用于监控无人机飞行的飞行监控系统和方法与流程

本申请大体涉及无人机，更具体地说，涉及用于无人机(uav)的飞行监控和控制系统。

背景技术：

飞行控制系统是无人机(uav)等飞行器的重要部件，其可以搭载有特定的飞行控制算法，以控制飞行器的飞行，例如，飞行控制系统可以收集飞行状态的特定参数、计算导航路径、控制飞行、诊断和处理机器故障和紧急状况等。

在现有技术中，如果uav只有一组传感器，外部干扰或内部故障很容易造成传感器失灵，从而使得系统的鲁棒性较差。

为了改善飞行控制，一些uav会使用三余度的飞行控制系统。这类飞行控制系统具有能够独立监控uav飞行状态的三组检测飞行状态的传感器。当三组传感器中的一组发生故障，另两组仍然能够正常工作来提供飞行状态的测量结果，从而改善系统的可靠性。然而，三余度飞行控制系统需要更多的uav空间和复杂的设计，这增加了uav的重量、大小和成本。

技术实现要素：

本申请的一个目的在于，提供一种结构简单且可靠性高的飞行监控系统。具体而言，提出的方案使用两组不同的传感器。通过各种传感器直接或间接地探测一些共同的参数(例如，速度)，并且，通过利用这些共同的参数，特定的传感器数据可以通过参考其它类型的传感器数据而被验证。

在本申请的第一方面，公开了一种用于无人机的飞行监控系统。所述飞行监控系统包括：第一组飞行状态检测传感器(a1、a2、……)，其包括：第一类传感器a1，用于提供第一类测量结果，和第二类传感器a2，用于提供第二类测量结果；第二组飞行状态检测传感器(b1、b2、……)，其包括：第一类传感器b1，用于提供第一类测量结果，和第二类传感器b2，用于提供第二类测量结果。所述飞行监控系统还包括：控制模块，其被耦接至所述第一和第二组飞行状态检测传感器，以从中接收所述测量结果，其中所述控制模块被配置成执行以下操作：将来自所述第一类传感器a1和第一类传感器b1的所述第一类测量结果之间的差值与第一预定阈值进行比较；如果所述差值大于所述第一预定阈值，则判定所述第一类传感器的第一类传感器数据是不明确的；并且根据所述第二类测量结果，选择来自所述第一类传感器a1和第一类传感器b1的所述第一类测量结果中的一个作为所述第一类传感器数据的数值，从而确定所述第一类传感器数据的数值，并且在所述选择之后将所述第一类传感器数据设置成明确的。

在本申请的第二方面，公开了一种用于监控无人机(uav)飞行的方法。该方法包括：使用第一组飞行状态检测传感器(a1、a2、……)检测所述无人机的飞行状态，所述第一组飞行状态检测传感器包括第一类传感器a1和第二类传感器a2，其中所述第一类传感器a1提供第一类测量结果，所述第二类传感器a2提供第二类测量结果；使用第二组飞行状态检测传感器(b1、b2、……)检测所述无人机的飞行状态，所述第二组飞行状态检测传感器包括第一类传感器b1和第二类传感器b2，其中所述第一类传感器b1提供第一类测量结果，所述第二类传感器b2提供第二类测量结果；将来自所述第一类传感器a1和第一类传感器b1的所述第一类测量结果之间的差值与第一预定阈值进行比较；如果所述差值大于所述第一预定阈值，则判定所述第一类传感器的第一类传感器数据是不明确的；并且根据所述第二类测量结果，选择来自所述第一类传感器a1和第一类传感器b1的所述第一类测量结果中的一个作为所述第一类传感器数据的数值，从而确定所述第一类传感器数据的数值，并且在所述选择之后将所述第一类传感器数据设置成明确的。

在本申请的第三方面，公开了一种用于监控无人机(uav)飞行的方法。所述方法包括：使用第一组飞行状态检测传感器检测所述无人机的飞行状态，所述第一组飞行状态检测传感器包括第一惯性测量传感器a1、第一气压计a2、第一位置传感器a3和第一磁罗盘a4；使用第二组飞行状态检测传感器检测所述无人机的飞行状态，所述第二组飞行状态检测传感器包括第二惯性测量传感器b1、第二气压计b2、第二位置传感器b3和第二磁罗盘b4；识别每类飞行状态检测传感器的传感器数据是否是明确的；使用至少一种其它类型的飞行状态检测传感器的传感器数据，来确定一种类型的飞行状态检测传感器的传感器数据的数值；以及在所述确定之后，将所述一种类型的飞行状态检测传感器的传感器数据设置成明确的。

与传统的系统相比，根据本申请的飞行监控系统和方法成本低，并且不需要占据uav更多的空间或重量。此外，即使相同类型的传感器的测量结果之间发生冲突，该飞行监控系统和方法也能成功地确定各种传感器的传感器数据的数值，这显著地改善了飞行监控系统的可靠性，并且改善了采用这种系统的uav的安全性。

前述只是宽泛地概述了本申请的特征。下述将描述本申请的其它特征，这些特征形成本申请的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，本申请中的概念和具体实施例很容易被当作是用于修改和设计其它结构或方法的基础，以用于实施本申请的目标。本领域技术人员也很容易意识到，这种等同的结构并没有偏离在权利要求中阐述的本申请的精神和范围。

附图说明

通过参考附图和所附的权利要求，将在下面的段落中进一步地描述本申请的上述和其它的特征。应当理解，这些附图只不过根据本发明展示了特定的实施例，并且不应当被认定为是对本申请范围的限制。除非另有指明，附图不需要是等比例的，并且相似的参考字符通常指代相似的元素。

图1显示了根据本发明某一实施例的飞行监控系统100的框图；

图2显示了根据本发明某一实施例的用于监控uav的飞行的方法200的流程图；

图3显示了使用一些其它类型的传感器数据来确定im传感器数据的过程；

图4显示了使用一些其它类型的传感器数据来确定气压计传感器数据的过程；

图5显示了使用一些其它类型的传感器数据来确定位置传感器数据的过程；

图6显示了使用一些其它类型的传感器数据来确定磁罗盘传感器数据的过程。

具体实施方式

下面的具体实施方式参考了附图，并且作为本申请的一部分。除非在文中另有说明，在附图中相似的符号一般指代相似的部件。具体实施方式中展示的实施例以及附图均不是限制性的，并且可以采用其它实施例，或者在不偏离本申请的精神和主旨的情况下可以作出修改。应当理解，在本申请中描述并以图表方式表现的本申请的各个方面，可以被安排、替换、结合、分割和设计成不同结构，并且这些不同的结构也暗含在本申请中。

图1显示了根据本发明的一实施例的示例性飞行监控系统100。飞行监控系统100可以被无人机(uav)使用，并且可以作为uav的飞行控制系统的一部分。

如图1所示，飞行监控系统100包括第一组飞行状态检测传感器(a组)和第二组飞行状态检测传感器(b组)。换言之，飞行监控系统100是双余度系统。与传统的三余度系统相比，该双余度系统结构简单，因为在系统中只包括两组飞行状态检测传感器。

具体而言，每组飞行状态检测传感器均可以包括各种类型的传感器，这些传感器分别监控uav的各个的方面飞行状态，并且分别生成各自的类型测量结果。在图1所示的实施例中，第一组传感器包括第一惯性测量(im)传感器a1、第一气压计a2、第一位置传感器a3和第一磁罗盘a4。相似地，第二组飞行状态检测传感器包括第二惯性测量传感器b1、第二气压计b2、第二位置传感器b3和第二磁罗盘b4。换句话说，两组飞行状态检测传感器均包括至少两个相同类型的传感器。例如，第一im传感器a1和第二im传感器b1类型相同，并且第一气压计a2和第二气压计b2类型相同。容易理解的是，所述的第一组或第二组传感器还可以包括适合用于检测uav飞行状态的其它方面的其它类型的传感器，例如，超声波传感器或光流传感器。在一些实施例中，im传感器a1和b1可以是加速计和/或陀螺仪，而位置传感器a3和b3可以是全球定位系统(gps)传感器。

飞行监控系统100还包括控制模块102，控制模块102被用于从第一组和第二组飞行状态检测传感器(a1、a2、a3、a4、……和b1、b2、b3、b4、……)收集测量结果，并且使用特定算法处理该测量结果。在通过控制模块102处理之后，测量结果可以被用于uav的飞行控制，例如用于调整飞行路径，或者确定特定uav部件的故障或失效。在图1所示的实施例中，控制模块102包括主控制器104和辅助控制器106。

主控制器104被耦接至第一组传感器(a1、a2、a3、a4……)，而辅助控制器106被耦接至第二组传感器(b1、b2、b3、b4、……)。主控制器104通过数据/信号总线105还被耦接至辅助控制器106，从而使得数据、指令和/或信号可以在两个控制器104和106之间通信。在一些实施例中，主控制器104和辅助控制器106可以具有相同或相似的电路结构和/或功能。在一些其它实施例中，主控制器104的功能比辅助控制器106多。例如，辅助控制器106可以被用于从第二组传感器接收测量结果，并将其传送至主控制器104以用于处理。容易理解的是，图1中的控制模块102的子模块是从功能角度进行的示例性的分配，并且这种分配不是强制性的。在可选的实施例中，主控制器104和辅助控制器106的特征和功能能够并入到单个控制单元中。

两组传感器提供两组指示uav飞行状态的测量结果，这显著地改善了飞行监控系统100的可靠性。例如，如果由于意外的故障或缺陷而使得由两组传感器中的任何一个传感器提供的测量结果无效，则控制模块102可以选择并使用由相同类型的对应传感器所提供的测量结果。

传感器数据的有效性检验

控制器模块102可以确定从传感器接收的测量结果的有效性，并且进一步确定哪个测量结果可以被用于uav的飞行控制。在一些实施例中，主控制器104被用于确定从第一组传感器接收的测量结果的有效性，而辅助控制器106被用于确定从第二组传感器接收的测量结果的有效性。此外，主控制器104和辅助控制器106可以对于来自两组传感器的测量结果的有效性确定，在彼此之间进行通信。例如，主控制器104可以从辅助控制器106接收有效性确定的结果，反之亦然。用这种方法，获得所有有效性确定结果的控制器然后能够确定可以使用来自哪组传感器的测量结果，特别是当来自两组传感器的相同类型的测量结果均有效时。在一些其它实施例中，主控制器104可以确定来自第一和第二组传感器的测量结果的有效性，其中来自第二组传感器的测量结果在被辅助控制器106收集之后，不经过处理就立即被传送至主控制器104。

控制模块102可以从各个角度确定测量结果的有效性。

对于一些类型的传感器，它们的测量结果可包括能够指示无效或低可靠性的内部异常警报信号，内部异常警报信号可以被用于确定该测量结果的有效性。例如，即使没有被连接至任何gps卫星，gps传感器也会生成并输出数据，但是该数据输出能够包括警报数据，警报数据指示出该数据可能是不正确的(即，无效的)，因为gps没有处于在线状态，从而控制器不会使用该无效的数据来用于飞行控制。

对于一些其它类型的传感器，控制模块102通过监控各自的传感器是否以期望的或预先确定的频率提供它们的测量结果，以确定测量结果的有效性。具体而言，如果测量结果以期望的频率由传感器生成或提供，或者以期望的频率由控制模块102接收，则可以确定测量结果是有效的。否则，测量结果可能被控制模块102确定为无效。

进一步，控制模块102能够使用其它预先确定的标准，以确定来自传感器的测量结果的有效性。例如，对于gps传感器，其采用的标准是，只有当六个或更多的卫星被连接至gps传感器并且位置精度因子(pdop)指标大于1.0时，gps测量结果才是有效的。控制模块102然后将接收的gps测量结果与标准进行比较，以便确定gps测量结果是否有效。在一些示例中，根据uav的周围环境和/或对传感器精度/可靠性的需要的不同，标准中使用的具体参数会变化。例如，在需要高可靠性的一些场景下，只有当满足最高标准时，也就是其中六个或更多卫星被连接至gps传感器并且pdop指标大于1.0时，gps测量结果才是有效的。然而，在需要低可靠性或具有复杂周围环境的一些其它场景中，当满足中等标准时，也就是其中五个或更多的卫星被连接至gps传感器并且pdop指标大于3.0时，gps测量结果才是有效的。容易理解的是，用于确定测量结果的有效性的上述的标准是示例性的，而非强制性的。在实践中，对于不同类型的飞行状态检测传感器可以使用各种标准，这些标准可以被存储在控制模块102内，或者能够被控制模块102获取。

在运行过程中，控制模块102能够确定来自相同类型的两个传感器的测量结果的有效性，以便确定是否使用测量结果中的一个来作为该类传感器的传感器数据。例如，控制模块102能够确定来自im传感器a1的第一im测量结果的有效性，以及来自im传感器b1的第二im测量结果的有效性。如果确定两个im测量结果都是无效的，则控制模块102就生成控制信号，该控制信号指示出im传感器数据是无效的。相反，如果确定来自im传感器a1和b1的两个测量结果中的一个是有效的，而另一个是无效的，则控制模块102就使用有效的im测量结果作为im传感器数据。

传感器数据的明确性检验

然而，在一些情况下，控制模块102可能会确定来自im传感器a1和b1的im测量结果都是有效的，或者确定来自相同类型的另外两个传感器的测量结果都是有效的。本申请成功地提供了一种在这些情况下根据两个有效测量结果来确定传感器数据的方法。

图2显示了根据本发明实施例的用于监控无人机(uav)飞行的方法200。该方法可以被用于解决上面的问题：如何选择两个来自相同类型的两个传感器的有效测量结果中的一个。可以用图1所示的uav飞行监控系统100实施该方法。在下文中，通过参考图1和2将对该方法进行更详细地阐述。

具体而言，如上所示，飞行监控系统100包括：用于提供第一im测量结果的im传感器a1，和用于提供第二im测量结果的im传感器b1。此外，飞行监控系统100还包括：用于提供第一位置测量结果的位置传感器a3，和用于提供第二位置测量结果的位置传感器b3。

如图2所示，在步骤202中，控制模块102确定来自im传感器a1和b1的两个im测量结果是否均有效。如有一个有效而另一个无效，则控制模块102在步骤220选择有效的im测量结果作为im传感器数据。

如果两者均有效，则在步骤204中，两个im测量结果会被相互比较，以确定它们的差值是否等于或小于预先确定的阈值。如果差值等于或小于预先确定的阈值，则这表示两个im测量结果相近，而该差值可能是由内部测量误差引起的，这种差值一般是允许的。

如步骤206所示，在这种情况下，控制模块102判定im传感器数据是明确的，并且进一步选择第一和第二im测量结果中的任何一个直接作为im传感器数据的数值，而不会参考任何其它类型的传感器数据。在一些实施例中，默认地，控制模块102可能会使用来自第一im传感器a1的第一im测量结果作为im传感器数据的数值，尤其是在第一im传感器a1被耦接至主控制器104时。

用于与相同类型的两个测量结果的差值进行比较的所述预先确定的阈值，取决于测量结果的具体类型。例如，对于加速计(一种类型的im传感器)的测量结果，阈值可能大于0.03m/s²，或者优选的是0.05m/s²。对于陀螺仪(另一类型的im传感器)的测量结果，阈值可能大于15°/s，或者优选的是20°/s。对于气压计的测量结果，阈值可能大于30cm，或者优选的是1m。对于磁罗盘的测量结果，阈值可能大于5°，或者优选的是15°。对于gps位置传感器的测量结果，阈值可能大于10m，或者优选的是20m(对于水平位置)，或者是大于0.3m/s，或者优选的是0.5m/s(对于速度)。

然而，在步骤204中，如果确定两个im测量结果的差值大于预先确定的阈值，就表明im测量结果彼此之间具有显著的差别，并且该差别不是由允许的测量误差所造成的。在这种情况下，在步骤208中，控制模块判定im传感器数据是不明确的，这需要进一步的明确过程。

在两个im测量结果之间进行的明确或者选择操作，可以基于来自不同类型的传感器的测量结果，例如，来自位置传感器a3和b3的位置测量结果，因为这两类测量结果包含uav的飞行状态的相同的参数或者可转换的参数。例如，im传感器a1和b1能够测量uav的加速度，而位置传感器a3和b3能够测量uav的速度。可以根据uav的加速度计算获得uav的速度，从而用于与通过位置传感器a3和b3测得的速度进行比较。用这种方法，来自位置传感器a3和b3的位置测量结果可以被用作参考或基准，以用于选择im测量结果作为im传感器数据。

具体而言，在步骤210中，控制模块根据来自位置传感器a3和b3的位置测量结果来选择来自im传感器a1和b1的im测量结果中的一个，以作为im传感器数据的测量结果，从而确定im传感器数据的数值。

随后，在步骤212，控制模块能够进一步将im传感器数据设置成明确的，因为其数值已经在步骤210确定。在一些实施例中，控制模块的主控制器和辅助控制器中的一个或两个可以实施上述图2中显示的流程。

在一些实施例中，通过位置传感器a3和b3提供的位置测量结果中的至少一个是有效的，并且有效的位置测量结果可以被用作用于确定im传感器数据的基准或参考。然而，在一些情况中，来自位置传感器a3和b3的位置测量结果可能彼此之间差异显著，例如，具有的差异大于第二预先确定的阈值，因此，位置测量结果不能被直接用于确定im传感器数据。在这种情况下，控制模块可以先从所述两个位置测量结果中确定位置传感器的数值。在确定之后，控制模块102于是能够使用该位置传感器数据，以进一步选择im测量结果中的一个，以作为im传感器数据的数值。

在一些可选的实施例中，当位置传感器数据是不明确的并且不能被用作确定im传感器数据的参考时，另一类型的传感器数据，例如气压计a2和b2的气压计传感器数据或者磁罗盘a4和b4的磁罗盘传感器数据，能够可选地被用作参考。

应当注意的是，图2所示的方法示例性地展示了对im传感器数据的确定操作，并且在其它实施例中，该方法可以被用于确定位置传感器数据、气压计传感器数据、磁罗盘传感器数据或者在uav飞行监控系统中使用的任何其它类型的传感器数据。

通过参考其它传感器数据的明确性检验

图3显示了使用一些其它类型的传感器数据来确定im传感器数据的过程。

如图3所示，在步骤302中，控制模块例如使用图2中所示的步骤204和208来确定im传感器数据是不明确的。

相应地，在步骤304，控制模块确定位置传感器数据是否是明确的。如果是，则控制模块使用位置传感器数据作为用于确定im传感器数据的参考，如步骤320所示。

如果不是，在步骤306中，控制模块进一步确定气压计传感器数据是否是明确的，如果气压计传感器数据是明确的，则控制模块能够使用它作为参考。

如果气压计传感器数据是不明确的，则在步骤308中，控制模块进一步确定磁罗盘传感器数据是否是明确的。如果磁罗盘传感器数据是明确的，则控制模块能够使用它作为参考。

如果磁罗盘传感器数据是不明确的，则在步骤310中，默认地，控制模块进一步选择来自im传感器a1的第一im测量结果直接作为im传感器数据的数值，而不用参考任何其它类型的传感器数据，并且将im传感器数据设定成明确的。用这种方法，可以确定im传感器数据。

换句话说，为了确定im传感器数据，如果位置传感器的传感器数据是明确的，则其是可以使用的。如果位置传感器的传感器数据是不明确的，并且气压计的传感器数据是明确的，则可以使用气压计的传感器数据。此外，如果位置传感器和气压计的传感器数据都是不明确的，但是磁罗盘的传感器数据是明确的，则可以使用磁罗盘的传感器数据。

具体而言，在步骤304和320中，如果位置传感器数据被选择作为用于确定im传感器数据的参考，则根据第一im传感器a1的第一im测量结果计算第一速度，并且根据第二im传感器b1的第二im测量结果计算第二速度。此外，可以根据位置传感器数据，即，根据位置测量结果中的一个计算参考速度。然后，将第一速度与参考速度进行比较，以获得第一差值，并且将第二速度与参考速度进行比较，以获得第二差值。将这两个差值进一步与预先确定的参考阈值(例如0.3m/s，或优选的是0.5m/s)进行比较。如果第一差值小于参考阈值，则选择第一im测量结果。否则，如果第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，则选择第二im测量结果。或者，如果第一和第二差值均大于参考阈值，则默认使用第一im测量结果作为im传感器的数值，以用于uav的飞行控制。换句话说，除非第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，否则将使用第一im测量结果作为im传感器数据的数值。

此外，在步骤306和320中，如果气压计传感器数据被选择作为用于确定im传感器数据的参考，则根据第一im传感器a1的第一im测量结果计算第一垂直速度，并且根据第二im传感器b1的第二im测量结果计算第二垂直速度。此外，根据气压计传感器数据，即根据被判定为明确的气压计数据的气压计测量结果中的一个计算参考垂直速度。然后，将第一垂直速度与参考垂直速度进行比较，以获得第一差值，并且将第二垂直速度与参考垂直速度进行比较，以获得第二差值。将这两个差值进一步与预先确定的参考阈值(例如0.3m/s，或优选的是0.5m/s)进行比较。如果第一差值小于参考阈值，则选择第一im测量结果。否则，如果第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，则选择第二im测量结果。或者，如果第一和第二差值均大于参考阈值，则默认使用第一im测量结果作为im传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。换句话说，除非第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，否则将使用第一im测量结果作为im传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。

进一步，在步骤308和320中，如果磁罗盘传感器数据被选择作为用于确定im传感器数据的参考，则根据第一im传感器a1的第一im测量结果计算第一航向角(例如，俯仰、翻滚或偏航)，并且根据第二im传感器b1的第二im测量结果计算第二航向角。此外，根据磁罗盘传感器数据，即根据被判定为明确的磁罗盘数据的磁罗盘测量结果中的一个计算参考航向角。然后，将第一方位角与参考航向角进行比较，以获得第一差值，并且将第二航向角与参考航向角进行比较，以获得第二差值。将这两个差值进一步与预先确定的参考阈值(例如5°，或优选的是15°)进行比较。如果第一差值小于参考阈值，则选择第一im测量结果。否则，如果第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，则选择第二im测量结果。或者，如果第一和第二差值均大于参考阈值，则默认使用第一im测量结果作为im传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。换句话说，除非第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，否则将使用第一im测量结果作为im传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。

用这种方法，之前被确定成不明确的im传感器数据可以以明确的数值被提供，并且该数值是相对可靠的，因为确定过程涉及其它类型的明确的传感器数据。因此，能够改善飞行监控系统的可靠性。

应当理解，图3只是一个示例。例如，步骤304、306和308能够以不同的顺序执行。此外，应当理解，步骤304、306和308能够被各自地且单独地进行，而这也能够成为图3实施例的变化。

图4显示了使用其它类型传感器数据确定气压计传感器数据的过程。

如图4所示，在步骤402中，控制模块确定气压计传感器数据是不明确的。

相应地，在步骤404中，控制模块例如使用图2的步骤204和208来确定im传感器数据是否是明确的，但是不包括使用图2的步骤212或者图3所示的方法将im传感器数据设定成明确的那种情况。如果是，则控制模块使用im传感器数据作为用于确定气压计传感器数据的参考，如图4中的步骤420所示。

如果不是，在步骤406中，控制模块进一步确定位置传感器数据是否是明确的。如果位置传感器数据是明确的，则控制模块使用其作为参考。

在步骤408中，如果位置传感器是不明确的，则控制模块进一步使用图2的步骤212或图3所示的方法确定im传感器数据的数值，然后将im传感器数据设置成明确的。

然后，在步骤410中，控制模块使用在步骤408中确定的明确的im传感器数据作为参考。

然而，尽管图4中未显示，但是如果im传感器数据不能在步骤408中被确定(例如，im测量结果均是无效的)，则默认地，控制模块进一步选择来自第一气压计a2的第一气压计测量结果作为气压计传感器数据的数值，然后将气压计传感器数据设置成明确的。

换句话说，为了确定气压计传感器数据，如果im传感器的传感器数据是明确的，则其是可以使用的。如果im传感器的传感器数据是不明确的，并且位置传感器的传感器数据是明确的，则可以使用位置传感器的传感器数据。

具体而言，在步骤404和420中，如果im传感器数据被选择作为用于确定气压计传感器数据的参考，则根据第一气压计a2的第一气压计测量结果计算第一垂直速度，并且根据第二气压计b2的第二气压计测量结果计算第二垂直速度。此外，根据im传感器数据，即根据im测量结果中的一个计算参考垂直速度。然后，将第一垂直速度与参考垂直速度进行比较，以获得第一差值，并且将第二垂直速度与参考垂直速度进行比较，以获得第二差值。将这两个差值进一步与预先确定的参考阈值(例如0.3m/s，或优选的是0.5m/s)进行比较。如果第一差值小于参考阈值，则选择第一气压计测量结果。否则，如果第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，则选择第二气压计测量结果。或者，如果第一和第二差值均大于参考阈值，则默认使用第一气压计测量结果作为气压计传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。换句话说，除非第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，否则将使用第一气压计测量结果作为气压计传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。

此外，在步骤406和420中，如果位置传感器数据被选择作为用于确定气压计传感器数据的参考，则根据第一气压计传感器a2的第一气压计测量结果计算第一垂直速度，并且根据第二气压计传感器b2的第二气压计测量结果计算第二垂直速度。此外，根据位置传感器数据，即根据位置测量结果中的一个计算参考垂直速度。然后，将第一垂直速度与参考垂直速度进行比较，以获得第一差值，并且将第二垂直速度与参考垂直速度进行比较，以获得第二差值。将这两个差值进一步与预先确定的参考阈值(例如0.3m/s，或优选的是0.5m/s)进行比较。如果第一差值小于参考阈值，则选择第一气压计测量结果。否则，如果第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，则选择第二气压计测量结果。或者，如果第一和第二差值均大于参考阈值，则默认使用第一气压计测量结果作为气压计传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。换句话说，除非第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，否则将使用第一气压计测量结果作为气压计传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。

图5显示了使用一些其它类型传感器数据确定位置传感器数据的过程。

如图5所示，在步骤502中，控制模块确定位置传感器数据是不明确的。

相应地，在步骤504中，控制模块例如使用图2的步骤204和208来确定im传感器数据是否是明确的，但是不包括使用图2的步骤212中所示的方法或者图3的过程将im传感器数据设定成明确的那种情况。

如果是，则控制模块使用im传感器数据作为用于确定位置传感器数据的参考，如图5中的步骤520所示。

如果不是，在步骤506中，控制模块进一步确定气压计传感器数据是否是明确的。如果气压计传感器数据是明确的，则控制模块使用其作为参考。

如果气压计传感器是不明确的，则在步骤508中，控制模块进一步使用图2的步骤212或图3所示的方法确定im传感器数据的数值，然后将im传感器数据设置成明确的。

然后，在步骤510中，控制模块使用在步骤508中确定的明确的im传感器数据作为参考。

然而，尽管未在图5中示出，但是如果im传感器数据不能在步骤508中被确定，则默认地，控制模块进一步选择来自第一位置传感器a3的第一位置测量结果作为位置传感器数据的数值，然后将位置传感器数据设定成明确的。

换句话说，为了确定位置传感器数据，如果im传感器的传感器数据是明确的，则其是可以使用的。如果im传感器的传感器数据是不明确的，并且气压计传感器的传感器数据是明确的，则可以使用气压计传感器的传感器数据。

具体而言，在步骤504和520中，如果im传感器数据被选择作为用于确定位置传感器数据的参考，则根据第一位置传感器a3的第一位置测量结果计算第一速度，并且根据第二位置传感器b3的第二位置测量结果计算第二速度。此外，根据im传感器数据即，根据im测量结果中的一个计算参考速度。然后，将第一速度与参考速度进行比较，以获得第一差值，并且将第二速度与参考速度进行比较，以获得第二差值。将这两个差值进一步与预先确定的参考阈值(例如0.3m/s，或优选的是0.5m/s)进行比较。如果第一差值小于参考阈值，则选择第一位置测量结果。否则，如果第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，则选择第二位置测量结果。或者，如果第一和第二差值均大于参考阈值，则默认使用第一位置测量结果作为位置传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。换句话说，除非第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，否则将使用第一位置测量结果作为im传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。

此外，在步骤506和520中，如果气压计传感器数据被选择作为用于确定位置传感器数据的参考，则根据第一位置传感器a3的第一位置测量结果计算第一垂直速度，并且根据第二位置传感器b3的第二位置测量结果计算第二垂直速度。此外，根据气压计传感器数据，即根据气压计测量结果中的一个计算参考垂直速度。然后，将第一垂直速度与参考垂直速度进行比较，以获得第一差值，并且将第二垂直速度与参考垂直速度进行比较，以获得第二差值。这两个差值进一步与预先确定的参考阈值(例如0.3m/s，或优选的是0.5m/s)进行比较。如果第一差值小于参考阈值，则选择第一位置测量结果。否则，如果第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，则选择第二位置测量结果。或者，如果第一和第二差值均大于参考阈值，则默认使用第一位置测量结果作为位置传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。换句话说，除非第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，否则将使用第一位置测量结果作为位置传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。

图6显示了使用其它类型传感器数据确定磁罗盘传感器数据的过程。

如图6所示，在步骤602中，控制模块确定磁罗盘传感器数据是不明确的。

相应地，在步骤604中，控制模块例如使用图2的步骤204和208来确定im传感器数据是否是明确的，但是不包括使用图2的步骤212或者图3所示的方法将im传感器数据设置成明确的那种情况。如果是，则控制模块使用im传感器数据作为用于确定磁罗盘传感器数据的参考，如步骤620所示。

如果不是，则在步骤606中，控制模块进一步使用图2的步骤212或图3所示的方法确定im传感器数据的数值，然后将im传感器数据设置成明确的。

然后，在步骤608中，控制模块使用在步骤606中确定的明确的im传感器数据作为参考。

然而，尽管未在图6中示出，但是如果im传感器数据不能在步骤606中被确定，则默认地，控制模块进一步选择来自第一磁罗盘传感器a4的第一磁罗盘测量结果作为磁罗盘传感器数据的数值，然后将磁罗盘传感器数据设置成明确的。

换句话说，为了确定磁罗盘传感器数据，如果im传感器的传感器数据是明确的，则其是可以使用的。

具体而言，在步骤608中，如果im传感器数据被选择作为用于确定磁罗盘传感器数据的参考，则根据第一磁罗盘传感器a4的第一磁罗盘测量结果计算第一航向角，并且根据第二磁罗盘传感器b4的第二磁罗盘测量结果计算第二航向角。此外，根据im传感器数据，即根据im测量结果中的一个计算参考航向角。然后，将第一航向角与参考航向角进行比较，以获得第一差值，并且将第二航向角与参考航向角进行比较，以获得第二差值。将这两个差值进一步与预先确定的参考阈值(例如5°，或优选的是15°)进行比较。如果第一差值小于参考阈值，则选择第一磁罗盘测量结果。否则，如果第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，则选择第二磁罗盘测量结果。或者，如果第一和第二差值均大于参考阈值，则默认使用第一磁罗盘测量结果作为磁罗盘传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。换句话说，除非第一差值大于参考阈值并且第二差值小于参考阈值，否则将使用第一磁罗盘测量结果作为磁罗盘传感器数据的数值，以用于uav的飞行控制。

根据上文我们可以知道，im传感器数据被频繁地用于确定各种其它类型的传感器数据，因为im测量结果包括uav飞行状态的很多方面或参数。因此，在一些实施例中，首先确定im传感器a1和b1的传感器数据。在一些优选的实施例中，按顺序确定惯性测量传感器a1和b1的传感器数据、气压计a2和b2的传感器数据、位置传感器a3和b3的传感器数据、和磁罗盘a4和b4的传感器。

本领域的技术人员可以理解的是，图2中所示的方法以及参考图3-6所描述的过程可以被图1中所示的飞行监控系统100实施，或者被具有两组飞行状态检测传感器的任何其它飞行控制系统实施。

与传统的系统相比，根据本申请的实施例的飞行监控系统和方法成本低，并且不需要占据uav更多的空间或重量。此外，即使相同类型的传感器的测量结果之间发生冲突，该飞行监控系统和方法也能成功地确定各种传感器的传感器数据的数值，这显著地改善了飞行监控系统的可靠性，并且改善了采用这种系统的uav的安全性。

可以通过硬件、软件或者其任何组合来实施本申请的实施例。可以通过专用逻辑电路实施硬件，并且可以将软件存储在存储器中，并通过合适的指令执行系统来执行软件。例如，可以通过微处理器或者专门设计的硬件来执行软件。本领域技术人员理解，可以通过计算机可执行的指令和/或包含在处理器中的控制代码来实施本申请的前述方法。例如，该代码可以在存储介质(例如硬盘、诸如rom等的可编程存储器、或者诸如光介质或电信号介质等的数据介质)中被提供。

通过研究附图、说明书和权利要求，本领域技术人员可以理解和实施针对本公开实施例的其它变换。在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”并不排除复数。在根据本申请的应用中，一个元素可以执行权利要求中所述的一些技术特征的功能。权利要求中的任何参考符号均不能被解释成对保护范围进行限制。本申请的范围和精神由权利要求所限定。