接状态；根据实际工作环境选择电台通信连接、WiFi通信连接、蜂窝通信连接和卫星通信连接中的一种或多种，以保持高可靠的数据连接状态；优选低延迟、高带宽的传输方式，可有效应对复杂环境下的数据通信；

S2）飞行信息采集，通过信息采集模块，实时获取无人机当前所处位置的GPS坐标、环境气压、风速、无人机机身的倾斜、水平状态及航行方向、加速度信息、磁场、环境雷达信息、激光测距信息，通过视觉模块采集环境图像信息，并提供到信息处理模块；

S3）生成三维地形图，通过信息采集模块的数据，识别环境物体立体轮廓，生成三维地形图；同时，依托三维轮廓生成功能，具备物体追踪功能，可锁定移动物，并对其进行持续性追踪航行；

S4）规划航线，依据三维地形图，规避障碍物，生成航线；

S5）自动驾驶，依据航线数据，进行自动飞行，并对航线进行实时调整，并记录历史航线数据；

S6）飞行姿态调整，通过信息采集模块获取的飞行姿态信息作为反馈量，通过动力模块对飞行姿态进行调整，以匹配航线；

S7）返航，可依据历史航线数据，进行原路自动返航；或根据生成的三维地形图，计算最短返航路线，以缩短其返回时间，扩大飞行范围；

S8）降落，依据目标点位置，定点自动降落；或依据信息采集模块，寻找合适区域降落：在降落过程中，依据地面图像，实现精准定位，获取最佳降落点。

请参阅图5，在步骤环境物建模飞行中，无人机到达目标点位置后，首先对目标物的顶部位置进行确认；若无人机飞行高度低于目标物顶部高度，通过球形雷达组和激光测距仪，对其顶部位置进行测定，上升至目标物的顶部空间，获得环境物的高度信息；之后，对目标物顶面进行信息采集，寻找其中心点；信息采集包括图像、雷达探测和激光测距；寻找中心点过程中，通过识别出的环境物顶面边沿各点，设置外接圆，以其圆心为中心点；确定中心点后，无人机垂直攀升，至视觉模块完全覆盖到建筑物的底面；对于垂直面的环境物，此过程较为短暂，对于底部面积大的环境物，将需要攀升一段距离；攀升过程中，雷达和图像信息不断输入信息处理模块，并对其进行集合处理；保持飞行高度固定，以环境物顶面边沿各点的外接圆为路径飞行，进行环绕信息采集，建立初步的环境物各立面垂直俯视轮廓；之后，信息处理模块依据垂直轮廓，规划环绕测定航线；航线为，由顶部至底面，环绕建筑物各立面外表，螺旋下降；逐步建立环境物的外表面扫描信息；飞行过程中，避让周围障碍物。

在步骤自动驾驶飞行中，设置有断连返航控制，在数据连接中断时，无人机按照历史航线返回，待连接建立后，对断连区域进行规避，规划新航线；在步骤人工操控飞行中，设置有断连返航控制，在数据连接中断时，无人机按照历史航线返回，待连接建立后，对断连区域标示，发送至控制端，并进其区域进行规避提醒；进一步提高连接与控制的可靠性。

在飞行前进行自检，各模块向中控芯片模块发送设备健康信息，自检通过进入下一步，出现异常则进行警报；设置自检过程，保证设备和系统的健康，以减少飞行过程故障率，保持系统的高可靠性。

本发明中，无人机机载信息处理模块依据信息采集模块的数据，生成三维地形图；采集图像、雷达、激光测距等多类型信息，为自动规划航线提供高可靠支撑；冗余设置的双主控芯片设计，有效提高系统运行的稳定性和可靠性；磁传感器辅助识别，并规避强磁场区域，维护设备安全性；球形雷达组，全角度感知，对阻碍物进行及时规避，可应对两侧狭窄或通道环境的航行，增强可控性和高适用性；激光测距仪对摄像辅助定焦，提高成像效果，搭配球形雷达组，提高对外界环境距离的精准测量；可见光摄像搭配红外热成像，可提前规避生物的移动轨迹，减少生物的不稳定移动对航行的影响；多连接方式提高数据通信的可靠性，扩大可适用范围；多飞行器可互相连接形成链路网，扩大数据传输距离，并提高连接的可靠性；设置空中交通管制部门应答模块进行应答，提高其可管理性和可控性，对民航飞机固定航线数据、限制飞行区域进行规避；数据双路存储，提高数据安全性和可靠性，外置存储便于拆卸，及进行数据存取操作；任务航线飞行、自动驾驶飞行、人工操控飞行和环境物建模飞行，多种控制方法，应用不同任务要求；自动驾驶，航线自动进行实时调整，高可用性；返航可依据历史航线数据，原路返航；或根据三维地形图，计算最短返航路线，以缩短其返回时间，扩大飞行范围；降落可依据目标点位置定点降落；或依据信息采集寻找合适区域降落：降落过程中依据地面图像采集，实现精准定位，获取最佳降落点；环境物建模飞行中，规划环绕测定航线，由顶部至底面，环绕建筑物各立面外表，螺旋下降，逐步建立环境物的外表面扫描信息；信息获取充足，保证建模的精准度；断连返航控制在数据连接中断时，按照历史航线返回，对断连区域进行规避，进一步提高连接与控制的可靠性；在飞行前进行自检，保证设备和系统的健康，以减少飞行过程故障率，保持系统的高可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种无人机飞控系统的控制方法，其特征在于：

所述无人机飞控系统包括信息处理模块、动力模块、信息采集模块、数据通信模块和控制端，所述信息处理模块连接所述动力模块、信息采集模块、数据通信模块，对其进行数据传输与控制，所述动力模块为无人机提供飞行动力，所述信息采集模块获取外界环境信息和无人机姿态数据信息，所述数据通信模块连接无人机与控制端进行数据通信，所述控制端对无人机进行远程操控；所述信息处理模块依据信息采集模块的数据，生成三维地形图；所述信息处理模块控制无人机的飞行航线并记录飞行轨迹；

所述信息处理模块设置有主芯片模组和备用芯片模组，所述主芯片模组与所述备用芯片模组通信连接；

所述动力模块设置有姿态控制器、发动机和螺旋桨，所述姿态控制器驱动发动机运转，对螺旋桨的状态进行调整；

所述信息采集模块设置有GPS、气压计、风速计、陀螺仪和加速度计，所述信息采集模块设置有磁传感器，所述信息采集模块设置有球形雷达组，所述信息采集模块设置有视觉模块，所述视觉模块设置有摄像装置，所述信息采集模块设置有激光测距仪；

所述数据通信模块设置有电台通信、WiFi通信、卫星通信和蜂窝通信，所述数据通信模块设置有Zigee通信；

所述摄像装置的数量为两组，每组所述摄像装置包含可见光摄像头和红外热成像摄像头；其中一组摄像装置通过陀螺稳定转台与机身连接，另一组设置固定安装在机体的底部下方位置；

所述数据通信模块设置有空中交通管制部门应答模块；

所述信息处理模块设置有内置存储和外置存储插槽；

所述无人机飞控系统的控制方法，包括如下步骤：

任务航线飞行：向信息处理模块载入任务航线数据，无人机依据任务航线进行飞行；

自动驾驶飞行：设置目标点坐标，无人机从出发点起飞，系统自行判断环境，生成三维地形图，生成航线信息；

人工操控飞行：通过数据通信模块，连接无人机与控制端，控制端发送命令，控制无人机飞行;

环境物建模飞行：设置目标环境物坐标，无人机对其环绕飞行，建立环境物的三维外形图；

所述自动驾驶飞行包括以下步骤：

S1）飞行通信，通过数据通信模块保持无人机与控制端的连接状态；

S2）飞行信息采集，通过信息采集模块，实时获取无人机当前所处位置的GPS坐标、环境气压、风速、无人机机身的倾斜、水平状态及航行方向、加速度信息、磁场、环境雷达信息、激光测距信息，通过视觉模块采集环境图像信息，并提供到所述信息处理模块；

S3）生成三维地形图，通过信息采集模块的数据，识别环境物体，生成三维地形图；

S4）规划航线，依据三维地形图，规避障碍物，生成航线；

S5）自动驾驶，依据航线数据，进行自动飞行，对航线进行实时调整，并记录历史航线数据；

S6）飞行姿态调整，通过信息采集模块获取的飞行姿态信息作为反馈量，通过动力模块对飞行姿态进行调整，以匹配航线；

S7）返航，可依据历史航线数据，进行原路自动返航；或根据生成的三维地形图，计算最短返航路线；

S8）降落，依据目标点位置，定点自动降落；或依据信息采集模块，寻找合适区域降落：在降落过程中，依据地面图像，实现精准定位，获取最佳降落点；

在步骤S3）生成三维地形图中：

所述信息采集模块的摄像装置获取外界环境的图像信息，并传输至信息处理模块；所述球形雷达组获取无人机全方位环境的雷达探测信息，生成雷达轮廓图；所述信息处理模块将图像数据信息与雷达轮廓图进行集合，判断环境物的类型以及物体的边沿与面，并通过激光测距仪获取精准位置距离，生成无人机前侧的立体地形识别图，以及其他方位的立体地形雷达图；

在步骤环境物建模飞行中：

无人机到达目标点位置后，首先对目标物的顶部位置进行确认；若无人机飞行高度低于目标物顶部高度，通过球形雷达组和激光测距仪，对其顶部位置进行测定，上升至目标物的顶部空间，获得环境物的高度信息；之后，对目标物顶面进行信息采集，寻找其中心点；信息采集包括图像、雷达探测和激光测距；确定中心点后，无人机垂直攀升，至视觉模块完全覆盖到建筑物的底面；保持飞行高度，以环境物顶面边沿各点的外接圆为路径飞行，进行环绕信息采集，建立初步的环境物各立面垂直俯视轮廓；之后，信息处理模块依据垂直轮廓，规划环绕测定航线；航线为，由顶部至底面，环绕建筑物各立面外表，螺旋下降；逐步建立环境物的外表面扫描信息。

2.根据权利要求1所述的一种无人机飞控系统的控制方法，其特征在于，在步骤自动驾驶飞行中，设置有断连返航控制，在数据连接中断时，无人机按照历史航线返回，待连接建立后，对断连区域进行规避，规划新航线；在步骤人工操控飞行中，设置有断连返航控制，在数据连接中断时，无人机按照历史航线返回，待连接建立后，对断连区域标示，发送至控制端，并进其区域进行规避提醒。

3.根据权利要求1所述的一种无人机飞控系统的控制方法，其特征在于，在飞行前进行自检，各模块向中控芯片模块发送设备健康信息，自检通过进入下一步，出现异常则进行警报。