CN205507548U - 一种无人飞行器的控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无人飞行器的控制设备，该设备包括：通信天线，与接收器连接，通过无线网络接收飞行状态参数；接收器，接收飞行状态参数；电池电量测量芯片，与接收器连接，检测电池余量；处理芯片，与电池电量测量芯片连接，对电池余量进行判定；信号采集芯片，与处理芯片连接，采集第一无人飞行器的断点任务信息；发送器，与信号采集芯片连接，并通过无线网络向第二无人飞行器发送断点任务信息。在本实用新型技术方案中，在一台无人飞行器飞行状态不稳定时，会及时的指示另一台无人飞行器继续接替不稳定的飞行器的任务，从而提升了断点任务的完成效率以及完成稳定性。

Description

一种无人飞行器的控制设备

技术领域

本申请涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种无人飞行器的控制设备。

背景技术

目前，随着小微型无人飞行器的技术发展、成本降低，已经开始有大量主体运用小微型无人飞行器来实施农业植保任务，包括农药喷洒、虫害巡视、森林监视等工作。

相较于传统的大型固定翼式无人飞行器，小微型无人飞行器的优势在于飞行灵活、起降方便，尤其是多旋翼式飞行器，还能实现空中悬停。

但是同时，小微型无人飞行器的劣势就在于续航能力远远不如大型固定翼式无人飞行器。

对于需要连续完成的任务，如：农药喷洒、森林监视等工作，如果任务的强度较高、时间较长，当前的无人飞行器就难以实现连续的作业。当前常规的解决办法是采用断点续航的方式，也就是说，在无人飞行器发现到当前的续航能力不足以完成整个飞行任务时，则记录当前完成任务的进度(包括时间、地点、任务完成状态等信息)，然后回到待机站点，完成能量补充或者其他条件补充之后，继续飞回到之前记录的任务进度处，接力完成上述任务。

但是上述断点续航的工作机制，均是以一台无人飞行器为基础来考虑的，就断点续航任务完成效率和任务完成稳定性都较差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种无人飞行器的控制设备，用以解决现有技术中无人飞行器断点续航任务完成效率以及完成稳定性都较低的问题。

其具体的技术方案如下：

一种无人飞行器的控制设备，所述控制设备包括：

通信天线，与接收器连接，通过无线网络接收飞行状态参数；

接收器，接收飞行状态参数；

电池电量测量芯片，与所述接收器连接，检测电池余量；

处理芯片，与所述电池电量测量芯片连接，对电池余量进行判定；

信号采集芯片，与所述处理芯片连接，采集第一无人飞行器的断点任务信息；

发送器，与所述信号采集芯片连接，并通过无线网络向第二无人飞行器发送所述断点任务信息。

可选的，所述电池电量测量芯片具体为LTC2924芯片，所述处理芯片具体为xCROE多核微控制器，所述信号采集芯片具体为XC3S500E芯片。

可选的，所述控制设备还包括：

导航定位装置，定位所述第一无人飞行器的位置信息，并将实时获取的所述位置信息发送至所述第二无人飞行器。

可选的，所述导航定位装置具体为全球定位系统GPS装置。

可选的，所述控制设备还包括：

定位判定芯片，与所述导航定位装置连接，检测所述第二无人飞行器是否到达所述位置信息对应的目的地址；

控制器，与所述定位判定芯片，生成返航控制指令，并将所述返航控制指令传输至通信天线。

可选的，所述控制设备还包括：

航行控制器，与所述通信天线连接，生成航行飞行轨迹，并通过通信天线传输至第二无人飞行器。

可选的，所述控制设备还包括：

存储器，与所述处理芯片连接，存储断点任务信息以及处理芯片接收到的数据。

可选的，所述控制设备还包括：

故障传感器，与所述处理芯片连接，对无人飞行器进行故障检测，获取故障信息，并将故障信息传输至处理芯片。

可选的，所述控制设备还包括：

距离传感器，与所述航行控制器连接，检测第一无人飞行器与地面之间高度，并将所述高度传输至导航控制器。

可选的，所述控制设备还包括：

电源，分别与所述接收器、所述电池电量测量芯片、所述处理芯片、所述导航定位装置、所述定位判定芯片、所述航行控制器、所述故障传感器、所述距离传感器连接。

本实用新型提供了一种无人飞行器的控制设备，该控制设备包括：通信天线，与接收器连接，通过无线网络接收飞行状态参数；接收器，接收飞行状态参数；电池电量测量芯片，与接收器连接，检测电池余量；处理芯片，与电池电量测量芯片连接，对电池余量进行判定；信号采集芯片，与处理芯片连接，采集第一无人飞行器的断点任务信息；发送器，与信号采集芯片连接，并通过无线网络向第二无人飞行器发送断点任务信息。在本实用新型技术方案中，在一台无人飞行器飞行状态不稳定时，会及时的指示另一台无人飞行器继续接替不稳定的飞行器的任务，从而提升了断点任务的完成效率以及完成稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种无人飞行器的控制设备的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种无人飞行器的控制设备，该设备包括：通信天线，与接收器连接，通过无线网络接收飞行状态参数；接收器，接收飞行状态参数；电池电量测量芯片，与接收器连接，检测电池余量；处理芯片，与电池电量测量芯片连接，对电池余量进行判定；信号采集芯片，与处理芯片连接，采集第一无人飞行器的断点任务信息；发送器，与信号采集芯片连接，并通过无线网络向第二无人飞行器发送断点任务信息。在本实用新型技术方案中，在一台无人飞行器飞行状态不稳定时，会及时的指示另一台无人飞行器继续接替不稳定的飞行器的任务，从而提升了断点任务的完成效率以及完成稳定性。

下面通过附图以及具体实施例对本实用新型技术方案做详细的说明，应当理解，本实用新型实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本实用新型技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图1所示为本实用新型实施例中一种无人飞行器的控制设备的结构示意图，该设备包括：

通信天线101，与接收器连接，通过无线网络接收飞行状态参数；

接收器102，接收飞行状态参数；

电池电量测量芯片103，与接收器102连接，检测电池余量；

处理芯片104，与电池电量测量芯片103连接，对电池余量进行判定；

信号采集芯片105，与处理芯片104连接，采集第一无人飞行器的断点任务信息；

发送器106，与信号采集芯片105连接，并通过无线网络向第二无人飞行器发送断点任务信息。

这里的电池电量测量芯片103可以是LTC2924芯片，处理芯片104可以为xCROE多核微控制器，信号采集芯105片可以为XC3S500E芯片。

首先来讲，该控制设备可以应用到第一无人飞行器中，也可以应用到云端服务器中。

在第一无人飞行器执行任务的过程中，接收器101实时获取第一无人飞行器的飞行状态参数，该飞行状态参数可以包含第一无人飞行器的电池余量、故障信息等等，在本实用新型实施例中，故障信息都可以通过对应的故障传感器检测得到，具体所使用的传感器在此就不做限定。

若是由云端服务器来管理无人飞行器，则采集到的飞行状态参数将通过无线网络传输至云端服务器，由云端服务器来处理该飞行状态参数。

电池电量测量芯片103，从飞行状态参数中解析出电池余量；

在获取到飞行状态参数之后，在飞行状态参数中解析出第一无人飞行器的电池余量，这里的电池余量为第一无人飞行器实时的剩余电量。

处理芯片104，与电池电量测量芯片103连接，判定电池余量是否小于等于预设阈值；

在本实用新型实施例中，该预设阈值具体为第一无人飞行器从当前位置返回至补给站所需要的电量，比如说，第一无人飞行器当前的剩余电量为40％，第一无人飞行器从当前位置的返回至补给站所需要的电量也为40％，此时第一无人飞行器的剩余电量刚好可以返回至补给站，那么此处预设阈值就为总电量的40％。当然，该预设阈值可以根据不同的无人飞行器以及不同的应用场景来进行调整，在本实用新型实施例中，并不限定具体的阈值设置方式。

在设置了预设阈值之后，判定采集到的电池余量是否小于等于预设阈值，也就是确定第一无人飞行器当前的电池余量是否能够返回补给站。

信号采集芯片105，与处理芯片104连接，获取第一无人飞行器的至少包含位置信息的断点任务信息。

在判定出第一无人飞行器的当前的电池余量已经小于或者等于预设阈值时，则说明第一无人飞行器当前的航行距离已经达到最大限度，所以需要中断执行任务。此时控制设备中的信号采集芯片105获取第一无人飞行器当前工作位置、任务执行状态以及任务执行时间的断点任务信息。

通过该控制设备中的导航定位装置确定第一无人飞行器所处的位置，任务执行状态就是第一无人飞行器所执行任务的完成量以及剩余量，任务执行时间就是执行任务过程所使用的时间以及当前时间。

这里需要说明是，第一无人飞行器的当前工作位置可以给下一个接替第一无人飞行器继续执行任务的第二无人飞行器提供精确坐标位置。

当然任务的其他信息也将被传输到第二无人飞行器中，这样可以使第二无人飞行器完全的获知第一无人飞行器的任务执行状态，从而保证第二无人飞行器可以更加准确及时的接替第一无人飞行器的任务。

进一步，在本实用新型实施例中，对于第一无人飞行器执行实时性要求较高的任务时，比如说拍摄动物迁徙。基于该场景，设置了两个阈值，一个是上述的预设阈值，该预设阈值的设置方式以及功能在上述实施例中已经说明。而另一个则是触发阈值，该触发阈值是在触发第一无人飞行器返航的一个阈值，比如说，预设阈值为总电量的40％，那么触发阈值就为总电量的60％。

在获取到第一无人飞行器的电池余量之后，首先判定第一无人飞行器的电池余量是否小于触发阈值，比如说：电池余量是否小于60％，在电池余量小于触发阈值时，则将第一无人飞行器实时的位置信息发送至第二无人飞行器，指示第二无人飞行器根据实时的位置信息跟随第一无人飞行器。

举例来讲，无人飞行器a以及无人飞行器b，在无人飞行器a执行实时拍摄任务时，实时的检测无人飞行器a电池余量，若是无人飞行器a的电池余量小于了60％，也就是小于了触发阈值，此时无人飞行器a的实时位置信息将被发送至无人飞行器b，无人飞行器b将基于无人飞行器a的实时位置信息来跟随无人飞行器a。然后继续实时监测无人飞行器a的电池余量，若是无人飞行器a的电池余量小于预设阈值时，则无人飞行器a的断点任务信息将被发送至无人飞行器b，从而无人飞行器b将直接接替无人飞行器a的任务。从而保证实时性要求较高的任务能够有效以及准确的执行。

进一步，通过故障传感器实时的检测第一无人飞行器是否存在故障信息；

该故障信息可以为第一无人飞行器的电路故障信息，或者是第一无人飞行器电动机故障信息、或者是第一无人飞行器的通讯故障信息。在本实用新型实施例中不限定故障信息的具体类型，除了上述举例说明的故障信息之外，还可以是其他类型的故障信息。

信号采集芯片105通过通讯天线将包含位置信息、任务执行状态以及任务执行时间的断点任务信息发送至第二无人飞行器；

在检测到第一无人飞行器的故障信息之后，第一无人飞行器的任务将中断，所以需要另一台无人飞行器来接替第一无人飞行器的任务。因此将第一无人人飞行器的断点任务信息发送至第二无人飞行器，第二无人飞行器将基于断点任务信息中的位置信息，航行至第一无人飞行器所处的位置，并根据接收到的断点任务信息继续执行第一无人飞行器未完成的任务。

当然，若是第一无人飞行器不存在故障信息时，第一无人飞行器将继续执行任务，在执行任务的过程中还是按照上述的方式来判定第一无人飞行器是否需要其他无人飞行器来接替执行任务。

进一步，在第一无人飞行器接替第二无人飞行器时，可以是第二无人飞行器先跟随第一无人飞行器，在第一无人飞行器的飞行状态参数满足预设条件的情况下，第二无人飞行器将接替第一无人飞行器的任务继续执行，这种情况可以应用于实时性较高的任务；此种方式在上述的实施例中已经详细说明，此处就不再赘述。

还可以是第一无人飞行器的飞行状态参数满足预设条件的情况下，第一无人飞行器悬停在当前位置，然后通过定位判定模块检测第二无人飞行器是否达到位置信息对应的目的地址。若第二无人飞行器到达目的地址，则通过控制器生成返航控制指令，并通过通讯天线向第一无人飞行器发送返航指令，从而指示第一无人飞行器返航；若是第二无人飞行器未到达目的地址时，则指示第一无人飞行器在目的地址悬停，这样是第一无人飞行器在目的地址悬停状态下飞行，等待第二无人飞行器来接替任务。这样接替方式可以保证任务不会存在断点，提升了执行任务的完整性以及准确性。

进一步，在本实用新型实施例中，为了避免第二无人飞行器与第一无人飞行器存在航道冲突，所以在第一无人飞行接收到返航指令之后，高度传感器将检测第一无人飞行器的高度，并通过导航控制器调整自身的航行高度，比如说从高5m的航行高度调整为高10m的航行高度，这样能够避免航线冲突，使得两飞行器能够在高度上错开，从而保证无人飞行器的安全性。

进一步，在本实用新型实施例中，该控制设备还包括：

电源，分别与接收器102、电池电量测量芯片103、处理芯片104、导航定位装置、定位判定芯片、航行控制器、故障传感器、距离传感器连接。

本实用新型实施例提供了一种无人飞行器的控制设备，该设备包括：通信天线，与接收器连接，通过无线网络接收飞行状态参数；接收器，接收飞行状态参数；电池电量测量芯片，与接收器连接，检测电池余量；处理芯片，与电池电量测量芯片连接，对电池余量进行判定；信号采集芯片，与处理芯片连接，采集第一无人飞行器的断点任务信息；发送器，与信号采集芯片连接，并通过无线网络向第二无人飞行器发送断点任务信息。在本实用新型技术方案中，在一台无人飞行器飞行状态不稳定时，会及时的指示另一台无人飞行器继续接替不稳定的飞行器的任务，从而提升了断点任务的完成效率以及完成稳定性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种无人飞行器的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括：

通信天线，与接收器连接，通过无线网络接收飞行状态参数；

接收器，接收飞行状态参数；

电池电量测量芯片，与所述接收器连接，检测电池余量；

处理芯片，与所述电池电量测量芯片连接，对电池余量进行判定；

信号采集芯片，与所述处理芯片连接，采集第一无人飞行器的断点任务信息；

发送器，与所述信号采集芯片连接，并通过无线网络向第二无人飞行器发送所述断点任务信息。

2.如权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述电池电量测量芯片具体为LTC2924芯片，所述处理芯片具体为xCROE多核微控制器，所述信号采集芯片具体为XC3S500E芯片。

3.如权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

导航定位装置，定位所述第一无人飞行器的位置信息，并将实时获取的所述位置信息发送至所述第二无人飞行器。

4.如权利要求3所述的控制设备，其特征在于，所述导航定位装置具体为全球定位系统GPS装置。

5.如权利要求4所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

定位判定芯片，与所述导航定位装置连接，检测所述第二无人飞行器是否到达所述位置信息对应的目的地址；

控制器，与所述定位判定芯片，生成返航控制指令，并将所述返航控制指令传输至通信天线。

6.如权利要求4所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

航行控制器，与所述通信天线连接，生成航行飞行轨迹，并通过通信天线传输至第二无人飞行器。

7.如权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

存储器，与所述处理芯片连接，存储断点任务信息以及处理芯片接收到的数据。

8.如权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

故障传感器，与所述处理芯片连接，对无人飞行器进行故障检测，获取故障信息，并将故障信息传输至处理芯片。

9.如权利要求6所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

距离传感器，与所述航行控制器连接，检测第一无人飞行器与地面之间高度，并将所述高度传输至导航控制器。

10.如权利要求1-9中任一权项所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

电源，分别与所述接收器、所述电池电量测量芯片、所述处理芯片、所述导航定位装置、所述定位判定芯片、所述航行控制器、所述故障传感器、所述距离传感器连接。