一种农用飞行器安全作业飞行监控装置及其控制算法
【专利摘要】本发明公开了一种农用飞行器安全作业飞行监控装置及其控制算法，其装置包括飞行器位姿传感器模块、飞行安全决策模块、数据输入输出接口模块、电源模块。所述飞行安全决策模块与飞行器位姿传感器模块连接，处理飞行器位姿传感器模块中获得的数据，并依据预设的参数及安全作业飞行控制算法对飞行器的飞行状态进行判断和决策。所述数据输入输出接口模块与飞行安全决策模块连接，通过有线或无线的方式接收外部的参数或指令输入，以及将安全警报提示或当前位置信息输出，可与外部监管系统进行实时交互。本发明可实现农用无人飞行器田间作业安全参数的标准化和统一化，实现飞行安全参数的统一化，实现农用飞行器的数字化、全自动监管。
【专利说明】一种农用飞行器安全作业飞行监控装置及其控制算法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞行器安全飞行监控的【技术领域】，尤其是指一种农用飞行器安全作业飞行监控装置及其控制算法。
【背景技术】
[0002]目前，我国农用飞行器在低空作业时主要采用人工遥控和自主飞行控制两种模式。人工遥控模式一般由飞控系统提供飞行姿态稳定功能，而飞行器的航向、速度和高度等飞行参数都由人工手动操控。该模式对飞控系统要求较低、作业时方便灵活、可由人工预判复杂环境实现提前避障，是目前各类农用无人飞行器的常用操控方式；但由于飞行参数主要由人工判定，导致作业参数精度低、范围小、误差大，且对操控人员的手动操作技术要求较高。自主飞行控制模式一般由人工设定飞行参数，飞行过程中则完全依赖飞控系统完成作业流程。该模式下飞行参数精度较高、作业范围大、误差小、对操控人员手动操作要求低，但往往缺乏对复杂农田环境的实时判断而难以达到规避障碍、调整飞行参数等功能。且对飞控要求较高，目前应用范围较小。
[0003]我国现有的各类飞行器种类型号繁多，不同厂家同种类型飞行器的飞行参数参差不齐，在田间作业时均存在严重的安全隐患，如飞行速度过快、飞行高度过高、超出指定的飞行空域及难以应付复杂的田间环境等问题。而现有的农用飞行器飞控很少涉及飞行安全参数的控制，更没有实现监管部门对农用飞行器飞行状态的实时监测功能，而且由于缺乏便捷的电子监控装置，监管部门现有的飞行监管方式无法实现实时监测，效率低且难以到位，报批手续复杂，影响了农业航空事业的快速发展。因此，针对农用飞行器的安全飞行问题设计一种飞行监控装置及其控制算法，实现农用飞行器安全作业飞行参数的标准化与统一化是当前农业航空领域刻不容缓的一项技术。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种农用飞行器安全作业飞行监控装置及其控制算法，能够实时获取飞行器各种位置信息，并根据预设安全飞行参数对当前飞行状态进行判断与决策。
[0005]为实现上述目的，本发明所提供的技术方案其农用飞行器安全作业飞行监控装置，包括飞行器位姿传感器模块、飞行安全决策模块、数据输入输出接口模块、电源模块；
[0006]所述电源模块为整个监控装置提供电力供应；
[0007]所述飞行安全决策模块与飞行器位姿传感器模块连接，处理飞行器位姿传感器模块中获得的数据，并依据预设的参数及安全作业飞行控制算法对飞行器的飞行状态进行判断和决策，通过数据输入输出接口模块给出安全警报提示或输出安全控制指令；
[0008]所述数据输入输出接口模块与飞行安全决策模块连接，通过有线或无线的方式接收外部的参数或指令输入，并将安全警报提示或安全控制指令或当前位姿信息输出。
[0009]所述飞行器位姿传感器模块包括以下中的两种或两种以上传感器的组合:[0010]速度传感器，用于获取表征飞行器实时飞行速度的数据；
[0011]高度传感器，用于获取表征飞行器实时飞行高度的数据；
[0012]测距传感器，用于获取表征飞行器与周围障碍物间实时距离的数据；
[0013]位置传感器，用于获取表征飞行器实时三维位置坐标的数据。
[0014]所述飞行安全决策模块包括数据比较器、优先编码器、数据选择器和命令存储器；
[0015]所述数据比较器对预设飞行安全参数及当前飞行位置参数进行判断比较，输出对应飞行参数的优先控制标志及安全状态标志，并作为优先编码器的输入量；
[0016]所述优先编码器的输入量为数据比较器输出的优先控制标志及安全状态标志，对每个标志进行编码并作为数据选择器的地址选择码；
[0017]所述数据选择器的输入量为命令存储器的输出命令数据，输出的决策命令由优先编码器输出的地址选择码决定，其输出为决策出的飞行控制系统执行命令；
[0018]所述命令存储器存储待决策的飞行控制系统执行命令，包括正常工作、禁止启动和起飞、降低速度、降低高度、改变航向的飞行姿态控制量指令。
[0019]所述数据输入输出接口模块包括数据输入接口、数据输出接口和数据传输控制模块；
[0020]所述数据输入接口用于接收外部输入的参数，包括预设飞行器的最高安全飞行速度、最高安全飞行高度、距障碍物最低安全距离、允许飞行区域经纬度控制坐标范围的安全作业飞行参数；接收外部输入的指令，包括外部监管系统给出的警示指令、外部监管系统给出的紧急飞行姿态控制指令；
[0021]所述数据输出接口输出的安全警报提示，包括光提示、声提示以及字符串提示；输出的安全控制指令，包括禁止启动和起飞、降低速度、降低高度、改变航向的飞行姿态控制量指令；输出的当前位姿信息为所述飞行器位姿传感器模块所获取的数据。
[0022]所述数据传输控制模块用于建立数据输入输出接口模块与外部系统的通讯链路。
[0023]所述速度传感器，是激光测速或是雷达测速传感器或是全球导航卫星系统(GNSS)模块输出；
[0024]所述高度传感器，是激光测高或是超声波测高传感器或是气压高度传感器或是GPS模块输出，或是两种以上测高传感器的组合；
[0025]所述测距传感器，是激光测距或是超声波测距传感器；
[0026]所述位置传感器，是美国的GPS或是俄罗斯的Glonass或是欧洲的Galileo或是中国的北斗以及相关增强系统的全球导航卫星系统(GNSS)模块输出。
[0027]所述通讯链路可以由基于无线的数传电台或W1-Fi或GPRS或GSM或CDMA或3G或4G通讯建立，也可以由基于有线的232串口或485串口或USB串口或CAN总线或以太网通讯建立。
[0028]所述电源模块为独立电池供电或从农用飞行器电源系统取电。
[0029]本发明所述的农用飞行器安全作业飞行控制算法，包括以下步骤:
[0030]I)安全作业飞行参数预设阶段:
[0031]预设安全飞行参数，输入飞行器的最高安全飞行速度、最高安全飞行高度、距障碍物最低安全距离、允许飞行区域经纬度控制坐标范围的安全作业飞行参数；[0032]2)农用飞行器位姿信息实时监控阶段:
[0033]所述飞行器位姿传感器模块获取实时飞行参数，包括飞行器当前的飞行速度、飞行高度、与障碍物的距离、三维坐标；所述数据输入输出接口模块的数据输出接口按预定的频率将当前位姿信息输出到外部监控系统储存；
[0034]3)飞行安全判断与决策阶段:
[0035]对实时飞行参数进行判断，通过所述飞行安全决策模块的数据比较器决定输出对应标志类型；
[0036]在安全作业飞行监控装置开机后，飞行器起飞前，若实时经纬度坐标超出指定安全区域范围，则安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bst，否则输出安全状态标志B ；
[0037]在飞行器作业飞行过程中，若实时飞行速度不满足飞行安全要求，安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bv，否则输出安全状态标志B ;若实时飞行高度不满足飞行安全要求，安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bh，否则输出安全状态标志B ;若与周围障碍物间实时距离不满足飞行安全要求，安全作业飞行监控装置输出优先控制标志否则输出安全状态标志B ;若实时经纬度坐标超出指定安全区域范围，则安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bsf,否则输出安全状态标志B ；
[0038]4)安全状态标志执行阶段:
[0039]农用飞行器飞行控制系统通过所述数据输出接口与所述飞行安全决策模块的命令存储器相连接，通过所述飞行安全决策模块的优先编码器的输出编码确定所述飞行安全决策模块的数据选择器的地址选择码，从而选择命令存储器中对应的控制命令；
[0040]若安全作业飞行监控装置的安全状态标志为B，则所述命令存储器中输出正常飞行命令，农用飞行器飞行控制系统按正常运行不受干扰；
[0041]在安全作业飞行监控装置开机后，飞行器起飞前，若安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bst，则所述数据输出接口输出光、声及字符串的安全警报提示，同时向农用飞行器飞行控制系统输出禁止启动和起飞的指令；
[0042]在飞行器作业飞行过程中，若安全作业飞行监控装置输出除了安全状态标志为B以外的优先控制标志，则所述数据输出接口输出光、声及字符串的安全警报提示，同时根据优先控制标志的类别向农用飞行器飞行控制系统输出相应的飞行姿态控制量指令:标志为Bv和则输出刹车或降低速度或悬停指令，标志为Bh则输出降低高度指令，标志为Bsf则输出往指定安全区域范围中心点方向改变航向飞行指令；
[0043]若同时出现Bv、Bh、Bl, Bsf,则由所述数据选择器按照Bv — — Bh — Bsf的优先顺序依次进行处理。
[0044]所述预设安全飞行参数通过所述数据输入输出接口模块的数据输入接口完成，可以由用户自行完成，也可以由外部监管系统自动更新输入完成。
[0045]本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:
[0046]1、可实现农用无人飞行器田间作业安全参数的标准化和统一化，飞行安全监控装置可以做成标准化模块，实现飞行安全参数的统一化，能够接收外部监管系统给出的警示指令，并不实质干涉飞行控制系统正常工作，为农业航空应用技术相关标准的制定打下基础。
[0047]2、可实现农用飞行器的数字化、全自动监管，提高监管部门的实际工作效率和监管有效性。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1为本发明的农用飞行器安全作业飞行监控装置示意框图。
[0049]图2为本发明的农用飞行器安全作业飞行监控装置的安全决策模块示意框图。
[0050]图3为本发明的飞行器安全作业飞行监控装置的操作程序流程图。
[0051]图4为本发明的农用飞行器安全作业飞行控制算法示意框图。
【具体实施方式】
[0052]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0053]参见图1和图2所示，本实施例所述的农用飞行器安全作业飞行监控装置，包括有飞行器位姿传感器模块1、飞行安全决策模块2、数据输入输出接口模块3、电源模块4 ;
[0054]所述电源模块4为整个监控装置提供电力供应；
[0055]所述飞行安全决策模块2与所述飞行器位姿传感器模块I连接，处理飞行器位姿传感器模块I中获得的数据，并依据预设的参数及安全作业飞行控制算法对飞行器的飞行状态进行判断和决策，通过所述数据输入输出接口模块3的数据选择器23输出安全控制指令；
[0056]所述数据输入输出接口模块3与所述飞行安全决策模块2连接，通过有线或无线的方式接收外部的参数或指令输入，以及将安全警报提示或安全控制指令或当前位姿信息输出。
[0057]所述飞行器位姿传感器模块I包括以下中的两种或两种以上传感器的组合:
[0058]速度传感器，是激光测速或是雷达测速传感器或是全球导航卫星系统GNSS模块输出，获取表征飞行器实时飞行速度的数据；
[0059]高度传感器，是激光测高或是超声波测高传感器或是气压高度传感器或是GPS模块输出，或是两种以上测高传感器的组合，获取表征飞行器实时飞行高度的数据；
[0060]测距传感器，是激光测距或是超声波测距传感器，获取表征飞行器与周围障碍物间实时距离的数据；
[0061]位置传感器，是美国的GPS或是俄罗斯的Glonass或是欧洲的Galileo或是中国的北斗以及相关增强系统的全球导航卫星系统GNSS模块输出，获取表征飞行器实时三维位置坐标的数据。
[0062]所述飞行安全决策模块2包括有数据比较器21、优先编码器22、数据选择器23和命令存储器24 ；
[0063]所述数据比较器21对预设飞行安全参数及当前飞行位置参数进行判断比较，输出对应飞行参数的优先控制标志及安全状态标志，并作为优先编码器22的输入量；
[0064]所述优先编码器22的输入量为所述数据比较器21输出的优先控制标志及安全状态标志，对每个标志进行编码并作为数据选择器23的地址选择码；
[0065]所述数据选择器23的输入量为命令存储器24的输出命令数据，输出的决策命令由所述优先编码器22输出的地址选择码决定，其输出为决策出的飞行控制系统执行命令；
[0066]所述命令存储器24存储待决策的飞行控制系统执行命令，包括正常工作、禁止启动和起飞、降低速度、降低高度、改变航向等飞行姿态控制量指令。
[0067]所述数据输入输出接口模块3包括有数据输入接口 31、数据输出接口 32和数据传输控制模块33 ；
[0068]所述数据输入接口 31用于接收外部输入的参数包括预设飞行器的最高安全飞行速度、最高安全飞行高度、距障碍物最低安全距离、允许飞行区域经纬度控制坐标范围等安全作业飞行参数；接收外部输入的指令包括外部监管系统给出的警示指令、外部监管系统给出的紧急飞行姿态控制指令；
[0069]所述数据输出接口 32输出的安全警报提示，包括光提示、声提示以及字符串提示；输出的当前位置信息为所述飞行器位姿传感器模块I所获取的数据。
[0070]所述数据传输控制模块33用于建立数据输入输出接口模块3与外部系统的通讯链路；所述的通讯链路可以由基于无线的数传电台或W1-Fi或GPRS或GSM或CDMA或3G或4G通讯建立，也可以由基于有线的232串口或485串口或USB串口或CAN总线或以太网通讯建立。
[0071]所述电源模块4为独立电池供电或从农用飞行器电源系统取电。
[0072]参见图3所示，为本发明的飞行器安全作业飞行监控装置的操作程序流程图，从图中可知本飞行器安全作业飞行监控装置的工作原理，其具体情况如下:首先安全作业飞行监控装置开机，对安全作业飞行监控装置预设安全飞行参数，输入飞行器的最高安全飞行速度、最高安全飞行高度、距障碍物最低安全距离、允许飞行区域经纬度控制坐标范围等安全作业飞行参数。在安全作业飞行监控装置开机后，飞行器位姿传感器模块I获取实时飞行参数，包括飞行器当前的飞行速度、飞行高度、与障碍物的距离、三维坐标；安全作业飞行监控装置的数据输出接口 32按预定的频率将当前位姿信息输出到外部监控系统储存。对实时飞行参数进行判断，通过所述数据比较器21决定输出对应标志类型。在安全作业飞行监控装置开机后，飞行器起 飞前，若实时经纬度坐标超出指定安全区域范围，则安全作业飞行监控装置输出优先控制标志，否则输出安全状态标志。在飞行器作业飞行过程中，若实时飞行参数不满足飞行安全要求，安全作业飞行监控装置输出优先控制标志，否则输出安全状态标志。若安全作业飞行监控装置输出安全状态标志，则农用飞行器飞行控制系统按正常运行不受干扰。在安全作业飞行监控装置开机后，飞行器起飞前，若安全作业飞行监控装置输出优先控制标志，则数据输出接口输出光、声及字符串等安全警报提示，同时向农用飞行器飞行控制系统输出禁止启动和起飞的指令。在飞行器作业飞行过程中，若安全作业飞行监控装置输出除了安全状态标志以外的优先控制标志，则数据输出接口 32输出光、声及字符串等安全警报提示，同时根据优先控制标志的类别向农用飞行器飞行控制系统输出相应的飞行姿态控制量指令。
[0073]参见图4所示，为本发明的农用飞行器安全作业飞行控制算法示意框图，显示了本实施例上述农用飞行器安全作业飞行监控装置的农用飞行器安全作业飞行控制算法，其具体情况如下:
[0074]I)安全作业飞行参数预设阶段1:
[0075]预设安全飞行参数，输入飞行器的最高安全飞行速度Vmax、最高安全飞行高度hmax、距障碍物最低安全距离Imin、允许飞行区域经纬度控制坐标(Xny1, Zl、x2，y2，z2、…
Xn> Yn，Zn)。[0076]2)农用飞行器位姿信息实时监控阶段ii:
[0077]飞行器位姿传感器模块I获取实时飞行参数，包括飞行器当前的飞行速度vMal、飞行高度hMal、与障碍物的距离Ireal、三维坐标xMal，yreal, Zreal ;安全作业飞行监控装置的数据输出接口 32按预定的频率将当前位姿信息输出到外部监控系统储存。
[0078]3)飞行安全判断与决策阶段iii:
[0079]对实时飞行参数进行判断，通过所述数据比较器21决定安全作业飞行监控装置输出对应标志类型，若vMal ^ 0.9vmax，所述数据比较器21输出优先控制标志Bv，否则输出安全状态标志B ;若hreal ^ 0.6hmax，所述数据比较器21输出优先控制标志Bh，否则输出安全状态标志B ;若Ireal ( 21min，所述数据比较器21输出优先控制标志否则输出安全状态标志 B -MCxreal, yreal, Zreal)超出由(X1, Y1, Z1^ X2, j2, z2、…xn, yn, zn)所包围的指定区域范围，当飞机未起飞时，所述数据比较器21输出优先控制标志BST，飞机在飞行过程中所述数据比较器21输出优先控制标志Bsf,否则输出安全状态标志B。
[0080]4)安全状态标志执行阶段iv:
[0081]农用飞行器飞行控制系统通过所述数据选择器23与安全作业飞行监控装置的命令存储器24相连接，通过所述优先编码器22的输出编码确定所述数据选择器23的地址选择码，从而选择命令存储器中对应的控制命令；
[0082]若安全作业飞行监控装置的安全状态标志为B，则命令存储器24中输出正常飞行命令，农用飞行器飞行控制系统按正常运行不受干扰；
[0083]在安全作业飞行监控装置开机后，飞行器起飞前，若安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bst，则所述数据输出接口 32输出光、声及字符串等安全警报提示，同时向农用飞行器飞行控制系统输出禁止`启动和起飞的指令；
[0084]在飞行器作业飞行过程中，若安全作业飞行监控装置输出除了安全状态标志为B以外的优先控制标志，则所述数据输出接口 32输出光、声及字符串等安全警报提示，同时根据优先控制标志的类别向农用飞行器飞行控制系统输出相应的飞行姿态控制量指令:标志为Bv和则输出刹车或降低速度或悬停指令，标志为Bh则输出降低高度指令，标志为Bsf则输出往指定安全区域范围中心点方向改变航向飞行指令；
[0085]若同时出现Bv、BH、BpBSF，则由所述优先编码器22按照Bv — — Bh — Bsf的优先顺序依次进行处理。
[0086]所述预设安全飞行参数通过数据输入接口 31完成，可以由操作用户自行完成，也可以由外部监管系统自动更新输入完成。
[0087]以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于:包括飞行器位姿传感器模块(I)、飞行安全决策模块(2)、数据输入输出接口模块(3)、电源模块(4)； 所述电源模块(4)为整个监控装置提供电力供应； 所述飞行安全决策模块(2)与飞行器位姿传感器模块(I)相连接，处理飞行器位姿传感器模块(I)中获得的数据，并依据预设的参数及安全作业飞行控制算法对飞行器的飞行状态进行判断和决策，通过数据输入输出接口模块(3)给出安全警报提示或输出安全控制指令； 所述数据输入输出接口模块(3)与飞行安全决策模块(2)相连接，通过有线或无线的方式接收外部的参数或指令输入，并将安全警报提示或安全控制指令或当前位姿信息输出。
2.根据权利要求1所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于:所述飞行器位姿传感器模块(I)包括以下中的两种或两种以上传感器的组合: 速度传感器，用于获取表征飞行器实时飞行速度的数据； 高度传感器，用于获取表征飞行器实时飞行高度的数据； 测距传感器，用于获取表征飞行器与周围障碍物间实时距离的数据； 位置传感器，用于获取表征飞行器实时三维位置坐标的数据。
3.根据权利要求1所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于:所述飞行安全决策模块(2)包括数据比较器(21)、优先编码器(22)、数据选择器(23)和命令存储器(24)； 所述数据比较器(21)对预设飞行安全参数及当前飞行位置参数进行判断比较，输出对应飞行参数的优先控制标志及安全状态标志，并作为优先编码器(22)的输入量； 所述优先编码器(22)的输入量为数据比较器(21)输出的优先控制标志及安全状态标志，对每个标志进行编码并作为数据选择器(23)的地址选择码； 所述数据选择器(23)的输入量为命令存储器(24)的输出命令数据，输出的决策命令由优先编码器(22)输出的地址选择码决定，其输出为决策出的飞行控制系统执行命令； 所述命令存储器(24)存储待决策的飞行控制系统执行命令，包括正常工作、禁止启动和起飞、降低速度、降低高度、改变航向的飞行姿态控制量指令。
4.根据权利要求1所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于:所述数据输入输出接口模块(3)包括数据输入接口(31 )、数据输出接口(32)和数据传输控制模块(33)； 所述数据输入接口(31)用于接收外部输入的参数，包括预设飞行器的最高安全飞行速度、最高安全飞行高度、距障碍物最低安全距离、允许飞行区域经纬度控制坐标范围的安全作业飞行参数；接收外部输入的指令，包括外部监管系统给出的警示指令、外部监管系统给出的紧急飞行姿态控制指令； 所述数据输出接口(32)输出的安全警报提示，包括光提示、声提示以及字符串提示；输出的安全控制指令，包括禁止启动和起飞、降低速度、降低高度、改变航向的飞行姿态控制量指令；输出的当前位姿信息为所述飞行器位姿传感器模块(I)所获取的数据。
5.根据权利要求4所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于:所述数据传输控制模块(33 )用于建立数据输入输出接口模块(3 )与外部系统的通讯链路。
6.根据权利要求2所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于:所述速度传感器，是激光测速或是雷达测速传感器或是全球导航卫星系统(GNSS)模块输出； 所述高度传感器，是激光测高或是超声波测高传感器或是气压高度传感器或是GPS模块输出，或是两种以上测高传感器的组合； 所述测距传感器，是激光测距或是超声波测距传感器； 所述位置传感器，是美国的GPS或是俄罗斯的Glonass或是欧洲的Galileo或是中国的北斗以及相关增强系统的全球导航卫星系统(GNSS)模块输出。
7.根据权利要求5所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于:所述通讯链路可以由基于无线的数传电台或W1-Fi或GPRS或GSM或CDMA或3G或4G通讯建立，也可以由基于有线的232串口或485串口或USB串口或CAN总线或以太网通讯建立。
8.根据权利要求1所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于:所述电源模块(4)为独立电池供电或从农用飞行器电源系统取电。
9.一种农用飞行器安全作业飞行控制算法，其特征在于，包括以下步骤: O安全作业飞行参数预设阶段: 预设安全飞行参数，输入飞行器的最高 安全飞行速度、最高安全飞行高度、距障碍物最低安全距离、允许飞行区域经纬度控制坐标范围的安全作业飞行参数； 2)农用飞行器位姿信息实时监控阶段: 所述飞行器位姿传感器模块(I)获取实时飞行参数，包括飞行器当前的飞行速度、飞行高度、与障碍物的距离、三维坐标；所述数据输入输出接口模块(3)的数据输出接口(32)按预定的频率将当前位姿信息输出到外部监控系统储存； 3)飞行安全判断与决策阶段: 对实时飞行参数进行判断，通过所述飞行安全决策模块(2)的数据比较器(21)决定输出对应标志类型； 在安全作业飞行监控装置开机后，飞行器起飞前，若实时经纬度坐标超出指定安全区域范围，则安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bst，否则输出安全状态标志B ； 在飞行器作业飞行过程中，若实时飞行速度不满足飞行安全要求，安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bv，否则输出安全状态标志B ;若实时飞行高度不满足飞行安全要求，安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bh，否则输出安全状态标志B ;若与周围障碍物间实时距离不满足飞行安全要求，安全作业飞行监控装置输出优先控制标志否则输出安全状态标志B ;若实时经纬度坐标超出指定安全区域范围，则安全作业飞行监控装置输出优先控制标志Bsf，否则输出安全状态标志B ； 4)安全状态标志执行阶段: 农用飞行器飞行控制系统通过所述数据输出接口(32)与所述飞行安全决策模块(2)的命令存储器(24)连接，通过所述飞行安全决策模块(2)的优先编码器(22)的输出编码确定所述飞行安全决策模块(2)的数据选择器(23)的地址选择码，从而选择命令存储器中对应的控制命令； 若安全作业飞行监控装置的安全状态标志为B，则所述命令存储器(24)中输出正常飞行命令，农用飞行器飞行控制系统按正常运行不受干扰； 在安全作业飞行监控装置开机后，飞行器起飞前，若安全作业飞行监控装置输出优先控制标志BST，则所述数据输出接口(32)输出光、声及字符串的安全警报提示，同时向农用飞行器飞行控制系统输出禁止启动和起飞的指令； 在飞行器作业飞行过程中，若安全作业飞行监控装置输出除了安全状态标志为B以外的优先控制标志，则所述数据输出接口(32)输出光、声及字符串的安全警报提示，同时根据优先控制标志的类别向农用飞行器飞行控制系统输出相应的飞行姿态控制量指令:标志为Bv和则输出刹车或降低速度或悬停指令，标志为Bh则输出降低高度指令，标志为Bsf则输出往指定安全区域范围中心点方向改变航向飞行指令； 若同时出现BY,BH,BL,BSF则由所述数据选择器(23)按照Bv — — Bh — Bsf的优先顺序依次进行处理。
10.根据权利要求9所述的一种农用飞行器安全作业飞行控制算法，其特征在于:所述预设安全飞行参数通过所述数据输入输出接口模块(3 )的数据输入接口( 31)完成，可以由用户自行完成，也可以由外部监管系统自动更新输入完成。
【文档编号】G05D1/10GK103592947SQ201310582772
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】周志艳, 李继宇, 罗锡文, 臧英, 陈盛德, 胡炼, 汪沛, 徐赛, 闫梦璐 申请人:华南农业大学