一种基于双余度总线的飞行器操纵方法、装置及飞行器与流程

1.本发明涉及飞行器操纵技术领域，具体涉及一种基于双余度总线的飞行器 操纵方法、装置及飞行器。


背景技术：

2.无人飞行器的操纵器件，主要用于人为控制操纵飞行器的横滚姿态、俯仰 姿态、偏航姿态以及油门动力这四个运动姿态。如图1所示，目前市面上的无 人机飞行器操纵器件都是采用一体集成式的，将四种运动状态的操纵控制集成 在一个设备上，采集四个操纵信号，通过一个数字信号接口输出，数字接口形 式一般是sbus、ppm或者串口等等，这种方式成本比较低，开发难度较低， 容易实现。
4.但是，现有的这种一体集成式飞行器的缺点也显而易见，飞行器所有操纵 信号都集成在一个设备上，容易出现单点故障问题，一旦该操纵杆失效，会造 成飞行器失控，进而导致重大安全事故。同时信号接口采用单线ttl电平，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的问题。并且， 当前的飞行器采用一条总线通信的方式，当出现通信问题时，无法继续安全飞 行，容易出现飞行安全问题。


技术实现要素：

5.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操控方 法、装置及飞行器，其采用双余度总线设置，当一条总线出现故障，可以采用 另外一条总线进行通信。
6.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，包括：机架、 机芯和运动姿态调整机构，所述机芯和所述运动姿态调整机构设置在机架上， 所述机芯包括框架，所述运动姿态调整机构包括第一总线、第二总线、飞控计 算机、偏航操纵单元、俯仰操纵单元、横滚操纵单元、油门操纵单元，所述偏 航操纵单元包括偏航操纵杆和偏航操纵信号处理模块，所述俯仰操纵单元包括 俯仰操纵杆和俯仰操纵信号处理模块，所述横滚操纵单元包括横滚操纵杆和横 滚操纵信号处理模块，所述油门操纵单元包括油门操纵杆和油门操纵信号处理 模块，所述偏航操纵杆、俯仰操纵杆、横滚操纵杆和油门操纵杆均连接在所述 框架上，所述偏航操纵信号处理模块、俯仰操纵信号处理模块、横滚操纵信号 处理模块、油门操纵信号处理模块、飞控计算机均与第一总线和第二总线连接。
7.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述偏航操纵单 元包括第一偏航操纵单元和第二偏航操纵单元，所述俯仰操纵单元包括第一俯 仰操纵单元和第二俯仰操纵单元，所述横滚操纵单元包括第一横滚操纵单元和 第二横滚操纵单元，所述油门操纵单元包括第一油门操纵单元和第二油门操纵 单元。
8.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，还包括至少一个 应急操纵设备，所述应急操纵设备连接所述第一总线和第二总线。
9.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述应急操纵设 备包括
塔台通信开关、飞行模式切换开关、应急按钮。
10.本发明实施例第二方面公开了一种基于双余度总线的飞行器操控方法，应 用与飞控计算机，包括：
11.通过第一总线发送相应的操控指令至操纵单元，所述操纵单元包括偏航操 纵单元、俯仰操纵单元、横滚操纵单元、油门操纵单元中的任意一个或多个；
12.检测是否在预设时长内接收到来自所述操纵单元的反馈信号，并当未在预 设时长内接收到所述反馈信号时，接入第二总线并通过所述第二总线发送操控 指令至操纵单元。
13.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述偏航操纵单 元包括第一偏航操纵单元和第二偏航操纵单元，所述俯仰操纵单元包括第一俯 仰操纵单元和第二俯仰操纵单元，所述横滚操纵单元包括第一横滚操纵单元和 第二横滚操纵单元，所述油门操纵单元包括第一油门操纵单元和第二油门操纵 单元；所述通过第一总线发送相应的操控指令至操纵单元，具体为：
14.通过第一总线发送相应的操控指令至第一偏航操纵单元、第一俯仰操纵单 元、第一横滚操纵单元和第一油门操纵单元中的任意一个或多个；
15.所述接入第二总线并通过所述第二总线发送操控指令至操纵单元，具体为：
16.接入第二总线并通过第二总线发送操控指令至第一偏航操纵单元、第一俯 仰操纵单元、第一横滚操纵单元和第一油门操纵单元中的任意一个或多个。
17.作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述接入第二总 线并通过所述第二总线发送操控指令至操纵单元之后，还包括：
18.判断所述操纵单元是否在预设时长内接收到来自所述操纵单元的反馈信号， 并当未在预设时长内接收到所述反馈信号时，发送相应的操控指令至第二偏航 操纵单元、第二俯仰操纵单元、第二横滚操纵单元和第二油门操纵单元中的任 意一个或多个。
19.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操控装置，应用 与飞控计算机，包括：
20.指令发送单元：用于通过第一总线发送相应的操控指令至操纵单元，所述 操纵单元包括偏航操纵单元、俯仰操纵单元、横滚操纵单元、油门操纵单元中 的任意一个或多个；
21.反馈检测单元：用于检测是否在预设时长内接收到来自所述操纵单元的反 馈信号，并当未在预设时长内接收到所述反馈信号时，接入第二总线并通过所 述第二总线发送操控指令至操纵单元。
22.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 的飞行器操控方法。
23.本发明实施例第四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 度总线的飞行器操控方法。
24.与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
25.本发明实施例中公开的飞行器包括机架、机芯和运动姿态调整机构，其中 运动姿态调整机构包括第一总线、第二总线、飞控计算机以及操纵单元，其中 操纵单元主要包含
偏航操纵单元、俯仰操纵单元、横滚操纵单元、油门操纵单 元，以上飞控计算机、偏航操纵单元、俯仰操纵单元、横滚操纵单元、油门操 纵单元均是与第一总线和第二总线连接，因此，当飞控计算机通过第一总线与 各操纵单元进行通信且失效时，可以及时的切换至通过第二总线进行通信，能 够保证通信不断线，进而保障飞行安全；此外，实施例中采用四个操纵单元分 别控制偏航姿态、俯仰姿态、横滚姿态和油门运动，避免出现单点故障问题， 当其中一个操纵杆失效，不会影响整个飞行器失控，进一步保障了飞行安全。
附图说明
26.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。
27.图1是现有技术的飞行器的模块结构图；
28.图2是本发明实施例的一种基于双余度总线的飞行器的模块结构图；
29.图3是本发明实施例的一种基于双余度总线的飞行器的另一个模块结构图；
30.图4是本发明实施例的一种基于双余度总线的飞行器的结构示意图；
31.图5是本发明实施例公开的一种基于双余度总线的飞行器操纵方法的流程 示意图；
32.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操纵装置的结构 示意图；
33.图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
34.图中，1、机架；2、机芯；21、框架；3、运动姿态调整机构；31、第一总 线；32、第二总线；33、飞控计算机；34、偏航操纵单元；35、俯仰操纵单元； 36、横滚操纵单元；37、油门操纵单元。
具体实施方式
35.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。
36.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。
37.本发明实施例公开了基于双余度总线的飞行器操纵方法、装置、电子设备、 存储介质以及还公开了基于双余度总线的飞行器，在该飞行器中，包括机架、 机芯和运动姿态调整机构，其中运动姿态调整机构包括第一总线、第二总线、 飞控计算机以及操纵单元，其中操纵单元主要包含偏航操纵单元、俯仰操纵单 元、横滚操纵单元、油门操纵单元，以上飞
控计算机、偏航操纵单元、俯仰操 纵单元、横滚操纵单元、油门操纵单元均是与第一总线和第二总线连接，因此， 当飞控计算机通过第一总线与各操纵单元进行通信且失效时，可以及时的切换 至通过第二总线进行通信，能够保证通信不断线，进而保障飞行安全；此外， 实施例中采用四个操纵单元分别控制偏航姿态、俯仰姿态、横滚姿态和油门运 动，避免出现单点故障问题，当其中一个操纵杆失效，不会影响整个飞行器失 控，进一步保障了飞行安全。
38.实施例一
39.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的模块结构图， 图3是本发明实施例公开的一种基于双余度总线的飞行器的另一个更为具体的 模块结构图，图4是本发明实施例的一种基于双余度总线的飞行器的结构示意 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包括机架1、 机芯2和运动姿态调整机构3。该机架1为飞行器的整体支撑结构，该机架1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。
40.具体的，所述机芯2和所述运动姿态调整机构3设置在机架1上，所述机 芯2包括框架21，这里机芯2的框架21用于连接一些操作部件。实施例的所述 运动姿态调整机构3包括第一总线31、第二总线32、飞控计算机33、偏航操纵 单元34、俯仰操纵单元35、横滚操纵单元36、油门操纵单元37，所述偏航操 纵单元34包括偏航操纵杆和偏航操纵信号处理模块，所述俯仰操纵单元35包 括俯仰操纵杆和俯仰操纵信号处理模块，所述横滚操纵单元36包括横滚操纵杆 和横滚操纵信号处理模块，所述油门操纵单元37包括油门操纵杆和油门操纵信 号处理模块，所述偏航操纵杆、俯仰操纵杆、横滚操纵杆和油门操纵杆均连接 在所述框架上，所述偏航操纵信号处理模块、俯仰操纵信号处理模块、横滚操 纵信号处理模块、油门操纵信号处理模块、飞控计算机33均与第一总线31和 第二总线32连接。
41.第一总线31和第二总线32均为can总线，两者在实质上并未区别，任意 设置其中一条总线为主总线，另外一条为备用总线，当一条总线出现通信故障 时，飞控计算机马上切换到与另外一条备用总线进行连接通信，进而保证通信 不中断。实施例中，通过每一个操纵单元分别采集自身的操纵信号，再通过总 线发布自己的操纵信号，因此飞控计算机33通过总线网络获取到每一个操纵单 元的操作信号，实现对飞行器的可靠操纵。具体来讲，偏航操纵信号处理模块 用于采集偏航操作信号，俯仰操纵信号处理模块用于采集俯仰操纵信号，横滚 操纵信号处理模块用于采集横滚操纵信号，油门操纵信号处理模块用于采集油 门操纵信号。也即是，通过偏航操纵信号处理模块采集偏航操纵杆的动作，通 过can总线传递给飞控计算机33，通常在选用第一总线31为主总线时，通过 第一总线31传递给飞控计算机33。同理，俯仰操纵信号处理模块采集俯仰操纵 杆的动作通过第一总线31传递给飞控计算机33，横滚操纵信号处理模块采集横 滚操纵杆的动作通过第一总线31传递给飞控计算机33，油门操纵信号处理模块 采集油门操纵杆的动作通过第一总线31传递给飞控计算机33。而当飞控计算机 在一定时间内，仍然未收到基于第一总线31而反馈回来的来自各个操纵单元的 采集信号，则飞控计算机33判断当前第一总线31存在通信障碍，自动切换至 连接第二总线32，并通过第二总线32进行信号传输。另外一种情况，当各操纵 单元总任意一个或多个操纵单元，也即是偏航操纵单元34、俯仰操纵单元35、 横滚操纵单元36、油门操纵单元37中的任意一个或多个，与飞控计算机33出 现通信失效的情况，例如，飞控计算机
33当前与偏航操纵单元34通信正常， 但与俯仰操纵单元35出现故障，此时，通常不判定为总线故障，而是判定为单 个操纵单元故障，由于本实施例是将各个操纵单元分布式与总线连接，因此单 个操纵单元出现失效的情况，并不影响其他操纵单元的继续运行。
42.为了解决上述的，当单个操纵单元出现故障时如何继续进行该操作单元所 需执行的功能，实施例将偏航操纵单元34包括第一偏航操纵单元和第二偏航操 纵单元，所述俯仰操纵单元35包括第一俯仰操纵单元和第二俯仰操纵单元，所 述横滚操纵单元36包括第一横滚操纵单元和第二横滚操纵单元，所述油门操纵 单元37包括第一油门操纵单元和第二油门操纵单元。也即是，选择其中的一个 作为主操作单元，另一个作为备用，上述中，即是，第一偏航操纵单元、第一 俯仰操纵单元、第一横滚操纵单元和第一油门操纵单元为主用的操纵单元，而 第二偏航操纵单元、第二俯仰操纵单元、第二横滚操纵单元和第二油门操纵单 元作为备用的操纵单元，因此，假设当前飞控计算机正在与第一偏航操纵单元、 第一俯仰操纵单元、第一横滚操纵单元和第一油门操纵单元进行通信，但当第 一偏航操纵单元、第一俯仰操纵单元、第一横滚操纵单元和第一油门操纵单元 有部分出现通信失效，则切换至其对应的备份操纵单元与飞控计算机连接，例 如，第一偏航操纵单元与飞控计算机33通信异常，则切换至第二偏航操纵单元 与飞控计算机33连接。
43.实施例中，还可以包括应急操作设备，所述应急操纵设备连接所述第一总 线31和第二总线32。并且，应急操纵设备包括塔台通信开关、飞行模式切换开 关、应急按钮。除此之外，还可以是其他辅助的操纵器件，用于帮助在紧急情 况下提供更多的操纵入口对飞行器进行操纵，多方位保障飞行安全。
44.实施例二
45.请参阅图5，图5是本发明实施例公开的一种基于双余度总线的飞行器操纵 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，该基于一种基于双余度总线的飞行器操纵方法包 括以下步骤：
46.501、通过第一总线发送相应的操控指令至操纵单元，所述操纵单元包括偏 航操纵单元、俯仰操纵单元、横滚操纵单元、油门操纵单元中的任意一个或多 个。
47.实施例的飞行器操作方法应用在飞控计算机中，飞控计算机与第一总线以 及第二总线连接，飞控计算机通过第一总线或第二总线与操纵单元进行通信。 假设第一总线为主总线，则正常情况下飞控计算机通过第一总线与操纵单元进 行通信。也即是，飞控计算机通过第一总线与偏航操纵单元、俯仰操纵单元、 横滚操纵单元、油门操纵单元进行通信。
48.502、检测是否在预设时长内接收到来自所述操纵单元的反馈信号，并当未 在预设时长内接收到所述反馈信号时，接入第二总线并通过所述第二总线发送 操控指令至操纵单元。
49.提前设置预设时长，该预设时长作为每一次通信的有效期，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，则及时切换至第二总线， 通过第二总线进行
操控指令的发送。
50.同样的，在本实施例中，偏航操纵单元包括第一偏航操纵单元和第二偏航 操纵单元，所述俯仰操纵单元包括第一俯仰操纵单元和第二俯仰操纵单元，所 述横滚操纵单元包括第一横滚操纵单元和第二横滚操纵单元，所述油门操纵单 元包括第一油门操纵单元和第二油门操纵单元。
51.相应的，通过第一总线发送相应的操控指令至操纵单元，具体为：通过第 一总线发送相应的操控指令至第一偏航操纵单元、第一俯仰操纵单元、第一横 滚操纵单元和第一油门操纵单元中的任意一个或多个。接入第二总线并通过所 述第二总线发送操控指令至操纵单元，具体为：接入第二总线并通过第二总线 发送操控指令至第一偏航操纵单元、第一俯仰操纵单元、第一横滚操纵单元和 第一油门操纵单元中的任意一个或多个。
52.基于此，在接入第二总线并通过所述第二总线发送操控指令至操纵单元之 后，还包括：判断所述操纵单元是否在预设时长内接收到来自所述操纵单元的 反馈信号，并当未在预设时长内接收到所述反馈信号时，发送相应的操控指令 至第二偏航操纵单元、第二俯仰操纵单元、第二横滚操纵单元和第二油门操纵 单元中的任意一个或多个。
53.实施例三
54.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操控装置 的结构示意图。如图6所示，该基于双余度总线的飞行器操控装置可以包括指 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 总线发送相应的操控指令至操纵单元，所述操纵单元包括偏航操纵单元、俯仰 操纵单元、横滚操纵单元、油门操纵单元中的任意一个或多个；反馈检测单元 602：用于检测是否在预设时长内接收到来自所述操纵单元的反馈信号，并当未 在预设时长内接收到所述反馈信号时，接入第二总线并通过所述第二总线发送 操控指令至操纵单元。
55.本实施例与实施例一和实施例二相应，同样所述偏航操纵单元包括第一偏 航操纵单元和第二偏航操纵单元，所述俯仰操纵单元包括第一俯仰操纵单元和 第二俯仰操纵单元，所述横滚操纵单元包括第一横滚操纵单元和第二横滚操纵 单元，所述油门操纵单元包括第一油门操纵单元和第二油门操纵单元。即是分 别有两个偏航操纵单元、两个俯仰操纵单元、两个横滚操纵单元和两个油门操 纵单元，因而，当其中一个偏航操纵单元、其中一个俯仰操纵单元、其中一个 横滚操作单元和其中一个油门操纵单元出现通信异常，则可以切换至另一个偏 航操纵单元、另一个俯仰操纵单元、另一个横滚操作单元和另一个油门操纵单 元进行继续通信。
56.实施例四
57.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：
58.存储有可执行程序代码的存储器701；
59.与存储器701耦合的处理器702；
60.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操控方法中的部分或全部步骤。
61.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操控方法 中的部分或全部步骤。
62.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操控方 法中的部分或全部步骤。
63.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操控方法中的部分或全部步骤。
64.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。
65.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。
66.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。
67.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。
68.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。
69.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。
70.以上对本发明实施例公开的基于双余度总线的飞行器操控方法、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。