一种基于双余度总线的飞行器动力系统、控制方法及装置与流程

1.本发明涉及飞行器动力控制技术领域，具体涉及一种基于双余度总线的飞行器动力系统、控制方法及装置。


背景技术：

2.电动飞行器动力系统是保障飞行安全的重要部分，一旦动力系统的控制和通信出现问题，严重的将会导致飞行器动力失效，出现坠毁的危险。如图1所示，现有的市面上无人机飞行器动力控制和通信是分开的，控制是基于pwm信号，通信是基于普通串口通信，这两种信号都是ttl电平信号，实现成本较低，开发难度较低，容易实现。但是这种动力控制系统的两种信号的缺点，在于普通ttl电平信号传输距离近，易被外界的电磁干扰，造成信号乱码或者接收错误。


技术实现要素：

3.针对所述缺陷，本发明实施例公开了一种基于双余度总线的飞行器动力系统、控制方法及装置，其可通信距离长，传输稳定可靠。
4.本发明实施例第一方面公开了一种基于双余度总线的飞行器动力系统，包括机架、动力组件，所述动力组件连接在机架上，所述动力组件包括飞控计算机、第一can总线和若干个动力设备，每一个所述动力设备与所述飞控计算机之间通过第一can总线通信，所述第一can总线的数量与动力设备的数量相等，所述动力设备与所述第一can总线一一对应。
5.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述动力组件还包括第二can总线，所述第二can总线的数量为一根，若干个所述动力设备均连接到第二can总线，且所述第二can总线连接所述飞控计算机。
6.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述动力设备包括伺服电机、无刷电机控制器、伺服作动器，所述伺服电机连接所述伺服作动器，所述无刷电机控制器连接所述伺服电机。
7.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，每一个所述动力设备分别包括主动力设备和备份动力设备，所述主动力设备和备份动力均与对应的第一can总线连接，所述主动力设备和备份动力均与第二can总线连接。
8.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，还包括应急动力设备，所述应急动力设备连接所述第一can总线和所述第二can总线
9.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述动力设备的数量为4个、8个、16个中的任意一种。
10.本发明实施例第二方面公开一种基于双余度总线的飞行器控制方法，应用与飞控计算机，包括：
11.通过第一can总线发送控制指令至每一条第一can总线分别所对应的动力设备；
12.检测是否在预设时长内接收到来自动力设备的反馈信号，并当未在预设时长内接
收到所述反馈信号时，接入第二can总线，并通过第二can总线发送控制指令至动力设备。
13.本发明实施例第三方面公开一种基于双余度总线的飞行器控制装置，应用与飞控计算机，包括：
14.指令发送单元：用于通过第一can总线发送控制指令至每一条第一can 总线分别所对应的动力设备；
15.反馈检测单元：用于检测是否在预设时长内接收到来自动力设备的反馈信号，并当未在预设时长内接收到所述反馈信号时，接入第二can总线，并通过第二can总线发送控制指令至动力设备。
16.本发明实施例第四方面公开一种电子设备，包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行本发明实施例第二方面公开的基于双余度总线的飞行器控制方法。
17.本发明实施例第五方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第二方面公开的基于双余度总线的飞行器控制方法。
18.与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
19.本发明实施例中公开的基于双余度总线的飞行器动力系统，包括机架、动力组件，其中动力组件包括飞控计算机和若干个动力设备，并且每一个动力设备是通过单独的对应的第一can总线与飞控计算机进行通信，当有多少个动力设备，就有多少个与动力设备数量一致的第一can总线与动力设备一一对应，采用第一can总线进行控制通信的方式取代传统的需要两路线路来分别实现通信和控制，使得抗干扰性强，传输距离远，传输更加稳定。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是现有技术的飞行器动力系统的模块结构示意图；
22.图2是本发明实施例的一种基于双余度总线的飞行器动力系统的模块结构示意图；
23.图3是本发明实施例的一种基于双余度总线的飞行器动力系统的另一个模块结构示意图；
24.图4是本发明实施例的一种基于双余度总线的飞行器动力系统的结构示意图；
25.图5是本发明实施例的一种基于双余度总线的飞行器控制方法的流程示意图；
26.图6是本发明实施例提供的一种基于双余度总线的飞行器控制装置的结构示意图；
27.图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
28.图中，1、机架；2、动力组件；21、飞控计算机；22、第一can总线；23、动力设备；24、第二can总线。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，示例性地，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.本发明实施例公开了一种基于双余度总线的飞行器动力系统、控制方法、装置、电子设备及存储介质，飞行器动力系统，包括机架、动力组件，其中动力组件包括飞控计算机和若干个动力设备，并且每一个动力设备是通过单独的对应的第一can总线与飞控计算机进行通信，当有多少个动力设备，就有多少个与动力设备数量一致的第一can总线与动力设备一一对应，采用第一can 总线进行控制通信的方式取代传统的需要两路线路来分别实现通信和控制，使得抗干扰性强，传输距离远，传输更加稳定。
32.实施例一
33.图2是本发明实施例公开的一种基于双余度总线的飞行器动力系统的模块结构图，图3是发明实施例公开的一种基于双余度总线的飞行器动力系统的另一个模块结构图，图4是本发明实施例公开的一种基于双余度总线的飞行器动力系统的结构示意图。请参阅图2至图4，本发明提供的一种基于双余度总线的飞行器动力系统包括机架1、动力组件。其中，动力组件连接在机架上。实施例中，该机架为飞行器的整体支撑结构，该机架形成了飞行器整体框架的形状，提供飞行器的机械刚性，也能够用于安装飞行器所需的一些部件。
34.具体的，实施例的动力组件2包括飞控计算机21、第一can总线22和若干个动力设备23，每一个所述动力设备23与所述飞控计算机21之间通过第一 can总线22通信，所述第一can总线22的数量与动力设备23的数量相等，所述动力设备23与所述第一can总线22一一对应。
35.实施例中，每个动力设备与飞控计算机之间都有一路第一can总线22， can总线可以双向通信，每一路第一can总线22为对应的动力设备独有占用，用于动力控制和动力状态反馈通信。动力设备的数量为多个，根据不同飞行器的规格，设置不同数量的动力设备23。例如，动力设备23可以是4个，可以是 8个，还可以是16个。当动力设备23为4个时，设置四条第一can总线22 分别与四个动力设备23对应。当动力设备23为8个时，设置八条第一can总线22分别与八个动力设备23对应。同样，当动力设备23为16个时，设置16 条第一can总线22分别与16个动力设备对应。由于can总线还具有可拓展性这一特点，因此根据实际的需求还可以在原有动力设备数量的基础上，进一步拓展更多的动力设备。
36.实施例的动力组件还可以包括第二can总线24。与第一can总线22不同的是，该第二can总线24的数量只有一条，将所有动力设备23串联在一起。设置第二can总线24的目的是将第二can总线24作为冗余备份总线，当第一can总线22通信、控制信号产生故障时，切换至通过第二can总线24串联，替代原有线路进行控制和通信，避免了单点失效的风险出现。
37.进一步的，实施例为了避免某一个动力设备23出现故障而无法继续工作而导致影响整个飞行器的飞行，还设置备份的动力设备23。也即是，实施例设置每一个动力设备23分别包括主动力设备和备份动力设备，所述主动力设备和备份动力均与对应的第一can总线22连接，所述主动力设备和备份动力设备均与第二can总线24连接。实施例在通信以及控制过程中，飞控计算机21通过接收各动力设备23的应答、反馈来判断是否正常。例如，当飞控计算机21发送控制信号至动力设备23，但未收到该动力设备23的反馈，并且发送控制信号给另外的动力设备23，同样未收到动力设备23的反馈，此时可以定义为第一 can总线22出现故障，因此切换至第二can总线24。如果是飞控计算机21 发送控制信号给其中一个动力设备23，但是未收到该动力设备23的反馈，而发送控制信号给其他动力设备23可以收到反馈，此时可以切换不能收到反馈的动力设备的备份动力设备。
38.实施例中的所述动力设备23包括伺服电机、无刷电机控制器、伺服作动器，所述伺服电机连接所述伺服作动器，所述无刷电机控制器连接所述伺服电机。
39.实施例二
40.请参阅图5，图5是本发明实施例公开的基于双余度总线的飞行器控制方法的流程示意图。其中，本发明实施例所描述的方法的执行主体为由软件或/和硬件组成的执行主体，该执行主体可以通过有线或/和无线方式接收相关信息，并可以发送一定的指令。当然，其还可以具有一定的处理功能和存储功能。该执行主体可以控制多个设备，例如远程的物理服务器或云服务器以及相关软件，也可以是对某处安置的设备进行相关操作的本地主机或服务器以及相关软件等。在一些场景中，还可以控制多个存储设备，存储设备可以与设备放置于同一地方或不同地方。如图5所示，该基于基于双余度总线的飞行器控制方法包括以下步骤：
41.501、通过第一can总线发送控制指令至每一条第一can总线分别所对应的动力设备。
42.实施例的该飞行器控制方法应用在飞控计算机中，飞控计算机与第一can 总线和第二can总线连接，通过第一can总线或第二can总线与动力设备进行通信、控制动力设备执行相关动作。假设第一can总线为主总线，则正常情况下飞控计算机通过第一can总线与动力设备进行连接。
43.502、检测是否在预设时长内接收到来自动力设备的反馈信号，并当未在预设时长内接收到所述反馈信号时，接入第二can总线，并通过第二can总线发送控制指令至动力设备。
44.实施例提前设置预设时长，该预设时长为每一次交互的有效期，即是在该有效期内应答才算成功，如果未在预设时长内收到应答，则及时切换至第二can 总线，通过第二can总线进行操控指令的发送。
45.本实施例中，同样是第一can总线的数量与动力设备的数量相等，所述动力设备与所述第一can总线一一对应，而第二can总线的数量为一根，若干个所述动力设备均连接到第二can总线，且所述第二can总线连接所述飞控计算机。实施例中，同样的每一个所述动力设备分别包括主动力设备和备份动力设备，所述主动力设备和备份动力均与对应的第一can总线连接，所述主动力设备和备份动力设备均与第二can总线连接。
46.实施例三
47.请参阅图6，图6是本发明实施例公开的基于双余度总线的飞行器控制装置的结构示意图。如图6所示，该基于双余度总线的飞行器控制装置可以包括指令发送单元601和反馈检测单元602，其中，指令发送单元601用于通过第一 can总线发送控制指令至每一条第一can总线分别所对应的动力设备，而反馈检测单元602用于检测是否在预设时长内接收到来自动力设备的反馈信号，并当未在预设时长内接收到所述反馈信号时，接入第二can总线，并通过第二 can总线发送控制指令至动力设备。
48.上述中，动力设备的数量为4个、8个、16个中的任意一种，第一can总线与动力设备的数量一致，当动力设备为4个时，第一can总线的数量为4条，当动力设备为8个时，第一can总线的数量为8条，当动力设备为16个时，第一can总线的数量为16条，而第二can总线则只设置一条，所有动力设备与第二can总线形成串联。
49.实施例四
50.请参阅图7，图7是本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。电子设备可以是计算机以及服务器等，当然，在一定情况下，还可以是手机、平板电脑以及监控终端等智能设备，以及具有处理功能的图像采集装置。如图7所示，该电子设备可以包括：
51.存储有可执行程序代码的存储器701；
52.与存储器701耦合的处理器702；
53.其中，处理器702调用存储器701中存储的可执行程序代码，执行实施例二中的基于双余度总线的飞行器控制方法中的部分或全部步骤。
54.本发明实施例公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例二中的基于双余度总线的飞行器控制方法中的部分或全部步骤。
55.本发明实施例还公开一种计算机程序产品，其中，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行实施例二中的基于双余度总线的飞行器控制方法中的部分或全部步骤。
56.本发明实施例还公开一种应用发布平台，其中，应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行实施例二中的基于双余度总线的飞行器控制方法中的部分或全部步骤。
57.在本发明的各种实施例中，应理解，所述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
58.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物单元，即可位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
59.另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
60.所述集成的单元若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可获取的存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或者部分，可以以软件产品的形式
体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干请求用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本发明的各个实施例所述方法的部分或全部步骤。
61.在本发明所提供的实施例中，应理解，“与a对应的b”表示b与a相关联，根据a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。
62.本领域普通技术人员可以理解所述实施例的各种方法中的部分或全部步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(read-only memory，rom)、随机存储器(random access memory，ram)、可编程只读存储器(programmable read-onlymemory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-onlymemory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-time programmable read-onlymemory，otprom)、电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasableprogrammable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact discread-only memory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
63.以上对本发明实施例公开的基于双余度总线的飞行器控制方法、装置、电子设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。