一种载人飞行器自动安全控制系统及其控制方法与流程

本发明属于飞行器的安全防护领域，具体涉及一种载人飞行器自动安全控制系统及其控制方法。

背景技术：

目前国内外通用航空产业方兴未艾，发达国家相继研发了各具特色的单人飞行器，如大家比较熟悉的马丁飞行背包，德国人研制的多旋翼载人飞行器，日本人研制的单人飞行器，以及我国研制的单人飞行器。

但是上述飞行器都只考虑飞行，没有对飞行的条件及在特殊环境下，飞行控制系统应该如何控制，才能最大限度的保障人的安全。

目前市场上的载人飞行器都没有设计自动禁止起飞功能，即风速检测超过一定数值（大风天气）后飞行器自动禁止起飞；空气湿度超过一定数值（雷雨天气）禁止起飞；及在飞行中突预大风及雷雨天气控制系统的自动安全保护措施，最大限度的保障人的安全。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种载人飞行器自动安全控制系统及其控制方法。

本发明的技术方案是：一种载人飞行器自动安全控制系统，包括中央控制系统，所述中央控制系统与测量风速值的空速计、测量温度湿度的温、湿度传感器、测量位置信息的GPS相连，所述中央控制系统输出端与电机控制器相连，所述电机控制器输出端与电机相连。

所述中央控制系统的供电端与电源相连。

所述中央控制系统与显示屏相连，中央控制系统将风速值、温度湿度值、位置信息输出给显示屏。

上述一种载人飞行器自动安全控制系统的控制方法，包括以下步骤：

载人飞行器起飞前，依次对风速值、湿度值进行采集，并判断是否符合起飞条件；

载人飞行器飞行过程中，对风速值、湿度值进行采集并实时判断是否具备飞行条件。

所述载人飞行器起飞前，依次对风速值、湿度值进行采集，并判断是否符合起飞条件包括以下步骤：

（ⅰ）程序初始化

初始化并设定安全起飞风速10m/s，设定安全起飞湿度80%；

（ⅱ）空速计获取风速信息

空速计对起飞地风速值进行测量；

（ⅲ）空速计将获取的风速值传送给中央控制系统

（ⅳ）中央控制系统对风速数据进行分析

（ⅴ）是否小于安全起飞风速10m/s

步骤（ⅱ）中的风速信息小于安全起飞风速10m/s，继续执行步骤（ⅵ）；步骤（ⅱ）中的风速信息大于安全起飞风速10m/s，执行步骤（ⅹⅰ）；

（ⅵ）温、湿度计获取湿度信息

温、湿度传感器对起飞地湿度进行测量；

（ⅶ）温、湿度计将获取的湿度值传送给中央处理系统

（ⅷ）中央控制系统对湿度数据进行分析

（ⅸ）是否小于安全起飞湿度80%

步骤（ⅵ）中获取的湿度信息小于安全起飞湿度80%，继续执行步骤（ⅹ）；步骤（ⅵ）中获取的湿度信息大于安全起飞湿度80%，继续执行步骤（ⅹⅰ）；

（ⅹ）进行飞行前准备

（ⅹⅰ）锁定油门，禁止起飞。

所述载人飞行器飞行过程中，对风速值、湿度值进行采集并实时判断是否具备飞行条件，包括以下步骤：

（ⅰ）程序初始化

初始化安全飞行风速信息，安全飞行风速信息为抗风强度10m/s且持续时间构成横风条件小于0.2s；初始化安全飞行湿度信息，安全飞行湿度信息为湿度定值80%且持续时间构成降雨条件1s；

（ⅱ）空速计获取风速信息

（ⅲ）空速计将获取的风速值传送给中央控制系统

（ⅳ）中央控制系统对风速数据进行分析

（ⅴ）是否小于安全飞行风速信息

步骤（ⅱ）中的风速信息小于安全飞行风速信息，即抗风强度低于10m/s且持续时间构成横风条件小于0.2s，继续执行步骤（ⅵ）；步骤（ⅱ）中的风速信息大于安全飞行风速信息，即抗风强度高于10m/s且持续时间构成横风条件大于0.2s，飞行器进入自稳模式，继续执行步骤（ⅹⅰ）；

（ⅵ）温湿度计获取湿度信息

（ⅶ）温湿度计将获取的湿度值床送给中央控制系统

（ⅷ）中央控制系统对湿度数据进行分析

（ⅸ）是否小于安全飞行湿度信息

步骤（ⅵ）中的湿度信息小于安全飞行湿度信息，即湿度定值低于80%且持续时间构成降雨条件小于1s，继续执行步骤（ⅹ）；步骤（ⅵ）中的湿度信息大于安全飞行湿度信息，即湿度定值高于80%且持续时间构成降雨条件大于1s，继续执行步骤（ⅹⅱ）；

（ⅹ）执行飞行

（ⅹⅰ）中央控制系统检查自稳模式是否可以维持平衡

自稳模式可以维持平衡，继续执行步骤（ⅵ）；自稳模式不能够维持平衡，执行步骤（ⅹⅱ）；

（ⅹⅱ）降低速度行驶提示操作者附近降落。

本发明起飞前对风速和环境湿度检查，在不符合起飞条件情况下，锁定主电机油门，禁止起飞，在飞行过程中对环境进行检查，飞行器不能自动调节平衡或湿度过大时，通过声音和屏幕提醒操作者，并降低速度行驶，提示操作者在附近降速着陆，本发明能够对起飞环境和飞行环境进行准确反馈，保障了操作者的人身安全。

附图说明

图1 是本发明中控制系统的连接示意图；

图2 是本发明中控制方法中飞行前的方法流程图；

图3 是本发明中控制方法中飞行中的方法流程图；

其中：

1 中央控制系统 2 电机控制器

3 电机 4 温、湿度传感器

5 空速计 6 GPS

7 显示屏 8 电源。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：

如图1所示，一种载人飞行器自动安全控制系统，包括中央控制系统1，所述中央控制系统1与测量风速值的空速计5、测量温度湿度的温、湿度传感器4、测量位置信息的GPS6相连，所述中央控制系统1输出端与电机控制器2相连，所述电机控制器2输出端与电机3相连。

所述中央控制系统1的供电端与电源8相连。

所述中央控制系统1与显示屏7相连，中央控制系统1将风速值、温度湿度值、位置信息输出给显示屏7。

如图2、3所示，上述一种载人飞行器自动安全控制系统的控制方法，包括以下步骤：

载人飞行器起飞前，依次对风速值、湿度值进行采集，并判断是否符合起飞条件；

载人飞行器飞行过程中，对风速值、湿度值进行采集并实时判断是否具备飞行条件。

所述载人飞行器起飞前，依次对风速值、湿度值进行采集，并判断是否符合起飞条件包括以下步骤：

（ⅰ）程序初始化

初始化并设定安全起飞风速10m/s，设定安全起飞湿度80%；

（ⅱ）空速计获取风速信息

空速计5对起飞地风速值进行测量；

（ⅲ）空速计将获取的风速值传送给中央控制系统

（ⅳ）中央控制系统对风速数据进行分析

（ⅴ）是否小于安全起飞风速10m/s

步骤（ⅱ）中的风速信息小于安全起飞风速10m/s，继续执行步骤（ⅵ）；步骤（ⅱ）中的风速信息大于安全起飞风速10m/s，执行步骤（ⅹⅰ）；

（ⅵ）温、湿度计获取湿度信息

温、湿度传感器4对起飞地湿度进行测量；

（ⅶ）温、湿度计将获取的湿度值传送给中央处理系统

（ⅷ）中央控制系统对湿度数据进行分析

（ⅸ）是否小于安全起飞湿度80%

步骤（ⅵ）中获取的湿度信息小于安全起飞湿度80%，继续执行步骤（ⅹ）；步骤（ⅵ）中获取的湿度信息大于安全起飞湿度80%，继续执行步骤（ⅹⅰ）；

（ⅹ）进行飞行前准备

（ⅹⅰ）锁定油门，禁止起飞。

所述载人飞行器飞行过程中，对风速值、湿度值进行采集并实时判断是否具备飞行条件，包括以下步骤：

（ⅰ）程序初始化

初始化安全飞行风速信息，安全飞行风速信息为抗风强度10m/s且持续时间构成横风条件小于0.2s；初始化安全飞行湿度信息，安全飞行湿度信息为湿度定值80%且持续时间构成降雨条件1s；

（ⅱ）空速计获取风速信息

（ⅲ）空速计将获取的风速值传送给中央控制系统

（ⅳ）中央控制系统对风速数据进行分析

（ⅴ）是否小于安全飞行风速信息

步骤（ⅱ）中的风速信息小于安全飞行风速信息，即抗风强度低于10m/s且持续时间构成横风条件小于0.2s，继续执行步骤（ⅵ）；步骤（ⅱ）中的风速信息大于安全飞行风速信息，即抗风强度高于10m/s且持续时间构成横风条件大于0.2s，飞行器进入自稳模式，继续执行步骤（ⅹⅰ）；

（ⅵ）温湿度计获取湿度信息

（ⅶ）温湿度计将获取的湿度值床送给中央控制系统

（ⅷ）中央控制系统对湿度数据进行分析

（ⅸ）是否小于安全飞行湿度信息

步骤（ⅵ）中的湿度信息小于安全飞行湿度信息，即湿度定值低于80%且持续时间构成降雨条件小于1s，继续执行步骤（ⅹ）；步骤（ⅵ）中的湿度信息大于安全飞行湿度信息，即湿度定值高于80%且持续时间构成降雨条件大于1s，继续执行步骤（ⅹⅱ）；

（ⅹ）执行飞行

（ⅹⅰ）中央控制系统检查自稳模式是否可以维持平衡

自稳模式可以维持平衡，继续执行步骤（ⅵ）；自稳模式不能够维持平衡，执行步骤（ⅹⅱ）；

（ⅹⅱ）降低速度行驶提示操作者附近降落。

所述中央控制系统1还与预制的声音报警模块相连。

本发明起飞前对风速和环境湿度检查，在不符合起飞条件情况下，锁定主电机油门，禁止起飞，在飞行过程中对环境进行检查，飞行器不能自动调节平衡或湿度过大时，通过声音和屏幕提醒操作者，并降低速度行驶，提示操作者在附近降速着陆，本发明能够对起飞环境和飞行环境进行准确反馈，保障了操作者的人身安全。