WO2022090592A1 - Dispositivo de seguridad autónomo para controlar el vuelo de una aeronave no tripulada - Google Patents

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WO2022090592A1
WO2022090592A1 PCT/ES2021/070487 ES2021070487W WO2022090592A1 WO 2022090592 A1 WO2022090592 A1 WO 2022090592A1 ES 2021070487 W ES2021070487 W ES 2021070487W WO 2022090592 A1 WO2022090592 A1 WO 2022090592A1
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unmanned aircraft
module
control
flight
emergency recovery
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PCT/ES2021/070487
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French (fr)
Inventor
Antonio Jesús BEDMAR GONZÁLEZ
David RODRÍGUEZ NAVARRO
Original Assignee
Abionica Solutions S.L.P.
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions

Definitions

  • the present invention refers to an autonomous safety device to control and guarantee the safety of the flight operations of an unmanned aircraft, without the need to modify its pre-existing architecture.
  • the object of the invention is to provide an autonomous safety device, compatible and accessory to the unmanned aircraft flight control system itself, capable of identifying faults and consequently executing contingency and mitigation missions, enabling a totally safe and reliable flight. .
  • unmanned aircraft are well known, whether for recreational or professional use, for surveillance, delivery, agricultural, industrial uses, etc.
  • the applicant of this utility model application detects the need to develop an autonomous safety device for flight control capable of being implemented in any unmanned aircraft without the need to modify its pre-existing architecture, and that operates autonomously from the aircraft's own flight control system, taking control of the unmanned aircraft to execute contingency or failure mitigation missions.
  • the autonomous safety device to control the flight of an unmanned aircraft that is advocated allows solving the aforementioned problem, since it provides safe and reliable flight control of the unmanned aircraft, enabling operations where the safety of the operation not only falls on the pilot, but on the unmanned aircraft.
  • the autonomous safety device object of the present invention mitigates the operational risk during the flight, since it allows faults, deviations in the unmanned aircraft systems or pilot errors to be identified, activating mitigation actions and contingency plans and , if necessary, assuming control of the aircraft to execute the contingency.
  • the autonomous safety device of the invention is applicable to any unmanned aircraft commanded by a pilot on the ground.
  • These types of aircraft include, among other elements necessary for its operation, propellers, actuators, sensors and a flight control system that generates command-actuator signals.
  • the autonomous safety device that is recommended is an autonomous and independent system with respect to the flight control system and the rest of the systems on board the aircraft.
  • the autonomous security device monitors all these systems of the unmanned aircraft, looking for faults and evaluating the correctness of the pilot's commands. To do this, the autonomous security device uses the information received from the critical systems on board the unmanned aircraft, and all this without the need to modify the pre-existing architecture of the unmanned aircraft.
  • the autonomous safety device for the flight control of an unmanned aircraft is made up of the following elements: a navigation module that operates independently, which is installed in the unmanned aircraft, and is provided with sensors that they provide information on flight parameters, such as speed, heading, altitude, position, etc. of the unmanned aircraft.
  • at least one emergency recovery module that, being installed in the unmanned aircraft, is connected to and receives information from the navigation module.
  • the emergency recovery module comprises the following units associated with a microprocessor: a monitoring unit, a contingency management unit linked to an algorithm that generates a mode signal, a flight management and control unit that generates a command-actuators, and a communications management unit.
  • a ground control station made up of a ground communications module and a ground emergency module installed on the ground for communication with the unmanned aircraft, alerting the pilot of any failure or error during the operation and allowing him to initiate contingency plans or emergency on the aircraft.
  • a communications module installed on the unmanned aircraft that wirelessly sends and receives data and commands between:
  • a control mode selector installed in the unmanned aircraft and which is connected to the emergency recovery module and the unmanned aircraft.
  • the control mode selector allows the aircraft's operating mode to be activated, commanding the unmanned aircraft from the emergency recovery module or from the unmanned aircraft's own flight control system.
  • the autonomous security device has more than one emergency recovery module, there being no limit to the maximum number of these modules, so that the level of security of the unmanned aircraft increases with each module. emergency recovery connected to it.
  • the autonomous safety device is robust in the face of a simple failure of an emergency recovery module, since it allows identifying possible erroneous signals emitted by one of the emergency recovery modules.
  • the autonomous security device described makes it possible to detect errors or attacks on/to the system in which it is integrated and can mitigate them by activating contingency plans - designed according to the platform, the operation and the environment -, following the quality and aeronautical safety standards.
  • the device of the invention collects the data from each of the unmanned aircraft's own systems, periodically checking that they work correctly.
  • the autonomous security device is capable of detecting an undesired event and in that case activate automatic actions, that is, without the intervention of the pilot, eventually assuming control of the unmanned aircraft, executing mitigation and contingency plans such as maneuvers opportune for the correction of the trajectory, return to the starting point, landing in a safety zone, etc.
  • This decision making is based on the innovative algorithm of the emergency recovery module that allows monitoring the commands of the unmanned aircraft and the pilot's response, evaluating their suitability to continue the flight operation safely.
  • the autonomous safety device for the flight control of an unmanned aircraft object of the present invention surpasses other known systems in which a redundancy of the flight control system is carried out, since the present development focuses on a complementary and different device to the pre-existing unmanned aircraft flight control system and the ground control station.
  • Figure 1 Shows a schematic diagram detailing the elements that make up the invention according to its preferred embodiment and the relationship between them and the architecture of the unmanned aircraft.
  • Figure 1 A schematic diagram illustrating a preferred embodiment of the invention is shown in Figure 1. Specifically, Figure 1 details the autonomous safety device for flight control of an unmanned aircraft (1) integrated into the pre-existing architecture of the unmanned aircraft (1). It should be noted that those elements represented inside the dashed line of Figure 1 are part of the elements that make up the autonomous security device of the present invention and that are arranged in the unmanned aircraft (1).
  • the unmanned aircraft (1) originally has some propellers (2), some actuators (3), some sensors and a flight control system (4) that generates command-actuator signals, and is commanded by a pilot ( 5) on land.
  • the autonomous security device of the invention comprises the elements detailed below:
  • the navigation module (6) is installed in the unmanned aircraft (1) and operates independently of the unmanned aircraft (1) to be controlled.
  • the navigation module (6) is provided with at least one global satellite navigation system, an inertial measurement sensor and an air data unit, which includes a barometer, an outside air temperature sensor.
  • the air data unit includes dynamic pressure sensors and pitot tubes. All these instruments allow the navigation module to collect the necessary data related to the flight parameters of the unmanned aircraft such as speed, heading, altitude, position, etc.
  • each emergency recovery module (7) receives information from the navigation module (6) and is provided with :
  • These units are associated with at least one microprocessor, so that the monitoring unit sends information and/or data on the status of the aircraft and the operation to the contingency management unit.
  • the contingency management unit is associated with an algorithm that generates a mode signal, while the flight management and control unit generates a command-actuator signal.
  • the communications management unit receives data from the rest of the systems (14) of the unmanned aircraft (1) as well as its status and operation, contingency actions, flight management and control from the flight management units. monitoring, contingency management, flight management and control to prioritize them and send them to a communications module (11) installed in the unmanned aircraft (1).
  • This communications module (11) includes at least one radiomodem and an antenna, and is responsible for sending and receiving data and commands wirelessly between the ground control station (9) and the communications management unit of the communication module. emergency recovery (7).
  • the communications management unit of the emergency recovery module (7) sends data and commands received from the communications module (11) to the monitoring management unit, the contingency management unit and the management and control unit. of the flight of the emergency recovery module (7).
  • each emergency recovery module (7) receives the command-actuator signal from the flight control system (4) of the unmanned aircraft (1), which allows identifying if the flight control system (4) is sending a signal to the actuators (3) that is not adequate.
  • the ground control station (8) is made up of a ground communications module (9), which includes at least one radio-modem and an antenna; and a ground emergency module (10).
  • the ground emergency module (10) includes a user interface and communicates wirelessly with the communications module (11), which in turn communicates with the emergency recovery unit (7), receiving telemetry data , status and alarms of the unmanned aircraft (1), thus allowing the pilot (5) to send commands to the emergency recovery module or modules (7) and to the unmanned aircraft (1).
  • a control mode selector (12) installed on the unmanned aircraft (1) and connected to the emergency recovery modules (7) and to the unmanned aircraft (1).
  • the mode selector (12) receives, on the one hand, the command-actuator signals from the control system (4) of the unmanned aircraft (1); and on the other hand, it receives, independently, the mode signals and the command-actuators of each of the emergency recovery modules (7), acting as a switch to choose the command-actuator signals that will control the behavior of the unmanned aircraft based on the mode signals.
  • this configuration makes the autonomous security device of the invention robust against a simple failure of an emergency recovery module (7), since it is capable of identifying the possible erroneous signals emitted by one of the emergency recovery modules. emergencies (7).
  • the control mode selector (12) also acts as an intermediary between the flight control system (4) of the unmanned aircraft (1) and the actuators (3), while communicating with the emergency recovery modules ( 7). For this, the control mode selector (12) arbitrates to decide which output is selected based on the mode signals produced by the emergency recovery modules (7).
  • control mode selector (12) can optionally send orders to auxiliary elements of the unmanned aircraft (1), such as the landing gear, executors, thrusters or the observation and communications system. air traffic control (13) of the unmanned aircraft itself (1).
  • each emergency recovery module (7) is connected to the rest of the sensors and systems (14) of the unmanned aircraft (1).
  • the configuration of the autonomous safety device for the flight control of an unmanned aircraft (1) described makes it possible that, in the event of a contingency, the control mode selector (12) disables the flight control system (4 ) of the unmanned aircraft (1), ceding control to the emergency recovery modules (7).

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Abstract

La invención preconiza un dispositivo de seguridad autónomo para controlar el vuelo de una aeronave no tripulada que se integra a partir de un módulo de navegación, un módulo de recuperación de emergencias, una estación de control terrestre, un módulo de comunicaciones y, un selector de modo de control que se encarga de la selección del funcionamiento comandado la aeronave desde el módulo de recuperación de emergencias o desde el sistema de control de vuelo. Ventajosamente, el dispositivo presenta más de un módulo de recuperación de emergencias de forma que el nivel de seguridad de la aeronave no tripulada aumenta con cada módulo estando estos conectados al resto de sensores y sistemas.

Description

DISPOSITIVO DE SEGURIDAD AUTÓNOMO PARA CONTROLAR EL VUELO DE UNA AERONAVE NO TRIPULADA
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SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a un dispositivo de seguridad autónomo para controlar y garantizar la seguridad de las operaciones de vuelo de una aeronave no tripulada, sin necesidad de modificar la arquitectura preexistente de la misma.
El objeto de la invención es proporcionar un dispositivo de seguridad autónomo, compatible y accesorio al propio sistema de control de vuelo de la aeronave no tripulada, capaz de identificar fallos y ejecutar en consecuencia misiones de contingencia y mitigación, posibilitando un vuelo totalmente seguro y fiable.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad son sobradamente conocidos las aeronaves no tripuladas, ya sean de uso recreativo como de uso profesional, para labores de vigilancia, reparto, usos agrícolas, industriales, etc.
La gran variedad de aplicación de estas aeronaves no tripuladas, tanto en entornos urbanos como en espacios abiertos, así como la necesidad del cumplimiento de las normas de aviación y certificaciones pertinentes, hace necesario que dispongan de sistemas de seguridad para el control de vuelo que resulten seguros, robustos y fiables.
Así, son conocidos en el Estado del Arte los sistemas de control de vuelo de código abierto, que, a pesar de ser soluciones relativamente económicas, flexibles y ligeras de peso, no resultan fiables ni certificables, por lo que no podrían realizar operaciones más allá de la línea de vista del piloto, sobre zona urbana o espacio no-segregado con autorización de las autoridades aeronáuticas. Alternativamente, un escalado de los sistemas de control empleados en la aviación comercial tradicional conduce a sistemas poco flexibles, con una relación tamaño-peso elevada y altos costes.
Otras soluciones contempladas en el Estado del Arte ofrecen diferentes arquitecturas hardware para resolver diferentes problemáticas como son la alta carga computacional, por lo que separan en diferentes microprocesadores las funciones o problemas ante el fallo de un sistema, recurriendo a una redundancia de hardware o software. Sin embargo, en este tipo de soluciones redundantes en caso de error de código en el software, éste se replicaría en los sistemas duplicados.
Por todo lo anterior, el solicitante de la presente solicitud de modelo de utilidad detecta la necesidad de desarrollar un dispositivo autónomo de seguridad para el control de vuelo capaz de ser implantado en cualquier aeronave no tripulada sin ser necesaria la modificación de su arquitectura preexistente, y que opere de forma autónoma respecto del propio sistema de control de vuelo de la aeronave, tomando el control de la aeronave no tripulada para ejecutar misiones de contingencia o mitigación de fallos.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El dispositivo de seguridad autónomo para controlar el vuelo de una aeronave no tripulada que se preconiza permite solventar la problemática anteriormente expuesta, ya que proporciona un control de vuelo seguro y fiable de la aeronave no tripulada, posibilitando operaciones donde la seguridad de la operación no sólo recae sobre el piloto, sino sobre la aeronave no tripulada.
En efecto, el dispositivo de seguridad autónomo objeto de la presente invención mitiga el riesgo operacional durante el vuelo, ya que permite identificar fallos, desviaciones en los sistemas de la aeronave no tripulada o errores del piloto, activando acciones de mitigación y planes de contingencia y, en caso de ser necesario, asumiendo el control de la aeronave para ejecutar la contingencia.
El dispositivo de seguridad autónomo de la invención resulta de aplicación a cualquier aeronave no tripulada comandada por un piloto en tierra. Este tipo de aeronaves incluyen, entre otros elementos necesarios para su operación, propulsores, actuadores, sensores y un sistema de control de vuelo que genera señales de comando-actuadores.
Ventajosamente, el dispositivo de seguridad autónomo que se preconiza es un sistema autónomo e independiente respecto al sistema de control de vuelo y del resto de los sistemas a bordo de la aeronave. El dispositivo de seguridad autónomo monitoriza todos estos sistemas propios de la aeronave no tripulada, buscando fallos y evaluando la corrección de los comandos del piloto. Para ello, el dispositivo de seguridad autónomo emplea la información recibida de los sistemas críticos a bordo de la aeronave no tripulada, y todo ello, sin necesidad de modificar la arquitectura preexistente en la aeronave no tripulada.
Así, el dispositivo de seguridad autónomo para el control de vuelo de una aeronave no tripulada se integra por los siguientes elementos: un módulo de navegación que opera de forma independiente, el cual está instalado en la aeronave no tripulada, y está provisto de sensores que proporcionan información sobre los parámetros del vuelo, tal como velocidad, rumbo, altitud, posición, etc. de la aeronave no tripulada. al menos, un módulo de recuperación de emergencias que, estando instalado en la aeronave no tripulada, está conectado y recibe información del módulo de navegación. El módulo de recuperación de emergencias comprende las siguientes unidades asociadas a un microprocesador: una unidad de monitorización, una unidad de gestión de contingencia vinculada a un algoritmo que genera una señal de modo, una unidad de gestión y control del vuelo que genera una señal de comando- actuadores, y una unidad de gestión de comunicaciones.
- una estación de control terrestre formada por un módulo de comunicaciones terrestre y un módulo de emergencia terrestre instalados en tierra para la comunicación con la aeronave no tripulada, alertando al piloto de cualquier fallo o error durante la operación y permitiendo a éste iniciar planes de contingencia o emergencia en la aeronave. un módulo de comunicaciones instalado en la aeronave no tripulada que envía y recibe datos y comandos de forma inalámbrica entre:
- la estación de control terrestre y
- la unidad de gestión de comunicaciones del módulo de recuperación de emergencias. un selector de modo de control instalado en la aeronave no tripulada y que está conectado al módulo de recuperación de emergencias y a la aeronave no tripulada. El selector de modo de control permite activar el modo de funcionamiento de la aeronave, comandando la aeronave no tripulada desde el módulo de recuperación de emergencias o desde el sistema de control de vuelo propio de la aeronave no tripulada.
Ventajosamente, y de manera opcional, el dispositivo de seguridad autónomo presenta más de un módulo de recuperación de emergencias, no existiendo un límite para el número máximo de estos módulos, de forma que el nivel de seguridad de la aeronave no tripulada aumenta con cada módulo de recuperación de emergencias conectado a la misma. Así, el dispositivo de seguridad autónomo resulta robusto ante un fallo simple de un módulo de recuperación de emergencias, ya que permite identificar posibles señales erróneas emitidas por uno de los módulos de recuperación de emergencias.
El dispositivo de seguridad autónomo descrito permite detectar los errores o ataques del/al sistema en el que esté integrado y puede mitigarlos activando planes de contingencia - diseñados según la plataforma, la operación y el entorno-, siguiendo los estándares de calidad y seguridad aeronáutica.
Para ello, el dispositivo de la invención recopila los datos procedentes de cada uno de los sistemas propios de la aeronave no tripulada, comprobando periódicamente que funcionan de forma correcta. Así, el dispositivo de seguridad autónomo es capaz de detectar un evento no deseado y en ese caso activar acciones automáticas, es decir sin la intervención del piloto, asumiendo eventualmente el control de la aeronave no tripulada, ejecutando planes de mitigación y contingencia tales como maniobras oportunas para la corrección de la trayectoria, retorno al punto de partida, aterrizaje en una zona de seguridad, etc. Esta toma de decisiones se basa en el innovador algoritmo del módulo de recuperación de emergencias que permite monitoñzar los comandos de la aeronave no tripulada y la respuesta del piloto, evaluando su idoneidad para continuar la operación de vuelo de forma segura.
Por tanto, el dispositivo de seguridad autónomo para el control de vuelo de una aeronave no tripulada objeto de la presente invención supera a otros sistemas conocidos en los que se realiza una redundancia del sistema de control de vuelo, ya que el presente desarrollo se centra en un dispositivo complementario y diferente al preexistente sistema de control de vuelo de la aeronave no tripulada y la estación de control terrestre.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, una figura en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra un diagrama esquemático en el que se detalla los elementos que integran la invención de acuerdo a su realización preferente y la relación entre ellos y la arquitectura propia de la aeronave no tripulada.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
En la figura 1 se muestra un diagrama esquemático que ¡lustra una realización preferente de la invención. Concretamente, en la figura 1 se detalla el dispositivo de seguridad autónomo para el control de vuelo de una aeronave no tripulada (1) integrado en la arquitectura preexistente de la aeronave no tripulada (1). Cabe destacar que aquellos elementos representados en el interior de la línea discontinua de la figura 1 son parte de los elementos que integran el dispositivo de seguridad autónomo de la presente invención y que están dispuestos en la aeronave no tripulada (1).
Así, la aeronave no tripulada (1) presenta originalmente unos propulsores (2), unos actuadores (3), unos sensores y un sistema de control de vuelo (4) que genera señales de comando-actuadores, y es comandada por un piloto (5) en tierra. Por otra parte, el dispositivo de seguridad autónomo de la invención comprende los elementos que a continuación se detallan:
- un módulo de navegación (6) que está instalado en la aeronave no tripulada (1) y opera de forma independiente a la aeronave no tripulada (1) a controlar. El módulo de navegación (6) está provisto de, al menos, un sistema global de navegación por satélite, un sensor de medida inercial y una unidad de datos de aire, la cual incluye un barómetro, un sensor de temperatura de aire exterior. Opcionalmente, la unidad de datos de aire incluye sensores de presión dinámica y tubos de Pitot. Todos estos instrumentos permiten al módulo de navegación recoger los datos necesarios relativos a los parámetros de vuelo de la aeronave no tripulada tales como velocidad, rumbo, altitud, posición, etc.
- una pluralidad de módulos de recuperación de emergencias (7), preferentemente dos, que están conectados al módulo de navegación (6), donde cada módulo de recuperación de emergencias (7) recibe información del módulo de navegación (6) y está provisto de:
- una unidad de monitorización,
- una unidad de gestión de contingencia,
- una unidad de gestión y control del vuelo y
- una unidad de gestión de comunicaciones.
Estas unidades están asociadas a, al menos, un microprocesador, de forma que la unidad de monitorización envía información y/o datos del estado de la aeronave y de la operación a la unidad de gestión de contingencia.
A su vez, la unidad de gestión de contingencia está asociada a un algoritmo que genera una señal de modo, mientras que la unidad de gestión y control del vuelo genera una señal de comando-actuadores.
Finalmente, la unidad de gestión de comunicaciones recibe datos del resto de sistemas (14) de la aeronave no tripulada (1 ) así como su estado y operación, acciones de contingencia, gestión y control del vuelo de las unidades de gestión de monitorización, de gestión de contingencia, gestión y control del vuelo para priorizarlos y enviarlos a un módulo de comunicaciones (11 ) instalado en la aeronave no tripulada (1 ). Este módulo de comunicaciones (11) incluye, al menos, un radiomodem y una antena, y se encarga de enviar y recibir datos y comandos de forma inalámbrica entre la estación de control terrestre (9) y la unidad de gestión de comunicaciones del módulo de recuperación de emergencias (7).
Así, la unidad de gestión de comunicaciones del módulo de recuperación de emergencias (7) envía datos y comandos recibidos desde el módulo de comunicaciones (11) a la unidad de gestión de monitorización, unidad de gestión de contingencia y la unidad de gestión y control del vuelo del módulo de recuperación de emergencias (7).
Por otra parte, opcionalmente cada módulo de recuperación de emergencias (7) recibe la señal de comando-actuadores del sistema de control de vuelo (4) de la aeronave no tripulada (1), lo cual permite identificar si el sistema de control de vuelo (4) está enviando una señal a los actuadores (3) que no es adecuada.
- una estación de control terrestre (8) instalada en tierra para la comunicación con la aeronave no tripulada (1). La estación de control terrestre (8) está formada por un módulo de comunicaciones terrestre (9), el cual incluye, al menos, un radio-modem y una antena; y un módulo de emergencia terrestre (10). El módulo de emergencia terrestre (10) incluye una interfaz de usuario y se comunica de forma inalámbrica con el módulo de comunicaciones (11), que a su vez se comunica con la unidad de recuperación de emergencias (7), recibiendo los datos de telemetría, estatus y alarmas de la aeronave no tripulada (1), permitiendo así al piloto (5) enviar comandos al módulo o módulos de recuperación de emergencias (7) y a la aeronave no tripulada (1 ). un selector de modo de control (12) instalado en la aeronave no tripulada (1) y que está conectado a los módulos de recuperación de emergencias (7) y a la aeronave no tripulada (1). El selector de modo (12) recibe, por un lado, las señales de comando-actuadores del sistema de control (4) de la aeronave no tripulada (1); y por otro lado, recibe, de manera independiente, las señales de modo y las señales de comando-actuadores de cada uno de los módulos de recuperación de emergencias (7), actuando a modo de conmutador para elegir las señales de comando-actuadores que controlarán el comportamiento de la aeronave no tripulada en función de las señales de modo.
Ventajosamente, esta configuración hace que el dispositivo de seguridad autónomo de la invención sea robusto ante un fallo simple de un módulo de recuperación de emergencias (7), ya que es capaz de identificar las posibles señales erróneas emitidas por uno de los módulos de recuperación de emergencias (7). El selector de modo de control (12) actúa asimismo como un intermediario entre el sistema de control de vuelo (4) de la aeronave no tripulada (1 ) y los actuadores (3), mientras se comunica con los módulos de recuperación de emergencias (7). Para ello, el selector de modo de control (12) arbitra para decidir qué salida se selecciona en función de las señales de modo producidas por los módulos de recuperación de emergencias (7).
Por último, cabe destacar que el selector de modo de control (12) puede enviar de forma opcional órdenes a elementos auxiliares de la aeronave no tripulada (1), tales como el tren de aterrizaje, ejecutores, propulsores o el sistema de observación y comunicaciones de tráfico aéreo (13) de la propia aeronave no tripulada (1).
Ventajosamente, para gestionar cualquier posible caso de contingencia, cada módulo de recuperación de emergencias (7) está conectado al resto de sensores y sistemas (14) de la aeronave no tripulada (1).
En definitiva, la configuración del dispositivo de seguridad autónomo para el control de vuelo de una aeronave no tripulada (1) descrita posibilita que, en caso de contingencia, el selector de modo de control (12) deshabilite el sistema de control de vuelo (4) de la aeronave no tripulada (1), cediendo el control a los módulos de recuperación de emergencias (7).

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1a.- Dispositivo de seguridad autónomo para controlar el vuelo de una aeronave no tripulada (1 ) de las que incluyen, entre otros, propulsores (2), actuadores (3), sensores y un sistema de control de vuelo (4) que genera señales de comando-actuadores, y donde la aeronave no tripulada (1) es comandada por un piloto (5) en tierra, caracterizado porque comprende:
- Al menos, un módulo de navegación (6) que está instalado en la aeronave no tripulada (1 ) y opera de forma independiente, el cual está provisto de, al menos, un sistema global de navegación por satélite, un sensor de medida inercial y una unidad de datos de aire, la cual incluye un barómetro y un sensor de temperatura de aire exterior,
- Al menos, un módulo de recuperación de emergencias (7) que, estando instalado en la aeronave no tripulada (1), está conectado al módulo de navegación (6), donde el módulo de recuperación de emergencias (7) recibe información del módulo de navegación (6) y está provisto de:
- una unidad de monitorización,
- una unidad de gestión de contingencia,
- una unidad de gestión y control del vuelo y
- una unidad de gestión de comunicaciones, las cuales están asociadas a, al menos, un microprocesador, de forma que la unidad de monitorización envía información a la unidad de gestión de contingencia que está asociada a un algoritmo que genera una señal de modo, mientras que la unidad de gestión y control del vuelo genera una señal de comando-actuadores.
- Una estación de control terrestre (8) formada por un módulo de comunicaciones terrestre (9), el cual incluye, al menos, un radio-modem y una antena; y un módulo de emergencia terrestre (10) instalados en tierra para la comunicación con la aeronave no tripulada (1) y con el piloto (5) en tierra.
Al menos, un módulo de comunicaciones (11) instalado en la aeronave no tripulada
- 9 - (1) que incluye, al menos, un radio-modem y una antena, donde el módulo de comunicaciones (11) envía y recibe datos y comandos de forma inalámbrica entre:
- la estación de control terrestre (8) y
- la unidad de gestión de comunicaciones del módulo de recuperación de emergencias (7), un selector de modo de control (12) instalado en la aeronave no tripulada (1) y que está conectado al módulo de recuperación de emergencias (7) y a la aeronave no tripulada (1), el cual recibe las señales de comando actuadores de la aeronave no tripulada (1) y la señal de modo y la señal de comando actuadores del módulo de recuperación de emergencias (7), donde el selector de modo de control (12) actúa a modo de conmutador para elegir las señales de comando-actuadores en función de la señal de modo, donde el selector de modo de control (12) selecciona el funcionamiento comandando la aeronave no tripulada (1) desde el módulo de recuperación de emergencias (7) o desde el sistema de control de vuelo (4) de la aeronave no tripulada (1).
2a.- Dispositivo de seguridad autónomo para el control de vuelo de una aeronave no tripulada (1), según reivindicación 1 a, caracterizado porque incluye más de un módulo de recuperación de emergencias (7), donde cada uno envía independientemente una señal de modo y unas señales de comando-actuadores de la aeronave no tripulada (1).
3a.- Dispositivo de seguridad autónomo para el control de vuelo de una aeronave no tripulada (1), según reivindicación 1a, caracterizado porque la unidad de datos de aire está provista de sensores de presión dinámica y tubos de Pitot.
4a. Dispositivo de seguridad autónomo para el control de vuelo de una aeronave no tripulada (1), según reivindicación 1a, caracterizado porque el módulo de recuperación de emergencias (7) recibe la señal de comando-actuadores del sistema de control de vuelo (4) de la aeronave no tripulada (1).
5a. Dispositivo de seguridad autónomo para el control de vuelo de una aeronave no tripulada (1), según reivindicación 1 a, caracterizado porque el selector de modo de control (12) envía órdenes a elementos auxiliares de la aeronave no tripulada (1), tales como el tren de aterrizaje, ejecutores, propulsores, el sistema de observación y comunicaciones de tráfico aéreo de la propia aeronave no tripulada (1 ).
- 11 -
PCT/ES2021/070487 2020-11-02 2021-07-05 Dispositivo de seguridad autónomo para controlar el vuelo de una aeronave no tripulada WO2022090592A1 (es)

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WO (1) WO2022090592A1 (es)

Citations (4)

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