一种无人机的冗余切换与开伞方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及无人机飞行控制，特别是涉及一种无人机的冗余切换与开伞方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、目前市面上，无人机大多数采用单飞控系统或三冗余飞控系统，一些低成本的小型无人机由于成本问题多采用单飞控系统，一些军用级别的无人机或者高成本无人机由于高可靠性要求多采用三冗余飞控系统。虽然双冗余飞控系统在过去应用较少，但随着无人机多样化的发展和应用场景的扩展，双冗余飞控系统发挥着越来越重要的作用。双冗余飞控系统成本较三冗余飞控较低，而其可靠性较单飞控系统又大大提高。另外对于在城市或者人口密度较大的区域运行的无人机，其对失控安全处置格外重要，降落伞将是保障安全和降低事故影响的重要手段，必须设计可靠的手段准确实施降落伞开伞动作。因此，如何对双冗余飞控系统的冗余切换与开伞进行设计，以保障无人机安全飞行，是当前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种无人机的冗余切换与开伞方法、系统、设备及介质，能够保证主控确实失效的情况下能够切到备控，备控确实失效或者飞机不可控的情况下能够执行开伞，提高无人机的飞行安全。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种无人机的冗余切换与开伞方法，包括：

4、获取无人机的飞行参数；所述飞行参数包括姿态角和飞行速度；

5、对所述无人机的主控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和主备切换条件确定切换结果；

6、当所述切换结果为主备控切换时，由主控制器切换至备用控制器，通过所述备用控制器对无人机进行控制，对所述备用控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和开伞条件确定开伞动作结果；

7、当所述开伞动作结果为执行开伞时，立即开伞，并终止飞行。

8、可选地，对所述无人机进行主控制器监控，并根据主备切换条件确定切换结果，包括：

9、对所述无人机进行主控制器监控，得到主控心跳；所述主控心跳由所述主控制器的运行参数组成；

10、当监测到所述主控心跳为死机状态，或所述飞行参数满足主备切换条件中的任一条件时，确定切换结果为主备控切换；

11、当监测到所述主控心跳为运行状态，或所述飞行参数不满足主备切换条件中的所有条件时，确定切换结果为主备控不切换。

12、可选地，当所述切换结果为主备控切换时，由主控制器切换至备用控制器，通过所述备用控制器对无人机进行控制，对所述备用控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和开伞条件确定开伞动作结果，包括：

13、当所述切换结果为主备控切换时，由主控制器切换至备用控制器，通过所述备用控制器对无人机进行控制，对所述备用控制器进行运行监控，确定备控心跳；所述备控心跳由所述备用控制器的运行参数组成；

14、当监测到所述备控心跳为死机状态，或所述飞行参数满足开伞条件中的任一条件时，确定开伞动作结果为执行开伞；

15、当监测到所述备控心跳为运行状态，或所述飞行参数不满足开伞条件中的所有条件时，确定开伞动作结果为不执行开伞。

16、可选地，所述主备切换条件包括：第一切换条件和第二切换条件；

17、所述第一切换条件为：姿态指令与实际姿态角误差超过第一设定阈值，并持续20个运算周期；所述第一设定阈值为覆盖飞行包线所能达到的最大误差的3倍；

18、所述第二切换条件为：三轴速度指令与实际速度超过第二设定阈值并持续20个运算周期；所述第二设定阈值为覆盖飞行包线所能达到的最大误差的3倍。

19、可选地，所述开伞条件包括：第一开伞条件、第二开伞条件和第三开伞条件；

20、所述第一开伞条件为：姿态角超过第三设定阈值并持续50个运算周期；第三设定阈值为覆盖飞行包线所用到最大姿态角的2倍；

21、所述第二开伞条件为：垂向加速度超过第四设定阈值并持续50个运算周期；所述第四设定阈值为0.9倍的重力加速度g；

22、所述第三开伞条件为：三轴速度超过第五设定阈值并持续50个运算周期；所述第五设定阈值为三轴速度指令最大限幅的2倍。

23、本发明提供了一种无人机的冗余切换与开伞系统，包括：

24、数据采集模块，用于获取无人机的飞行参数；所述飞行参数包括姿态角和飞行速度；

25、模式切换模块，用于对所述无人机的主控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和主备切换条件确定切换结果；

26、开伞切换模块，用于当所述切换结果为主备控切换时，由主控制器切换至备用控制器，通过所述备用控制器对无人机进行控制，对所述备用控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和开伞条件确定开伞动作结果；

27、飞行终止模块，用于当所述开伞动作结果为执行开伞时，立即开伞，并终止飞行。

28、本发明提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据上述的无人机的冗余切换与开伞方法。

29、本发明提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的无人机的冗余切换与开伞方法。

30、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

31、本发明公开了一种无人机的冗余切换与开伞方法、系统、设备及介质，所述方法包括获取无人机的飞行参数；所述飞行参数包括姿态角和飞行速度；对所述无人机的主控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和主备切换条件确定切换结果；当所述切换结果为主备控切换时，由主控制器切换至备用控制器，通过所述备用控制器对无人机进行控制，对所述备用控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和开伞条件确定开伞动作结果；当所述开伞动作结果为执行开伞时，立即开伞，并终止飞行。本发明能够保证主控确实失效的情况下能够切到备控，备控确实失效或者飞机不可控的情况下能够执行开伞，提高无人机的飞行安全。

技术特征：

1.一种无人机的冗余切换与开伞方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无人机的冗余切换与开伞方法，其特征在于，对所述无人机进行主控制器监控，并根据主备切换条件确定切换结果，包括：

3.根据权利要求1所述的无人机的冗余切换与开伞方法，其特征在于，当所述切换结果为主备控切换时，由主控制器切换至备用控制器，通过所述备用控制器对无人机进行控制，对所述备用控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和开伞条件确定开伞动作结果，包括：

4.根据权利要求1所述的无人机的冗余切换与开伞方法，其特征在于，所述主备切换条件包括：第一切换条件和第二切换条件；

5.根据权利要求1所述的无人机的冗余切换与开伞方法，其特征在于，所述开伞条件包括：第一开伞条件、第二开伞条件和第三开伞条件；

6.一种无人机的冗余切换与开伞系统，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1-5中所述的无人机的冗余切换与开伞方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中所述的无人机的冗余切换与开伞方法。

技术总结
本发明公开一种无人机的冗余切换与开伞方法、系统、设备及介质，涉及无人机飞行控制技术领域。所述方法包括：获取无人机的飞行参数；所述飞行参数包括姿态角和飞行速度；对所述无人机的主控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和主备切换条件确定切换结果；当所述切换结果为主备控切换时，由主控制器切换至备用控制器，通过所述备用控制器对无人机进行控制，对所述备用控制器进行运行监控，并根据所述飞行参数和开伞条件确定开伞动作结果；当所述开伞动作结果为执行开伞时，立即开伞，并终止飞行。本发明能够保证主控确实失效的情况下能够切到备控，备控确实失效或者飞机不可控的情况下能够执行开伞，提高无人机的飞行安全。

技术研发人员：冯杨,邵干
受保护的技术使用者：无锡艾而帆航空科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15