WO2013174751A2 - Verfahren zum steuern eines fluggeräts in form eines multicopters und entsprechendes steuerungssystem - Google Patents

Verfahren zum steuern eines fluggeräts in form eines multicopters und entsprechendes steuerungssystem Download PDF

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WO2013174751A2
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rotor
control
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Stephan Wolf
Thomas Ruf
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E-Volo Gmbh
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    • G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for controlling an aircraft in the form of a multicopter, which Muiticopter several, preferably arranged in a common rotor plane, redundant rotors on the one hand buoyancy and on the other- by inclination of the at least one rotor plane also propulsion wherein attitude control and control of the multicopter by changing rotor speeds in response to pilot control commands.
  • the invention relates to a control system according to the preamble of claim 21 for a Fiug réelle in the form of a multicopter, which Muiticopter several, preferably arranged in a common rotor plane, redundant rotors on the one hand buoyancy and on the other- by inclination of the at least one rotor plane also propulsion wherein storage control and control of the multicopters are effected by changes in rotor speeds in response to pilot control commands.
  • the invention relates to an aircraft according to the preamble of claim 40 in the form of a multi-copter, soft Muiticopter several, preferably arranged in a common rotor plane, redundant rotors comprising at least one electric motor and a propeller, on the one hand buoyancy and on the other- by inclination the at least one rotor plane in space - also propulsion to generate, with storage control and control of the multicopter by changes in rotor speeds in response to pilot control commands.
  • a “multicopter” here and below is an aircraft which uses a plurality of rotors or propellers, which are preferably arranged in a common plane and act vertically downward, in order to lift and, due to the inclination of, in particular, an rotor plane, also propulsion
  • a multicopter belongs to the rotorflüglern and like these can start and land vertically.
  • Multicopters in contrast to conventional helicopters, do not use mechanical controls.
  • the rotors or propellers have a fixed pitch and are not adjustable, which reduces manufacturing costs and reduces maintenance requirements.
  • the rotors of the multicopter move in opposite directions - one half in a clockwise direction, the other half in a counterclockwise direction.
  • the torques transmitted by the propellers to the supporting structure of the multicopper cancel each other about the vertical axis, provided that the sum of the forces of the left- or right-handed propeller is the same.
  • a rotation of the multicopper about the vertical axis can be achieved by different speeds of the left- and right-handed rotors.
  • the speed of the front and the rear rotors is varied, for inclination about the longitudinal axis (rollers) of the left and right-seated rotors. Due to the inclination, not only vertical thrust is created, but also horizontal, which makes it possible to move in any direction.
  • Multicopters are aerodynamically unstable. Only by permanent control of the speed of the individual rotors a stable flight behavior can be achieved.
  • the pilot of the multicopter does not control the speed of individual motors, but only provides parameters such as flight direction, speed, climb or descent rate, etc. This can be done for example via joysticks, switches and similar controls.
  • the decision-making entity may also be embodied in the form of an electronic unit which compares the output (s) of the redundant components and decides according to the majority principle.
  • an electronic "voter” is again a so-called “single point of failure", because he must be able to control the output of ignore or override certain components. Therefore, in the event of misconduct of the "voter”, correct control pulses may be suppressed and instead faulty control pulses may be forwarded, and the "voter” itself may generate erroneous pulses, which may jeopardize the safety of flight behavior.
  • the object of the present invention is to specify a method and a system for a fail-safe and as reliable as possible electronic storage, control and operation of such a microphone.
  • the rotors are connected to each other via a fail-safe network data technology and their respective operating condition, in particular their rotor speeds, communicate in the network; in the network, a first plurality of redundant sensors are included which determine control-relevant (sensor) data and provide in the network, in particular inclination, acceleration, rotation rate and / or position in all three spatial axes of the Muiticopters; further comprising in the network a second plurality of regulators autonomously and decentrally determining, on the basis of the sensor data, and preferably also on the basis of the rotor operating conditions, a respective control signal for each at least one rotor and bracing in the network; the rotors are regulated by means of the control signal in such a way that a flight behavior of the muiti-copter in the direction of sentlichen the default by the piioten control command corresponds.
  • the pilot is regulated by means of the control signal in such a way that a flight behavior of the muiti-copter in the direction of sentlichen the default
  • the rotors are connected to each other in terms of data via a fail-safe network and designed to communicate their respective operating state, in particular their rotor speed, in the network; in the network, a first plurality of redundant sensors are included, which are adapted to determine control-relevant data and provide in the network, in particular inclination, acceleration, rate of rotation and / or position in all three spatial axes of the Mu!
  • ticopters further comprising in the network a second plurality of regulators configured to autonomously and decentrally determine, based on the sensor data, and preferably also based on the rotor operating conditions, a respective control signal for each at least one rotor and to provide it in the network; wherein the rotors are controllable by means of the control signals so that a flight behavior of the multicopter essentially corresponds to a specification by the pilot control command.
  • the pilot control command does not have to come from a human pilot, but can also be generated automatically (eg by autopilot or the like).
  • an aircraft according to the invention is characterized in that it has an inventive control system, which is preferably designed to carry out a method according to the invention.
  • a stable flight behavior is preferably achieved in the context of the present invention by a control loop which comprises sensors, a control algorithm and actuators.
  • the control algorithm is executed on at least one appropriately configured controller.
  • the sensors provide actual data, which are processed by the Regela algorithm and serve the controller to control the actuators accordingly.
  • the sensors measure z. Tilt, acceleration, yaw rate and position in all three (space) axes.
  • Actuators are the electric motors of the rotors, which are preferably brush-type loose sliding motor is. Each of the motors can be individually and independently of the others in its speed controllable.
  • the crizaigorithmus is - as already mentioned - executed on one or more processors, which form the already mentioned regulator or are part of this controller. Preferably, each such actuator / controller is used per actuator.
  • the new solution proposed in the context of the present invention is completely devoid of central units. Instead, it uses a distributed architecture that consists of a variety of distributed sensors, controllers, and actuators.
  • the aforementioned components are interconnected by a fail-safe network, which network is preferably designed to be highly redundant.
  • the same (control) algorithm can run on each controller or network node, and all important decisions are taken decentrally. In this way, the failure of a number of sensors, controllers and / or actuators can be compensated by the overall system and tolerated accordingly. There is no "voter” apart from physical reality, that is, gravity and inertia.
  • the proposed system in the course of a corresponding development includes many, ie significantly more than three controllers, preferably in each case one controller per actuator.
  • the system also includes "many" redundant sensors and / or “many” redundant actuators, for example 18 electric motors and correspondingly many propellers.
  • the components mentioned above are connected to one another via a failsafe data network in terms of data technology.
  • the data exchange takes place via "data flooding to all", so that in particular all controllers are informed at all times about the states of the individual components within the network and can make their decisions accordingly, wherein preferably each controller autonomously decides.
  • the system comprises "many" electricity suppliers, for example in the form of one accumulator per motor and controller.
  • a particular development of the method according to the invention provides in particular that the output, d. H. the output signals of the sensors are compared. This can preferably be done with each of the controllers, which in the course of a particular embodiment of the invention have knowledge of the output of all sensors.
  • the selection of the "right" value, i.e. the value of a particular sensor taken into account in the execution of the controller algorithm, can be done by median formation, preferably not by averaging, whereby outliers outside a certain range of values are preferably ignored.
  • an ALARM message is output to the pilot.
  • the controllers in each case calculate an output ⁇ the manipulated variable) for several or even all actuators and preferably also send corresponding output signals to at least one of the actuators, all actuators or even all 5 network subscribers.
  • controllers compare their respective output with the output of the other controllers, in a development of this aspect it can still be provided that for the own actuator, i. H. that actuator, which is assigned to a controller physically or constructively, the selection of the "correct" value (manipulated variable) by selecting the median, in particular not the mean, from its own output and the output of the other controller is done.
  • an ALARM message 25 is output, in particular to the pilot. Such a message can be made visually and / or acoustically.
  • the room for maneuver for the pilot for example the rise or fall rate, is limited as soon as an ALARM message is present.
  • the latter has a "central" display device (display) which, however, preferably functions as a mere data sink and is at least simply designed as a redundant device
  • This central display is also connected to the network connected and has corresponding knowledge about all traffic within the network.
  • the display if designed accordingly, is able to perform plausibility checks permanently by comparing the data and also to display ALARM when alarm messages are received.
  • the display is to be executed sufficiently “intelligently", for example by providing at least one suitable (micro) processor
  • the display is only available to the pilot with consistent data, that is, if all the sensors, controllers and / or actuators send data or status signals that are compatible within predefined limits with a proper flight operation, "green” and thus signals the release of the multicopters for Fiug congress.
  • the output of all operating elements goes to all network components and is there as possibly to be considered signal available. That's the way it is It is possible to decentrally evaluate all pilot input (user input) within the system.
  • a start or a lift off is only possible if a plurality, preferably all components of the system report a proper status signal ("OK") and the entire data situation is consistent
  • a typical example of the situation described above may be a decentralized controller that "knows” that there are two redundant startup buttons.
  • the said governor also knows the state of charge of all accumulators and the operating state of all other controllers. It can then be provided accordingly that the associated motor - and thus also all other motors - can only be started if the controller or motor recognizes that both start buttons signal a "Start" status, all controllers have the status signal "OK".
  • the method of median formation for selecting values is used in certain embodiments of the present invention for the following reason:
  • the median formation easily filters "outliers" and particularly erroneous values, whereas averaging, in particular with a small number of values, For example, five values (1, 1, 2, 1, 200 (incorrect value)), the median is 1, the median is 41.
  • individual outliers are also” smoothed out "at the mean value. Additionally or alternatively, it is also common, for example, to ignore the respective maximum and minimum.
  • the median solves this problem elegantly and is thus very fault tolerant, and it is easy to calculate thanks to the small number of existing values What would otherwise be a disadvantage in the case of a large number of values, since the values for median formation must be arranged in ascending order, ie, sorted Within a corresponding development of the invention, it can be provided that the median definition for cardinally scaled measured quantities is used in the median formation the at a di e even number of values of the median is chosen as the arithmetic mean of the two middle elements, so that, for example, for median values 1 and 13, the value 12 results as median.
  • the joystick or joystick mentioned above is particularly critical in its treatment because of this, in a typical multicopter, only "few" exist, for example two or at most three.
  • the sensors in the joystick are preferably designed to be redundant, for example three sensors per axis
  • the joystick itself preferably communicates all three sensor values into the network, and the median formation takes place decentrally in a corresponding development of the invention, combined with a preferably automatic alarm triggering in the case of deviation, as described.
  • the network may comprise a plurality of parallel buses, for example. B, three CAN buses.
  • multiple, redundant running networks may be present, for example, three Ethernet networks, each with a switch or switch.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the network is designed as a mesh network.
  • One possible special embodiment of such a meshed network is a two-dimensional torus which has no central element (in the form of a switch or the like).
  • the individual network nodes (mentally) arranged in the form of an array with rows and columns, the nodes in each row or column are connected to each other from neighbor to neighbor. The last node in each row or column is then in turn connected to the first node of the respective row / column.
  • 25 nodes can be arranged in a grid with five columns and five rows, whereby in operation virtually any number, of which a maximum of four nodes in the same row or column can fail, without the communication within the network being interrupted.
  • each network node has four connections to adjacent nodes.
  • two of the four ports mentioned are only used for input signals (input) and two only for output signals (output) in order to implement the network in a simple manner by optical or electrical transmission to be able to, which then provides accordingly only unidirectional connections.
  • Another preferred embodiment of the invention provides that only data or data packages combined data are forwarded within the network whose so-called Hopcount (especially according to the number of already made redirects of a data packet) has not exceeded a predetermined threshold, so that data packets not circle endlessly within the network. Additionally or alternatively, it may also be provided that such data or data packets originating from a currently forwarding node are no longer forwarded by this node. In this context, provision can be made for each data packet to be accompanied by a list of nodes already visited, so that a receiver which is already contained in the named list does not forward the relevant data packet.
  • Another development of the invention provides that a rate limit is implemented per sender (network node) in order to avoid that the network is overloaded by a particularly active network node.
  • the (immediate) neighbors of the named active node remember the time and / or number of the last n data packets, where n is a predetermined natural number. Will this If the limit is exceeded, the relevant data or data packets are discarded and an ALARM status is displayed.
  • nodes that is to say some or all of them within the network
  • data brokers information collection points
  • incoming data at the respective node are forwarded immediately if they are more current than data already present in the table. This can be e.g. recognize at a corresponding time stamp of the data generator.
  • the system or aircraft has 18 rotors in particular, each rotor being equipped with its own electric motor, its own accumulator and its own electronic control.
  • nine rotors rotate clockwise, while another nine rotors rotate counterclockwise.
  • the said system continues to track over 18 control units (controllers), each equipped with its own sensors for the decisive flight parameters.
  • control elements in particular triple redundant joysticks are provided with said switches.
  • the exemplary system or aircraft has a dual redundant central display, and the network is equipped in the manner of a 2D torus with optical transmission, which connects all components together.
  • Figure 1 shows schematically a controller with motor controller, motor and propeller
  • FIG 2 shows schematically the elements of Figure 1, wherein the controller and motor controller are connected separately to the network;
  • FIG. 3 schematically shows the detailed structure of the motor controller, for example, from FIG. 1;
  • Figure 4 shows schematically the structure of a network connected
  • FIG. 5 shows schematically the detailed structure of a regulator
  • FIG. 6 shows schematically the network interfaces of a controller or microcontroller connected to the network
  • Figure 7 shows schematically the structure of a control unit with display
  • Figure 8 shows schematically the structure of a control unit without display
  • Figure 9 shows schematically the structure of the network in the form of a 2D torus in a multicopter with 16 rotors and 16 controllers;
  • Figure 10 shows a network analogous to Figure 9, but for a multicopter with twelve rotors and five controllers;
  • FIG. 11 shows essential elements of a control algorithm for a multicopter in the form of a flowchart
  • FIG. 12 shows the essential elements of a control algorithm for a
  • Figure 13 shows schematically an example of median formation in a subset of sensors and controllers.
  • FIG. 14 shows the error tolerance in median formation on the basis of a table.
  • Figure 1 shows schematically a controller with motor controller for use in a control system according to the invention for a multicopter, the latter is not explicitly shown here.
  • a controller with motor controller for use in a control system according to the invention for a multicopter, the latter is not explicitly shown here.
  • a multicopper for possible concrete physico-mechanical configurations of a multicopper, reference is made, for example, to the previously mentioned DE 20 2012 001 750 U1, in particular as far as the arrangement of the propellers, the design of the support system, the cockpit and the like are concerned.
  • reference numeral 1 exemplarily shows an electric motor in the form of a brushless DC motor, on whose shaft (motor axis) 2 a propeller 3 is mounted.
  • engine 1 with shaft 2 and propeller 3 form a rotor 4.
  • a multicopter accordingly has a plurality of such rotors 4, wherein the rotors 4 and the propellers 3 have a fixed angle of attack and are not adjustable. This was pointed out in detail in the introductory part of the description. For controlling the multicopters, only the relevant engine speeds of the motors 1 are changed, which has also been indicated above.
  • the motor 1 is connected to a motor controller 5, which motor controller 5 drives the motor 1.
  • the corresponding control data (manipulated variables) are received by the motor controller 5 via a bus connection 6, in the present case a CAN bus, from a controller 7 in the form of a microcontroller.
  • the controller 7 is connected to a network 8, which is symbolized in Figure 1 by corresponding inputs 11, 12 and outputs 01, 02.
  • the controller 7 acts accordingly as network nodes and has two inputs 11, 12 and two outputs 01, 02 on.
  • the design of the network 8 will be discussed in more detail below.
  • the network 8 is designed as a network for unidirectional transmissions, i. H. each network connection of the regulator 7 functions either as an input or as an output.
  • the controller (or the control unit) 7 is - as mentioned - designed as a microcontroller, which accordingly has a processor unit (CPU) and corresponding memory units (RAM) and (ROM), which is not explicitly shown in Figure 1 and the skilled person as such are known.
  • the controller 7 can be designed in this way-in particular programmatically-to execute certain control algorithms for driving the motor controller 5 in order to match the engine 1 and thus the engine speed or the speed of the propeller 3 influence to control the multicopter in the manner described.
  • FIG. 2 shows an alternative arrangement of the elements from FIG. 1, identical reference symbols being used here and below for identical or equivalent elements.
  • regulators 7 are arranged separately in the otor controller 5 and are each connected separately to the network 8. Accordingly, the motor controller 5 own inputs 11 ', 12' and own outputs 01 ', 02'.
  • the motor controller 5 does not receive the control signals relating to it directly from the controller 7 via its own bus connection but from the network 8 from the illustrated controller 7 or from another controller within the network 8. which has already been pointed out.
  • FIG. 3 the exemplary structure of a motor controller 5 is again shown in detail.
  • the motor 1 is again designed as a brushless DC motor and, according to FIG. 3, comprises a sensor, in particular Hall sensor 1 a, for providing rotational speed information.
  • the Hall sensor 1a is connected to a microcontroller 5a contained in the motor controller 5, which microcontroller 5a furthermore has a CPU, RAM and ROM as well as digital and analog inputs / outputs, which is known per se to a person skilled in the art.
  • the microcontroller 5a has a CAN bus interface (see FIG.
  • the motor controller 5 in FIG. 3 can also be designed differently for use according to FIG. 2 and have the interfaces required for this purpose.
  • FIG. 4 shows in detail the construction of a sensor unit for a control system of a multicopter according to the invention.
  • the sensor unit is designated in FIG. 4 overall by the reference numeral 9. It comprises a microcontroiler 9a of a type known per se with CPU, RAM and ROM and the required network interfaces, which are not explicitly designated in FIG.
  • the sensor unit 9 comprises by way of example three sensors, namely a position sensor 9b, a yaw rate sensor 9c and an acceleration sensor 9d.
  • the connection from or to the sensors 9b, 9c, 9d takes place, for example, via I2C, ie a special serial data bus, which is mainly used internally for the communication between different circuit parts, for example between a controller and peripheral integrated circuits.
  • the sensors 9b-d supply data in three spatial directions (x / y / z axis) with respect to rate of rotation (sensor 9c), acceleration (9d) and position (sensor 9b), for example via GPS or magnetically in the manner of a compass.
  • FIG. 5 shows in detail the structure of a controller for the control system of a multicopter, for example of the controller 7 according to FIG. 1 or FIG. 2.
  • the controller 7 comprises a micro-controller with CPU, RAM and ROM.
  • the controller 7 or the micro-controller still has digital serial interfaces, which can be realized via electronic circuits in the form of UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).
  • UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter
  • reference numeral 10 is a voltage supply for the regulator 7, which is preferably designed in the form of a rechargeable battery.
  • a separate current or voltage supply 10 is provided for each arrangement of controller 7, motor controller 5 and motor 1.
  • FIG. 6 again details the already mentioned network interfaces in the case of a microcontroiler, for example the microcontroiler of the controller 7 according to FIG. 5.
  • the addressed microcontroller is explicitly designated by the reference numeral 7a. It comprises the already mentioned UART circuits, whereby a distinction is made here between transmission (TX) and reception (RX). Accordingly, the said circuits are designated TX-UART 1/2 and RX-UART 1/2, respectively corresponding to the inputs / outputs 11, 12 and 01, 02 respectively designated in FIG. 1 or FIG.
  • the microcontroller 7a shown is designed specifically for connection to an optical network and accordingly also has optical-electrical converters 7b in the area of the network interfaces in order to convert electrical signals generated by the microcontroller 7a into optical signals and vice versa.
  • FIG. 7 shows an operating unit for use in the control system of a multicopper, which operating unit is designated overall by the reference numeral 11.
  • the control unit 1 1 includes its own microcontroller 11 a with CPU, RAM and ROM and in turn four network connections 11, 12 and 01, 02.
  • the microcontroller 1 1 a is in operative signaling connection with a graphic display 1 1 b to to control this.
  • the display 11b may also contain operating functions, for example in the manner of a touchscreen, but basically only functions as a data sink, for example, to bring a pilot an operating state of the multicopter for display.
  • microcontroller 11b is also technically connected to a control stick (joystick) 11c and to a switch 11d, so that it can receive corresponding input from the joystick 1c and the switch 1d.
  • the operating unit 1 1 is by no means limited to the specific embodiment shown here.
  • a plurality of joysticks 1 1 c and a plurality of switches 1 1 d may be connected to the microcontroller 1 1 a, for example, to select an active joystick by appropriately pressing the switch.
  • 8 shows an alternative embodiment of the control unit 1 1 is shown, in which the display 1 1 b is not directly connected to the microcontroller 1 1 a, but is only "indirectly" via the network 8 with the microcontroller 1 1 a in operative connection. Otherwise, reference is made to the explanations regarding FIG. 7,
  • FIG. 9 shows a possible configuration of the network 8 and the basic arrangement of the logic elements (network nodes) present therein based on a control system for a 16-rotors and controllers muiticopter.
  • the units of motors and controllers are labeled "M / R” in Figure 9 and need not be identified individually
  • the letter “S” indicates seven sensor units, the letter “B” represents two operating units; All of the aforementioned units (M / R, B, S) are networked in a network 8 in the manner of a unidirectional 2D torus, each of the network nodes M / R, B, S having two signal inputs and two signal outputs are (mentally) arranged in the form of a 5x5 matrix, which has correspondingly five rows and five columns Within each row, each network node is connected from left to right with its next neighbor, the last node of a row with the first node The same applies mutatis mutandis to each column, as shown in Figure 9.
  • the resulting network 8 is due to the diverse and re dundant signal connections are particularly fail-safe, as already pointed out.
  • the units “M / R” are preferably designed according to the illustration in Figure 1.
  • the sensor units “S” may be designed as shown in FIG.
  • the operating units “B” can be designed in particular according to Figure 7.
  • Figure 10 shows an alternative embodiment of the network 8, comprising twelve units of motors and associated motor controllers, designated "M / C" in Figure 10, which may for example correspond to the embodiment in the right-hand part of Figure 2.
  • the regulators are separate therefrom and designated by "R” in FIG.
  • the arrangement according to FIG. 0 comprises five such regulators R.
  • the embodiment according to FIG. 10 also comprises two operating units, which in turn are designated B B ", as well as six sensor units" S ".
  • B B operating units
  • S sensor units
  • FIG. 11 shows, in the form of a sequence diagram, essential elements of a control algorithm, as is preferably carried out in each of the controllers of a control system according to the invention, compare reference symbols 7 and R in the figures explained above.
  • Essential elements of the mentioned control algorithm are the acquisition of the sensor data in step S1, which sensor data are subsequently subjected to a filtering in a step S2, for example with the Kalman filter mentioned here by way of example.
  • a filtering in a step S2, for example with the Kalman filter mentioned here by way of example.
  • step S3 the pilot specifications entered by a pilot by means of the control elements are converted into corresponding target specifications, which target values are compared in step S4 as part of a desired-actual comparison with the filtered sensor data from step S2.
  • step S4 a calculation of the required lift takes place.
  • step S5 by the calculation of the rotational speed for an associated rotor or, in the context of a corresponding development of the invention, for several or all existing rotors.
  • step S6 the solid-speed! output in the manner of a manipulated variable to the or the relevant motor controller.
  • the mentioned targets include in particular the desired airspeed, the altitude and the flight direction.
  • the control itself can be done using known standard techniques, for example using digital PID controllers.
  • FIG. 12 shows, with reference to a flow chart, an alternative, distributed control algorithm or its essential elements as an example of a distributed realization.
  • a "controller 1" detects the sensor data in step S1 'and performs the filtering explained with reference to figure 11 in step S2 1.
  • the sensor data filtered therefrom are forwarded by network communication to a "controller 2" at reference symbol S7, which is responsible in step S3 'or S4' for the already described implementation of the pilot specification in targets and the soli-actual comparison 6 for the purpose of calculating the required lift.
  • the resulting data are forwarded via a further network communication S7 to a "controller 3", which then carries out the calculation of the speed in step S5 'and the output of the setpoint speed to the motor controller (s).
  • FIG. 13 schematically shows the median formation in a subset of sensors and regulators, with three sensors S1, S2, S3 and three controllers R1, R2, R3 being shown in the upper area of FIG. Also shown is a motor control M / C.
  • the dashed arrows indicate only the flow of information in the network, not necessarily a direct signaling connection.
  • the solid arrow symbolizes the electrical connection between motor controller M / C and motor 1.
  • Said motor 1 is in turn part of a rotor 4 and drives a propeller 3 via a shaft 2.
  • a fictitious output of the sensors S1 -S3, the median of the relevant sensor values, a speed output of the controllers R1 -R3, the median of the engine speed and a display in the display at different times T1 to T4 are tabularly represented.
  • sensor S3 is defective and supplies an incorrect value (200), which, however, is still within the permissible value range. Due to median formation, the wrong value is nevertheless ignored. All three regulators R1-R3 calculate 320 as the ground speed, and the motor 1 is driven accordingly.
  • the controller R2 also fails, for example because of an unnoticed RAM error.
  • the median formation of the sensor values gives 18, even in the faulty controller R2.
  • the speed calculation in the controllers R1 and R3 consistently gives the value 340.
  • the RAM error falsifies the value to 999.
  • the motor controller M / C forms as a speed median the value 340, so that the motor 1 is nevertheless correctly controlled.
  • the central display cf.
  • Figure 7 or Figure 8 observes the sensor values and speeds and checks for piausibility. Short-term deviations are preferably filtered out. However, if the values are implausible over a certain period of time, ie they deviate more than 1 5% from the median for more than two consecutive times, an alarm is triggered. In the present example, this would be achieved at time T4 for the sensor values, and at time T5 (not shown) for the speed value.
  • the median definition for cardinally scaled measured quantities is used, according to which, for an even number of values, the median is calculated as the arithmetic mean of the two middle elements. For example, the values 1 1 and 13 give a median value of 12.
  • FIG. 14 shows that the median formation provides a good fault tolerance even with a very small number of measured values, wherein in the table according to FIG. 14 erroneous values are indicated by (f). For example, with a number of seven measured values, three defective values can already be tolerated, as illustrated by the last line of the table in FIG. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Fluggeräts in Form eines Multicopters, welcher mehrere, vorzugsweise in einer gemeinsamen Rotorebene angeordnete, redundante Rotoren (4) aufweist, um einerseits Auftrieb und andererseits durch Neigung der wenigstens einen Rotorebene auch Vortrieb zu erzeugen, wobei Lageregelung und Steuerung des Multicopters durch Veränderungen von Rotordrehzahlen in Abhängigkeit von Piloten-Steuerbefehlen erfolgen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Rotoren (4) über ein ausfallsicheres Netzwerk (8) miteinander datentechnisch verbunden sind und ihren jeweiligen Betriebszustand, insbesondere ihre Rotordrehzahi, in dem Netzwerk (8) kommunizieren; in dem Netzwerk eine erste Mehrzahl an redundanten Sensoren enthalten sind, die steuerungsrelevante Daten ermitteln und in dem Netzwerk bereitstellen, insbesondere Neigung, Beschleunigung, Drehrate und/oder Position in allen drei Raumachsen des Multicopters; weiterhin in dem Netzwerk eine zweite Mehrzahl an Reglern enthalten sind, die autonom und dezentral anhand der Sensordaten, und vorzugsweise außerdem anhand der Rotor-Betriebszustände, jeweils ein Regelsignal für jeweils wenigstens einen Rotor bestimmen und in dem Netzwerk bereitstellen; die Rotoren mittels der Regelsignale so geregelt werden, dass ein Flugverhalten des Multicopters im Wesentlichen der Vorgabe durch den Piloten-Steuerbefehl entspricht.

Description

Verfahren zum Steuern eines Flu qeräts in Form eines Multicopters und entsprechendes Steuerungssvstem
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Steuern eines Fluggeräts in Form eines Multicopters, welcher Muiticopter mehrere, vorzugsweise in einer gemeinsamen Rotorebene angeordnete, redundante Rotoren aufweist, um einerseits Auftrieb und andererseits— durch Neigung der wenigstens einen Rotorebene— auch Vortrieb zu erzeugen, wobei Lageregelung und Steuerung des Multicopters durch Veränderung von Rotordrehzahien in Abhängigkeit von Piloten-Steuerbefehlen erfolgen.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Steuerungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 21 für ein Fiuggerät in Form eines Multicopters, welcher Muiticopter mehrere, vorzugsweise in einer gemeinsamen Rotorebene angeordnete, redundante Rotoren aufweist, um einerseits Auftrieb und andererseits— durch Neigung der wenigstens einen Rotorebene— auch Vortrieb zu erzeugen, wobei Lagerregelung und Steuerung des Multicopters durch Veränderungen von Rotordrehzahien in Abhängigkeit von Piioten-Steuerbefehlen erfolgen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fluggerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 40 in Form eines Multicopters, weicher Muiticopter mehrere, vorzugsweise in einer gemeinsamen Rotorebene angeordnete, redundante Rotoren, umfassend jeweils wenigstens einen Elektromotor und einen Propeller, aufweist, um einerseits Auftrieb und andererseits— durch Neigung der wenigstens einen Rotorebene im Raum— auch Vortrieb zu erzeugen, wobei Lagerregelung und Steuerung des Multicopters durch Veränderungen von Rotordrehzahlen in Abhängigkeit von Piloten-Steuerbefehlen erfolgen.
Aus der DE 20 2012 001 750 U1 ist ein Fluggerät in Form eines senkrecht star- tenden und landenden Multicopters bekannt, welches Fluggerät unter Rückgriff auf ein gattungsgemäßes Verfahren steuerbar ist bzw. ein entsprechendes gattungsgemäßes Steuerungssystem aufweist.
Bei einem„Multicopter" handelt es sich hier und im Folgenden um ein Luftfahr- zeug, das mehrere, vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnete, senkrecht nach unten wirkende Rotoren oder Propeller benutzt, um Auftrieb und — durch Neigung der insbesondere einen Rotorebene— auch Vortrieb zu erzeugen. Ein Multicopter gehört zu den Rotorflüglern und kann wie diese senkrecht starten und landen.
Multicopter benutzen im Gegensatz zu herkömmlichen Hubschraubern keine mechanischen Steuerelemente. Die Rotoren bzw. Propeller haben einen festen Anstellwinkel („Pitch") und sind nicht verstellbar, was die Herstellungskosten verringert und die Wartungserfordernisse reduziert.
Änderungen des Auftriebs erfolgen ausschließlich durch Erhöhung oder Verringerung (Veränderung) der Motordrehzah! bei den zum Antrieb der Propeller eingesetzten Elektromotoren. Hier und im Folgenden bezeichnet„Rotor" die Kombination aus Elektromotor und Propeller, während„Propeller" lediglich die ei- gentliche Luftschraube als solche bezeichnet.
Die Rotoren bewegen sich beim Multicopter gegenläufig— die eine Hälfte im Uhrzeigersinn, die andere Hälfte gegen den Uhrzeigersinn. Dadurch heben sich die von den Propellern auf das Traggesteli des Multicopters übertragenen Drehmomente um die Hochachse auf, sofern die Summe die Kräfte der links- bzw. rechtsdrehenden Propeller gleich ist.
Eine Drehung des Multicopters um die Hochachse (Gier-Achse) kann durch unterschiedliche Drehzahlen der links- und rechtsdrehenden Rotoren erreicht wer- den. Zur Neigung um die Querachse (Nicken) wird die Drehzahl der vorderen und der hinteren Rotoren variiert, zur Neigung um die Längsachse (Rollen) die der links und rechts sitzenden Rotoren. Durch die Neigung entsteht nicht nur vertikaler Schub, sondern auch horizontaler— dadurch ist eine Fortbewegung in jede beliebige Richtung möglich. Multicopter sind aerodynamisch instabil. Nur durch permanente Regelung der Drehzahl der einzelnen Rotoren ist ein stabiles Flugverhalten zu erreichen.
Der Pilot des Multicopters steuert nicht die Drehzahl einzelner Motoren, sondern gibt nur Parameter vor, wie beispielsweise Flugrichtung, Geschwindigkeit, Steigoder Sinkrate usw. Dies kann beispielsweise über Steuerknüppel (Joysticks), Schalter und ähnliche Bedienelemente erfolgen.
Bei einem zur Personenbeförderung eingesetzten Multicopter ist es unabdingbar, dass die gesamte Steuerung äußerst zuverlässig arbeitet. Der Ausfall einzelner Komponenten, z. B. einzelner Sensoren, Regelprozessoren oder Motoren, darf nicht zu einer Gefährdung der Manövrierbarkeit oder zum Absturz des Multicopters führen.
Außerdem existieren bereits unbemannte Multicopter, beispielsweise für den Modellflug oder als Überwachungsdrohnen, welche typischerweise über eine zentrale Regelung verfügen, die die Solldrehzahl für alle Rotoren ermittelt und an die betreffenden Motorcontroller weiterleitet. Ein Ausfall dieser zentralen Regelung führt quasi zwangsläufig zum Verlust der Steuerbarkeit des Multicopters und zu dessen Absturz.
In der bemannten Luftfahrt ist es üblich, kritische Komponenten redundant auszulegen, z. B. doppelt oder dreifach. In diesem Zusammenhang existiert dann notwendigerweise eine übergeordnete Entscheidungsinstanz (so genannten„Voter" oder„Arbiter"), die darüber wacht und entscheidet, welche der kritischen Komponenten noch korrekt arbeiten. Bei dieser Entscheidungsinstanz kann es sich beispielsweise um den Piloten selbst handeln, der beispielsweise bei Abweichungen zwischen den Angaben verschiedener Instrumente nach den Kriterien„Mehrheit" und„Plausibilitäl" entscheidet und gegebenenfalls Komponenten abschaltet oder ignoriert. Die Entscheidungsinstanz kann jedoch auch in Form einer elektronischen Einheit ausgeführt sein, die den Output (die Ausgangssignale) der redundanten Komponenten vergleicht und entsprechend nach dem Mehrheitsprinzip entscheidet.
Ein elektronischer„Voter" ist aber selbst wieder ein so genannter„Single point of failure", weil er bestimmungsgemäß in der Lage sein muss, den Output von bestimmten Komponenten zu ignorieren oder zu überstimmen. Daher kann es bei einem Fehlverhalten des„Voters" geschehen, dass korrekte Steuerimpulse unterdrückt und stattdessen fehlerhafte Steuerimpulse weitergeleitet werden. Außerdem kann es vorkommen, dass der„Voter" selbst fehlerhafte Impulse erzeugt, was die Sicherheit des Flugverhaltens gefährden kann.
Selbst bei dreifacher Redundanz der einzelnen Regelungskomponenten und einem theoretisch als unfehlbar angenommenen„Voter" könnte ein Multicopter schon beim Ausfall von zwei Regelungskomponenten abstürzen. Daher ergäben sich bei einer solchen Lösung extrem hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der beteiligten Komponenten, was einen entsprechend erhöhten Fertig- ungs-, Wartungs- und Kostenaufwand bedeuten würde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System für eine ausfailsichere und möglichst zuverlässige elektronische Lageregeiung, Steuerung und Bedienung eines solchen Muiticopters anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , durch ein System gemäß Anspruch 21 und durch ein Fluggerät gemäß Anspruch 40. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.
Zur Lösung der weiter oben genannten Aufgabe und zur Vermeidung der vorstehend erörterten Problematik wird bei einem Verfahren der weiter oben genannten Art im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass die Rotoren über ein ausfallsicheres Netzwerk miteinander datentechnisch verbunden sind und ihren jeweiligen Betriebszustand, insbesondere ihre Rotordrehzahi, in dem Netzwerk kommunizieren; in dem Netzwerk eine erste Mehrzahl an redundanten Sensoren enthalten sind, die steuerungsrelevante (Sensor-)Daten ermitteln und in dem Netzwerk bereitstellen, insbesondere Neigung, Beschleunigung, Drehrate und/oder Position in allen drei Raumachsen des Muiticopters; weiterhin in dem Netzwerk eine zweite Mehrzahl an Reglern enthalten sind, die autonom und dezentral anhand der Sensordaten, und vorzugsweise außerdem anhand der Rotor-Betriebszustände, jeweils ein Regeisignal für jeweils wenigstens einen Rotor bestimmen und in dem Netzwerk bereitsteifen; die Rotoren mittels der Re- gelsignaie so geregelt werden, dass ein Flugverhalten des Muiticopters im We- sentlichen der Vorgabe durch den Piioten-Steuerbefehl entspricht. Dabei braucht der Piloten-Steuerbefehi nicht von einem menschlichen Piloten zu stammen, sondern kann auch automatisch generiert werden (z.B. durch Autopilot oder dgl.).
Entsprechend ist bei einem Steuerungssystem der eingangs genannten Art im Rahmen der vorliegenden Erfändung vorgesehen, dass die Rotoren über ein ausfallsicheres Netzwerk miteinander datentechnisch verbunden und dazu ausgebildet sind, ihren jeweiligen Betriebszustand, insbesondere ihre Rotordrehzahl, in dem Netzwerk zu kommunizieren; in dem Netzwerk eine erste Mehrzahl an redundanten Sensoren enthalten sind, die dazu ausgebildet sind, steuerungsrelevante Daten zu ermitteln und in dem Netzwerk bereitzustellen, insbesondere Neigung, Beschleunigung, Drehrate und/oder Position in allen drei Raumachsen des Mu!ticopters; weiterhin in dem Netzwerk eine zweite Mehrzahl an Reglern enthalten sind, die dazu ausgebildet sind, autonom und dezentral anhand der Sensordaten, und vorzugsweise außerdem anhand der Rotor- Betriebszustände, jeweils ein Regelsignal für jeweils wenigstens einen Rotor zu bestimmen und in dem Netzwerk bereitzustellen; wobei die Rotoren mittels der Regelsignale so regelbar sind, dass ein Flugverhalten des Multicopters im Wesentlichen einer Vorgabe durch den Piloten-Steuerbefehl entspricht. Dabei braucht der Piloten-Steuerbefehl nicht von einem menschlichen Piloten zu stammen, sondern kann auch automatisch generiert werden (z. B. durch Autopilot oder dgl.).
Ein erfindungsgemäßes Fluggerät zeichnet sich dementsprechend dadurch aus, dass es über ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem verfügt, welches vorzugsweise dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Ein stabiles Flugverhalten wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise erreicht durch einen Regelkreis, der Sensoren, einen Regelalgorithmus und Aktoren umfasst. Der Regelalgorithmus wird auf wenigstens einem entsprechend eingerichteten Regler ausgeführt. Die Sensoren liefern Ist-Daten, die durch den RegelaSgorithmus verarbeitet werden und dem Regler dazu dienen, die Aktoren entsprechend anzusteuern. Die Sensoren messen z. B. Neigung, Beschleunigung, Drehrate und Position in allen drei (Raum-)Achsen. Als Aktoren dienen die Elektromotoren der Rotoren, wobei es sich vorzugsweise um bürsten- lose Gleitstrommotoren handelt. Jeder der Motoren kann einzeln und unabhängig von den anderen in seiner Drehzahl regelbar sein. Der Regelaigorithmus wird— wie bereits erwähnt— auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt, welche die bereits angesprochenen Regler bilden oder Bestandteil dieser Regler sind. Vorzugsweise kommt je Aktor ein solcher Prozessor / Regler zum Einsatz.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene neue Lösung kommt dementsprechend vollständig ohne zentrale Einheiten aus. Stattdessen verwendet sie eine verteilte Architektur, die aus einer Vielzahl von verteilten Sensoren, Reglern und Aktoren besteht. Die vorstehend genannten Komponenten sind durch ein ausfallsicheres Netzwerk miteinander verbunden, welches Netzwerk vorzugsweise hochgradig redundant ausgeführt ist. Im Zuge einer entsprechenden Weiterbildung der Erfindung kann auf jedem Regler bzw. Netzknoten der gleiche (Regel-)Algorithmus ablaufen, und alle wichtigen Entscheidungen werden dezentral getroffen. Auf diese Weise kann der Ausfall einer Anzahl von Sensoren, Reglern und/oder Aktoren vom Gesamtsystem ausgeglichen und entsprechend toleriert werden. Es existiert kein„Voter", abgesehen von der physikalischen Realität, d. h. der Schwerkraft und der Trägheit.
Dies lässt sich durch folgendes Beispiel exemplarisch und ohne Beschränkung verdeutlichen: Solange die Mehrzahl der Rotoren Auftrieb erzeugt, ist ein fehlerhafter Rotor, der mit zu niedriger Drehzahl dreht, nicht in der Lage, das Gesamtsystem zu stören und die Flugsicherheit des Multicopters zu gefährden. Der fehlende Schub wird gemäß den vorstehenden Ausführungen entsprechend durch die anderen Rotoren kompensiert.
Nachfolgend seien einige besonders vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundkonzepts explizit angesprochen:
Vorteilhafterweise umfasst das vorgeschlagene System im Zuge einer entsprechenden Weiterbildung viele, d. h. deutlich mehr als drei Regler, vorzugsweise jeweils einen Regler pro Aktor. Im Zuge einer anderen Weiterbildung umfasst das System auch„viele" redundante Sensoren und/oder„viele" redundante Aktoren, beispielsweise 18 Elektromotoren und entsprechend viele Propeller.
Wie bereits angesprochen wurde, sind die vorstehend genannten Komponenten über ein ausfallsicheres Datennetzwerk datentechnisch miteinander verbunden. Vorzugsweise erfolgt dabei der Datenaustausch via„Datenflutung an alle", so dass insbesondere alle Regler jederzeit über die Zustände der einzelnen Komponenten innerhalb des Netzwerks informiert sind und entsprechend ihre Entscheidungen treffen können, wobei vorzugsweise jeder Regler autonom entscheidet.
Im Zuge einer anderen Weiterbildung umfasst das System„viele" Stromversor- ger, beispielsweise in Form jeweils eines Akkumulators pro Motor und Regler.
Wieder eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems oder Verfahrens sieht vor, dass über das Netzwerk der Output aller Sensoren an alle Regler übertragen wird. Wetterhin kann vorgesehen sein, dass jeder Knoten des Netzwerkes (vorzugsweise also jeder Regler) regelmäßig über seinen Gesamtzustand berichtet, wobei insbesondere die Zustandssignale„OK",„ALARM" oder „DEFEKT" in dem Netzwerk übermittelt werden können.
Eine bestimmte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht insbesondere vor, dass der Output, d. h. die Ausgangssignale der Sensoren verglichen werden. Dies kann vorzugsweise bei jedem der Regler geschehen, welche im Zuge einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung Kenntnis vom Output aller Sensoren haben. Die Auswahl des„richtigen" Wertes, d. h. desjenigen Wertes eines betreffenden Sensors, der bei der Ausführung des Regleralgorithmus berücksichtigt wird, kann durch Medianbildung erfolgen, vorzugsweise nicht durch Mittelwertbildung, wodurch Ausreißer, die außerhalb eines bestimmten Wertebereichs liegen, vorzugsweise ignoriert werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass bei starken Abweichungen der Sensorwerte (Ausreißer) eine ALARM-Meldung an den Piloten ausgegeben wird. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Regler jeweils einen Output {die Stellgröße) für mehrere oder sogar für alle Aktoren berechnen und vorzugsweise auch entsprechende Ausgangssignale an zumindest einen der Aktoren, an allen Aktoren oder auch alle 5 Netzwerkteilnehmer senden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Regler ihren jeweiligen Output mit dem Output der anderen Regler vergleichen, in Weiterbildung dieses Aspekts kann noch vorgesehen sein, dass für den eigenen Aktor, d. h. denjenigen Aktor, 10 welcher einem Regler physikalisch oder konstruktiv zugeordnet ist, die Auswahl des„richtigen" Wertes (Stellgröße) durch Auswahl des Medians, insbesondere nicht des Mittelwerts, aus eigenem Output und dem Output der anderen Regler erfolgt.
15 In diesem Zusammenhang kann sogar vorgesehen sein, dass keine paarweise feste Zuordnung von Reglern und Aktoren existiert, sondern dass jeder Aktor via Medianbildung eine betreffende Stellgröße aus dem Output mehrerer Regler auswählt bzw. ermittelt. In diesem Kontext ist es erforderlich, dass der Aktor sefbst über entsprechende Intelligenz verfügt, um den vorstehend beschriebest) nen Vergleich und die Auswahl vornehmen zu können, beispielsweise durch Bereitstellung eines entsprechenden (Miktor-)Prozessors für den oder die Aktoren.
Eine wieder andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei starken Abweichungen (Ausreißer) der Outputwerte (Stellgrößen) eine ALARM-Meldung 25 ausgegeben wird, insbesondere an den Piloten. Eine solche Meldung kann optisch und/oder akustisch erfolgen.
Neben dem bloßen Ausgeben einer ALARM-Meldung kann optional noch vorgesehen sein, dass durch entsprechende Steuerbefehle innerhalb des Systems 30 der Handlungsspielraum für den Piloten, beispielsweise die Steig- oder Sinkrate, begrenzt wird, sobald eine ALARM-Meldung vorliegt.
Im Zuge einer entsprechenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems verfügt dieses über eine„zentrale" Anzeigevorrichtung (Display), welches je- 35 doch vorzugsweise als bloße Datensenke fungiert und wenigstens einfach redundant ausgeführt ist. Dieses zentrale Display ist ebenfalls an das Netzwerk angeschlossen und hat entsprechend Kenntnis über den gesamten Datenverkehr innerhalb des Netzwerks.
Das Display ist bei entsprechender Ausgestaltung in der Lage, durch einen Ver- gleich der Daten permanent Plausibilitätschecks durchzuführen und bei Eingang von Alarmmeldungen ebenfalls ALARM anzuzeigen. Das Display ist in diesem Zusammenhang hinreichend„intelligent" auszuführen, beispielsweise durch Vorsehen wenigstens eines geeigneten (Mikro-)Prozessors. Im Rahmen der angesprochenen Plausibilitätschecks kann vorgesehen sein, dass das Display dem Piloten nur bei konsistenter Datenlage, d. h. , wenn alle Sensoren, Regler und/oder Aktoren Daten bzw. Statussignale senden, die innerhalb vorgegebener Grenzen mit einem ordnungsgemäßen Flugbetrieb kompatibel sind,„Grün" und somit die Freigabe des Multicopters für den Fiugbetrieb signalisiert.
Während des Flugs kann bei entsprechender Weiterbildung vorgesehen sein, dass bei Vorliegen einer Inkonsistenz oder wenigstens einer ALARM-Meldung über das Display eine Aufforderung an den Piloten ergeht, die ihn zum soforti- gen Landen auffordert. Wie bereits angesprochen, ist das Display selber nur eine Datensenke, kein„Voter" nach dem Stand der Technik. Dies bedeutet, dass ein Ausfall des Displays selbst grundsätzlich keinerlei Einfluss auf das Gesamtsystem bzw. auf das Flugverhalten des Multicopters hat. Zur Bedienung des Multicopters sind vorzugsweise Bedienelemente zur Bedienung durch den Piloten vorgesehen. Diese können, wie bereits angesprochen wurde, beispielsweise als Joysticks oder Steuerknüppel, als Schalter und als Displays, insbesondere auch mit Touchscreen-Funktion, ausgeführt sein. Vorzugsweise sind sämtliche dieser Bedienelemente mehrfach vorhanden und in sich redundant ausgeführt. Bei einem Joystick bedeutet dies beispielsweise, dass dieser mehrere redundante Sensoren pro Achse aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung geht der Output sämtlicher Bedienelemente an alle Netzwerk-Komponenten und steht dort als möglicherweise zu berücksichtigendes Signal zur Verfügung. Auf diese Weise ist es möglich, sämtliche Bedienvorgaben des Piloten (User Input) innerhalb des Systems dezentral auszuwerten.
Um die Betriebssicherheit des Fluggeräts möglichst weiter zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass ein Start bzw. ein Abheben nur dann möglich ist, wenn eine Mehrzahl, vorzugsweise alle Komponenten des Systems ein ordnungsgemäßes Statussignal („OK") melden und die gesamte Datenlage konsistent ist, wie weiter oben definiert. Als typisches Beispiel für den vorstehend beschriebenen Sachverhalt iässt sich auf einen dezentralen Regler Bezug nehmen, der„weiß", dass es zwei redundante Startknöpfe gibt. Der genannte Regier kennt auch den Ladezustand sämtlicher Akkumulatoren sowie den Betriebszustand aller anderen Regler. Es kann dann entsprechend vorgesehen sein, dass der dazugehörige Motor - und damit auch alle anderen Motoren - nur gestartet werden kann, wenn der Regler bzw. der Motor erkennt, dass beide Startknöpfe einen Zustand„Start" melden, alle Regler das Statussignal„OK" senden, alle Akkumulatoren mindestens zu 80 % geladen sind und alle Joystick- und Schalterwerte konsistent sind. Hinsichtlich speziell der Bedienelemente Joystick/Steuerknüppel und/oder Umschalter, worüber der Pilot den aktiven Joystick auswählen kann, kann folgende Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein: Der genannte Umschalter ist dreifach redundant ausgeführt, und es wird derjenige Joystick ausgewählt, für den mindestens zwei oder sogar alle drei Schalter in ihren Ausgangssignalen über- einstimmen. Von diesem ausgewählten Joystick wird anschließend zu Steue- rungs- und Regelungszwecken pro Joystick-Parameter (z, B. links/rechts oder oben/unten) jeweils der Median ausgewählt.
Das Verfahren der Medianbildung zum Auswählen von Werten wird im Rahmen bestimmter Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung aus folgendem Grunde angewendet: Die Medianbildung filtert auf einfache Weise„Ausreißer" und besonders fehlerhafte Werte aus. Bei einer Mittelwertbildung hingegen kann, insbesondere bei einer kleinen Anzahl von Werten, schon ein einzelner Fehler zu einer starken Abweichung des Mittelwerts führen. Beispiel: fünf Werte (1 , 1 , 2, 1 , 200 (falscher Wert)); der Median ist 1 , der Mittelwert dagegen 41. Bei einer„hinreichend großen Anzahl" von Werten («100) werden einzelne Ausreißer auch beim Mittelwert„weggeglättet". Zusätzlich oder alternativ ist es auch üblich, beispielsweise das jeweilige Maximum und Minimum zu ignorieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung handelt es sich jedoch üblicherweise um eine„kleine" Anzahl von Werten, beispielsweise maximal 18 oder sogar nur drei oder fünf. Die Anzahl der Werte pro Entscheidungsfindung kann auch zeitlich variieren, wenn beispielsweise wegen eines Datenverlustes im Netzwerk, was durch die Ermittlung von Prüfsummen (beispielsweise CRC) erkannt werden kann, vorübergehend nur drei anstatt beispielsweise fünf Werte zur Verfügung stehen. Der Median löst dieses Problem auf elegante Weise und ist damit sehr fehlertolerant; zudem ist er dank der kleinen Anzahl an vorhandenen Werten einfach zu berechnen, was ansonsten bei einer großen Wertanzahl einen Nachteil bedeuten würde, da die Werte zu Medianbildung aufsteigend angeordnet, also sortiert werden müssen. im Rahmen einer entsprechenden Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei der Medianbildung die Mediandefinition für kardinal skalierte Messgrößen verwendet wird, nach der bei einer die gerade Anzahl von Werten der Median als das arithmetische Mittel der beiden mittleren Elemente gewählt wird, so dass sich beispielsweise für mittlere Werte 1 und 13 der Wert 12 als Median ergibt.
Der weiter oben angesprochene Joystick oder Steuerknüppel ist in seiner Behandlung besonders kritisch, weil hiervon bei einem typischen Multicopter nur „wenige" existieren, beispielsweise zwei oder maximal drei. Daher sind bevorzugt die Sensoren im Joystick redundant ausgelegt, beispielsweise also drei Sensoren je Achse. Der Joystick selber kommuniziert vorzugsweise alle drei Sensorwerte ins Netzwerk, und die Medianbildung erfolgt bei entsprechender Weiterbildung der Erfindung dezentral, verbunden mit einer bevorzugt automati- sehen Alarmausiösung bei Abweichung, wie beschrieben.
Zwischen den einzelnen Joysticks kann durch ebenfalls redundante Schalter bzw. Umschalter ausgewählt werden, wie ebenfalls weiter oben bereits beschrieben. Damit sind alle Einzelfehler tolerierbar, nur Doppelfehler können po- tenziel! zu einem Problem führen. Ansonsten hängt die im Rahmen der Erfindung bei entsprechender Ausgestaltung realisierbare Fehlertoleranz gemäß nachfolgender Tabelle von der Anzahl jeweils verfügbarer (Sensor-) Werte ab:
Figure imgf000014_0001
Die vorstehenden Ausführungen sind im Rahmen der Erfindung nicht auf den nur beispielhaft erwähnten Joystick beschränkt, sondern lassen sich für alle Bedienelemente implementieren, die entsprechend Bedienparameter liefern. Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung als ausfalisicheres Netzwerk bezeichnete Netzwerk kann nach entsprechender Weiterbildung der Erfindung mehrfach redundant ausgeführt sein.
Grundsätzlich bieten sich für die praktische Ausgestaltung des Netzwerks min- destens drei unterschiedliche Lösungen an: Beispielsweise kann das Netzwerk mehrere parallele Busse umfassen, z. B, drei CAN-Busse. Alternativ können mehrere, redundant ausgeführte Netze vorhanden sein, beispielsweise drei Ethernet-Netzwerke mit je einem Umschalter oder Switch. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Netzwerk als vermaschtes Netz (Mesh-Network) ausgeführt ist. Eine mögliche, spezielle Ausgestaltung eines solchen vermaschten Netzwerks ist ein zweidimensionaler Torus, der über keinerlei zentrales Element (in Form eines Switches oder dergleichen) verfügt. Bei einem 2D-Torus sind die einzelnen Netzwerkknoten (gedanklich) in Form eines Arrays mit Zeilen und Spalten angeordnet, wobei die Knoten in jeder Zeile bzw. Spalte von Nachbar zu Nachbar miteinander verbunden sind. Der letzte Knoten in jeder Zeile bzw. Spalte ist dann wiederum mit dem ersten Knoten der betreffenden Zeile/Spalte verbunden.
Beispielsweise lassen sich auf diese Weise 25 Knoten in einem Raster mit fünf Spalten und fünf Zeilen anordnen, wobei im Betrieb quasi beliebig viele, davon maximal vier Knoten in derselben Zeile oder Spalte ausfallen können, ohne dass die Kommunikation innerhalb des Netzwerks unterbrochen wird.
Im Zuge einer entsprechenden Ausgestaltung des Netzwerks weist jeder Netzknoten vier Anschlüsse zu Nachbarknoten auf. Im Rahmen einer wieder anderen Weiterbildung der Erfindung kann hiervon ausgehend vorgesehen sein, dass von den genannten vier Anschlüssen zwei nur für Eingangssignale (Input) und zwei nur für Ausgangssignale (Output) verwendet werden, um das Netzwerk in einfacher Weise per optischer oder elektrischer Übertragung implementieren zu können, welche dann entsprechend nur unidirektionale Verbindungen vorsieht.
Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass innerhalb des Netzwerks nur Daten bzw. zu Datenpaketen zusammengefasste Daten weitergeleitet werden, deren so genannter Hopcount (insbesondere entsprechend der Anzahl bereits erfolgter Weiterleitungen eines Datenpakets) einen vorgegebenen Schwellwert noch nicht überschritten hat, damit Datenpakete nicht endlos lange innerhalb des Netzes kreisen. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass solche Daten oder Datenpakete, die von einem aktuell weiterleitenden Knoten stammen, von diesem Knoten nicht mehr weitergeleitet werden. I n diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass jedem Datenpaket eine Liste der bereits besuchten Knoten beigefügt ist, so dass ein Empfänger, welcher bereits in der genannten Liste enthalten ist, das betreffende Datenpaket nicht weitersendet.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass pro Absender (Netzwerkknoten) eine Ratenbegrenzung implementiert wird, um zu vermeiden, dass das Netzwerk durch einen besonders aktiven Netzwerkknoten überlastet wird.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass sich die (unmittelbaren) Nachbarn des genannten aktiven Knotens Zeitpunkt und/oder Anzahl der letzten n Datenpakete merken, wobei n eine vorgegebene natürliche Zahl ist. Wird hier- bei ein vorgegebenes Limit überschritten, werden die betreffenden Daten bzw. Datenpakete verworfen und ein ALARM-Zustand angezeigt.
Im Zuge einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass bestimmte Knoten, das heißt einige oder auch alle innerhalb des Netzwerks als Information-Sammelstellen („Datenbroker") fungieren. Auf diese Weise lässt sich implementieren, dass nicht alle Datenpakete sofort weitergeleitet werden, sondern dass der betreffende Knoten zusammengehörige Daten, wie beispielsweise Sensorwerte, in einer Tabelle sammelt und diese in einem vorzugs- weise regelmäßigen Takt weiterleitet. Dies hat den besonderen Vorteil, dass dann innerhalb des Netzwerkes zahlenmäßig weniger Datenpakete weitergeleitet werden müssen.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass an dem betreffenden Knoten eingehende Daten sofort weitergeieitet werden, wenn sie aktueller sind, als bereits in der Tabelle vorhandene Daten. Dies lässt sich z.B. an einem entsprechenden Zeitstempel des Datenerzeugers erkennen.
Eine im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhafte Implemen- tierung sieht vor, dass das System bzw. Fluggerät über speziell 18 Rotoren verfügt, wobei jeder Rotor mit einem eigenen Elektromotor, eigenem Akkumulator und eigener elektronischer Ansteuerung ausgestattet ist. Hierbei drehen neun Rotoren im Uhrzeigersinn, während weitere neun Rotoren gegen den Uhrzeigersinn drehen. Das genannte System verfolgt weiterhin über 18 Regeleinheiten (Regler), die jeweils mit eigenen Sensoren für die entscheidenden Flugparametern ausgestattet sind. Als Bedienelemente sind insbesondere dreifach redundante Joysticks mit den genannten Umschaltern vorgesehen. Weiterhin verfügt das exemplarische System bzw. Fluggerät über ein zweifach redundantes zentrales Display, und das Netzwerk ist nach Art eines 2D-Torus mit optischer Über- tragung ausgestattet, welche alle Komponenten miteinander verbindet.
Auf diese Weise lässt sich insbesondere bei einem Fluggerät gemäß DE 20 2012 001 750 U 1 , auf deren Offenbarungsgehalt insbesondere betreffend die mechanisch-konstruktive Ausgestaltung eines Multicopters ansonsten Bezug genommen wird, ein besonders sicherer und zuverlässiger Flugbetrieb gewährleisten. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, insbesondere den Unteransprüchen, so wie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Figur 1 zeigt schematisch einen Regler mit Motorcontroller, Motor und Propeller;
Figur 2 zeigt schematisch die Elemente aus Figur 1 , wobei Regler und Motorcontroller getrennt an das Netzwerk angeschlossen sind;
Figur 3 zeigt schematisch den Detailaufbau des Motorcontrollers beispielsweise aus Figur 1 ;
Figur 4 zeigt schematisch den Aufbau ein an das Netzwerk angeschlossene
Sensoreinheit;
Figur 5 zeigt schematisch den Detailaufbau eines Reglers;
Figur 6 zeigt schematisch die Netzwerkschnittstellen bei einem an das Netzwerk angeschlossenen Regler bzw. Mikrocontroller;
Figur 7 zeigt schematisch den Aufbau einer Bedieneinheit mit Display;
Figur 8 zeigt schematisch den Aufbau einer Bedieneinheit ohne Display;
Figur 9 zeigt schematisch den Aufbau des Netzwerks in Form eines 2D-Torus bei einem Multicopter mit 16 Rotoren und 16 Reglern;
Figur 10 zeigt ein Netzwerk analog Figur 9, jedoch für einen Multicopter mit zwölf Rotoren und fünf Reglern;
Figur 1 1 zeigt wesentliche Elemente eines Regelalgorithmus für einen Multicopter in Form eines Ablaufdiagramms;
Figur 12 zeigt die wesentlichen Elemente eines Regelalgorithmus für einen
Mutlicopter im Falle einer verteilten Realisierung;
Figur 13 zeigt schematisch ein Beispiel für Medianbildung in einer Untermenge von Sensoren und Reglern; und
Figur 14 zeigt anhand einer Tabelle die Fehlertoleranz bei der Medianbildung.
Figur 1 zeigt schematisch einen Regler mit Motorcontroller für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Steuersystem für einen Multicopter, wobei letzterer vorliegend nicht explizit dargestellt ist. Für mögliche konkrete physikalischmechanische Ausgestaltungen eines Multicopters wird beispielsweise auf die bereits mehrfach erwähnte DE 20 2012 001 750 U1 verwiesen, insbesondere was die Anordnung der Propeller, die Ausgestaltung des Tragsystems, der Pilotenkanzel und dergleichen betrifft.
Vorliegend ist Bezugszeichen 1 exemplarisch ein Elektromotor in Form eines bürstenlosen DC-Motors gezeigt, auf dessen Welle (Motorachse) 2 ein Propeller 3 montiert ist. Nach dem Sprachgebrauch der vorliegenden Anmeldung bilden Motor 1 (mit Welle 2) und Propeller 3 einen Rotor 4.
Ein Multicopter weist entsprechend mehrere derartige Rotoren 4 auf, wobei die Rotoren 4 bzw. die Propeller 3 einen festen Anstellwinkel aufweisen und nicht verstellbar sind. Hierauf wurde im einleitenden Teil der Beschreibung detailliert hingewiesen. Zum Steuern des Multicopters werden lediglich die betreffenden Motordrehzahlen der Motoren 1 verändert, worauf ebenfalls weiter oben bereits hingewiesen wurde.
Gemäß Figur 1 ist der Motor 1 mit einem Motorcontroller 5 verbunden, welcher Motorcontroller 5 den Motor 1 ansteuert. Die entsprechenden Ansteuerungsda- ten (Stellgrößen) empfängt der Motorcontroller 5 über eine Busverbindung 6, vorliegend einen CAN-Bus, von einem Regler 7 in Form eines Mikrocontrollers. Der Regler 7 ist an ein Netzwerk 8 angeschlossen, was in Figur 1 durch entsprechende Eingänge 11 , 12 und Ausgänge 01 , 02 symbolisiert ist. Der Regler 7 fungiert entsprechend als Netzwerknoten und weist zwei Eingänge 11 , 12 und zwei Ausgänge 01 , 02 auf. Auf die Ausgestaltung des Netzwerks 8 wird weiter unten noch genauer eingegangen.
Wie man bereits aus Figur 1 entnimmt, ist das Netzwerk 8 als Netzwerk für uni- direktionale Übertragungen ausgelegt, d. h. jeder Netzwerkanschiuss des Reglers 7 fungiert entweder als Eingang oder als Ausgang.
Der Regler (oder die Regeleinheit) 7 ist— wie angesprochen— als Mikrocon- troller ausgeführt, der entsprechend über eine Prozessoreinheit (CPU) und entsprechende Speichereinheiten (RAM) und (ROM) verfügt, welche in Figur 1 nicht explizit dargestellt und dem Fachmann als solche bekannt sind. Der Regler 7 kann auf diese Weise dazu ausgebildet sein— insbesondere programmgesteuert— , bestimmte Regelalgorithmen zum Ansteuern der Motorcontroller 5 auszuführen, um entsprechend auf den Motor 1 und damit auf die Motordrehzahl bzw. die Drehzahl des Propellers 3 Einfluss zu nehmen, um den Multicopter in der beschriebenen Art und Weise zu steuern.
Figur 2 zeigt eine alternative Anordnung der Elemente aus Figur 1 , wobei hier und im Folgenden für gleiche oder gleichwirkende Elemente jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Gemäß Figur 2 sind Regler 7 in dem otorcontroller 5 getrennt voneinander angeordnet und jeweils separat an das Netzwerk 8 angeschlossen. Entsprechend weist der Motorcontroller 5 eigene Eingänge 11 ', 12' und eigene Ausgänge 01 ', 02' auf.
Der Motorcontroller 5 gemäß Figur 2 erhält also die ihn betreffenden Stellsignale anders als in Figur 1 nicht direkt von dem Regler 7 über eine eigene Busver- bindung, sondern aus dem Netzwerk 8 von dem dargestellten Regler 7 oder von einem anderen Regler innerhalb des Netzwerks 8, worauf bereits hingewiesen wurde.
In Figur 3 ist der exemplarische Aufbau eines Motorcontrollers 5 nochmals im Detail dargestellt.
Der Motor 1 ist wiederum als bürstenioser Gleichstrommotor ausgeführt und um- fasst gemäß Figur 3 einen Sensor, speziell Hall-Sensor 1 a, zur Bereitstellung von Drehzahlinformationen. Der Hall-Sensor 1a ist mit einem in dem Motorcon- troller 5 enthaltenen Mikrocontroller 5a verbunden, welcher Mikrocontroller 5a weiterhin über eine CPU, RAM und ROM sowie über digitale und analoge Ein- /Ausgänge verfügt, was dem Fachmann an sich bekannt ist. Außerdem verfügt der Mikrocontroller 5a über eine CAN-Bus-Schnittstelle (vgl. Figur 1). Wie der Fachmann erkennt, kann der Motorcontroller 5 in Figur 3 auch abweichend für eine Verwendung gemäß Figur 2 ausgebildet sein und die hierfür erforderlichen Schnittstellen aufweisen.
Weiterhin umfasst der Motorcontroller 5 noch Transistoren 5b in Form von MOSFETs, die mit entsprechenden Steuerausgängen des MikroControllers 5a verbunden sind und ihrerseits zur Ansteuerung des Motors 1 dienen, um dessen Drehzahl zu beeinflussen. Figur 4 zeigt detailliert den Aufbau einer Sensoreinheit für ein erfindungsgemäßes Steuersystem eines Multicopters. Die Sensoreinheit ist in Figur 4 insgesamt mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet. Sie umfasst einen in das Netzwerk 8 ein- gebundenen Mikrocontroiler 9a an sich bekannter Bauart mit CPU, RAM und ROM sowie den erforderlichen Netzwerkschnittstellen, die in Figur 4 nicht explizit bezeichnet sind. Weiterhin umfasst die Sensoreinhett 9 exemplarisch drei Sensoren, nämlich einen Positionssensor 9b, einen Drehratensensor 9c sowie einen Beschleunigungssensor 9d. Die Verbindung von bzw. zu den Sensoren 9b, 9c, 9d erfolgt beispielsweise über I2C, d. h. einen spezieilen seriellen Datenbus, der hauptsächlich geräteintern für die Kommunikation zwischen verschiedenen Schaltungsteiien benutzt wird, beispielsweise zwischen einem Controller und peripheren integrierten Schaltkreisen. Die Sensoren 9b - d liefern Daten in drei Raumrichtungen (x/y/z-Achse) bezüglich Drehrate (Sensor 9c), Beschleunigung (9d) und Position (Sensor 9b), beispielsweise über GPS oder magnetisch nach Art eines Kompasses.
Figur 5 zeigt detailliert den Aufbau eines Reglers für das Steuersystem eines Multicopters, beispielsweise des Reglers 7 gemäß Figur 1 oder Figur 2. Wie be- reits angesprochen wurde, umfasst der Regler 7 einen Mikrocontroiler mit CPU, RAM und ROM. Darüber hinaus verfügt der Regler 7 bzw. der Mikrocontroiler noch über digitale serielle Schnittstellen, die über elektronische Schaltungen in Form von UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) realisiert sein können. Hierzu kommt der bereits angesprochene CAN-Bus bzw. ein IC2-Bus, insbesondere für eine Kommunikation mit Sensoreinheiten 9 gemäß Figur 4.
Weiterhin dargestellt ist in Figur 5 bei Bezugszeichen 10 eine Spannungsversorgung für den Regler 7, die vorzugsweise in Form eines Akkumulators ausgeführt ist. Vorteilhafterweise ist für jede Anordnung aus Regler 7, Motorcontroller 5 und Motor 1 eine eigene Strom- bzw. Spannungsversorgung 10 vorgesehen.
Figur 6 geht nochmals genauer auf die bereits angesprochenen Netzwerkschnittstellen bei einem Mikrocontroiler ein, beispielsweise dem Mikrocontroiler des Reglers 7 gemäß Figur 5. In Figur 6 ist der angesprochene Mikrocontroller explizit mit dem Bezugszeichen 7a bezeichnet. Er umfasst die bereits erwähnte UART-Schaltungen, wobei hier zwischen Senden (TX) und Empfangen (RX) unterschieden wird. Dementsprechend sind die genannten Schaltungen mit TX-UART 1/2 und RX-UART 1 /2 bezeichnet, jeweils entsprechend den in Figur 1 oder Figur 2 bezeichneten Eingängen / Ausgängen 11 , 12 bzw. 01 , 02.
Gemäß Figur 6 ist der gezeigte Mikrocontroller 7a speziell für den Anschluss an ein optisches Netzwerk ausgebildet und weist entsprechend im Bereich der Netzwerkschnittstellen jeweils noch optisch-elektrische Wandler 7b auf, um von dem Mikrocontroller 7a erzeugte elektrische Signale in optische Signale umzuwandeln und umgekehrt.
In Figur 7 ist eine Bedieneinheit zur Verwendung in dem Steuersystem eines Multicopters dargestellt, welche Bedieneinheit insgesamt mit den Bezugszeichen 1 1 bezeichnet ist. Gemäß Figur 7 umfasst die Bedieneinheit 1 1 einen eigenen Mikrocontroller 11 a mit CPU, RAM und ROM und wiederum vier Netzwerkverbindungen 11 , 12 bzw. 01 , 02. Der Mikrocontroller 1 1 a steht in signaltechnischer Wirkverbindung mit einem grafischen Display 1 1 b, um dieses anzusteuern. Das Display 11 b kann auch Bedienfunktionen beinhalten, beispielsweise nach Art eines Touchscreens, fungiert jedoch grundsätzlich lediglich als Datensenke, um beispielsweise einem Piloten einen Betriebszustand des Multicopters zur Anzeige zu bringen.
Weiterhin ist der Mikrocontroller 1 1 b noch mit einem Steuerknüppel (Joystick) 1 1 c und mit einem Schalter 1 1 d signaltechnisch verbunden, so dass er entsprechenden Input von dem Joystick 1 c und dem Schalter 1 d empfangen kann.
Wie sich bereits bei der Lektüre des einleitenden Teils der Beschreibung ergibt, ist die Bedieneinheit 1 1 keinesfalls auf die hier gezeigte konkrete Ausgestaltung beschränkt. Insbesondere können an den Mikrocontroller 1 1 a auch mehrere Joysticks 1 1 c und mehrere Schalter 1 1 d angeschlossen sein, um beispielsweise durch entsprechendes Betätigen der Schalter einen aktiven Joystick auszuwählen. In Figur 8 ist eine alternative Ausgestaltung der Bedieneinheit 1 1 gezeigt, bei welcher das Display 1 1 b nicht direkt an den Mikrocontroller 1 1 a angeschlossen ist, sondern nur„indirekt" über das Netzwerk 8 mit dem Mikrocontroller 1 1 a in Wirkverbindung steht. Ansonsten sei auf die Erläuterungen zu Figur 7 verwie- sen,
Figur 9 zeigt eine mögliche Konfiguration des Netzwerks 8 und die prinzipielle Anordnung der darin vorhandenen logischen Elemente (Netzwerkknoten) anhand eines Steuersystems für einen Muiticopter mit 16 Rotoren und Reglern.
Die Einheiten aus Motoren und Reglern, vergleiche beispielsweise Figur 1 , sind in Figur 9 mit„M/R" bezeichnet und brauchen nicht einzeln identifiziert zu werden. Der Buchstabe„S" bezeichnet sieben Sensoreinheiten, der Buchstabe„B" steht für zwei Bedieneinheiten; aüe vorstehend genannten Einheiten (M/R, B, S) sind in einem Netzwerk 8 nach Art eines unidirektionalen 2D-Torus vernetzt, wobei jeder der Netzwerkknoten M/R, B, S über zwei Signaleingänge und zwei Signalausgänge verfügt. Die insgesamt 25 Netzwerkknoten sind (gedanklich) in Form einer 5x5-Matrix angeordnet, die entsprechend über fünf Zeilen und fünf Spalten verfügt. Innerhalb jeder Zeile ist jeder Netzwerkknoten von links nach rechts mit seinem jeweils nächsten Nachbarn verbunden, wobei der letzte Knoten einer Zeile mit dem ersten Knoten der betreffenden Zeile verbunden ist. Gleiches gilt entsprechend für jede Spalte, wie in Figur 9 dargestellt. Das entstehende Netzwerk 8 ist aufgrund der vielfältigen und redundanten Signalver- bindungen besonders ausfallsicher, worauf bereits hingewiesen wurde.
Bei der Ausgestaltung in Figur 9 sind— wie bereits erwähnt— die Einheiten „M/R" vorzugsweise gemäß der Darstellung in Figur 1 ausgebildet. Die Sensoreinheiten„S" können gemäß der Darstellung in Figur 4 ausgebildet sein. Des Weiteren können die Bedieneinheiten„B" insbesondere gemäß Figur 7 ausge- bildet sein. Selbstverständlich ist es jedoch möglich, die eigentliche Bedieneinheit von den Displays zu trennen, vergleiche Figur 8. Auch hinsichtlich der anderen Netzwerkknoten ist die Ausgestaltung gemäß Figur 9 nicht auf eine der Ausgestaltungen gemäß den vorstehend beschriebenen Figuren 1 bis 8 beschränkt. Figur 10 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Netzwerks 8, umfassend zwölf Einheiten aus Motoren und zugehörigen Motorcontroller, die in Figur 10 mit „M/C" bezeichnet sind, was beispielsweise der Ausgestaltung im rechten Teil der Figur 2 entsprechen kann. Die Regler sind hiervon getrennt und in Figur 10 mit„R" bezeichnet. Die Anordnung gemäß Figur 0 umfasst fünf derartige Regler R.
Des Weiteren umfasst die Ausgestaltung gemäß Figur 10 noch zwei Bedieneinheiten, die wiederum mit BB" bezeichnet sind, sowie sechs Sensoreinheiten„S". Die Anordnung insgesamt erfolgt wiederum nach Art eines 2D-Torus.
Wie der Fachmann leicht erkennt, ist die vorliegende Erfindung keinesfalls auf die anhand von Figur 9 und Figur 10 nur exemplarisch beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt, insbesondere was die Anzahl an Motoren, Reglern, Sensoren und Bedieneinheiten betrifft.
Figur 1 1 zeigt in Form eines Ablaufsdiagramms wesentliche Elemente eines Regelalgorithmus, wie er vorzugsweise in jedem der Regler eines erfindungsgemäßen Steuersystems ausgeführt wird, vergleiche Bezugszeichen 7 bzw. R in den vorstehend erläuterten Figuren.
Wesentliche Elemente des angesprochenen Regelalgorithmus sind die Erfassung der Sensordaten in Schritt S1 , welche Sensordaten anschließend in einem Schritt S2 einer Filterung unterzogen werden, beispielsweise mit dem hier exemplarisch erwähnten Kalman-Fiiter. Dieses und andere geeignete Filterverfahren sind dem Fachmann bekannt. In einem weiteren Verfahrensschritt S3 erfolgt der Umsetzung der von einem Piloten mittels der Bedienelemente eingegebenen Pilotenvorgaben in entsprechende Zielvorgaben, welche Zielvorgaben in Schritt S4 im Rahmen eines Soll-Ist-Vergleichs mit den gefilterten Sensordaten aus Schritt S2 verglichen werden. Des Weiteren erfolgt in Schritt S4 eine Berechnung des erforderlichen Auftriebs. Hierin schließt sich in Schritt S5 die Berechnung der Drehzahl für einen zugeordneten Rotor oder— im Rahmen einer entsprechenden Weiterbildung der Erfindung— für mehrere oder alle vorhandenen Rotoren an. Anschließend wird in Schritt S6 die Solidrehzah! nach Art einer Stellgröße an den oder die betreffenden Motorcontroller ausgegeben. Die angesprochenen Zielvorgaben umfassen insbesondere die gewünschte Fluggeschwindigkeit, die Flughöhe und die Flugrichtung. Die Regelung selbst kann unter Verwendung bekannter Standardverfahren erfolgen, beispielsweise unter Einsatz digitaler PID-Regler.
Figur 12 zeigt anhand eines Ablaufdiagramms einen alternativen, verteilten Regelalgorithmus bzw. dessen wesentliche Elemente als Beispiel für eine verteilte Realisierung. Hierbei erfasst ein„Controller 1 " in Schritt S1 ' die Sensordaten und nimmt in Schritt S21 die anhand von Figur 1 1 erläuterte Filterung vor. Die sich hieraus gefilterten Sensordaten werden bei Bezugszeichen S7 per Netzwerk-Kommunikation an einen„Controller 2" weitergeleitet, der in Schritt S3' bzw. S4' für die bereits beschriebene Umsetzung der Pilotenvorgabe in Zielvorgaben und den Soli-Ist-Vergleich 6 zwecks Berechnung des erforderlichen Auftriebs verantwortlich ist. Die sich hieraus ergebenden Daten werden über eine weitere Netzwerkkommunikation S7 an einen„Controller 3" weitergeleitet, der dann in Schritt S5' die Berechnung der Drehzahl und Schritt S6' die Ausgabe der Solldrehzahl an den bzw. die Motorcontroller vornimmt.
Figur 13 zeigt schematisch die Medianbildung in einer Untermenge von Senso- ren und Reglern, wobei im oberen Bereich der Figur 13 drei Sensoren S1 , S2, S3 und drei Regler R1 , R2, R3 dargestellt sind. Gezeigt ist weiterhin ein Motor- controlier M/C. Die gestrichelten Pfeile bezeichnen nur den Informationsfluss im Netzwerk, nicht notwendigerweise eine direkte signaltechnische Verbindung. Der durchgezogene Pfeil symbolisiert die elektrische Verbindung zwischen Mo- torcontroller M/C und Motor 1 . Der genannte Motor 1 ist wiederum Teil eines Rotors 4 und treibt über eine Welle 2 einen Propeller 3.
Im unteren Teil der Figur 13 ist tabellarisch jeweils ein fiktiver Output der Sensoren S1 -S3, der Median der betreffenden Sensorwerte, ein Drehzahloutput der Regler R1 -R3, der Median der Motordrehzahl sowie eine Anzeige im Display zu verschiedenen Zeitpunkten T1 bis T4 dargestellt.
Zum Zeitpunkt T1 liefern alle drei Sensoren S1 -S3 einen korrekten Wert, der allerdings durch Messungenauigkeit leicht variiert. Die Medianbildung erfolgt dezentral in allen drei Reglern R1 -R3 mit dem gleichen Ergebnis, nämlich dem Wert 1 1 . Alle drei Regler R1 -R3 berechnen daraus die gleiche Solldrehzahl 300 für den Motor 1. Der Motorcontroller M/C verwendet daraus den Median, ebenfalls 300, und steuert den Motor 1 entsprechend an.
Zum Zeitpunkt T2 ist Sensor S3 defekt und liefert einen falschen Wert (200), der jedoch noch im zulässigen Wertebereich liegt. Durch Medianbildung wird der falsche Wert dennoch ignoriert. Alie drei Regler R1 -R3 berechnen 320 als Soil- drehzahl, und der Motor 1 wird entsprechend angesteuert.
Zum Zeitpunkt T3 fällt auch noch der Regler R2 aus, beispielsweise wegen ei- nes unbemerkten RAM-Fehlers. Die Medianbildung der Sensorwerte ergibt 18, auch noch im defekten Regier R2. Die Drehzahlberechnung in den Reglern R1 und R3 ergibt übereinstimmend den Wert 340. Im Regler R2 verfälscht der RAM- Fehler den Wert zu 999. Der Motorcontroller M/C bildet als Drehzahlmedian den Wert 340, so dass der Motor 1 dennoch korrekt angesteuert wird.
Das zentrale Display, vgl. beispielsweise Figur 7 oder Figur 8, beobachtet die Sensorwerte und Drehzahlen und prüft sie auf Piausibilität. Kurzfristige Abweichungen werden vorzugsweise ausgefiltert. Sind aber die Werte über einen gewissen Zeitraum inplausibel, das heifit sie weichen beispielsweise für mehr als zwei aufeinanderfolgende Zeitpunkte um mehr als 1 5% vom Median ab, wird Alarm ausgelöst. Im vorliegenden Beispiel wäre dies zum Zeitpunkt T4 für die Sensorwerte erreicht, und zu einem Zeitpunkt T5 (nicht dargestellt) auch für den Drehzahlwert. Verwendet wird vorzugweise und im vorliegenden Beispiel die Mediandefinition für kardinal skalierte Messgrößen, nach der bei einer geraden Anzahl von Werten der Median als das arithmetische Mittel der beiden mittleren Elemente berechnet wird. Beispielsweise ergeben die Werte 1 1 und 13 einen Medianwert von 12.
In Figur 14 ist abschließend dargestellt, dass die Medianbildung eine gute Fehlertoleranz auch bei einer sehr kleinen Anzahl von Messwerten liefert, wobei in der Tabelle gemäß Figur 14 fehlerhafte Werte durch (f) gekennzeichnet sind. So sind beispielsweise bei einer Anzahl von sieben Messwerten bereits drei fehler- hafte Werte tolerierbar, wie die letzte Zeile der Tabelle in Figur 14 verdeutlicht. Bezugszeichenliste
I Motor
2 Welle
3 Propeller
4 Rotor
5 Motorcontroller
6 CAN-Bus
7 Regler, Regeleinheit
7a Mikrocontroller
7b optisch-elektrischer Wandler
8 Netzwerk
9 Sensoreinheit
9b Sensor
9c Sensor
9d Sensor
10 Spannungsversorgung, Stromversorgung
I I Bedieneinheit
11 a Mikrocontroller
11 b grafisches Display
1 1 c Joystick, Bedienelement
1 1 d Schalter M/R Motor-Regler-Einheit
M/C Motorcontroller
B Bedieneinheit
R Regier
R1 Regier
R2 Regler
R3 Regler
S Sensoreinheit
51 Sensor
52 Sensor
S3 Sensor
11 Eingang i2 Eingang
01 Ausgang
02 Ausgang

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Steuern eines Fluggeräts in Form eines Multicopters, welcher mehrere, vorzugsweise in einer gemeinsamen Rotorebene angeordnete, redundante Rotoren (4) aufweist, um einerseits Auftrieb und andererseits durch Neigung der wenigstens einen Rotorebene auch Vortrieb zu erzeugen, wobei Lageregelung und Steuerung des Multicopters durch Veränderungen von Rotordrehzahlen in Abhängigkeit von Piloten-Steuerbefehlen erfolgen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rotoren (4) über ein ausfallsicheres Netzwerk (8) miteinander datentechnisch verbunden sind und ihren jeweiligen Betriebszustand, insbesondere ihre Rotordrehzahl, in dem Netzwerk (8) kommunizieren;
in dem Netzwerk (8) eine erste Mehrzahl an redundanten Sensoren (9 b,c,d) enthalten sind, die steuerungsrelevante Daten ermitteln und in dem Netzwerk (8) bereitstellen, insbesondere Neigung, Beschleunigung, Drehrate und/oder Position in allen drei Raumachsen des Multicopters;
weiterhin in dem Netzwerk (8) eine zweite Mehrzahl an Reglern (7) enthalten sind, die autonom und dezentral anhand der Sensordaten, und vorzugsweise außerdem anhand der Rotor-Betriebszustände, jeweils ein Regelsignal für jeweils wenigstens einen Rotor (4) bestimmen und in dem Netzwerk (8) bereitstellen;
die Rotoren (4) mittels der Regelsignale so geregelt werden, dass ein Fiugverhalten des Multicopters im Wesentlichen der Vorgabe durch den Piloten-Steuerbefehl entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren (4), Regler (7) und Sensoren (9 b,c,d) mittels einer dritten Mehrzahl an Strom- versorgern (10) elektrisch versorgt werden, vorzugsweise einer entsprechenden Mehrzahl an Akkumulatoren.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
zweite Mehrzahl der Anzahl an Rotoren (3) entspricht und/oder dass die dritte Mehrzahl der Anzahl an Rotoren (4) entspricht und/oder dass die zweite Mehrzahl der dritten Mehrzahl entspricht.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenaustausch zwischen den Rotoren (4) und/oder Reglern (7) und/oder Sensoren {9 b,c,d) mittels Datenverteilung, insbesondere Datenflutung, in dem Netzwerk (2) erfolgt.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass Ausgangssignale aller Sensoren (9 b,c,d) an alle Regler (7) übertragen werden.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Netzwerkknoten in Form eines Sensors (9 b,c,d), Reglers (7) oder Rotors (4) In dem Netzwerk regelmäßig ein Statussignal aussendet.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der Sensoren (9 b,c,d) miteinander verglichen werden, vorzugsweise durch die Regler (7), und ei- ne Auswahl eines den Flugzustand des Multicopters beschreibenden Istwerts durch Medianbildung erfolgt, wobei vorzugsweise außerhalb eines definierten Bereichs Hegende Sensorwerte ignoriert werden.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der Sensoren (9 b,c,d) miteinander verglichen werden, vorzugsweise durch die Regler (7), und bei Streuung der Sensorwerte über einen definierten Bereich hinaus ein Warnsignal erzeugt und/oder eine Warnmeldung für den Piloten angezeigt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Regier (7), vorzugsweise alle Regler (7), ein Regelsignal für jeweils mehr als einen Rotor (4) bereitstellen, vorzugweise für jeweils alle Rotoren (4).
10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der Regler (7) mitet- nander verglichen werden, vorzugsweise durch die Regler (7) selbst, und bei Streuung der betreffenden Regelsignale oder Stellgrößen über einen definierten Bereich hinaus ein Warnsignal erzeugt und/oder eine Warnmeldung für den Piloten angezeigt wird,
1 1. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der Regler (7) miteinander verglichen werden, vorzugsweise durch die Regler (7) selbst, und eine Auswahl einer Stellgröße für einen gegebenen Rotor (4) durch Medi- anbildung erfolgt, wobei vorzugsweise außerhalb eines definierten Bereichs liegende Stellwerte ignoriert werden, wobei höchst vorzugsweise keine feste Zuordnung der Rotoren (4) zu den Reglern (7) existiert.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche bei
Rückbezug auf Anspruch 8 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Warnsignal oder ein davon abgeleitetes Signal ein Handlungsspielraum des Piloten, insbesondere eine möglich Steig- oder Sinkrate des Fiuggeräts, automatisch begrenzt wird.
13. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass dem Piloten ein Flug- oder Betriebszustand des Fluggeräts über ein wenigstens einfach redundant ausgeführtes Display (1 1 b) angezeigt wird, welches Display (1 1 b) alle im Netzwerk (8) kommunizierten Daten nach Art einer Datensenke empfängt und regelmäßig auf Konsistenz überprüft, worauf bei Inkonsistenz und/oder Vorliegen eines Warnsignals gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 10 der Pilot durch eine entsprechende Anzeige informiert und vorzugsweise zur Landung aufgefordert wird.
14. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass redundante Bedienelemente (1 1 c,d) für Piloten-Steuerbefehle, wie Schalter oder Steuerknüppel, bereitgestellt werden, deren Ausgangssignale an allen im Netzwerk (8) vorhandenen Einheiten, wie Sensoren (9 b,c,d), Regler (7) und/oder Rotoren (4), bereitgestellt werden, wobei eine dezentrale Auswertung der Piioten-Steuerbefehle durch die Regler (7) erfolgt.
15. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Start des Fluggeräts nur freigegeben wird, wenn alle im Netzwerk (8) vorhandenen Einheiten, wie Sensoren (9 b,c,d)( Regler (7) und/oder Rotoren (4), einen ordnungsgemäßen Betriebszustand melden und/oder die im Netzwerk (8) kommunizierten Daten zueinander konsistent sind, was insbesondere folgende Zustände umfasst: a) die vorhandenen Startknöpfe oder dergleichen melden einen„Start"- Betätigungszustand; und/oder
b) alle Regler (7) melden einen ordnungsgemäßen Betriebszustand; und/oder
c) alle Stromversorger (10) gemäß Anspruch 2 melden wenigstens einen Mindestladezustand, beispielsweise 80%; und/oder
d) alle Bedienelemente (1 c,d) für Piloten-Steuerbefehle, wie Schalter oder Steuerknüppel, liefern konsistente Werte.
16. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zum Auswählen eines aktiven Bedienelements für Piloten-Steuerbefehle, wie eines Steuerknüppels (1 1 c), aus einer Mehrzahl an redundanten Bedienelementen dasjenige Bedienelement als aktives Bedienelement ausgewählt wird, für welches eine Mehrheit an betreffenden Auswahlelementen, vorzugsweise alle, beispielsweise Umschalter ( 1 d), einen entsprechenden Auswahlzustand anzeigen, wobei höchst vorzugsweise für das ausgewählte Bedienelement für jeden bereitgestellten Bedienparameter der Median ausgewählt wird.
17. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Netzwerk (8) nur Daten oder Datenpakete weitergeleitet werden, bei denen ein ständig aktualisierter Weiterlei- tungszählwert einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschritten hat und/oder die nicht von einem aktuell weiterleitenden Netzwerkteiinehmer selbst stammen.
18. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Netzwerk (8) eine Ratenbegrenzung pro Absender erfolgt, wobei vorzugsweise die unmittelbaren Nachbarn jedes Netzwerkteilnehmers Absendezeitpunkt und Anzahl der letzten n, n = 1 , 2, 3,... , Daten oder Datenpakete dieses Netzwerkteilnehmers protokollieren und bei Erreichen eines Schwellwerts ein Warnsignal erzeugt wird und/oder die betreffenden Daten oder Datenpakete verworfen werden.
19. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Netzwerk (8) Datenpakete an Netzwerkknoten gesammelt und zusammengefasst werden, vorzugsweise je nach Zusammengehörigkeit der betreffenden Daten, und anschließend in vorzugsweise regelmäßigen Takt weitergeleitet werden, oder dass an dem betreffenden Knoten eingehende Daten sofort weitergeleitet werden, wenn sie aktueller sind, als bereits in dem Knoten vorhandene Daten.
20. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung in dem Netzwerk (8) optisch oder elektrisch erfolgt, vorzugsweise unidirektional.
21. Steuerungssystem für ein Fluggerät in Form eines Multicopters, welcher mehrere, vorzugsweise in einer gemeinsamen Rotorebene angeordnete, redundante Rotoren (4) aufweist, um einerseits Auftrieb und andererseits durch Neigung der wenigstens einen Rotorebene auch Vortrieb zu erzeugen, wobei Lageregeiung und Steuerung des Multicopters durch Veränderungen von Rotordrehzahlen in Abhängigkeit von Piloten-Steuerbefehlen erfolgen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rotoren (4) über ein ausfallsicheres Netzwerk (8) miteinander datentechnisch verbunden und dazu ausgebildet sind, ihren jeweiligen Betriebszustand, insbesondere ihre Rotordrehzahl, in dem Netzwerk (8) zu kommunizieren;
in dem Netzwerk (8) eine erste Mehrzahl an redundanten Sensoren (9 b,c,d) enthalten sind, die dazu ausgebildet sind, steuerungsrelevante Daten zu ermitteln und in dem Netzwerk (8) bereitzustellen, insbesondere Neigung, Beschleunigung, Drehrate und/oder Position in allen drei Raumachsen des Multicopters;
weiterhin in dem Netzwerk (8) eine zweite Mehrzahl an Reglern (7) enthal- ten sind, die dazu ausgebildet sind, autonom und dezentral anhand der Sensordaten, und vorzugsweise außerdem anhand der Rotor- Betriebszustände, jeweils ein Regeisignal für jeweils wenigstens einen Rotor (4) zu bestimmen und in dem Netzwerk (8) bereitzustellen;
wobei die Rotoren (4) mittels der Regelsignale so regelbar sind, dass ein Flugverhalten des Multicopters im Wesentlichen einer Vorgabe durch den Piloten-Steuerbefehl entspricht;
vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20,
22. System nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass für elektrische Versorgung der Rotoren (4), Regler (7) und Sensoren (9 b,c,d) eine dritte Mehrzahl an Stromversorgern vorhanden ist, vorzugsweise in Form einer entsprechenden Mehrzahl an Akkumulatoren, wobei vorzugsweise die zweite Mehrzahl der Anzahl an Rotoren (4) entspricht und/oder die dritte Mehrzahl der Anzahl an Rotoren (4) entspricht und/oder die zweite Mehrzahl der dritten Mehrzahl entspricht.
23. System nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (8) so aufgebaut und eingerichtet ist, dass ein Datenaustausch zwischen den Rotoren (4) und/oder Reglern (7) und/oder Sensoren (9 b,c,d) mittels Datenverteilung, insbesondere Datenflutung in dem Netzwerk (8) erfolgt.
24. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (8) so aufgebaut und eingerichtet ist, dass Ausgangssignale aller Sensoren (9 b,c,d) an alle Regler (7) übertragbar sind.
25. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Netzwerkknoten in Form eines Sensors (9 b,c,d), Reglers (7) oder Rotors (4) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, in dem Netzwerk (8) regelmäßig ein Statussigna! auszusenden.
26. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler (7) dazu ausgebildet sind, Aus- gangssignale der Sensoren (9 b,c,d) miteinander zu vergleichen, und eine Auswahl eines den Flugzustand des Multicopters beschreibenden Istwerts durch Medianbildung vorzunehmen, wobei vorzugsweise außerhalb eines definierten Bereichs liegende Sensorwerte ignoriert werden.
27. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler (7) dazu ausgebildet sind, Ausgangssignale der Sensoren (9 b,c,d) miteinander zu vergleichen, und bei Streuung der Sensorwerte über einen definierten Bereich hinaus ein Warnsignal zu erzeugen und/oder eine Warnmeldung für den Piloten zu veranlassen.
28. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Regler (7), vorzugsweise alle Regler (7), dazu ausgebildet sind, ein Regelsignal für jeweils mehr als einen Rotor (4) bereitsteilen, vorzugweise für jeweils alle Rotoren (4).
29. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler (7) dazu ausgebildet sind, Ausgangssignale der Regler (7) miteinander zu vergleichen, und bei Streuung der betreffenden Stellgrößen über einen definierten Bereich hinaus ein Warnsignal zu erzeugen und/oder eine Warnmeldung für den Piloten zu veranlassen.
30. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler (7) dazu ausgebildet sind, Ausgangssignale der Regler (7) miteinander zu vergleichen, und eine Auswahl einer Stellgröße für einen gegebenen Rotor (4) durch Medianbildung vorzunehmen, wobei vorzugsweise außerhalb eines definierten Bereichs liegende Steliwerte ignoriert werden, wobei höchst vorzugsweise keine feste Zuordnung der Rotoren (4) zu den Reglern (7) existiert.
31 . System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 30, gekennzeichnet durch ein wenigstens einfach redundant ausgeführtes Display (1 1 b), das dazu ausgebildet ist, dem Piloten einen Flug- oder Be- triebszustand des Fluggeräts anzuzeigen, welches Display (1 1 b) dafür eingerichtet ist, alle im Netzwerk (8) kommunizierten Daten nach Art einer Datensenke zu empfangen, regelmäßig auf Konsistenz zu überprüfen und bei Inkonsistenz und/oder Vorliegen eines Warnsignals gemäß Anspruch 27 oder Anspruch 29 den Pilot durch eine entsprechende Anzeige zu informieren und vorzugsweise zur Landung aufzufordern.
32. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 31 , gekennzeichnet durch redundante Bedienelemente (1 1 c, d) für Piloten- Steuerbefehle, wie Schalter oder Steuerknüppel, deren Ausgangssignale an allen im Netzwerk (8) vorhandenen Einheiten, wie Sensoren (9 b,c,d), Regler (7) und/oder Rotoren (4), bereitgestellt werden, wobei vorzugsweise die Regler (7) dazu ausgebildet sind, eine dezentrale Auswertung der Piloten-Steuerbefehle vorzunehmen.
33. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auswählen eines aktiven Bedienelements (11 c) für Piloten-Steuerbefehle, wie eines Steuerknüppels, aus einer Mehrzahl an redundanten Bedienelementen eine Mehrzahl an betreffenden Auswahlelementen (1 d), vorzugsweise alle, beispielsweise Umschalter (1 1 d), vorgesehen sind, wobei das System dazu ausgebildet ist, dass dasjenige Bedienefement als aktives Bedienelement ausgewählt wird, für welches eine Mehrheit der Auswahleiemente einen entsprechenden Auswahlzustand anzeigen.
34. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (8) so konfiguriert ist, dass nur Daten oder Datenpakete weitergeleitet werden, bei denen ein ständig aktualisierter Weiterleitungszähiwert einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschritten hat und/oder die nicht von einem aktuell weiterleitenden Netzwerkteilnehmer selbst stammen.
35. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (8) so konfiguriert ist, dass in dem Netzwerk (8) eine Ratenbegrenzung pro Absender erfolgt, wobei vorzugsweise die unmittelbaren Nachbarn jedes Netzwerkteilnehmers dazu eingerichtet sind, Absendezeitpunkt und Anzahl der letzten n, n = 1 , 2, 3 Daten oder Datenpakete dieses Netzwerkteilnehmers zu protokollieren und bei Erreichen eines Schwellwerts ein Warnsignal zu erzeugen und/oder die betreffenden Daten oder Datenpakete zu verwerfen.
36. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (8) so konfiguriert ist, dass in dem Netzwerk (8) Datenpakete an Netzwerkknoten gesammelt und zu- sammengefasst werden, vorzugsweise je nach Zusammengehörigkeit der betreffenden Daten, und anschließend in einem vorzugsweise regelmäßigem Takt weitergeleitet werden, oder dass an dem betreffenden Knoten eingehende Daten sofort weitergeleitet werden, wenn sie aktueller sind, als bereits in dem Knoten vorhandene Daten.
37. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (8) zur optischen oder elektrischen Datenübertragung, vorzugsweise unidirektional, ausgebildet ist.
38. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (8) mehrfach redundant ausgebildet ist, vorzugsweise mit mehreren parallelen Bussen, beispielsweise CAN-Busse, oder mit in Form mehrerer redundanter Netze, beispielsweise mehrfaches Ethernet mit je einem Switch, oder als vermaschtes Netz, beispielsweise zweidimensionaler Torus, ohne zentrales Element, wie beispielsweise Switch.
39. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Netzwerk (8) pro Netzknoten jeweils drei oder mehr, vorzugsweise vier, Anschlüsse zu Nachbarknoten vorhanden sind, wobei höchst vorzugsweise eine erste Unterzahl an Anschlüssen, vorzugsweise zwei, als Eingänge (11 , 12) und eine zweite Unterzahl an Anschlüssen, vorzugsweise zwei, als Ausgänge (01 , 02)ausgebildet sind.
40. Fluggerät in Form eines Multicopters, welcher mehrere, vorzugsweise in einer gemeinsamen Rotorebene angeordnete, redundante Rotoren (4), umfassend jeweils wenigstens einen Elektromotor (1 ) und einen Propeller (3), aufweist, um einerseits Auftrieb und andererseits durch Neigung der wenigstens einen Rotorebene im Raum auch Vortrieb zu erzeugen, wobei Lageregelung und Steuerung des Multicopters durch Veränderungen von Rotordrehzahlen in Abhängigkeit von Piloten-Steuerbefehlen erfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass
der Multicopter über ein Steuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 21 bis 39 verfügt, welches vorzugsweise dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 auszuführen.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014103847A1 (de) * 2014-03-20 2015-09-24 Jochen Schmidt Multicopter, Ausleger für einen Multicopter und Verfahren zur Herstellung des Auslegers
DE102014113191A1 (de) 2014-09-12 2016-03-17 Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) Dezentrale redundante Architektur für ein unbemanntes Luftfahrzeug zur vereinfachten Integration von Sensorsystemen
EP3037202A1 (de) * 2014-12-26 2016-06-29 Fanuc Corporation Drahterosionsmaschine mit spannungsüberwachungsfunktion
CN105912010A (zh) * 2016-06-24 2016-08-31 苏州工业职业技术学院 一种基于stm32的微型四旋翼飞行器及其控制系统
WO2020169346A1 (de) * 2019-02-19 2020-08-27 BEE appliance GmbH Verfahren zur steuerung eines multirotor-fluggeräts zum vertikalen starten und landen sowie multirotor-fluggerät
EP3708490A1 (de) * 2019-03-12 2020-09-16 Subaru Corporation Luftfahrzeug
CN112987780A (zh) * 2021-02-04 2021-06-18 苏州立天智能科技有限公司 多旋翼飞行器斜面起飞方法和多旋翼飞行器斜面降落方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUE049822T2 (hu) * 2014-05-01 2020-10-28 Alakai Tech Corporation Tiszta üzemanyagos több rotoros (multirotor) légi jármû személyes légi szállításra pilótával ellátott és pilóta nélküli mûködéssel
US9754496B2 (en) 2014-09-30 2017-09-05 Elwha Llc System and method for management of airspace for unmanned aircraft
US9919797B2 (en) 2014-12-04 2018-03-20 Elwha Llc System and method for operation and management of reconfigurable unmanned aircraft
US20160272310A1 (en) * 2014-12-04 2016-09-22 Elwha Llc Reconfigurable unmanned aircraft system
US9764829B1 (en) * 2015-06-09 2017-09-19 Amazon Technologies, Inc. Multirotor aircraft with enhanced yaw control
US9878787B2 (en) 2015-07-15 2018-01-30 Elwha Llc System and method for operating unmanned aircraft
FR3042885B1 (fr) * 2015-10-23 2018-07-27 Airbus Helicopters Systeme de commande d'un rotor de giravion, giravion equipe d'un tel systeme et methide de commande associee
US20170300065A1 (en) * 2016-04-18 2017-10-19 Latitude Engineering, LLC Automatic recovery systems and methods for unmanned aircraft systems
US10737798B2 (en) * 2016-09-12 2020-08-11 Ansel Misfeldt Integrated feedback to flight controller
DE102018201985A1 (de) * 2018-02-08 2019-08-08 Siemens Aktiengesellschaft Modularer Aufbau von elektrischen Maschinen zur Entwicklung höherer Leistungsklasse mit verbesserter Leistungsdichte
US11091260B2 (en) * 2018-04-27 2021-08-17 Wing Aviation Llc Counter-rotating propellers for aerial vehicle
US11099936B2 (en) * 2018-09-11 2021-08-24 Embraer S.A. Aircraft integrated multi system electronic architecture
CN111090287B (zh) * 2018-10-23 2024-08-02 深圳市斯威普科技有限公司 用于控制飞行器的遥控器
CN110254731B (zh) * 2019-06-25 2020-12-25 辽宁壮龙无人机科技有限公司 一种基于六旋翼飞行器的断桨保护方法及装置
DE102020124731B4 (de) * 2020-09-23 2024-08-22 Volocopter Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Fluggeräts, Regelungsarchitektur für ein Fluggerät und Fluggerät mit einer solchen
US11840351B2 (en) 2021-04-05 2023-12-12 Beta Air, Llc Aircraft for self-neutralizing flight
US12103691B2 (en) 2022-04-29 2024-10-01 Beta Air Llc Magnetic locking system of an electric aircraft rotor and methods thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202012001750U1 (de) 2012-02-22 2012-03-20 Syntern Gmbh Fluggerät

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4635195A (en) * 1984-09-25 1987-01-06 Burroughs Corporation Power control network using reliable communications protocol
US5134691A (en) * 1986-04-01 1992-07-28 Westinghouse Electric Corp. Bidirectional communication and control network with programmable microcontroller interfacing digital ICs transmitting in serial format to controlled product
DE102005010336B4 (de) 2004-11-06 2007-09-06 Dolch, Stefan, Dipl.-Ing. (FH) Drehzahlgesteuerter Hubschrauber
US8453962B2 (en) 2007-02-16 2013-06-04 Donald Orval Shaw Modular flying vehicle
US8473123B2 (en) 2010-02-18 2013-06-25 Massachusetts Institute Of Technology Programmable surface
EP2817219B1 (de) 2012-02-22 2020-06-03 Volocopter GmbH Fluggerät

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202012001750U1 (de) 2012-02-22 2012-03-20 Syntern Gmbh Fluggerät

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014103847A1 (de) * 2014-03-20 2015-09-24 Jochen Schmidt Multicopter, Ausleger für einen Multicopter und Verfahren zur Herstellung des Auslegers
DE102014113191A1 (de) 2014-09-12 2016-03-17 Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) Dezentrale redundante Architektur für ein unbemanntes Luftfahrzeug zur vereinfachten Integration von Sensorsystemen
WO2016038204A1 (de) * 2014-09-12 2016-03-17 Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg Dezentrale redundante architektur für ein unbemanntes luftfahrzeug zur vereinfachten integration von sensorsystemen
EP3037202A1 (de) * 2014-12-26 2016-06-29 Fanuc Corporation Drahterosionsmaschine mit spannungsüberwachungsfunktion
US10376975B2 (en) 2014-12-26 2019-08-13 Fanuc Corporation Wire electric discharge machine with tension monitoring function
CN105912010A (zh) * 2016-06-24 2016-08-31 苏州工业职业技术学院 一种基于stm32的微型四旋翼飞行器及其控制系统
WO2020169346A1 (de) * 2019-02-19 2020-08-27 BEE appliance GmbH Verfahren zur steuerung eines multirotor-fluggeräts zum vertikalen starten und landen sowie multirotor-fluggerät
US11820525B2 (en) 2019-02-19 2023-11-21 Germandrones Gmbh Method for controlling a multirotor aircraft for the vertical take-off and landing as well as multirotor aircraft
EP3708490A1 (de) * 2019-03-12 2020-09-16 Subaru Corporation Luftfahrzeug
US11537148B2 (en) 2019-03-12 2022-12-27 Subaru Corporation Aircraft including rotary wings
CN112987780A (zh) * 2021-02-04 2021-06-18 苏州立天智能科技有限公司 多旋翼飞行器斜面起飞方法和多旋翼飞行器斜面降落方法
CN112987780B (zh) * 2021-02-04 2022-08-16 江苏中信博新能源科技股份有限公司 多旋翼飞行器斜面起飞方法和多旋翼飞行器斜面降落方法

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Publication number Publication date
US9618939B2 (en) 2017-04-11
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WO2013174751A3 (de) 2014-01-16

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