[發明專利]多傳感器三余度系統、控制方法、無人機、介質及終端

有效

• 申請號: 202011470915.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112650281B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 李明玉
• 申請（專利權）人: 一飛（海南）科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 董光仁

1.一種無人機多傳感器三余度系統，其特征在于，所述無人機多傳感器三余度系統包括：

飛行狀態估計模塊，用于融合傳感器數據進行無人機運動狀態估計和控制；

冗余傳感器單元，用于采集飛機原始飛行數據；

預處理模塊，用于對傳感器原始數據進行初步姿態解算；

余度管理模塊，用于對預處理模塊輸出的三組姿態參數進行對比和判斷，識別出三組傳感器組中的故障，三組傳感器數據進行投票選擇；

所述冗余傳感器單元分為三組，每組分別由一個三軸加速度計，一個三軸陀螺儀和一個三軸磁力計組成；

所述無人機多傳感器三余度系統的控制方法包括以下步驟：

無人機上電后三組傳感器同時采集數據，飛行控制軟件首先使用默認優先級最高的傳感器組作為主傳感器組；

通過AHRS算法對三組傳感器單元進行預處理；

通過冗余管理算法對預處理的結果進行監控，并對不同情況進行判斷；

根據冗余管理算法選擇出的最優傳感器原始數據，作為飛控系統中卡爾曼濾波器的輸入信息完成對無人機運動狀態的估計；

將預處理的結果，與主卡爾曼濾波器對姿態的估計進行對比，如果超過一定閾值，則判斷主卡爾曼濾波器可能由于其他測量信息導致對無人機運動狀態的估計異常，并判斷主卡爾曼濾波器的估計結果的可用性和監測系統的估計狀態。

2.如權利要求1所述的無人機多傳感器三余度系統，其特征在于，所述AHRS算法是利用三軸加速度計、三軸陀螺儀和三軸磁力計的數據，解算出無人機俯仰、橫滾和偏航角的算法。

3.如權利要求1所述的無人機多傳感器三余度系統，其特征在于，所述通過冗余管理算法對預處理的結果進行監控，并在如下三種情況進行判斷：

(1)如果主傳感器組的數據連續N個檢測時刻未輸出三軸姿態信息，或連續M個檢測時刻輸出相同的姿態數據，則將主卡爾曼濾波器使用的傳感器原始數據設置為優先級第二的傳感器組；如果優先級第二的傳感器組出現同樣的問題，則切換為優先級第三的傳感器組；

(2)如果主傳感器組的預處理結果中，三軸姿態信息中的任一軸，與另外兩組之間的差值均超過閾值X，則將主卡爾曼濾波器使用的傳感器原始數據切換為優先級第二的傳感器組；

(3)如果某一組傳感器組的三軸姿態信息中的任一軸數據，與另外兩組之間的差值均超過閾值Y，則將該組傳感器組的故障次數kn加一，如果某一組的傳感器故障次數kn超過閾值Z，則將該組傳感器組的優先級調至最低，Z的取值為20-50。

4.一種無人機，其特征在于，所述無人機搭載權利要求1～3任意一項所述的無人機多傳感器三余度系統。