[發明專利]一種無人機遙控方式的選擇方法

無效

• 申請號: 200910243726.7
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101710243A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 劉春輝;熊小軍;曾國奇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

1.一種無人機遙控方式的選擇方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟一、構建遙控信號處理系統；

遙控信號處理系統包括車內遙控模塊、車外遙控模塊、軟件遙控模塊、信號采集模塊、遙控處理模塊、軟件總體控制模塊和軟件告警模塊；

首先，車內遙控模塊產生車內指令幀A，車內指令幀A包括車內比例指令和車內開關指令，車外遙控模塊產生車外指令幀B，車外指令幀B包括車外比例指令和車外開關指令，車內指令幀A和車外指令幀B傳送至信號采集模塊；

信號采集模塊以預先設置的采樣速率采集車內遙控模塊和車外遙控模塊實時發來的指令幀，信號采集模塊將車內指令幀A和車外指令幀B以周期t上傳送至遙控處理模塊；

然后，操縱人員通過軟件遙控模塊進行軟件開關指令的選擇，軟件遙控模塊根據操縱人員的選擇形成軟件指令幀C，軟件指令幀C只包含軟件開關指令，軟件指令幀C也傳送給遙控處理模塊；

最后，遙控處理模塊完成對遙控指令的處理，判斷車內指令幀A、車外指令幀B和軟件指令幀C所帶的指令故障標志，產生告警信息E，發送至軟件告警模塊，軟件告警模塊顯示告警信息；

軟件總體控制模塊將總體信息D載入到遙控處理模塊，實現遙控信號處理系統的初始化；

步驟二、選擇工作模式；

無人機的工作模式分為：自動模式、固定模式和復合模式，操縱人員根據實際情況對工作模式進行選擇；

步驟三：初始化模式信息；

比例指令和開關指令組合包括：a.軟件開關+車內比例；b.軟件開關+車外比例；c.車內開關+車內比例；d.車內開關+車外比例；e.車外開關+車外比例；f.車外開關+車內比例；所述的“+”表示組合；

操縱人員通過步驟二選擇一種工作模式，然后初始化該模式的信息，這些信息包括：所選模式對應的遙控指令組合以及各遙控方式中比例指令和開關指令的各自的優先級；

具體為：

如果為自動模式，指令優先級為常規優先級，即有效的開關指令默認為軟件遙控，有效比例指令默認為車內遙控；當開關指令或比例指令發生故障時，自動切換到該指令比當前故障指令優先級低一級的指令組合；

如果為固定模式，遙控方式選擇分別設置“默認”和“選擇”兩種方式；

若選擇“默認”方式，則開關指令默認為軟件遙控；比例指令默認為車內遙控；

若選擇“選擇”方式，則在車內遙控和車外遙控兩種之一選擇固定的遙控方式，開關指令和比例指令均來自所選擇的遙控方式，此時開關指令失效，指令組合只能選擇c.車內開關+車內比例和e.車外開關+車外比例；

如果為復合模式，對軟件遙控、車內遙控和車外遙控的三種開關指令設置高/中/低三種優先級，對車內遙控和車外遙控的兩種比例指令設置高/低兩種優先級；初始的指令組合為兩種指令優先級均最高的組合，當該組合的比例指令或開關指令發生故障時，系統自動切換到該指令比當前故障指令優先級低一級的指令組合；

對于自動模式和復合模式指令組合選擇范圍為：a-f，對于固定模式指令組合選擇范圍為：a、c和e；

步驟四：遙控信息處理；

步驟二和步驟三在軟件總體控制模塊中進行設置，軟件總體控制模塊產生總體信息D，其包括工作模式和初始化模式信息，總體信息D傳遞給遙控處理模塊；

遙控處理模塊對遙控信息進行處理，包括以下幾個步驟：

①遙控處理模塊載入總體信息D，形成對車內遙控、車外遙控和軟件遙控遙控方式的選擇策略；

②遙控處理模塊完成對車內遙控、車外遙控和軟件遙控所上傳的車內指令幀A、車外指令幀B和軟件指令幀C的接收和過濾，過濾的準則遵循步驟三所預設的指令組合及其優先級，遙控處理模塊判斷當前最高優先級的指令是否發生故障，即判斷各路遙控指令幀中設置的故障標志位是否有效；當判斷結果為是，即當前選擇的遙控指令發生故障，軟件告警模塊的人機界面顯示故障信息，進入步驟③；當判斷結果為否，則指令無故障，形成有效的遙控指令，轉到步驟④；

③在發生故障后，判斷是否有低優先級的指令替換；

如果判斷為是，則存在低優先級的遙控指令作為備份，則當前遙控指令被低優先級的無故障的指令替換，替換后形成有效遙控指令，轉到步驟④；如果判斷為否，軟件告警模塊的人機界面提示操縱人員切換工作模式；

④遙控處理模塊將無故障的遙控指令處理形成有效遙控指令后，返回步驟②繼續完成下一周期各路遙控指令幀的接收和過濾；

步驟五：告警信息處理；

當前采用的遙控方式中比例指令或開關指令之一發生故障，或需要切換模式時，軟件告警模塊發出告警信息；

步驟六：切換模式條件判斷；

判斷是否切換模式，在首次初始化完成后，進入所選的工作模式，一旦該工作模式的指令組合都發生故障或飛行環境發生改變，則切換工作模式，返回步驟二，各種模式之間的切換狀態具體為：

在系統開始運行時，操縱人員通過軟件總體控制模塊進行系統的首次初始化，選擇自動模式、固定模式或者復合模式；

當選擇自動模式，符合切換模式的條件，則通過軟件總體控制模塊進行再次初始化，選擇固定模式或復合模式或返回選擇自動模式；

當選擇固定模式，符合切換模式的條件，則再次初始化，選擇自動模式或復合模式或返回選擇固定模式；

當選擇復合模式，符合切換模式的條件，則再次初始化，選擇自動模式或固定模式或返回選擇復合模式；

如果不需要切換模式，執行步驟七；

步驟七：遙控結束條件判斷，結束遙控；

判斷是否結束遙控，當滿足以下四個條件之一時，結束遙控；在(1)和(2)時，結束地面遙控飛行狀態，無人機進入自主飛行狀態；

(1)各遙控方式均產生故障；

(2)存在無故障的遙控方式，但該方式不適用當前飛行環境；

(3)飛機平穩著陸，飛行結束；

(4)飛行狀況無需地面遙控，切換至自主飛行；

如果為否，返回步驟四。