CN114048063B - 一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，具体步骤如下：(1)驶离过程中，将控制参数每隔s秒发送给数管分系统进行保存；(2)驶离过程中，若发生切机或复位故障，在应用软件初始时向数管分系统申请取回切机或复位前保存的驶离控制参数；(3)若发生了从数管分系统获取驶离控制参数失败的二重故障，则读取预先存储在非易失性EEPROM存储器中的默认驶离控制参数；(4)若发生了EEPROM中的默认驶离控制参数读取失败的第三重故障，则启用预先存储在SRAM中的默认驶离控制参数。本发明采用数管分系统参数保存与恢复和双重默认参数相结合的方法，对现有星载软件切机或复位故障处理进行改进，以保证火星车更加自主可靠的从着陆平台驶离。
Description
技术领域
本发明涉及一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法及系统，适用于着陆巡视系统中巡视器驶离着陆平台过程的切机或复位故障处理。
背景技术
火星车成功着陆后，一个关键的动作就是火星车从着陆平台上驶离下来以进入火星表面，火星车成功驶离是后续一切探测任务的前提。该驶离过程的一个重要特性是不可逆，但由于测控链路的限制，地面无法在故障发生时实时实施故障预案，因此需要火星车具备较高的自主故障处理能力。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，采用数管分系统参数保存与恢复和双重默认参数相结合的方法，对现有星载软件切机或复位故障处理进行改进，以保证火星车更加自主可靠的从着陆平台驶离。
本发明的技术解决方案是：
一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，步骤如下：
(1)火星车驶离过程中驶离控制参数周期性的向数管分系统保存；其中驶离控制参数包括：驱动轮速度、转向轮速度、转向轮角度以及驶离时间；
(2)当火星车发生故障时进行切机或复位操作，切机或复位时从数管分系统获取存储的驶离控制参数；
(3)从数管分系统获取驶离控制参数失败时，读取预先存储在GNC分系统中EEPROM中的默认驶离控制参数；
(4)从EEPROM中读取默认驶离控制参数失败时，启用预先存储在GNC分系统中SRAM中的默认驶离控制参数。
进一步的，火星车包括数管分系统和GNC分系统，其中，数管分系统用于管理火星车运行中的各种控制参数和数据；GNC分系统用于：控制火星车进行环境感知、自主规划、位姿确定以及行驶移动。
进一步的，所述步骤(1)火星车驶离过程中驶离控制参数周期性的向数管分系统保存的具体过程为：当地面启动火星车驶离着陆平台后，火星车上的控制模块将地面设置的驶离过程控制参数，每隔s秒发送给火星车上的数管分系统，保存在数管分系统中的非易失性存储器中。
进一步的，在切机或复位后的参数获取过程中，不同时进行驶离控制参数的保存，待驶离控制参数获取完成，驶离过程恢复后再每隔S秒发送给数管分系统保存，从而避免数据访问冲突；所述S设置为3～7s。
进一步的，所述步骤(2)切机或复位时从数管分系统获取存储的驶离控制参数的具体过程为：在火星车驶离着陆平台过程中，若发生切机或复位，则在控制模块初始化时向数管分系统申请取回切机或复位前保存的驶离控制参数，恢复火星车的驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
进一步的，向数管分系统一次获取失败后，进行多次尝试，从而避免偶发性通信故障，当连续失败次数达到N次时则认定从数管分系统获取驶离控制参数失败，N＝3。
进一步的，所述步骤(3)读取预先存储在GNC分系统中EEPROM中的默认驶离控制参数的具体过程为：默认的驶离控制参数预先存储于GNC分系统中的SRAM及非易失性EEPROM存储器中，该默认的驶离控制参数在火星车驶离前根据火星车在轨实际状态进行实时修正。
进一步的，在火星车驶离过程中，若发生了切机或复位、且从数管分系统获取驶离控制参数失败的双重故障，则读取预先存储在GNC分系统中的非易失性EEPROM存储器中的驶离控制参数，恢复驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
进一步的，所述步骤(4)启用预先存储在GNC分系统中SRAM中的默认驶离控制参数的具体过程为：在火星车驶离过程中，若发生了切机或复位、且从数管分系统获取驶离控制参数失败、且从EEPROM存储器中读取默认驶离控制参数失败的三重故障，则启用预先存储在GNC分系统的SRAM中的驶离控制参数，恢复驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
进一步的，本发明还提出当火星车遇到故障时，通过三级故障恢复设计实现火星车的故障恢复，具体包括：
驶离控制参数周期保存模块：火星车驶离过程中驶离控制参数周期性的向数管分系统保存；其中驶离控制参数包括：驱动轮速度、转向轮速度、转向轮角度以及驶离时间；
第一级恢复模块：当火星车发生故障时进行切机或复位操作，切机或复位时从数管分系统获取存储的驶离控制参数；
第二级恢复模块：从数管分系统获取驶离控制参数失败时，读取预先存储在GNC分系统中EEPROM中的默认驶离控制参数；
第三级恢复模块：从EEPROM中读取默认驶离控制参数失败时，启用预先存储在GNC分系统中SRAM中的默认驶离控制参数。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明提出一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，采用数管分系统参数保存与恢复和双重默认参数相结合的方法，对现有星载软件切机或复位故障处理进行改进，以保证火星车更加自主可靠的从着陆平台驶离。
(2)本发明方法能够利用有限的火星车上在轨资源，实现三级的故障恢复保障，最大限度的保证了火星探测器着陆后火星车能够顺利行动到火星星表进行探测任务。
附图说明
图1为本发明火星车驶离过程中切机或复位故障处理流程图。
具体实施方式
火星车在驶离过程中，将控制参数作为重要数据，周期性的发送给数管分系统进行保存，若驶离过程中遇到了切机或复位故障，则在软件初始化时向数管分系统申请取回相关控制参数以保证驶离过程的连续。本发明中，航天器的故障处理原则为“一重故障保业务连续、二重故障保航天器安全”，但对于火星车驶离过程来说，当发生了切机或复位一重故障时，若遇到了从数管分系统取回重要数据失败的二重故障，此时仅保安全是不够的，仍需要保证火星车能够从着陆平台上驶离下来，才能够继续后继的一切火星探测任务。
由此，本发明提出一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，采用数管分系统参数保存与恢复和双重默认参数相结合的方法，对现有星载软件切机或复位故障处理进行改进，以保证火星车更加自主可靠的从着陆平台驶离。
本发明提出了一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，火星车包括数管分系统和GNC分系统，其中，数管分系统用于管理火星车运行中的各种控制参数和数据；GNC分系统用于：控制火星车进行环境感知、自主规划、位姿确定以及行驶移动。
步骤如下：
(1)火星车驶离过程中驶离控制参数周期性的向数管分系统保存；其中驶离控制参数包括：驱动轮速度、转向轮速度、转向轮角度以及驶离时间；
具体过程为：当地面启动火星车驶离着陆平台后，火星车上的控制模块将地面设置的驶离过程控制参数，每隔s秒发送给火星车上的数管分系统，保存在数管分系统中的非易失性存储器中。在切机或复位后的参数获取过程中，不同时进行驶离控制参数的保存，待驶离控制参数获取完成，驶离过程恢复后再每隔S秒发送给数管分系统保存，从而避免数据访问冲突；
(2)当火星车发生故障时进行切机或复位操作，切机或复位时从数管分系统获取存储的驶离控制参数；
具体过程为：在火星车驶离着陆平台过程中，若发生切机或复位，则在控制模块初始化时向数管分系统申请取回切机或复位前保存的驶离控制参数，恢复火星车的驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。向数管分系统一次获取失败后，进行多次尝试，从而避免偶发性通信故障，当连续失败次数达到N次时则认定从数管分系统获取驶离控制参数失败。
(3)从数管分系统获取驶离控制参数失败时，读取预先存储在GNC分系统中EEPROM中的默认驶离控制参数；
具体过程为：默认的驶离控制参数预先存储于GNC分系统中的SRAM及非易失性EEPROM存储器中，该默认的驶离控制参数在火星车驶离前根据火星车在轨实际状态进行实时修正。在火星车驶离过程中，若发生了切机或复位、且从数管分系统获取驶离控制参数失败的双重故障，则读取预先存储在GNC分系统中的非易失性EEPROM存储器中的驶离控制参数，恢复驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
(4)从EEPROM中读取默认驶离控制参数失败时，启用预先存储在GNC分系统中SRAM中的默认驶离控制参数。
具体过程为：在火星车驶离过程中，若发生了切机或复位、且从数管分系统获取驶离控制参数失败、且从EEPROM存储器中读取默认驶离控制参数失败的三重故障，则启用预先存储在GNC分系统的SRAM中的驶离控制参数，恢复驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
进一步的，本发明还提出一种切机或复位故障处理系统，火星车遇到故障时，通过三级故障恢复设计实现火星车的故障恢复，具体包括：
驶离控制参数周期保存模块：火星车驶离过程中驶离控制参数周期性的向数管分系统保存；其中驶离控制参数包括：驱动轮速度、转向轮速度、转向轮角度以及驶离时间；
第一级恢复模块：当火星车发生故障时进行切机或复位操作，切机或复位时从数管分系统获取存储的驶离控制参数；
第二级恢复模块：从数管分系统获取驶离控制参数失败时，读取预先存储在GNC分系统中EEPROM中的默认驶离控制参数；
第三级恢复模块：从EEPROM中读取默认驶离控制参数失败时，启用预先存储在GNC分系统中SRAM中的默认驶离控制参数。
实施例：
如图1所示，例如对于火星车驶离过程中切机或复位故障处理流程设计，本发明的具体步骤如下：
(1)驶离过程中控制参数周期性的向数管分系统保存。
当地面启动火星车驶离后，应用软件将地面设置的驶离过程控制参数，每隔s秒发送给数管分系统，保存在其非易失性存储器中。为避免数据访问冲突，在切机或复位后的参数获取过程中，不同时进行控制参数的保存，待控制参数获取完成，驶离过程恢复后再每隔S秒发送给数管分系统保存。本发明中S取值为5s时间。
驶离控制参数包括：驱动轮速度、转向轮速度、转向轮角度以及驶离时间。
(2)第一级故障恢复：切机或复位时从数管分系统获取驶离控制参数。
在火星车驶离过程中，若发生切机或复位，则在应用软件初始化时向数管分系统申请取回切机或复位前保存的驶离控制参数，恢复驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。为了避免偶发性通信故障，一次获取失败后，进行多次尝试，当连续失败次数达到N次时则认定从数管分系统获取驶离控制参数失败。本发明中N＝3。
(3)第二级故障恢复：从数管分系统获取驶离控制参数失败时，读取预先存储在EEPROM中的默认驶离控制参数。
默认的驶离控制参数预先存储于SRAM及非易失性EEPROM存储器中，并支持驶离前根据火星车在轨实际状态进行修正。在火星车驶离过程中，若发生了切机或复位，且从数管分系统获取驶离控制参数失败的双重故障，则读取预先存储在非易失性EEPROM存储器中的默认驶离控制参数，恢复驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
(4)第三级故障恢复：从EEPROM中读取默认驶离控制参数失败时，启用预先存储在SRAM中的默认驶离控制参数。
在火星车驶离过程中，若发生了切机或复位，且从数管分系统获取驶离控制参数失败，且从EEPROM存储器中读取默认驶离控制参数失败的三重故障，则启用预先存储在SRAM中的默认驶离控制参数，恢复驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
本发明方法能够利用有限的火星车上在轨资源，实现三级的故障恢复保障，最大限度的保证了火星探测器着陆后火星车能够顺利行动到火星星表进行探测任务。
Claims (10)
1.一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，其特征在于步骤如下：
(1)火星车驶离过程中驶离控制参数周期性的向数管分系统保存；其中驶离控制参数包括：驱动轮速度、转向轮速度、转向轮角度以及驶离时间；
(2)当火星车发生故障时进行切机或复位操作，切机或复位时从数管分系统获取存储的驶离控制参数；
(3)从数管分系统获取驶离控制参数失败时，读取预先存储在GNC分系统中EEPROM中的默认驶离控制参数；
(4)从EEPROM中读取默认驶离控制参数失败时，启用预先存储在GNC分系统中SRAM中的默认驶离控制参数。
2.根据权利要求1所述的一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，其特征在于：火星车包括数管分系统和GNC分系统，其中，数管分系统用于管理火星车运行中的各种控制参数和数据；GNC分系统用于：控制火星车进行环境感知、自主规划、位姿确定以及行驶移动。
3.根据权利要求1所述的一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，其特征在于：所述步骤(1)火星车驶离过程中驶离控制参数周期性的向数管分系统保存的具体过程为：当地面启动火星车驶离着陆平台后，火星车上的控制模块将地面设置的驶离过程控制参数，每隔s秒发送给火星车上的数管分系统，保存在数管分系统中的非易失性存储器中。
4.根据权利要求3所述的一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，其特征在于：在切机或复位后的参数获取过程中，不同时进行驶离控制参数的保存，待驶离控制参数获取完成，驶离过程恢复后再每隔S秒发送给数管分系统保存，从而避免数据访问冲突；所述S设置为3～7s。
5.根据权利要求1所述的一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，其特征在于：所述步骤(2)切机或复位时从数管分系统获取存储的驶离控制参数的具体过程为：在火星车驶离着陆平台过程中，若发生切机或复位，则在控制模块初始化时向数管分系统申请取回切机或复位前保存的驶离控制参数，恢复火星车的驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
6.根据权利要求5所述的一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，其特征在于：向数管分系统一次获取失败后，进行多次尝试，从而避免偶发性通信故障，当连续失败次数达到N次时则认定从数管分系统获取驶离控制参数失败，N＝3。
7.根据权利要求1所述的一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，其特征在于：所述步骤(3)读取预先存储在GNC分系统中EEPROM中的默认驶离控制参数的具体过程为：默认的驶离控制参数预先存储于GNC分系统中的SRAM及非易失性EEPROM存储器中，该默认的驶离控制参数在火星车驶离前根据火星车在轨实际状态进行实时修正。
8.根据权利要求7所述的一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，其特征在于：在火星车驶离过程中，若发生了切机或复位、且从数管分系统获取驶离控制参数失败的双重故障，则读取预先存储在GNC分系统中的非易失性EEPROM存储器中的驶离控制参数，恢复驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
9.根据权利要求1所述的一种火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法，其特征在于：所述步骤(4)启用预先存储在GNC分系统中SRAM中的默认驶离控制参数的具体过程为：在火星车驶离过程中，若发生了切机或复位、且从数管分系统获取驶离控制参数失败、且从EEPROM存储器中读取默认驶离控制参数失败的三重故障，则启用预先存储在GNC分系统的SRAM中的驶离控制参数，恢复驶离状态，控制火星车继续驶离着陆平台。
10.一种根据权利要求1～9中任一项所述火星车驶离过程中切机或复位故障处理的方法实现的切机或复位故障处理系统，其特征在于：火星车遇到故障时，通过三级故障恢复设计实现火星车的故障恢复，具体包括：
驶离控制参数周期保存模块：火星车驶离过程中驶离控制参数周期性的向数管分系统保存；其中驶离控制参数包括：驱动轮速度、转向轮速度、转向轮角度以及驶离时间；
第一级恢复模块：当火星车发生故障时进行切机或复位操作，切机或复位时从数管分系统获取存储的驶离控制参数；
第二级恢复模块：从数管分系统获取驶离控制参数失败时，读取预先存储在GNC分系统中EEPROM中的默认驶离控制参数；
第三级恢复模块：从EEPROM中读取默认驶离控制参数失败时，启用预先存储在GNC分系统中SRAM中的默认驶离控制参数。
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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 |