[發明專利]一種多旋翼無人機動力失效監測方法以及監測系統

在審

• 申請號: 201710610619.8
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107390123A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 陶濤;覃燕華;黃俊燕;張舒;汪國元
• 申請（專利權）人: 上海俏動智能化科技有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01M13/00
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司31229
• 代理人: 曾耀先

技術領域

本發明屬于無人機技術領域，具體涉及一種多旋翼無人機動力失效監測方法以及監測系統。

背景技術

無人機根據其飛行特點可以分為固定翼式、旋翼式和撲翼式無人機，其中多旋翼式無人機，是一種具有三個及以上旋翼軸的特殊的無人駕駛直升機。其通過每個軸上的電動機轉動，帶動旋翼，從而產生升推力。旋翼的總距固定，而不像一般直升機那樣可變。通過改變不同旋翼之間的相對轉速，可以改變單軸推進力的大小，從而控制飛行器的運行軌跡。由于體積小、結構簡單、控制靈活等特點，能夠垂直起降、自由停降、自由懸停等優點，在不同行業場景中具有廣泛的應用。多旋翼無人機的各個旋翼的動力系統各自獨立，若其中任意一個選一發生動力失效，會導致無人機作業過程中因動力不平衡而發生故障。

多旋翼無人機在農業植保領域的應用較為廣泛，進一步細分又可以分為單旋翼和多旋翼農業植保無人機。單旋翼農業植保無人機通常采用航空燃油動力的發動機，起飛時同時攜帶無人機燃料和農業植保化學制劑，在有限的飛行時間內完成農業植保任務。多旋翼農業植保無人機常采用電機為旋翼提供扭矩，起飛時需要攜帶大容量電池和農業植保化學制劑。

現有技術中，對多旋翼式無人機旋翼的檢測，通常僅能檢測出旋翼是否安裝，而對于進一步的信息，例如各旋翼是否正常運轉等情況則無從得知。因此，有必要對多旋翼無人機運行過程中，各旋翼是否存在動力失效等故障進行實時、準確的監測，病根據監測結果采取相應的措施控制無人機的運行，以避免事故的發生或擴大化。

發明內容

針對現有技術存在的技術缺陷，根據本發明的一個方面，提供一種多旋翼無人機動力失效的監測方法，其用于檢測無人機的旋翼是否處于動力失效的狀態，其特征在于，包括如下步驟：

a.采集每個電機向每個旋翼所輸出的實時電壓值和實時電流值；

b.判斷所述實時電壓值以及所述實時電流值是否出現突變，若所述實時電壓值以及所述實時電流值出現突變，則判定對應的所述旋翼處于失效狀態。

優選地，所述步驟b包括如下步驟：

b1.判斷第一時間間隔內采集到的任意兩個電壓值的電壓差值是否超過電壓閾值，若所述電壓差值超過所述電壓閾值，則判定所述實時電壓值出現突變；

b2.判斷第二時間間隔內采集到的任意兩個電流值的電流差值是否超過電流閾值，若所述電流差值超過所述電流閾值，則判定所述實時電流值出現突變。

優選地，在執行所述步驟a之前還執行如下步驟：

a1.判斷用于控制所述電機的電子調速器是否實時反饋所述實時電壓值和所述實時電流值，若所述電子調速器實時反饋所述實時電壓值和所述實時電流值則執行所述步驟a。

優選地，所述步驟a1中，若所述電子調速器未實時反饋所述實時電壓值和所述實時電流值則執行步驟c：

c.采集每個所述電機的實時輸出功率；

d.判斷所述電機的實時輸出功率是否出現突變，若所述實時輸出功率出現突變，則判定至少有一個所述旋翼處于失效狀態。

優選地，所述步驟d包括如下步驟：

d1.判斷第三時間間隔內采集到的任意兩個輸出功率的輸出功率差值是否超過輸出功率閾值，若所述輸出功率差值超過所述輸出功率閾值，則判定所述實時輸出功率出現突變。

優選地，所述步驟a1中，若所述電子調速器未實時反饋所述實時電壓值和所述實時電流值則執行步驟e：

e.檢測所述無人機的飛行姿態是否出現異常，若所述無人機的飛行姿態出現異常，則判定至少有一個所述旋翼處于失效狀態。

優選地，所述步驟e包括如下步驟：

e1.采集所述無人機的俯仰角、橫滾角以及偏航角；

e2.判斷所述俯仰角、橫滾角以及偏航角是否達到預期數值，若所述俯仰角、所述橫滾角以及所述偏航角均未達到預期數值，則判定至少有一個所述旋翼處于失效狀態。

優選地，所述步驟e之后還包括如下步驟：

e3.采集每個電機的實時電壓值、實時電流值以及輸出功率，若所述電機對應的所述實時電壓值、實時電流值以及輸出功率中任一個達到極限值，則判定該電機所控制的所述旋翼處于失效狀態。

優選地，根據飛行控制模塊發出的控制指令確定所述電壓閾值、所述電流閾值、所述輸出功率閾值以及所述預期數值。

優選地，所述無人機設置有至少六個所述旋翼，還包括如下步驟：