一种无人机辅助飞行控制方法、系统及无人机与流程

本发明涉及无人机控制技术领域，尤其涉及一种无人机辅助飞行控制方法、系统及无人机。

背景技术：

随着无人机市场的兴起，对于无人机的研究和应用也越来越广泛。现有的无人机的功能已经非常强大，比如：拍照、定位、跟踪和巡航等等，这些功能应用在我们生活的各个方面。但是，无人机在飞行过程中一旦出现故障，尤其是主发动机失去动力的情况下，基本上还没有可以应对的补救措施，很多情况下无人机都是直接坠毁，导致损失惨重。为此需要开发一种应对紧急情况的无人机飞行控制系统，需要在无人机在紧急情况下能够有足够的动力紧急返回。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种无人机辅助飞行控制方法、系统及无人机。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种无人机辅助飞行控制方法，包括如下步骤：

步骤1：通过切换螺旋桨和主发动机的启动或关闭状态控制无人机起飞，并在无人机起飞至设定的巡航高度后控制无人机开始固定翼巡航；

步骤2：实时监测主发动机状态，并在所述主发动机出现异常状况时，调整螺旋桨飞行姿态，重新启动螺旋桨并借助螺旋桨的动力控制无人机返航。

依据本发明的另一个方面，提供了一种无人机辅助飞行控制系统，包括主控制模块和监测模块。所述主控制模块用于通过切换螺旋桨和主发动机的启动或关闭状态控制无人机起飞，并在无人机起飞至设定的巡航高度后控制无人机开始固定翼巡航；还用于根据所述异常信息控制调整螺旋桨飞行姿态，重新启动螺旋桨并借助螺旋桨的动力控制无人机返航；所述监测模块用于实时监测主发动机状态，并在所述主发动机出现异常状况时自动生成异常信息。

依据本发明的另一个方面，提供了一种无人机，包括所述的无人机辅助飞行控制系统。

本发明的有益效果是：本发明的一种无人机辅助飞行控制方法、系统及无人机，可以通过螺旋桨完成垂直升降，并在无人机固定翼巡航时实时检测主发动机的状态，一旦发现主发动机出现故障，立即调整螺旋浆姿态，从而为无人机返航提供动力，防止主发动机出现故障时直接坠毁，为无人机在紧急情况时提供了应急措施。

附图说明

图1为本发明的一种无人机辅助飞行控制方法流程示意图；

图2为本发明的一种无人机辅助飞行控制系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一、一种无人机辅助飞行控制方法，下面将结合附图1对本发明的一种无人机辅助飞行控制方法进行详细介绍。

如图1所示，一种无人机辅助飞行控制方法流程示意图，包括如下步骤：

步骤1：通过切换螺旋桨和主发动机的启动或关闭状态控制无人机起飞，并在无人机起飞至设定的巡航高度后控制无人机开始固定翼巡航；

步骤2：实时监测主发动机状态，并在所述主发动机出现异常状况时，调整螺旋桨飞行姿态，重新启动螺旋桨并借助螺旋桨的动力控制无人机返航。

优选地，所述步骤1之前，还检测所述主发动机的初始状态，如果所述主发动机的初始状态正常，则启动螺旋桨，否则不启动所述螺旋桨，并发出告警信息。

通过在起飞前对所述主发动机的初始状态进行检测，可以有效避免主发动机在起飞前就处于故障状态，并且给无人机起飞后造成巨大安全隐患，大大提高了无人机飞行的安全性。

本实施例中，所述步骤1中，启动螺旋桨并控制无人机起飞，待无人机上升至设定的巡航高度后关闭所述螺旋桨，启动主发动机并控制无人机根据预设的巡航参数开始固定翼巡航；其中，所述巡航参数包括巡航速度、巡航高度和巡航推力。

通过这种方式可以完成无人机的垂直升降，减少了无人机对起飞长飞的要求，使得无人机具备在狭小空间的场地进行起飞的性能，大大增加了无人机的实使用范围，非常方便实用。

本实施例中，所述步骤2中，当所述主发动机出现异常状况时，控制无人机前端和/或后端两侧的螺旋桨向无人机飞行方向转动，并重新启动无人机前端和/或后端两侧的螺旋桨，为无人机提供动力，控制无人机返航。其中，所述主发动机的异常状况包括发动机温度异常、发动机抖动、发动机失去动力、燃油耗尽。这里，所述主发动机的异常状况包括主发动机温度过高、燃油耗尽以及机械故障等等。

通过上述方式调整所述螺旋桨的飞行姿态，可以使得所述螺旋桨启动时形成向后的喷射力，无人机即可获得向前飞行的动力，为无人机的紧急返航提供了充足的动力，有效避免了无人机由于主发动机故障直接坠毁的安全隐患。并且螺旋桨采用电能作为驱动能源，相比于主发动机采用燃油作为驱动能源更加稳定，安全性能大幅度提高。

优选地，所述步骤2中，重新启动所述螺旋桨的同时，还根据无人机的实时位置点和返航位置点规划无人机的返航路线，并控制无人机按照所述返航路线返航。

通过根据无人机的实时位置点和返航位置点规划无人机的返航路线，可以在无人机的主发动机出现故障时寻找最短最优的飞行路线，确保无人机在最短的时间内安全返航，避免由于返航路线过长而导致为所述螺旋桨提供电能的电源电量耗尽，导致无人机在返航的途中失去动力。

实施例二、一种无人机辅助飞行控制系统，下面将结合附图2对本发明的一种无人机辅助飞行控制系统进行详细介绍。

如图2所示，一种无人机辅助飞行控制系统结构示意图，包括主控制模块和监测模块。所述主控制模块用于通过切换螺旋桨和主发动机的启动或关闭状态控制无人机起飞，并在无人机起飞至设定的巡航高度后控制无人机开始固定翼巡航；还用于根据所述异常信息控制调整螺旋桨飞行姿态，重新启动螺旋桨并借助螺旋桨的动力控制无人机返航；所述监测模块用于实时监测主发动机状态，并在所述主发动机出现异常状况时自动生成异常信息。

具体地，所述主控制模块控制无人机四周的螺旋桨启动，无人机收到螺旋桨的动力起飞，当无人机起飞至设定的高度后，所述主控制模块启动所述主发动机，同时控制所述螺旋桨停止转动，并控制无人机根据预设的巡航参数开始固定翼巡航。当所述监测模块监测到所述主发动机出现异常状况(比如机械故障、或者燃油不足等情况)导致无人机失去飞行动力时，所述主控制模块控制位于无人机前端两侧的两个螺旋桨向无人机的飞行方向转动90度，并启动这两个螺旋桨转动，使得螺旋桨的转动为无人机提供返航动力。

本实施例的一种无人机辅助飞行控制系统还包括报警模块，所述监测模块还用于在无人机起飞前检测所述主发动机的初始状态，如果所述主发动机的初始状态正常，则启动螺旋桨，否则不启动所述螺旋桨，并向所述报警模块发出告警信息，所述报警模块接收所述告警信息并报警。

通过所述监测模块在起飞前对所述主发动机的初始状态进行检测，可以有效避免主发动机在起飞前就处于故障状态，给无人机起飞后造成巨大安全隐患，并且在无人机的主发动机出现故障时通过报警模块进行自动报警，大大提高了无人机飞行的安全性。

本实施例中，所述主控制模块包括螺旋桨控制单元和主发动机控制单元。

所述螺旋桨控制单元用于通过启动所述螺旋桨，并控制无人机起飞至设定的巡航高度后关闭所述螺旋桨，还用于根据所述主发动机控制单元的姿态调整命令调整所述螺旋桨的飞行姿态，并启动螺旋桨为无人机提供飞行动力；所述主发动机控制单元用于在无人机起飞至设定的巡航高度后启动主发动机，并控制无人机根据预设的巡航参数开始固定翼巡航；还用于根据所述异常信息生成姿态调整命令，并借助所述螺旋桨提供的飞行动力控制无人机返航；其中，所述巡航参数包括巡航速度、巡航高度和巡航推力。

通过这种方式可以完成无人机的垂直升降，减少了无人机对起飞长飞的要求，使得无人机具备在狭小空间的场地进行起飞的性能，大大增加了无人机的使用范围，非常方便实用。

当所述主发动机出现异常状况时，所述螺旋桨控制单元根据所述主控制模块的姿态调整命令控制无人机前端和/或后端两侧的螺旋桨向无人机飞行方向转动，并重新启动无人机前端和/或后端两侧的螺旋桨，为无人机提供动力，并协助所述主控制单元控制无人机返航。这里，所述主发动机的异常状况包括主发动机温度过高、燃油耗尽以及机械故障等等。

通过上述方式调整所述螺旋桨的飞行姿态，可以使得所述螺旋桨启动时形成向后的喷射力，无人机即可获得向前飞行的动力，为无人机的紧急返航提供了充足的动力，有效避免了无人机由于主发动机故障直接坠毁的安全隐患。并且螺旋桨采用电能作为驱动能源，相比于主发动机采用燃油作为驱动能源更加稳定，安全性能大幅度提高。

所述主控制模块还包括返航路线规划单元，所述返航路线规划单元在所述螺旋桨控制单元重新启动所述螺旋桨的时，根据无人机的实时位置点和返航位置点规划无人机的返航路线，并协助所述主控制单元控制无人机按照所述返航路线返航。

通过根据无人机的实时位置点和返航位置点规划无人机的返航路线，可以在无人机的主发动机出现故障时寻找最短最优的飞行路线，确保无人机在最短的时间内安全返航，避免由于返航路线过长而导致为所述螺旋桨提供电能的电源电量耗尽，导致无人机在返航的途中失去动力。

本发明还提供了一种无人机，包括所述的无人机辅助飞行控制系统。通过所述无人机辅助飞行控制系统，可以使得无人机在主发动机故障或其他紧急情况时为无人机提供返航的动力，有效了避免了无人机在主发动机出现故障时直接坠毁的缺陷。

本发明的一种无人机辅助飞行控制方法、系统及无人机，可以通过螺旋桨完成垂直升降，并在无人机固定翼巡航时实时检测主发动机的状态，一旦发现主发动机出现故障，立即调整螺旋浆姿态，从而为无人机返航提供动力，防止主发动机出现故障时直接坠毁，为无人机在紧急情况时提供了应急措施。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。