CN115571736A - 自动线缆收放器的控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请适用于无人机技术领域，提供了一种自动线缆收放器的控制系统和方法，线缆收放器通过线缆连接系留无人机，控制系统包括：传感单元、模式切换单元、控制单元以及驱动单元；传感单元用于采集线缆收放器的线缆位置信息，并向控制单元发送线缆位置信息；模式切换单元用于向控制单元提供目标模式选择信号，其中，目标模式选择信号用于指示用户选择的线缆收放器的目标工作模式；控制单元用于基于目标工作模式和线缆位置信息生成驱动信号，并向驱动单元发送驱动信号，驱动单元用于基于驱动信号对线缆收放器进行驱动控制。本控制系统可以实现线缆收放器中线缆的自动收放功能，提高了无人机系统的安全性和便捷性。

Description

自动线缆收放器的控制系统和方法

技术领域

本申请属于无人机技术领域，尤其涉及一种自动线缆收放器的控制系统和方法。

背景技术

随着无人机技术的不断发展，无人机在航拍、救灾、社会治安、应急通信、环境监测以及军事探测等领域的应用越来越广泛。现有的无人机主要有两种类型：一种是自携带动力电池的无人机，其通过携带的动力电池提供无人机飞行所需的动力；另一种是重型无人机，即系留无人机，其供电电源设置在地面，需要通过线缆将供电电源与无人机连接来为无人机提供动力，因此，系留无人机可以不受电能限制长时间停留在高空中执行任务，在应急通信、环境监测、军事侦查等领域具有广泛的应用。

线缆收放器通过控制线缆的收放来控制系留无人机的升降，是系留无人机系统的核心部件。目前，系留无人机系统中常用的线缆收放器包括手摇式线缆收放器和电机驱动式线缆收放器，手摇式线缆收放器和电机驱动式线缆收放器均为手动线缆收放器，需要人工操作。人工操作线缆收放器容易导致线缆收放速度与无人机升降速度不一致，会降低系留无人机系统的安全性和便捷性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种自动线缆收放器的控制系统和方法，以解决现有人工操作线缆收放器容易导致线缆收放速度与无人机升降速度不一致，从而降低系留无人机系统的安全性和便捷性的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种自动线缆收放器的控制系统，所述线缆收放器通过线缆连接系留无人机；所述控制系统包括：

传感单元，与所述线缆收放器和控制单元连接，所述传感单元用于采集所述线缆收放器的线缆位置信息，并向所述控制单元发送所述线缆位置信息；

模式切换单元，与所述控制单元连接，所述模式切换单元用于向所述控制单元提供目标模式选择信号；所述目标模式选择信号用于指示用户选择的所述线缆收放器的目标工作模式；

所述控制单元与驱动单元连接，所述控制单元用于基于所述目标工作模式和所述线缆位置信息生成驱动信号，并向所述驱动单元发送所述驱动信号；

所述驱动单元与所述线缆收放器连接，所述驱动单元用于基于所述驱动信号对所述线缆收放器进行驱动控制。

可选的，所述线缆收放器的工作模式包括自动控制模式、手动控制模式、复位模式以及急停模式；所述模式切换单元包括：

自动/手动模式切换单元，用于在被置为第一档位时，输出第一模式选择信号至所述控制单元，以及在被置为第二档位时，输出第二模式选择信号至所述控制单元；所述第一模式选择信号用于指示所述目标工作模式为所述自动控制模式，所述第二模式选择信号用于指示所述目标工作模式为所述手动控制模式；

复位开关，用于在被按下时输出第三模式选择信号至所述控制单元；所述第三模式选择信号用于指示所述目标工作模式为所述复位模式；

急停开关，用于在被置为开启档位时，输出第四模式选择信号至所述控制单元，以及用于在被置为关闭档位时输出第五模式选择信号至所述控制单元；所述第四模式选择信号用于指示所述目标工作模式为所述急停模式；所述第五模式选择信号用于指示退出所述急停模式。

可选的，所述线缆收放器包括滚筒；所述模式切换单元还包括：

转向控制单元，用于供用户设置所述滚筒的目标转向；

转速控制单元，用于供用户设置所述滚筒的目标转速。

可选的，所述驱动信号包括电机驱动信号和继电器驱动信号；所述驱动单元包括直流电机、继电器以及电磁离合器；所述直流电机和所述继电器均与所述控制单元连接，所述电磁离合器与所述继电器、所述直流电机及所述滚筒连接；

所述继电器用于基于所述继电器驱动信号对所述电磁离合器进行关断控制；

所述电磁离合器用于控制所述直流电机与所述滚筒的连接通路的通断；

所述直流电机用于对所述滚筒进行转动控制。

可选的，所述控制单元具体用于：

在所述目标工作模式为所述自动控制模式时，基于所述线缆位置信息确定所述线缆的收放状态，所述收放状态包括收紧状态和松弛状态；

在所述收放状态为所述收紧状态时，向所述直流电机发送第一电机驱动信号，并向所述继电器发送第一继电器驱动信号；所述第一电机驱动信号用于控制所述直流电机停止转动，所述第一继电器驱动信号用于指示所述继电器控制所述电磁离合器关断，以切断所述直流电机与所述滚筒之间的连接通路；

在所述收放状态为所述松弛状态时，基于所述线缆位置信息和所述线缆的历史位置信息确定所述电机的第一转速，并基于所述第一转速生成第二电机驱动信号，且向所述直流电机发送所述第二电机驱动信号，以及向所述继电器发送第二继电器驱动信号；所述第二电机驱动信号用于控制所述直流电机以所述第一转速正向转动，所述第二继电器驱动信号用于指示所述继电器控制所述电磁离合器导通，以接通所述直流电机与所述滚筒之间的连接通路。

可选的，所述控制单元具体还用于：

在所述目标工作模式为所述手动控制模式时，从所述转向控制单元中读取所述目标转向，并从所述转速控制单元中读取所述目标转速；

在所述目标转向为反向转动时，基于所述目标转速和所述目标转向生成第三电机驱动信号，并向所述直流电机发送所述第三电机驱动信号，且向所述继电器发送所述第二继电器驱动信号；所述第三电机驱动信号用于控制所述直流电机以所述目标速度反向转动；

在所述目标转向为正向转动时，基于所述目标转速和所述目标转向生成第四电机驱动信号，并向所述直流电机发送所述第四电机驱动信号，且向所述继电器发送所述第二继电器驱动信号；所述第四电机驱动信号用于控制所述直流电机以所述目标速度正向转动。

可选的，所述控制单元具体还用于：

在接收到所述第三模式选择信号时，向所述直流电机发送第五电机驱动信号，并向所述继电器发送第三继电器驱动信号；所述第五电机驱动信号用于控制所述直流电机恢复至预设的第一初始状态，所述第三继电器驱动信号用于控制所述继电器恢复至预设的第二初始状态。

可选的，所述控制单元具体还用于：

在接收到所述第四模式选择信号时，向所述直流电机发送所述第一电机驱动信号，并向所述继电器发送所述第一继电器驱动信号。

可选的，所述控制单元具体还用于：

在接收到所述第五模式选择信号时，向所述直流电机发送第六电机驱动信号，并向所述继电器发送所述第二继电器驱动信号，所述第六电机驱动信号用于控制所述直流电机以急停前的转动方式转动。

第二方面，本申请实施例提供一种自动线缆收放器的控制方法，应用于第一方面任一项所述的控制系统中的控制单元；所述控制方法包括：

获取所述传感单元采集到的所述线缆位置信息；

接收所述模式切换单元发送的所述目标模式选择信号；

基于所述目标工作模式和所述线缆位置信息生成所述驱动信号，并向所述驱动单元发送所述驱动信号。

本申请实施例提供的自动线缆收放器的控制系统和方法具有以下有益效果：

本申请实施例提供的自动线缆收放器的控制系统，用于控制系留无人机系统中的线缆收放器，其中，线缆收放器通过线缆连接系留无人机。控制系统包括传感单元、模式切换单元、控制单元以及驱动单元。传感单元与线缆收放器和控制单元连接，用于采集线缆收放器的线缆位置信息，并向控制单元发送线缆位置信息；模式切换单元，与控制单元连接，用于向控制单元提供目标模式选择信号，其中，目标模式选择信号用于指示用户选择的线缆收放器的目标工作模式；控制单元还与驱动单元连接，用于基于目标工作模式和线缆位置信息生成驱动信号，并向驱动单元发送驱动信号；驱动单元与线缆收放器连接，用于基于驱动信号对线缆收放器进行驱动控制。本方案提供的控制系统，能够基于线缆收放器的线缆位置信息对线缆收放器进行控制，实现了线缆的自动收放功能，从而实现了自动控制系留无人机升降的功能，提高了系留无人机系统的安全性和便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种自动线缆收放器的控制系统的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的一种自动线缆收放器的控制系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种自动线缆收放器的控制方法的实现流程图。

具体实施方式

需要说明的是，本申请实施例使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

系留无人机的供电电源通常设置在地面，通过线缆将供电电源与无人机连接来为无人机提供动力，可以使系留无人机不受电能限制长时间停留在高空中执行任务。线缆收放器是一种用于控制线缆的收放的器件，滚筒是线缆收放器的其中一个核心部件，通过控制滚筒转动的方向能够控制线缆进行收线或者进行放线，进而能够控制系留无人机升高或者降落；通过控制滚筒转动的速度能够控制线缆的收放速度，进而能够控制系留无人机的升降速度。

本申请实施例首先提供一种自动线缆收放器的控制系统，用于与线缆收放器连接，线缆收放器通过线缆连接系留无人机。请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种自动线缆收放器的控制系统的结构示意图。如图1所示，该自动线缆收放器的控制系统11可以包括传感单元111、模式切换单元112、控制单元113以及驱动单元114。

其中，传感单元111与线缆收放器和控制单元113连接，模式控制单元112与控制单元113连接，控制单元113与驱动单元114连接，驱动单元114与线缆收放器连接。

传感单元111用于采集线缆收放器的线缆位置信息，并向控制单元113发送线缆收放器的线缆位置信息。示例性的，传感单元可以是安装在线缆收放器上的位移传感器，其中，位移传感器可以是光电位移传感器，也可以是电阻位移传感器，还可以是其他类型的位移传感器，此处不对位移传感器的具体类型作特殊限定。在具体应用中，可以在线缆收放器中设置一个能够随着线缆的收放而移动的滑块，通过位移传感器对滑块的位置信息进行采集可以得到线缆收放器的线缆位置信息。

模式切换单元112用于向控制单元113提供目标模式选择信号，其中，目标模式选择信号可以用于指示用户选择的线缆收放器的目标工作模式。

用户可以通过模式切换单元112选择线缆收放器的目标工作模式，模式切换单元112基于用户选择的目标工作模式生成目标选择信号，并将目标选择信号发送至控制单元113中。

在本申请实施例中，线缆收放器的工作模式可以包括自动控制模式、手动控制模式、复位模式以及急停模式。

自动控制模式指无需用户手动操作便可自动对线缆收放器进行控制的模式。

手动控制模式指用户通过手动操作对线缆收放器进行控制的模式。

复位模式指自动线缆收放器被恢复至初始状态的模式。

急停模式指线缆收放器紧急停止工作的模式。

基于此，当用户通过模式切换单元112选择的线缆收放器的目标工作模式为自动模式时，模式切换单元112可以生成第一模式选择信号，并将第一模式选择信号发送至控制单元113中；当用户通过模式切换单元112选择的线缆收放器的目标工作模式为手动模式时，模式切换单元112可以生成第二模式选择信号，并将第二模式选择信号发送至控制单元113中；当用户通过模式切换单元112选择的线缆收放器的目标工作模式为复位模式时，模式切换单元112可以生成第三模式选择信号，并将第三模式选择信号发送至控制单元113中；当用户通过模式切换单元112选择的线缆收放器的目标工作模式为急停模式时，模式切换单元112可以生成第四模式选择信号，并将第四模式选择信号发送至控制单元113中。其中，第一模式选择信号用于指示自动控制模式为线缆收放器的目标工作模式，第二模式选择信号用于指示手动控制模式为线缆收放器的目标工作模式，第三模式选择信号用于指示复位模式为线缆收放器的目标工作模式，第四模式选择信号用于指示急停模式为线缆收放器的目标工作模式。

控制单元113用于基于目标工作模式和线缆位置信息生成驱动信号，并向驱动单元114发送驱动信号。

在本申请实施例中，当目标工作模式为自动模式时，控制单元113可以基于线缆位置信息确定线缆的收放状态，其中，线缆的收放状态可以包括收紧状态和松弛状态。当线缆的收放状态为收紧状态时，意味着系留无人机在升高，需要进行对线缆进行放线，此时控制单元113可以生成第一驱动信号，并向驱动信号114发送第一驱动信号；当线缆的收放状态为松弛状态时，意味着系留无人机在降落，需要进行对线缆进行收线，此时控制单元113可以生成第二驱动信号，并向驱动信号114发送第二驱动信号。

在具体应用中，控制单元113可以包括处理器1131、存储器1132以及存储在存储器1132中并可在处理器上运行的计算机程序1133，其中，处理器1131执行计算机程序1133时能够实现控制单元113能够实现的功能。

驱动单元114用于基于驱动信号对线缆收放器进行驱动控制。

在本申请实施例中，驱动信号114在接收到第一驱动信号时，可以控制线缆收放器进行放线；驱动信号114在接收到第二驱动信号时，可以控制线缆收放器进行收线。

本申请实施例提供的自动线缆收放器的控制系统，用于控制系留无人机系统中的线缆收放器，其中，线缆收放器通过线缆连接系留无人机。控制系统包括传感单元、模式切换单元、控制单元以及驱动单元。传感单元与线缆收放器和控制单元连接，用于采集线缆收放器的线缆位置信息，并向控制单元发送线缆位置信息；模式切换单元，与控制单元连接，用于向控制单元提供目标模式选择信号，其中，目标模式选择信号用于指示用户选择的线缆收放器的目标工作模式；控制单元还与驱动单元连接，用于基于目标工作模式和线缆位置信息生成驱动信号，并向驱动单元发送驱动信号；驱动单元与线缆收放器连接，用于基于驱动信号对线缆收放器进行驱动控制。本方案提供的控制系统，能够基于线缆收放器的线缆位置信息对线缆收放器进行控制，实现了线缆的自动收放功能，从而实现了自动控制系留无人机升降的功能，提高了系留无人机系统的安全性和便捷性。

请参阅图2，图2为本申请另一实施例提供的一种自动线缆收放器的控制系统的结构示意图。如图2所示，在一种可能的实现方式中，模式切换单元112可以包括：自动/手动模式切换单元1121、转向控制单元1122、转速控制单元1123、复位开关1124以及急停开关1125。驱动单元114可以包括直流电机1141、电磁离合器1142以及继电器1143；线缆收放器还包括滚筒。

其中，自动/手动模式切换单元1121可以包括第一档位和第二档位。第一档位为自动控制档位，第二档位为手动控制档位。当自动/手动模式切换单元1121被用户置于第一档位时，自动/手动模式切换单元1121可以输出第一模式选择信号至控制单元113中，第一模式选择信号用于指示目标工作模式为自动控制模式；当自动/手动模式切换单元1121被用户置于第二档位时，自动/手动模式切换单元1121可以输出第二模式选择信号至控制单元113中，第二模式选择信号用于指示目标工作模式为手动控制模式。

转向控制单元1122用于在手动控制模式下，供用户设置滚筒的目标转向，并基于用户设置的滚筒的目标转向生成目标转向选择信号，并向控制单元113输出目标转向选择信号，目标转向选择信号用于指示滚筒的目标转向。

转速控制单元1123用于在手动控制模式下，供用户设置滚筒的目标转速，并基于用户设置的滚筒的目标转速生成目标转速选择信号，并向控制单元113输出目标转速选择信号，目标转速选择信号用于指示滚筒的目标转速。

复位开关1124用于在被按下时输出第三模式选择信号至控制单元113中。第三模式选择信号用于指示目标工作模式为复位模式。

急停开关1125可以包括开启档位和关闭档位。当急停开关1125被置于开启档位时，急停开关1125输出第四模式选择信号至控制单元113，第四模式选择信号用于指示目标工作模式为急停模式；当急停开关1125被置于关闭档位时，急停开关1125输出第五模式选择信号至控制单元113，第五模式选择信号用于指示退出急停模式。

驱动信号可以包括电机驱动信号和继电器驱动信号。

直流电机1141与控制单元113和电磁离合器1142连接，直流电机1141用于对滚筒进行转动控制。直流电机1141在转动时可以带动滚筒同步转动。示例性的，直流电机开始转动时可以带动滚筒同步开始转动，直流电机停止转动滚筒也停止转动，直流电机1141正向转动时可以带动滚筒正向转动，直流电机1141反向转动时可以带动滚筒反向转动。通过提高直流电机1141的转速可以提高滚筒的转速，通过降低直流电机1141的转速可以降低滚筒的转速。

电磁离合器1142与直流电机1141和继电器1143和滚筒连接，用于控制直流电机1141与滚筒的连接通路的通断。示例性的，当电磁离合器1142关断时，直流电机1141与滚筒之间的连接通路被切断；当电磁离合器1142导通时，直流电机1141与滚筒之间的连接通路被接通。

继电器1143与控制单元113和电磁离合器1142连接，继电器1143用于基于继电器驱动信号对电磁离合器1142进行关断控制。示例性的，当继电器驱动信号用于指示控制电磁离合器1142断开时，继电器1143可以控制电磁离合器1142断开，从而切断直流电机1141与滚筒之间的连接通路；当继电器驱动信号用于指示控制电磁离合器1142导通时，继电器1143可以控制电磁离合器1142导通，从而接通直流电机1141与滚筒之间的连接通路。

在本申请实施例中，控制单元113具体用于在目标工作模式为自动控制模式时，基于线缆位置信息确定线缆的收放状态，在收放状态为收紧状态时，控制单元113向直流电机1141发送第一电机驱动信号，并向继电器1143发送第一继电器驱动信号；第一电机驱动信号用于控制直流电机1141停止转动，第一继电器驱动信号用于指示继电器1143控制电磁离合器1142关断，以断开直流电机1141与滚筒之间的连接通路。

在本申请实施例中，控制单元113具体还用于在收放状态为松弛状态时，基于线缆位置信息和线缆的历史位置信息确定直流电机1141的第一转速，并基于第一转速生成第二电机驱动信号，且向直流电机1141发送第二电机驱动信号，以及向继电器1143发送第二继电器驱动信号；第二电机驱动信号用于控制直流电机1141以第一转速正向转动，第二继电器驱动信号用于指示继电器1143控制电磁离合器1142导通，以接通直流电机1141与滚筒之间的连接通路。

在本申请实施例中，控制单元113具体还用于在目标工作模式为手动控制模式时，从转向控制单元1122中读取用户设置的滚筒的目标转向，并从转速控制单元1123中读取用户设置的滚筒的目标转速。当目标转向为反向转动时，控制单元113基于滚筒的目标转速确定直流电机1141的目标速度，并向直流电机1141发送第三电机驱动信号，且向继电器1143发送第二继电器驱动信号。第三电机驱动信号用于控制直流电机1141以目标速度反向转动，第二继电器驱动信号用于指示继电器1143控制电磁离合器1142导通，以接通直流电机1141与滚筒之间的连接通路。当目标转向为正向转动时，控制单元113基于滚筒的目标转速确定直流电机1141的目标速度，并向直流电机1141发送第四电机驱动信号，且向继电器1143发送第二继电器驱动信号，第四电机驱动信号用于控制直流电机1141以目标速度正向转动，第二继电器驱动信号用于指示继电器1143控制电磁离合器1142导通，以接通直流电机1141与滚筒之间的连接通路。

在本申请实施例中，控制单元113还用于在接收到第三模式选择信号(即目标工作模式为复位模式)时，向直流电机1141发送第五电机驱动信号，并向继电器1142发送第三继电器驱动信号；第五电机驱动信号用于控制直流电机1141恢复至预设的第一初始状态，第三继电器驱动信号用于控制继电器1143恢复至预设的第二初始状态。示例性的，第一初始状态可以是停止转动状态，也可以是以预设速度正向转动状态，还可以是以预设速度反向转动状态；第二初始状态可以是导通控制状态，也可以是关断控制状态，在导通控制状态下，继电器1143控制电磁离合器1142导通，在关断控制状态下，继电器1143控制电磁离合器1142关断。此处不对第一初始状态和第二初始状态作特殊限定。

在本申请实施例中，控制单元113还用于在接收到第四模式选择信号(即目标工作模式为急停模式)时，向直流电机1141发送第一电机驱动信号，并向继电器1143发送第一继电器驱动信号，第一电机驱动信号用于控制直流电机1141停止转动，第一继电器驱动信号用于指示继电器1143控制电磁离合器1142关断，以切断直流电机1141与滚筒之间的连接通路。

在本申请实施例中，控制单元113还用于在接收到第五模式选择信号(即目标工作模式为退出急停模式)时，向直流电机1141发送第六电机驱动信号，并向继电器1143发送第二继电器驱动信号，第六电机驱动信号用于控制直流电机1141以急停前的转动方式转动，第二继电器驱动信号用于指示继电器1143控制电磁离合器1142导通，以接通直流电机1141与滚筒之间的连接通路。

以下结合图2，对本申请实施例提供的自动线缆收放器的控制系统的具体工作原理进行详细说明。

在对系留无人机的进行升降控制时，用户可以通过模式切换单元112选择自动线缆收放器的控制系统的目标工作模式。

当用户想要选择自动控制模式时，用户可以将模式切换单元112中的自动/手动模式切换单元1121置于第一档位，自动/手动模式切换单元1121会输出第一模式选择信号至控制单元113中，指示控制单元113目标工作模式为自动控制模式，控制单元113基于传感单元111发送的线缆位置信息以及控制单元113存储的线缆的历史位置信息确定线缆的收放状态，在收放状态为收紧状态时，控制单元113向直流电机1141发送第一电机驱动信号，并向继电器1143发送第一继电器驱动信号；第一电机驱动信号用于控制直流电机1141停止转动，第一继电器驱动信号用于指示继电器1143控制电磁离合器1142关断，以切断直流电机1141与滚筒之间的连接通路，此时，滚筒在系留无人机的拉动下自由转到，从而令自动线缆收放器实现放线。在收放状态为松弛状态时，控制单元113基于线缆位置信息和线缆的历史位置信息确定直流电机1141的第一转速，并基于第一转速生成第二电机驱动信号，且向直流电机1141发送第二电机驱动信号，以及向继电器1143发送第二继电器驱动信号；第二电机驱动信号用于控制直流电机1141以第一转速正向转动，第二继电器驱动信号用于指示继电器1143控制电磁离合器1142导通，以接通直流电机1141与滚筒之间的连接通路。此时，滚筒在直流电机带动下进行转动，从而令自动线缆收放器实现收线。

当用户想要选择手动控制模式时，用户可以将模式切换单元112中的自动/手动模式切换单元1121置于第二档位，自动/手动模式切换单元1121会输出第二模式选择信号至控制单元113中，指示控制单元113目标工作模式为手动控制模式。在手动控制模式下，用户可以通过转向控制单元1122设置滚筒的目标转速，用户还可以通过转速控制单元1123设置滚筒的目标转速，转向控制单元1122可以基于用户设置的滚筒的目标转向生成目标转向选择信号，并向控制单元113输出目标转向选择信号，转速控制单元1123可以基于用户设置的滚筒的目标转速生成目标转速选择信号，并向控制单元113输出目标转速选择信号。控制单元113当目标转向为反向转动时，控制单元113基于滚筒的目标转速确定直流电机1141的目标速度，并向直流电机1141发送第三电机驱动信号控制直流电机1141以目标速度反向转动，且向继电器1143发送第二继电器驱动信号指示继电器1143控制电磁离合器1142导通，以接通直流电机1141与滚筒之间的连接通路，此时滚筒会以目标转速反向转动。当目标转向为正向转动时，控制单元113基于滚筒的目标转速确定直流电机1141的目标速度，并向直流电机1141发送第四电机驱动信号控制直流电机1141以目标速度正向转动，且向继电器1143发送第二继电器驱动信号指示继电器1143控制电磁离合器1142导通，以接通直流电机1141与滚筒之间的连接通路，此时滚筒会以目标转速正向转动。

当用户想要选择复位模式时，用户可以按下复位开关1124，复位开关1124被按下时输出第三模式选择信号至控制单元113中，指示控制单元113目标工作模式为复位模式，控制单元113在接收到第三模式选择信号后，向直流电机1141发送第五电机驱动信号控制直流电机1141恢复至预设的第一初始状态，并向继电器1142发送第三继电器驱动信号控制继电器1143恢复至预设的第二初始状态，此时，滚筒会以预设的初始转向和预设的初始速度转动。

当用户想要选择急停模式时，用户可以将急停开关1125置于开启档位，当急停开关1125被置于开启档位时，急停开关1125输出第四模式选择信号至控制单元113，指示控制单元113目标工作模式为急停模式，控制单元113在接收到第四模式选择信号时，向直流电机1141发送第一电机驱动信号控制直流电机1141停止转动，向继电器1143发送第一继电器驱动信号指示继电器1143控制电磁离合器1142关断，以切断直流电机1141与滚筒之间的连接通路，此时，滚筒会停止转动。

当用户想要选择退出急停模式时，用户可以将急停开关1125置于关闭档位，当急停开关1125被置于关闭档位时，急停开关1125输出第五模式选择信号至控制单元113，指示控制单元113目标工作模式为退出急停模式，控制单元113在接收到第五模式选择信号时，向直流电机1141发送第六电机驱动信号控制直流电机1141以急停前的转动方式转动，并向继电器1143发送第二继电器驱动信号指示继电器1143控制电磁离合器1142导通，以连接直流电机1141与滚筒之间的连接通路，此时，滚筒会以急停前的转动方式转动。

基于上述实施例提供的自动线缆收放器的控制系统，本申请实施例还提供一种应用于该控制系统的自动线缆收放器的控制方法，请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种自动线缆收放器的控制方法的实现流程图，该自动线缆收放器的控制方法的执行主体可以是上述实施例提供的自动线缆收放器的控制系统中的控制单元113，该方法可以包括S301～S303，详述如下：

在S301中，获取所述传感单元采集到的所述线缆位置信息。

在一种可能的实现方式中，可以在线缆收放器中的设置一个能够随着线缆的收放而移动的滑块，通过位移传感器对滑块的位置信息进行采集可以得到线缆收放器的线缆位置信息。

在本申请实施例中，可以在获取线缆位置信息后将线缆位置信息进行存储，得到线缆的历史位置信息。

在S302中，接收所述模式切换单元发送的所述目标模式选择信号。

在本申请实施例中，线缆收放器的工作模式可以包括自动控制模式、手动控制模式、复位模式以及急停模式；目标模式选择信号可以包括第一模式选择信号、第二模式选择信号、第三模式选择信号以及第四模式选择信号。当目标工作模式为自动控制模式时，模式切换单元发送第一模式选择信号；当目标工作模式为手动控制模式时，模式切换单元发送第二模式选择信号；当目标工作模式为复位模式时，模式切换单元发送第三模式选择信号；当目标工作模式为急停模式时，模式切换单元发送第四模式选择信号。

在S303中，基于所述目标工作模式和所述线缆位置信息生成所述驱动信号，并向所述驱动单元发送所述驱动信号。

在本申请一个实施例中，S303具体可以包括以下步骤：

在所述目标工作模式为所述自动控制模式时，基于所述线缆位置信息确定所述线缆的收放状态，所述收放状态包括收紧状态和松弛状态；

在所述收放状态为所述收紧状态时，向所述直流电机发送第一电机驱动信号，并向所述继电器发送第一继电器驱动信号；所述第一电机驱动信号用于控制所述直流电机停止转动，所述第一继电器驱动信号用于指示所述继电器控制所述电磁离合器关断，以切断所述直流电机与所述滚筒之间的连接通路；

在所述收放状态为所述松弛状态时，基于所述线缆位置信息和所述线缆的历史位置信息确定所述电机的第一转速，并基于所述第一转速生成第二电机驱动信号，且向所述直流电机发送所述第二电机驱动信号，以及向所述继电器发送第二继电器驱动信号；所述第二电机驱动信号用于控制所述直流电机以所述第一转速正向转动，所述第二继电器驱动信号用于指示所述继电器控制所述电磁离合器导通，以接通所述直流电机与所述滚筒之间的连接通路。

在所述目标工作模式为所述手动控制模式时，从所述转向控制单元中读取所述目标转向，并从所述转速控制单元中读取所述目标转速；在所述目标转向为反向转动时，基于所述目标转速和所述目标转向生成第三电机驱动信号，并向所述直流电机发送所述第三电机驱动信号，且向所述继电器发送所述第二继电器驱动信号；所述第三电机驱动信号用于控制所述直流电机以所述目标速度反向转动；

在所述目标转向为正向转动时，基于所述目标转速和所述目标转向生成第四电机驱动信号，并向所述直流电机发送所述第四电机驱动信号，且向所述继电器发送所述第二继电器驱动信号；所述第四电机驱动信号用于控制所述直流电机以所述目标速度正向转动。

在所述目标工作模式为所述复位控制模式时，向所述直流电机发送第五电机驱动信号，并向所述继电器发送第三继电器驱动信号；所述第五电机驱动信号用于控制所述直流电机恢复至预设的第一初始状态，所述第三继电器驱动信号用于控制所述继电器恢复至预设的第二初始状态。

在所述目标工作模式为急停模式时，向所述直流电机发送所述第一电机驱动信号，并向所述继电器发送所述第一继电器驱动信号。

在所述目标工作模式为退出急停模式时，向所述直流电机发送第六电机驱动信号，并向所述继电器发送所述第二继电器驱动信号，所述第六电机驱动信号用于控制所述直流电机以急停前的转动方式转动。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参照其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动线缆收放器的控制系统，其特征在于，所述线缆收放器通过线缆连接系留无人机；所述控制系统包括：

传感单元，与所述线缆收放器和控制单元连接，所述传感单元用于采集所述线缆收放器的线缆位置信息，并向所述控制单元发送所述线缆位置信息；

模式切换单元，与所述控制单元连接，所述模式切换单元用于向所述控制单元提供目标模式选择信号；所述目标模式选择信号用于指示用户选择的所述线缆收放器的目标工作模式；

所述控制单元与驱动单元连接，所述控制单元用于基于所述目标工作模式和所述线缆位置信息生成驱动信号，并向所述驱动单元发送所述驱动信号；

所述驱动单元与所述线缆收放器连接，所述驱动单元用于基于所述驱动信号对所述线缆收放器进行驱动控制。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述线缆收放器的工作模式包括自动控制模式、手动控制模式、复位模式以及急停模式；所述模式切换单元包括：

自动/手动模式切换单元，用于在被置为第一档位时，输出第一模式选择信号至所述控制单元，以及在被置为第二档位时，输出第二模式选择信号至所述控制单元；所述第一模式选择信号用于指示所述目标工作模式为所述自动控制模式，所述第二模式选择信号用于指示所述目标工作模式为所述手动控制模式；

复位开关，用于在被按下时输出第三模式选择信号至所述控制单元；所述第三模式选择信号用于指示所述目标工作模式为所述复位模式；

急停开关，用于在被置为开启档位时，输出第四模式选择信号至所述控制单元，以及用于在被置为关闭档位时输出第五模式选择信号至所述控制单元；所述第四模式选择信号用于指示所述目标工作模式为所述急停模式；所述第五模式选择信号用于指示退出所述急停模式。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述线缆收放器包括滚筒；所述模式切换单元还包括：

转向控制单元，用于供用户设置所述滚筒的目标转向；

转速控制单元，用于供用户设置所述滚筒的目标转速。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述驱动信号包括电机驱动信号和继电器驱动信号；所述驱动单元包括直流电机、继电器以及电磁离合器；所述直流电机和所述继电器均与所述控制单元连接，所述电磁离合器与所述继电器、所述直流电机及所述滚筒连接；

所述继电器用于基于所述继电器驱动信号对所述电磁离合器进行关断控制；

所述电磁离合器用于控制所述直流电机与所述滚筒的连接通路的通断；

所述直流电机用于对所述滚筒进行转动控制。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元具体用于：

在所述目标工作模式为所述自动控制模式时，基于所述线缆位置信息确定所述线缆的收放状态，所述收放状态包括收紧状态和松弛状态；

在所述收放状态为所述收紧状态时，向所述直流电机发送第一电机驱动信号，并向所述继电器发送第一继电器驱动信号；所述第一电机驱动信号用于控制所述直流电机停止转动，所述第一继电器驱动信号用于指示所述继电器控制所述电磁离合器关断，以切断所述直流电机与所述滚筒之间的连接通路；

在所述收放状态为所述松弛状态时，基于所述线缆位置信息和所述线缆的历史位置信息确定所述电机的第一转速，并基于所述第一转速生成第二电机驱动信号，且向所述直流电机发送所述第二电机驱动信号，以及向所述继电器发送第二继电器驱动信号；所述第二电机驱动信号用于控制所述直流电机以所述第一转速正向转动，所述第二继电器驱动信号用于指示所述继电器控制所述电磁离合器导通，以接通所述直流电机与所述滚筒之间的连接通路。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元具体还用于：

在所述目标工作模式为所述手动控制模式时，从所述转向控制单元中读取所述目标转向，并从所述转速控制单元中读取所述目标转速；

在所述目标转向为反向转动时，基于所述目标转速和所述目标转向生成第三电机驱动信号，并向所述直流电机发送所述第三电机驱动信号，且向所述继电器发送所述第二继电器驱动信号；所述第三电机驱动信号用于控制所述直流电机以所述目标速度反向转动；

在所述目标转向为正向转动时，基于所述目标转速和所述目标转向生成第四电机驱动信号，并向所述直流电机发送所述第四电机驱动信号，且向所述继电器发送所述第二继电器驱动信号；所述第四电机驱动信号用于控制所述直流电机以所述目标速度正向转动。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元具体还用于：

在接收到所述第三模式选择信号时，向所述直流电机发送第五电机驱动信号，并向所述继电器发送第三继电器驱动信号；所述第五电机驱动信号用于控制所述直流电机恢复至预设的第一初始状态，所述第三继电器驱动信号用于控制所述继电器恢复至预设的第二初始状态。

8.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元具体还用于：

在接收到所述第四模式选择信号时，向所述直流电机发送所述第一电机驱动信号，并向所述继电器发送所述第一继电器驱动信号。

9.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元具体还用于：

在接收到所述第五模式选择信号时，向所述直流电机发送第六电机驱动信号，并向所述继电器发送所述第二继电器驱动信号，所述第六电机驱动信号用于控制所述直流电机以急停前的转动方式转动。

10.一种自动线缆收放器的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的控制系统中的控制单元；所述控制方法包括：

获取所述传感单元采集到的所述线缆位置信息；

接收所述模式切换单元发送的所述目标模式选择信号；

基于所述目标工作模式和所述线缆位置信息生成所述驱动信号，并向所述驱动单元发送所述驱动信号。

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