CN115657573B - 低空飞行体识别控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了低空飞行体识别控制器，涉及控制器技术领域，包括电源模块，用于提供冗余电能；保护模块，用于过压保护；稳压模块，用于稳压处理；电源检测模块，用于电压采样和阈值比较；模式切换控制模块，用于控制识别模式的切换工作；语音识别模块，用于语音识别；目标感知模块，用于目标物识别；智能控制模块，用于控制模块工作；切换控制模块，用于自锁与低损耗电源切换。本发明低空飞行体识别控制器具有语音识别控制和目标感知识别控制，通过模式切换模块控制语音识别模式和目标感知识别模式的交替工作，提供冗余电能，提高低空飞行体的续航能力，并对切换控制模块实现自锁控制和降温控制。

Description

低空飞行体识别控制器

技术领域

本发明涉及控制器技术领域，具体是低空飞行体识别控制器。

背景技术

随着社会科技的进步和智能传感器的优化创新，使得低空飞行体不断朝着智能化，实用化的方向发展，低空飞行体是一种智能飞行器，具有动力装置和传感器装置，配合相关系统运算使得低空飞行体具备躲避、寻迹和识别的功能，但是目前低空飞行体由于体积较小，使得低空飞行体仍然存在续航能力较短的问题，无法对内部系统进行合理的电源分配，导致低空飞行体在飞出后无法及时返回而导致低空飞行体在外界停机，增大工作人员的工作量，因此有待改进。

发明内容

本发明实施例提供低空飞行体识别控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例中，提供低空飞行体识别控制器，该低空飞行体识别控制器包括：电源模块，保护模块，稳压模块，电源检测模块，模式切换控制模块，语音识别模块，目标感知模块，智能控制模块，切换控制模块；

所述电源模块，用于为控制器提供电能，用于为控制器提供冗余电能；

所述保护模块，与所述电源模块连接，用于进行输入过压保护控制；

所述稳压模块，与所述保护模块连接，用于将所述电源模块输出的电能进行稳压处理；

所述电源检测模块，连接所述稳压模块，用于检测稳压模块输出电能的电压情况，用于将检测的电压情况与设定的第一阈值进行比较并输出第一比较结果和第二比较结果，用于将检测的电压情况与设定的第二阈值进行比较并输出第二比较结果；

所述模式切换控制模块，与所述电源检测模块连接，用于接收所述电源检测模块输出的第一比较结果并控制功率管电路的工作，继而控制所述语音识别模块和目标识别模块的切换工作；

所述语音识别模块，与所述智能控制模块连接，用于识别环境中的语音信息并输出语音识别数据；

所述目标感知模块，与所述智能控制模块连接，用于识别目标物的图像信息并输出图像识别数据；

所述智能控制模块，与所述电源检测模块连接，用于接收模块输出的识别数据和比较结果，用于输出控制信号并控制各个模块的工作；

所述切换控制模块，与所述智能控制模块和电源模块连接，用于接收所述智能控制模块输出的控制信号，用于完成开关电路自锁控制并降低开关电路的开关功耗，用于控制所述电源模块的电源切换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明低空飞行体识别控制器具有语音识别控制和目标感知识别控制，并且在低空飞行体由智能控制模块控制，通过电源检测模块为依据，通过模式切换模块控制语音识别模式和目标感知识别模式的交替工作，确保识别正常工作的情况下，关闭多余识别系统，提高低空飞行体的续航能力，并通过切换控制模块切换电源模块，为控制器提供冗余电能，并对开关电路实现自锁控制，避免低空飞行体电源频繁切换导致系统错误，提高控制器的控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的低空飞行体识别控制器的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的低空飞行体识别控制器的电路图。

图3为本发明实例提供的切换控制模块的电路图。

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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1，请参阅图1，低空飞行体识别控制器包括：电源模块1，保护模块2，稳压模块3，电源检测模块4，模式切换控制模块5，语音识别模块6，目标感知模块7，智能控制模块8，切换控制模块9；

具体地，所述电源模块1，用于为控制器提供电能，用于为控制器提供冗余电能；

保护模块2，与所述电源模块1连接，用于进行输入过压保护控制；

稳压模块3，与所述保护模块2连接，用于将所述电源模块1输出的电能进行稳压处理；

电源检测模块4，连接所述稳压模块3，用于检测稳压模块3输出电能的电压情况，用于将检测的电压情况与设定的第一阈值进行比较并输出第一比较结果和第二比较结果，用于将检测的电压情况与设定的第二阈值进行比较并输出第二比较结果；

模式切换控制模块5，与所述电源检测模块4连接，用于接收所述电源检测模块4输出的第一比较结果并控制功率管电路的工作，继而控制所述语音识别模块6和目标识别模块的切换工作；

语音识别模块6，与所述智能控制模块8连接，用于识别环境中的语音信息并输出语音识别数据；

目标感知模块7，与所述智能控制模块8连接，用于识别目标物的图像信息并输出图像识别数据；

智能控制模块8，与所述电源检测模块4连接，用于接收模块输出的识别数据和比较结果，用于输出控制信号并控制各个模块的工作；

切换控制模块9，与所述智能控制模块8和电源模块1连接，用于接收所述智能控制模块8输出的控制信号，用于完成开关电路自锁控制并降低开关电路的开关功耗，用于控制所述电源模块1的电源切换。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用主备电源电路为控制器提供所需电能；上述保护模块2可采用过压保护电路；上述稳压模块3可采用三端集成稳压电路实现稳压输出；上述电源检测模块4可采用电阻分压电路和比较电路实现对电能电压的采样和阈值比较；上述模式切换控制模块5可采用功率管开关电路；上述语音识别模块6可采用安卓语音识别系统对周围环境进行语音拾取和识别，具体不做赘述；上述目标感知模块7可采用图像采集与识别系统完成对目标物的识别，具体不做赘述；上述智能控制模块8可采用，但并不限于单片机、数字信号控制单元（DSP）等微控制器实现对信息的处理和模块的控制；上述切换控制模块9可采用自锁电路、继电器开关电路和降温电路完成对开关的自锁控制和低消耗控制。

在本实施例中，请参阅图2，所述电源模块1包括主电源DC1、第一二极管D1、冗余电源DC2、第二二极管D2、第一触点开关K1-1；

具体地，所述主电源DC1连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极连接第一触点开关K1-1的第一端，第一触点开关K1-1的第二端连接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接冗余电源DC2。

在具体实施例中，上述主电源DC1和冗余电源DC2均可采用，但并不限于锂电池、超级电容等储能电源；上述第一触点开关K1-1为常开触点。

进一步地，所述保护模块2包括第三二极管D3、第一开关管VT1；所述稳压模块3包括第一电容C1、稳压器U2和第二电容C2；

具体地，所述第三二极管D3的阴极连接第一开关管VT1的集电极、第一电容C1的一端和稳压器U2的第一端，第三二极管D3的阳极连接第一开关管VT1的基极，第一开关管VT1的发射极连接第一电容C1的另一端、稳压器U2的第二端和第二电容C2的一端，稳压器U2的第三端连接第二电容C2的另一端。

在具体实施例中，上述稳压器U2可采用7805三端集成稳压电路；上述第一开关管VT1可选用NPN型三极管；上述第一开关管VT1的击穿电压根据所需的输入电压的上限电压进行选择，具体型号不做限定。

进一步地，所述电源检测模块4包括第一电阻R1、第四二极管D4、第二电阻R2、第一比较器A1、第一阈值、第二比较器A2、第三比较器A3和第二阈值；

具体地，所述第一电阻R1的一端连接第四二极管D4的阳极和所述稳压器U2的第三端，第一电阻R1的另一端连接第一比较器A1的反相端、第二比较器A2的反相端和第三比较器A3的反相端并通过第二电阻R2连接所述第一开关管VT1的发射极，第一比较器A1的同相端和第二比较器A2的同相端均连接第一阈值，第三比较器A3的同相端连接第二阈值。

在具体实施例中，上述第一电阻R1和第二电阻R2组成电阻分压电路；上述第一阈值为低电量阈值，第二阈值为超低电量阈值；上述第一比较器A1、第二比较器A2和第三比较器A3均可选用LM393比较器。

进一步地，所述模式切换控制模块5包括第三电阻R3、第一功率管G1、第二功率管G2、第四电阻R4、第五电阻R5、第三功率管G3、第七电阻R7、第六电阻R6、第四功率管G4；

具体地，所述第三电阻R3的一端、第一功率管G1的源极、第四功率管G4的漏极和第三功率管G3的漏极均连接所述第四二极管D4的阴极，第一功率管G1的栅极连接第三电阻R3的另一端和第二功率管G2的漏极，第二功率管G2的源极连接地端，第二功率管G2的栅极、第一功率管G1的漏极、第五电阻R5的一端和第七电阻R7的一端均连接所述第一比较器A1的输出端，第五电阻R5的另一端连接第三功率管G3的栅极并通过第四电阻R4连接地端，第四功率管G4的栅极连接第七电阻R7的另一端并通过第六电阻R6连接地端，第三功率管G3的源极和第四功率管G4的源极分别连接所述语音识别模块6和目标感知模块7。

在具体实施例中，上述第一功率管G1、第三功率管G3和第四功率管G4均可选用P沟道增强型MOSS管；上述第二功率管G2可选用N沟道增强型MOS管。

进一步地，所述智能控制模块8包括第一控制器U1、第八电阻R8、第九电阻R9和第一电源VCC1；

具体地，所述第一控制器U1的第一IO端连接第八电阻R8的一端和所述第二比较器A2的输出端，第一控制器U1的第二IO端连接第九电阻R9的一端和所述第三比较器A3的输出端，第八电阻R8的另一端和第九电阻R9的另一端均连接第一电源VCC1。

在具体实施例中，上述第一控制器U1可选用STM32系列单片机。

在本实施例中，请参阅图3，所述切换控制模块9包括第三电源VCC3、第四逻辑芯片J4、第十一电阻R11、第十电阻R10、第一逻辑芯片J1、第二逻辑芯片J2和第三逻辑芯片J3；

具体地，所述第十电阻R10的一端和第四逻辑芯片J4的输入端均连接所述第一控制器U1的第三IO端，第十电阻R10的另一端连接第三电源VCC3，第四逻辑芯片J4的输出端通过第十一电阻R11连接第一逻辑芯片J1的第一端，第一逻辑芯片J1的第二端连接第二逻辑芯片J2的输出端，第二逻辑芯片J2的输入端连接第三逻辑芯片J3的输出端，第三逻辑芯片J3的输入端连接第一逻辑芯片J1的第三端。

在具体实施例中，上述第一逻辑芯片J1可选用与非门逻辑芯片，第二逻辑芯片J2、第三逻辑芯片J3和第四逻辑芯片J4均可选用非门逻辑芯片，具体型号不做限定。

进一步地，所述切换控制模块9还包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第五功率管G5、第五二极管D5、第一继电器K1、第三电容C3、第十四电阻R14、第二开关管VT2、第十五电阻R15、第二电源VCC2；

具体地，所述第十二电阻R12的一端连接所述第一逻辑芯片J1的第三端，第十二电阻R12的另一端连接第五功率管G5的栅极并通过第十三电阻R13连接地端和第五功率管G5的源极，第五功率管G5的漏极连接第五二极管D5的阳极和第一继电器K1的一端，第一继电器K1的另一端连接第五二极管D5的阴极、第三电容C3的一端、第二开关管VT2的集电极和第十五电阻R15的一端，第十五电阻R15的另一端连接第二电源VCC2、第十四电阻R14的一端和第二开关管VT2的发射极，第二开关管VT2的基极连接第三电容C3的另一端和第十四电阻R14的另一端。

在具体实施例中，上述第五功率管G5可选用P沟道增强型MOS管；上述第一继电器K1控制第一触点开关K1-1的闭断；上述第三电容C3、第十四电阻R14、第二开关管VT2和第十五电阻R15组成降温电路。

本发明低空飞行体识别控制器，通过电源模块1为控制器提供电能，保护模块2进行简单的过压保护，稳压模块3对输入的电能进行稳压处理，输出的稳压通过电源检测模块4中的第一电阻R1和第二电阻R2进行分压采样，并由第一比较器A1、第二比较器A2和第三比较器A3接收，第一比较器A1和第二比较器A2通过与第一阈值进行比较，当采样电压高于第一阈值时，第一比较器A1和第二比较器A2均输出低电平，第二功率管G2截止，第三功率管G3和第四功率管G4导通，语音识别模块6和目标感知模块7进行正常的识别功能，当采样的电压低于第一阈值时，第一比较器A1输出高电平，第二比较器A2输出高电平，第二功率管G2带通第一功率管G1导通，第三功率管G3和第四功率管G4截止，此时以目标感知模块7为主要识别手段进行大致识别，关闭其余的识别手段，降低控制器的电能损耗，当采样电压未低于第二阈值时，第三比较器A3输出低电平，第一控制器U1的第三IO端不输出信号，由第三电源VCC3和第四逻辑芯片J4提供低电平信号，并由第一逻辑芯片J1输出高电平信号，第五功率管G5不导通，当采样的电压低于第二阈值时，第三比较器A3输出高电平并由第一控制器U1接收，使得第一控制器U1判断此时主电源DC1的电量过低，为保证低空飞行体的运行，第一控制器U1的第三IO端将输出低电平，并由第四逻辑芯片J4输出高电平，第一逻辑芯片J1输出低电平，并完成自锁，避免控制频繁变换，第五功率管G5导通，第一继电器K1工作，冗余电源DC2接入控制器供电，为模块提供电能，语音识别模块6和目标感知模块7重新开始工作，提高低空飞行体的续航能力，提高控制器的控制精度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.低空飞行体识别控制器，其特征在于：

该低空飞行体识别控制器包括：电源模块，保护模块，稳压模块，电源检测模块，模式切换控制模块，语音识别模块，目标感知模块，智能控制模块，切换控制模块；

所述电源模块，用于为控制器提供电能，用于为控制器提供冗余电能；

所述保护模块，与所述电源模块连接，用于进行输入过压保护控制；

所述稳压模块，与所述保护模块连接，用于将所述电源模块输出的电能进行稳压处理；

所述电源检测模块，连接所述稳压模块，用于检测稳压模块输出电能的电压情况，用于将检测的电压情况与设定的第一阈值进行比较并输出第一比较结果和第二比较结果，用于将检测的电压情况与设定的第二阈值进行比较并输出第二比较结果；

所述模式切换控制模块，与所述电源检测模块连接，用于接收所述电源检测模块输出的第一比较结果并控制功率管电路的工作，继而控制所述语音识别模块和目标识别模块的切换工作；

所述语音识别模块，与所述智能控制模块连接，用于识别环境中的语音信息并输出语音识别数据；

所述目标感知模块，与所述智能控制模块连接，用于识别目标物的图像信息并输出图像识别数据；

所述智能控制模块，与所述电源检测模块连接，用于接收模块输出的识别数据和比较结果，用于输出控制信号并控制各个模块的工作；

所述切换控制模块，与所述智能控制模块和电源模块连接，用于接收所述智能控制模块输出的控制信号，用于完成开关电路自锁控制并降低开关电路的开关功耗，用于控制所述电源模块的电源切换；

所述电源检测模块包括第四二极管、第一比较器；

所述模式切换控制模块包括第三电阻、第一功率管、第二功率管、第四电阻、第五电阻、第三功率管、第七电阻、第六电阻、第四功率管；

所述第三电阻的一端、第一功率管的源极、第四功率管的漏极和第三功率管的漏极均连接所述第四二极管的阴极，第一功率管的栅极连接第三电阻的另一端和第二功率管的漏极，第二功率管的源极连接地端，第二功率管的栅极、第一功率管的漏极、第五电阻的一端和第七电阻的一端均连接所述第一比较器的输出端，第五电阻的另一端连接第三功率管的栅极并通过第四电阻连接地端，第四功率管的栅极连接第七电阻的另一端并通过第六电阻连接地端，第三功率管的源极和第四功率管的源极分别连接所述语音识别模块和目标感知模块；

所述切换控制模块包括第一逻辑芯片；

所述切换控制模块还包括第十二电阻、第十三电阻、第五功率管、第五二极管、第一继电器、第三电容、第十四电阻、第二开关管、第十五电阻、第二电源；

所述第十二电阻的一端连接所述第一逻辑芯片的第三端，第十二电阻的另一端连接第五功率管的栅极并通过第十三电阻连接地端和第五功率管的源极，第五功率管的漏极连接第五二极管的阳极和第一继电器的一端，第一继电器的另一端连接第五二极管的阴极、第三电容的一端、第二开关管的集电极和第十五电阻的一端，第十五电阻的另一端连接第二电源、第十四电阻的一端和第二开关管的发射极，第二开关管的基极连接第三电容的另一端和第十四电阻的另一端。

2.根据权利要求1所述的低空飞行体识别控制器，其特征在于，所述电源模块包括主电源、第一二极管、冗余电源、第二二极管、第一触点开关；

所述主电源连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接第一触点开关的第一端，第一触点开关的第二端连接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接冗余电源。

3.根据权利要求2所述的低空飞行体识别控制器，其特征在于，所述保护模块包括第三二极管、第一开关管；所述稳压模块包括第一电容、稳压器和第二电容；

所述第三二极管的阴极连接第一开关管的集电极、第一电容的一端和稳压器的第一端，第三二极管的阳极连接第一开关管的基极，第一开关管的发射极连接第一电容的另一端、稳压器的第二端和第二电容的一端，稳压器的第三端连接第二电容的另一端。

4.根据权利要求3所述的低空飞行体识别控制器，其特征在于，所述电源检测模块包括第一电阻、第二电阻、第一阈值、第二比较器、第三比较器和第二阈值；

所述第一电阻的一端连接第四二极管的阳极和所述稳压器的第三端，第一电阻的另一端连接第一比较器的反相端、第二比较器的反相端和第三比较器的反相端并通过第二电阻连接所述第一开关管的发射极，第一比较器的同相端和第二比较器的同相端均连接第一阈值，第三比较器的同相端连接第二阈值。

5.根据权利要求4所述的低空飞行体识别控制器，其特征在于，所述智能控制模块包括第一控制器、第八电阻、第九电阻和第一电源；

所述第一控制器的第一IO端连接第八电阻的一端和所述第二比较器的输出端，第一控制器的第二IO端连接第九电阻的一端和所述第三比较器的输出端，第八电阻的另一端和第九电阻的另一端均连接第一电源。

6.根据权利要求5所述的低空飞行体识别控制器，其特征在于，所述切换控制模块包括第三电源、第十一电阻、第十电阻、第二逻辑芯片和第三逻辑芯片；

所述第十电阻的一端和第四逻辑芯片的输入端均连接所述第一控制器的第三IO端，第十电阻的另一端连接第三电源，第四逻辑芯片的输出端通过第十一电阻连接第一逻辑芯片的第一端，第一逻辑芯片的第二端连接第二逻辑芯片的输出端，第二逻辑芯片的输入端连接第三逻辑芯片的输出端，第三逻辑芯片的输入端连接第一逻辑芯片的第三端。

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