一种无人机安全控制系统及无人机的安全控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种无人机安全控制系统，包括:信号采集单元，其采集所述无人机在一段时间内的电机控制信号；检验单元，其将所述电机控制信号与预先设定的信号门限进行比较；以及飞行状态更改单元，其根据所述电机控制信号与预先设定的信号门限的比较结果对所述无人机的飞行状态进行调整。本发明专利技术还提供了一种包含上述该系统的无人机、以及无人机的安全控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机安全控制系统及无人机的安全控制方法
本专利技术涉及无人机领域，具体涉及一种无人机安全控制系统、包含该系统的无人机、以及无人机的安全控制方法。
技术介绍
无人机由于具有无需驾驶人员、可自主飞行遥控操作、空气动力承载飞行、重复回收使用等优点，因而在近年来得到迅猛发展。其中，多旋翼无人机是应用尤为广泛的一种无人机。多旋翼无人机作为民用无人机使用，其具有体积小、灵活轻便、能够适应多种飞行环境等特点，因而越来越受到关注。其主要缺点是动力学特性较为复杂，因而在之前一段时间内发展相对缓慢。飞控系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统。飞控系统对于无人机来说相当于驾驶员对于有人机的作用，因而被认为是无人机最核心的技术之一。飞控系统一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，其实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。其中，机身大量装配的各种传感器(包括角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速传感器等)是飞控系统的基础，也是保证飞机控制精度的关键。在不同的飞行环境下、不同用途的无人机对传感器的配置要求也不同。伴随着无人机行业的火热，随之而来的是无人机的安全问题。在执行任务时，无人机处于较高的飞行高度，在这种情况下，如果无人机不受控制下坠，就会造成严重后果，不仅会损害机体，也可能对地面人员的安全造成威胁。然而，目前业界还没有研发出针对上述情况的较为完善的无人机保护策略。例如，现有的某型号旋翼无人机，仅具有电池低电量时候的智能低电量返航模式和智能低电量降落，而没有针对电池电量更低时的对应策略，而且其在返航过程中是可以人为停止返航的，安全性较低，且停止返航后不会再进入返航状态。以上这些因素都会使无人机处于不安全状态，而且这些是基于电池电量的一种保护策略，精确性较差。
技术实现思路
为了在无人机进行任务时对无人机及电机进行安全保护，防止无人机损坏，提高无人机完成任务的效率，本专利技术人进行了锐意创新，设计出一种无人机安全控制系统、包含该系统的无人机、以及无人机的安全控制方法。根据本专利技术的第一方面，提供一种无人机安全控制系统，包括:信号采集单元，其采集所述无人机在一段时间内的电机控制信号；检验单元，其将所述电机控制信号与预先设定的信号门限进行比较；以及飞行状态更改单元，其根据所述电机控制信号与预先设定的信号门限的比较结果对所述无人机的飞行状态进行调整。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述电机控制信号是电机输出强度。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述信号采集单元在所述一段时间内按照信号采集间隔时间采集所述电机控制信号。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述检验单元计算采集的所述电机控制信号的平均值，并将所述电机控制信号的平均值与所述预先设定的信号门限进行比较。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述预先设定的信号门限包括预警门限、保护门限和输出门限中的至少一者，并且所述预警门限、保护门限和输出门限的值依次升高。在根据本专利技术的一种实施方式中，当所述电机控制信号等于或大于所述预先设定的信号门限时，所述飞行状态更改单元对所述无人机的飞行状态进行调整。根据本专利技术的第二方面，提供一种无人机，包括如以上第一方面所述的无人机安全控制系统。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述电机控制信号是电机输出强度。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述信号采集单元在所述一段时间内按照信号采集间隔时间采集所述电机控制信号。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述检验单元计算采集的所述电机控制信号的平均值，并将所述电机控制信号的平均值与所述预先设定的信号门限进行比较。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述预先设定的信号门限包括预警门限、保护门限和输出门限中的至少一者，并且所述预警门限、保护门限和输出门限的值依次升高。在根据本专利技术的一种实施方式中，当所述电机控制信号等于或大于所述预先设定的信号门限时，所述飞行状态更改单元对所述无人机的飞行状态进行调整。根据本专利技术的第三方面，提供一种无人机的安全控制方法，包括：使用信号采集单元采集所述无人机在一段时间内的电机控制信号；使用检验单元将所述电机控制信号与预先设定的信号门限进行比较；以及使用飞行状态更改单元根据所述电机控制信号与预先设定的信号门限的比较结果对所述无人机的飞行状态进行调整。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述电机控制信号是电机输出强度。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述信号采集单元在所述一段时间内按照信号采集间隔时间采集所述电机控制信号。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述检验单元计算采集的所述电机控制信号的平均值，并将所述电机控制信号的平均值与所述预先设定的信号门限进行比较。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述预先设定的信号门限包括预警门限、保护门限和输出门限中的至少一者，并且所述预警门限、保护门限和输出门限的值依次升高。在根据本专利技术的一种实施方式中，当所述电机控制信号等于或大于所述预先设定的信号门限时，所述飞行状态更改单元对所述无人机的飞行状态进行调整。本专利技术提供的无人机安全控制系统、包含该系统的无人机、以及无人机的安全控制方法具有如下有益效果：(1)通过设置合适的报警门限，可以让无人机尽可能完成更多的任务之后安全返航；(2)通过设置合适的保护门限，可以有效避免无人机失控的情况发生，避免损坏无人机，使其安全降落；(3)通过设置合适的输出极限，可以尽可能避免无人机自旋失去控制的情况发生，尽量保证无人机受控降落，减少无人机所受的损伤。附图说明图1示出本专利技术提供的无人机安全控制方法的流程图。图2示出电机输出强度的示意图，其中，虚线仅表示相对关系，不代表具体输出强度的值。具体实施方式下面通过附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。根据本专利技术，提供一种无人机安全控制系统，包括:信号采集单元，其采集所述无人机在一段时间内的电机控制信号；检验单元，其将所述电机控制信号与预先设定的信号门限进行比较；以及飞行状态更改单元，其根据所述电机控制信号与预先设定的信号门限的比较结果对所述无人机的飞行状态进行调整。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述电机控制信号是电机输出强度。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述信号采集单元在所述一段时间内按照信号采集间隔时间采集所述电机控制信号。所述信号采集单元对机载电池的电压进行采样，由此采样时间调整对电机输出强度的信号采集时间间隔。当机载电池的电压较高及比较平稳时，电池状态较好，无人机的可控性较强，发生危险的概率较小，因而信号采集时间间隔较长；反之，当机载电池的电压较低时，电池状态不能完全满足电机输出的需要，无人机的可控性差，发生危险的概率增大，因而信号采集时间间隔较短。具体的信号采集时间间隔需要根据无人机的机型和飞行条件通过飞行试验来确定。在根据本专利技术的一种实施方式中，所述检验单元计算采集的所述电机控制信号的平均值，并将所述电机控制信号的平均值与所述预先设定的信号门限进行比较。所述预先设定的信号门限包括预警门限、保护门限和输出门限中的至少一者，并且所述预警门限、保护门限和输出门限的值依次升高。在根据本专利技术的一种实施方式中，当所述电机控制信号等于或大于所述预先设定的信号门限时，所述飞行状态更改单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机安全控制系统，包括:信号采集单元，其采集所述无人机在一段时间内的电机控制信号；检验单元，其将所述电机控制信号与预先设定的信号门限进行比较；以及飞行状态更改单元，其根据所述电机控制信号与预先设定的信号门限的比较结果对所述无人机的飞行状态进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种无人机安全控制系统，包括:信号采集单元，其采集所述无人机在一段时间内的电机控制信号；检验单元，其将所述电机控制信号与预先设定的信号门限进行比较；以及飞行状态更改单元，其根据所述电机控制信号与预先设定的信号门限的比较结果对所述无人机的飞行状态进行调整。2.根据权利要求1所述的无人机安全控制系统，其中，所述电机控制信号是电机输出强度。3.根据权利要求1所述的无人机安全控制系统，其中，所述信号采集单元在所述一段时间内按照信号采集间隔时间采集所述电机控制信号。4.根据权利要求1所述的无人机安全控制系统，其中，所述检验单元计算采集的所述电机控制信号的平均值，并将所述电机控制信号的平均值与所述预先设定的信号门限进行比较。5.根据权利要求1所述的无人机安全控制系统，其中，所述预先设定的信号门限包括预警门限、保护门限和输出门限中的至少一者，并且所述预警门限、保护门限和输出门限的值依次升高。6.根据权利要求1所述的无人机安全控制系统，其中，当所述电机控制信号等于或大于所述预先设定的信号门限时，所述飞行状态更改单元对所述无人机的飞行状态进行调整。7.一种无人机，包括如权利要求1所述的无人机安全控制系统。8.根据权利要求7所述的无人机，其中，所述电机控制信号是电机输出强度。9.根据权利要求7所述的无人机，其中，所述信号采集单元在所述一段时间内按照信号采集间隔时间采集所述电机控制信号。10.根据权利要求7所述的无人机，其中，所述检验单元计算采集的所述电机控制信号的平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琪杰，陈景明，冀湘元，
申请(专利权)人：北京易驾卓阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11