一种多旋翼无人机动力失效监测方法以及监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多旋翼无人机动力失效的监测方法，其用于检测无人机的旋翼是否处于动力失效的状态，包括如下步骤：a.采集每个电机向每个旋翼所输出的实时电压值和实时电流值；b.判断实时电压值以及实时电流值是否出现突变，若实时电压值以及实时电流值出现突变，则判定对应的所述旋翼处于失效状态。本发明专利技术实现了对无人机旋翼的实时监测，并根据监测结果采取相应的措施，争抢了无人机作业的安全性，具有广泛的应用前景。

Dynamic failure monitoring method and monitoring system for multi rotor unmanned aerial vehicle

The invention provides a multi rotor UAV dynamic failure monitoring method, which is used for detecting rotor UAV is in power failure, which comprises the following steps: collecting real-time voltage A. of each motor to each rotor output value and the current value of real-time B. judgment; real-time voltage value and current value whether mutations in real time if the voltage value, current value and real time point is determined by the corresponding rotor is in the state of failure. The invention realizes the real-time monitoring of the rotor of the unmanned aerial vehicle, and takes corresponding measures according to the monitoring result, so as to scramble for the safety of the operation of the unmanned aerial vehicle, and has a wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种多旋翼无人机动力失效监测方法以及监测系统
本专利技术属于无人机
，具体涉及一种多旋翼无人机动力失效监测方法以及监测系统。
技术介绍
无人机根据其飞行特点可以分为固定翼式、旋翼式和扑翼式无人机，其中多旋翼式无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力。旋翼的总距固定，而不像一般直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。由于体积小、结构简单、控制灵活等特点，能够垂直起降、自由停降、自由悬停等优点，在不同行业场景中具有广泛的应用。多旋翼无人机的各个旋翼的动力系统各自独立，若其中任意一个选一发生动力失效，会导致无人机作业过程中因动力不平衡而发生故障。多旋翼无人机在农业植保领域的应用较为广泛，进一步细分又可以分为单旋翼和多旋翼农业植保无人机。单旋翼农业植保无人机通常采用航空燃油动力的发动机，起飞时同时携带无人机燃料和农业植保化学制剂，在有限的飞行时间内完成农业植保任务。多旋翼农业植保无人机常采用电机为旋翼提供扭矩，起飞时需要携带大容量电池和农业植保化学制剂。现有技术中，对多旋翼式无人机旋翼的检测，通常仅能检测出旋翼是否安装，而对于进一步的信息，例如各旋翼是否正常运转等情况则无从得知。因此，有必要对多旋翼无人机运行过程中，各旋翼是否存在动力失效等故障进行实时、准确的监测，病根据监测结果采取相应的措施控制无人机的运行，以避免事故的发生或扩大化。
技术实现思路
针对现有技术存在的技术缺陷，根据本专利技术的一个方面，提供一种多旋翼无人机动力失效的监测方法，其用于检测无人机的旋翼是否处于动力失效的状态，其特征在于，包括如下步骤：a.采集每个电机向每个旋翼所输出的实时电压值和实时电流值；b.判断所述实时电压值以及所述实时电流值是否出现突变，若所述实时电压值以及所述实时电流值出现突变，则判定对应的所述旋翼处于失效状态。优选地，所述步骤b包括如下步骤：b1.判断第一时间间隔内采集到的任意两个电压值的电压差值是否超过电压阈值，若所述电压差值超过所述电压阈值，则判定所述实时电压值出现突变；b2.判断第二时间间隔内采集到的任意两个电流值的电流差值是否超过电流阈值，若所述电流差值超过所述电流阈值，则判定所述实时电流值出现突变。优选地，在执行所述步骤a之前还执行如下步骤：a1.判断用于控制所述电机的电子调速器是否实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值，若所述电子调速器实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值则执行所述步骤a。优选地，所述步骤a1中，若所述电子调速器未实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值则执行步骤c：c.采集每个所述电机的实时输出功率；d.判断所述电机的实时输出功率是否出现突变，若所述实时输出功率出现突变，则判定至少有一个所述旋翼处于失效状态。优选地，所述步骤d包括如下步骤：d1.判断第三时间间隔内采集到的任意两个输出功率的输出功率差值是否超过输出功率阈值，若所述输出功率差值超过所述输出功率阈值，则判定所述实时输出功率出现突变。优选地，所述步骤a1中，若所述电子调速器未实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值则执行步骤e：e.检测所述无人机的飞行姿态是否出现异常，若所述无人机的飞行姿态出现异常，则判定至少有一个所述旋翼处于失效状态。优选地，所述步骤e包括如下步骤：e1.采集所述无人机的俯仰角、横滚角以及偏航角；e2.判断所述俯仰角、横滚角以及偏航角是否达到预期数值，若所述俯仰角、所述横滚角以及所述偏航角均未达到预期数值，则判定至少有一个所述旋翼处于失效状态。优选地，所述步骤e之后还包括如下步骤：e3.采集每个电机的实时电压值、实时电流值以及输出功率，若所述电机对应的所述实时电压值、实时电流值以及输出功率中任一个达到极限值，则判定该电机所控制的所述旋翼处于失效状态。优选地，根据飞行控制模块发出的控制指令确定所述电压阈值、所述电流阈值、所述输出功率阈值以及所述预期数值。优选地，所述无人机设置有至少六个所述旋翼，还包括如下步骤：f.若判定只有一个所述旋翼处于失效状态，则控制处于失效状态的旋翼以及与位于该旋翼相对位置的旋翼所对应的两个所述电机停止工作。优选地，所述无人机设置有至少六个所述旋翼，还包括如下步骤：g.若判定位于非相对位置两个所述旋翼处于失效状态，则控制所述无人机降落。优选地，所述无人机的全部所述旋翼分为主旋翼和副旋翼，则还包括如下步骤：h.若判定所述主旋翼处于失效状态，则控制所述无人机降落；若判定所述主旋翼未处于失效状态且所述副旋翼处于失效状态，则执行步骤i：i.若判定只有一个所述副旋翼处于失效状态，则控制处于失效状态的副旋翼以及与位于该副旋翼相对位置的副旋翼所对应的两个所述电机停止工作；若判定位于非相对位置两个所述副旋翼处于失效状态，则控制所述无人机降落。根据本专利技术的另一方面，还提供一种多旋翼无人机动力失效的监测系统，其用于执行本专利技术所述的监测方法，包括：第一采集模块，其用于采集每个电机向每个旋翼所输出的实时电压值和实时电流值；第一判断模块，其用于判断所述实时电压值以及所述实时电流值是否出现突变，若所述实时电压值以及所述实时电流值出现突变，则判定对应的所述旋翼处于失效状态。优选地，所述监测系统还包括：第二判断模块，其用于判断用于控制所述电机的电子调速器是否实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值，若所述电子调速器实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值则向所述第一采集模块发送采集指令。优选地，所述监测系统还包括：第二采集模块，其用于每个所述电机的实时输出功率，其中，若所述电子调速器未实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值则向所述第二采集模块发送采集指令；第三判断模块，其用于判断所述电机的实时输出功率是否出现突变，若所述实时输出功率出现突变，则判定至少有一个所述旋翼处于失效状态。优选地，所述监测系统还包括：检测模块，其用于所述无人机的飞行姿态是否出现异常，若所述无人机的飞行姿态出现异常，则判定至少有一个所述旋翼处于失效状态。优选地，所述检测模块包括：第三采集模块，其用于采集所述无人机的俯仰角、横滚角以及偏航角；第四判断模块，其用于判断所述俯仰角、横滚角以及偏航角是否达到预期数值，若所述俯仰角、所述横滚角以及所述偏航角均未达到预期数值，则判定至少有一个所述旋翼处于失效状态。优选地，还包括第五判断模块，其用于判断处于失效状态的旋翼是主旋翼还是副旋翼。优选地，还包括飞行控制模块，其用于根据所述旋翼是否处于失效状态控制所述电机的工作状态以及控制所述无人机降落。本专利技术通过对无人机各旋翼工作过程中产生的电压值、电流值、以及输出功率等参数进行分析，从而判断无人机的哪些旋翼是否发生动力失效，并根据发生动力失效旋翼的位置或数目，对无人机进行控制，提高了无人机作业的安全性，具有广泛的应用前景。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出了本专利技术的具体实施方式的，一种多旋翼无人机动力失效监测方法的流程图；图2示出了本专利技术的具体实施方式的，又一种多旋翼无人机动力失效监测方法的流程图；图3示出了本专利技术的具体实施方式的，又一种多旋翼无人机动力失效监测方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多旋翼无人机动力失效的监测方法，其用于检测无人机的旋翼是否处于动力失效的状态，其特征在于，包括如下步骤：a.采集每个电机向每个旋翼所输出的实时电压值和实时电流值；b.判断所述实时电压值以及所述实时电流值是否出现突变，若所述实时电压值以及所述实时电流值出现突变，则判定对应的所述旋翼处于失效状态。

【技术特征摘要】
1.一种多旋翼无人机动力失效的监测方法，其用于检测无人机的旋翼是否处于动力失效的状态，其特征在于，包括如下步骤：a.采集每个电机向每个旋翼所输出的实时电压值和实时电流值；b.判断所述实时电压值以及所述实时电流值是否出现突变，若所述实时电压值以及所述实时电流值出现突变，则判定对应的所述旋翼处于失效状态。2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述步骤b包括如下步骤：b1.判断第一时间间隔内采集到的任意两个电压值的电压差值是否超过电压阈值，若所述电压差值超过所述电压阈值，则判定所述实时电压值出现突变；b2.判断第二时间间隔内采集到的任意两个电流值的电流差值是否超过电流阈值，若所述电流差值超过所述电流阈值，则判定所述实时电流值出现突变。3.根据权利要求1至2中任一项所述的监测方法，其特征在于，在执行所述步骤a之前还执行如下步骤：a1.判断用于控制所述电机的电子调速器是否实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值，若所述电子调速器实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值则执行所述步骤a。4.根据权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述步骤a1中，若所述电子调速器未实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值则执行步骤c；c.采集每个所述电机的实时输出功率；d.判断所述电机的实时输出功率是否出现突变，若所述实时输出功率出现突变，则判定至少有一个所述旋翼处于失效状态。5.根据权利要求4所述的监测方法，其特征在于，所述步骤d包括如下步骤：d1.判断第三时间间隔内采集到的任意两个输出功率的输出功率差值是否超过输出功率阈值，若所述输出功率差值超过所述输出功率阈值，则判定所述实时输出功率出现突变。6.根据权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述步骤a1中，若所述电子调速器未实时反馈所述实时电压值和所述实时电流值则执行步骤e：e.检测所述无人机的飞行姿态是否出现异常，若所述无人机的飞行姿态出现异常，则判定至少有一个所述旋翼处于失效状态。7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，所述步骤e包括如下步骤：e1.采集所述无人机的俯仰角、横滚角以及偏航角；e2.判断所述俯仰角、横滚角以及偏航角是否达到预期数值，若所述俯仰角、所述横滚角以及所述偏航角均未达到预期数值，则判定至少有一个所述旋翼处于失效状态。8.根据权利要求6或7所述的监测方法，其特征在于，所述步骤e之后还包括如下步骤：e3.采集每个电机的实时电压值、实时电流值以及输出功率，若所述电机对应的所述实时电压值、实时电流值以及输出功率中任一个达到极限值，则判定该电机所控制的所述旋翼处于失效状态。9.根据权利要求1至8中任一项所述的监测方法，其特征在于，根据飞行控制模块发出的控制指令确定所述电压阈值、所述电流阈值、所述输出功率阈值以及所述预期数值。10.根据权利要求1至9中任一项所述的监测方法，其特征在于，所述无人机设置有至少六个所述旋翼，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶涛，覃燕华，黄俊燕，张舒，汪国元，
申请(专利权)人：上海俏动智能化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31