[發明專利]一種基于分布式多余度總線的無人機飛控系統及飛控方法

有效

• 申請號: 201711459689.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108107910B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 梁寅博;王少華;儲國松
• 申請（專利權）人: 中航聯創科技有限公司;梁寅博
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;H04L29/08
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 羅建書

本發明提供一種基于分布式多余度總線的無人機飛控系統及飛控方法，其中，每個GPS、IMU和氣壓高度計均連接到總線上，實時將測量數據封裝到數據包中并傳到總線上；每個飛控計算機實時接收總線上承載的采集設備傳輸的數據包；每個飛控計算機通過線路分別與其余的飛控計算機和作動控制器相連，用以將載有自己計算得到的飛行參數的數據包傳給其余的飛控計算機；將自己計算得到的飛行參數封裝到數據包中傳輸給作動控制器；該數據包包括：設備ID標識、數據類型標簽、數據內容部分和校驗位。本發明通過分布式多余度總線配置多個飛控計算機和采集設備并行協調工作，使得本發明具備更強的容錯能力，提高了無人機飛行的可靠性。

技術領域

本發明涉及無人機領域，尤其是涉及一種基于分布式多余度總線的無人機飛控系統及飛控方法。

背景技術

無人駕駛飛機簡稱無人機(Unmanned Aerial Vehicle，簡稱UAV)，是一種利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。隨著無人機技術的快速發展，無人機已經被廣泛應用于城市管理、農業、地質、氣象、電力、搶險救災、視頻拍攝等民用行業。

通常無人機包括作動控制器、飛控計算機和采集設備，如IMU(Inertialmeasurement unit，慣性測量單元)、GPS、高度測量模塊(如氣壓計、超聲波測距、雷達測距)等。IMU、GPS、高度測量模塊分別將測量數據傳給飛控計算機，飛控計算機利用這些測量參數進行計算，并根據計算結果得到飛行參數，作動控制器利用這些飛行參數控制無人機的飛行。

為了提高無人機飛行的可靠性，有些科研人員將與飛控計算機相連的IMU、GPS、高度測量模塊均升級為三套，以便當其中一組數據失效后，可以利用其余的數據來控制無人機的飛行。

但是，如果無人機配置有多個飛控計算機，按照這種方法來配置IMU、GPS、高度測量模塊等，勢必會使無人機的重量大大增加，為了承載更多的重量，也需要增加無人機的動力系統，這不僅會增加無人機的成本，而且與無人機的輕量化發展相違背。

另外，現有配置有多個飛控計算機的無人機，都是將其中一個飛控計算機設置為主飛控計算機，處于運行狀態；其余飛控計算機作為輔助飛控計算機，均處于備份狀態。每個飛控計算機都通過獨立的兩個通道接收采集設備的數據以及地面基站的數據。只有當主飛控計算機出現故障時，才將其中的輔助飛控計算機切換為主飛控計算機來執行任務。然而在主輔飛控計算機切換過程中，無人機的飛行容易失去控制，導致無人機安全性能降低。

發明內容

本發明的目的是針對目前存在的問題，提供一種基于分布式多余度總線的無人機飛控系統及飛控方法，通過本發明，當增加飛控計算機數量時，依然可以利用原有的三套測量設備采集數據，不僅結構簡單，而且可以通過配置的多個飛控計算機并行協調地工作，使得本發明具備更強的容錯能力，因此能夠提高無人機飛行的可靠性。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

本發明的目的是提供一種基于分布式多余度總線的無人機飛控方法，其包括：

步驟S101，總線上承載著每個采集設備傳輸的數據包；傳送的數據包均包括：設備ID標識、數據類型標簽、數據內容部分和校驗位；其數據類型部分包括來自每個GPS采集的衛星數據、每個IMU采集的測量數據或每個氣壓高度計測量的無人機的飛行海拔高度；

步驟S102，每個飛控計算機實時接收來自總線上承載的每個采集設備傳輸的數據包；每個飛控計算機針對當前時刻接收到的數據包進行解析，獲得設備ID標識、數據類型標簽、數據內容部分和校驗位；