一种基于飞控日志的无人机故障检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于飞控日志的无人机故障检测方法及系统，包括以下步骤：获取无人机的飞控日志记录；根据飞控日志记录，利用故障检测模型对无人机进行检测；生成检测信息，判断无人机是否存在故障，并输出检测报告；其中，在利用故障检测模型对无人机进行检测时，包括：通过检测无人机的加速度值，判断无人机是否存在震动问题。本发明专利技术用于解决现有飞控日志的分析方法效率低、成本高以及分析结论不一致的问题，从而达到自动分析无人机飞控日志并准确检测无人机故障的目的，另外本发明专利技术使得维修人员能够快速对无人机飞行控制的运行情况有一个直观的认识，并能对无人机的故障进行及时的判断，大大提高了故障检测效率。大大提高了故障检测效率。大大提高了故障检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于飞控日志的无人机故障检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及无人机故障检测
，具体涉及一种基于飞控日志的无人机故障检测方法及系统。

技术介绍

[0002]无人机是指无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。
[0003]无人机的故障主要来源于以下两个方面：
[0004](1)在飞行过程中受到环境的影响；
[0005](2)在生产制造过程中产生的问题。
[0006]因此无人机在生产、组装各个阶段都需要保证万无一失，只要有一个环节出了问题，无人机的飞行控制系统就可能会产生故障。
[0007]在实际生产和应用中，需要对无人机的可能发生的各种故障进行检测，检测所采用的是对无人机的飞控日志进行分析。目前对无人机飞控日志的分析方法均需要人工对飞控日志内容一项一项进行分析，从而查找出问题，因此需要花费大量的人力物力，从而导致诊断成本高，而且总体工作效率也不高，另外不同的专家得出的结论也不尽相同，难以提高诊断效率。

技术实现思路

[0008]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于飞控日志的无人机故障检测方法及系统，用于解决现有飞控日志的分析方法效率低、成本高以及分析结论不一致的问题，从而达到自动分析无人机飞控日志并准确检测无人机故障的目的。
[0009]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0010]一种基于飞控日志的无人机故障检测方法，包括以下步骤：
[0011]获取无人机的飞控日志记录；
[0012]根据所述飞控日志记录，利用故障检测模型对所述无人机进行检测；
[0013]生成检测信息，判断所述无人机是否存在故障，并输出检测报告；
[0014]其中，在利用故障检测模型对所述无人机进行检测时，包括：
[0015]通过检测所述无人机的加速度值，判断所述无人机是否存在震动问题。
[0016]作为本专利技术优选的实施方式，在利用故障检测模型对所述无人机进行检测时，还包括：
[0017]通过分析卫星数量以及卫星定位精度误差，判断GPS传感器是否存在问题；
[0018]通过检测所述无人机旋翼电流是否存在过载或过低现象，判断电子调速器是否存在问题；
[0019]根据所述无人机的估计位置与所述GPS传感器检测的所述无人机实际位置，判断是否存在位置估计问题；
[0020]通过分析跟随滞后时间的大小，判断姿态控制环是否存在滞后问题；
[0021]通过统计所述无人机接收到的心跳包数据的个数值，判断所述无人机与地面端的连接状态。
[0022]作为本专利技术优选的实施方式，在判断GPS传感器是否存在问题时，包括：
[0023]检测所述GPS传感器中接收到的卫星数量；
[0024]若接收到的卫星数量在第一卫星数量预设范围，则报告GPS传感器定位精度良好；
[0025]若接收到的卫星数量在第二卫星数量预设范围内，则报告GPS传感器定位精度一般；
[0026]若接收到的卫星数量在第三卫星数量预设范围，则报告GPS传感器定位精度差；
[0027]若接收到的下一时刻的卫星数量比上一时刻的卫星数量的变化值大于预定值，则报告GPS传感器存在丢星现象；
[0028]检测所述GPS传感器的卫星定位精度误差；
[0029]若所述卫星定位精度误差在第一卫星精度预设范围，则报告定位精度正常；
[0030]若所述卫星定位精度误差在第二卫星精度预设范围，则报告定位精度一般；
[0031]若所述卫星定位精度误差在第三卫星精度预设范围，则报告定位精度差。
[0032]作为本专利技术优选的实施方式，在判断电子调速器是否存在问题时，包括：
[0033]获取无人机旋翼的电流，若所述电流超过第一电流预设值，则报告电流过载警告；
[0034]若所述电流低于第二电流预设值，则报告电调保护警告，并触发电调保护；
[0035]若所述电流低于第三电流预设值，则报告电流过低警告；
[0036]获取无人机旋翼的功率，若所述功率超过功率预设值，则报告功率过高警告。
[0037]作为本专利技术优选的实施方式，在判断所述无人机是否存在震动问题时，包括：
[0038]从IMU捕获原始X轴、Y轴和Z轴的加速度计值；
[0039]以5赫兹的高通滤波过滤原始的加速度值，消除所述无人机的运动获得更新后的X轴、Y轴和Z轴的加速度值，并为X轴、Y轴和Z轴创建diff_x、diff_y、diff_z；
[0040]获取更新后的X轴、Y轴和Z轴的加速度值与所述diff_x、diff_y、diff_z之间的差值；
[0041]将所述差值进行平方，并以2赫兹的高通滤波进行过滤后，获得过滤后的X轴差值、Y轴差值和Z轴差值；
[0042]将所述过滤后的X轴差值、Y轴差值和Z轴差值进行平方根，获得X轴标准偏差、Y轴标准偏差和Z轴标准偏差；
[0043]根据所述X轴标准偏差、所述Y轴标准偏差和所述Z轴标准偏差判断所述无人机是否存在震动问题。
[0044]作为本专利技术优选的实施方式，判断所述无人机是否存在震动问题的条件，包括：
[0045]若所述X轴标准偏差和所述Y轴标准偏差均超过震动指数预设值，则报告电机轴承或支柱平衡问题；
[0046]若所述X轴标准偏差或所述Y轴标准偏差超过所述震动指数预设值，则报告飞控的安装问题；
[0047]若所述Z轴标准偏差超过所述震动指数预设值，则报告螺旋桨或电机问题。
[0048]作为本专利技术优选的实施方式，在判断是否存在位置估计问题时，包括：
[0049]从IMU中获取所述无人机的角速率，根据所述角速率获得所述无人机的角位置；
[0050]从所述IMU中获取所述无人机的加速度，根据所述加速度使用从机体以北东地坐标系对所述角位置进行转换，并针对重力进行校正，得到估计角位置；
[0051]根据所述加速度获得所述无人机的估计速度，根据所述估计速度和所述估计角位置，并利用扩展卡尔曼滤波获得所述无人机的估计位置；
[0052]根据所述GPS传感器检测所述无人机的实际位置，获取所述估计位置和所述实际位置的方差值；
[0053]若所述方差值大于位置估计误差预设值，则判断所述估计位置与所述实际位置不符。
[0054]作为本专利技术优选的实施方式，在判断姿态控制环是否存在滞后问题时，包括：
[0055]判断是否有无人机的姿态数据，若是，则获取所述无人机的姿态角度和角速度；
[0056]利用时间滞后互相关法获取所述姿态角度和所述角速度的跟随滞后时间；
[0057]判断所述跟随滞后时间是否大于滞后时间预设值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于飞控日志的无人机故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取无人机的飞控日志记录；根据所述飞控日志记录，利用故障检测模型对所述无人机进行检测；生成检测信息，判断所述无人机是否存在故障，并输出检测报告；其中，在利用故障检测模型对所述无人机进行检测时，包括：通过检测所述无人机的加速度值，判断所述无人机是否存在震动问题。2.根据权利要求1所述的基于飞控日志的无人机故障检测方法，其特征在于，在利用故障检测模型对所述无人机进行检测时，还包括：通过分析卫星数量以及卫星定位精度误差，判断GPS传感器是否存在问题；通过检测所述无人机旋翼电流是否存在过载或过低现象，判断电子调速器是否存在问题；根据所述无人机的估计位置与所述GPS传感器检测的所述无人机实际位置，判断是否存在位置估计问题；通过分析跟随滞后时间的大小，判断姿态控制环是否存在滞后问题；通过统计所述无人机接收到的心跳包数据的个数值，判断所述无人机与地面端的连接状态。3.根据权利要求2所述的基于飞控日志的无人机故障检测方法，其特征在于，在判断GPS传感器是否存在问题时，包括：检测所述GPS传感器中接收到的卫星数量；若接收到的卫星数量在第一卫星数量预设范围，则报告GPS传感器定位精度良好；若接收到的卫星数量在第二卫星数量预设范围内，则报告GPS传感器定位精度一般；若接收到的卫星数量在第三卫星数量预设范围，则报告GPS传感器定位精度差；若接收到的下一时刻的卫星数量比上一时刻的卫星数量的变化值大于预定值，则报告GPS传感器存在丢星现象；检测所述GPS传感器的卫星定位精度误差；若所述卫星定位精度误差在第一卫星精度预设范围，则报告定位精度正常；若所述卫星定位精度误差在第二卫星精度预设范围，则报告定位精度一般；若所述卫星定位精度误差在第三卫星精度预设范围，则报告定位精度差。4.根据权利要求2所述的基于飞控日志的无人机故障检测方法，其特征在于，在判断电子调速器是否存在问题时，包括：获取无人机旋翼的电流，若所述电流超过第一电流预设值，则报告电流过载警告；若所述电流低于第二电流预设值，则报告电调保护警告，并触发电调保护；若所述电流低于第三电流预设值，则报告电流过低警告；获取无人机旋翼的功率，若所述功率超过功率预设值，则报告功率过高警告。5.根据权利要求1或2所述的基于飞控日志的无人机故障检测方法，其特征在于，在判断所述无人机是否存在震动问题时，包括：从IMU捕获原始X轴、Y轴和Z轴的加速度值；以5赫兹的高通滤波过滤原始的加速度值，消除无人机的运动获得更新后的X轴、Y轴和Z轴的加速度值，并为X轴、Y轴和Z轴创建diff_x、diff_y、diff_z；
获取更新后的X轴、Y轴和Z轴的加速度值与所述diff_x、diff...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梓燊，钟娅，谭立鹏，梅粲文，刘礼方，李伟俊，李浩，
申请(专利权)人：珠海紫燕无人飞行器有限公司，
类型：发明
国别省市：