[發明專利]一種基于故障檢測的無人機電力控制系統

有效

• 申請號: 202110364901.9
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113093707B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 李麗華;趙力衡
• 申請（專利權）人: 四川大學錦城學院
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 何悅

1.一種基于故障檢測的無人機電力控制系統，其特征在于，包括無人機電力故障緊急降落尋回系統；

所述無人機電力故障緊急降落尋回系統包括雷達探測器、距離傳感器、GPS定位模塊、無線通訊模塊、無人機自檢模塊、存儲模塊、時鐘模塊、控制器、供電模塊、供電切換模塊、備用電池組；

所述雷達探測器、無線通訊模塊、距離傳感器、GPS定位模塊、無人機自檢模塊、存儲模塊、時鐘模塊、供電切換模塊分別與控制器連接，供電模塊、備用電池組分別與供電切換模塊連接；

所述供電模塊、備用電池組用于為無人機內各個電子元件供電；

所述無人機自檢模塊用于采集無人機供電模塊的供電線路的數據；

所述無線通訊模塊與移動終端連接；

所述無人機電力故障緊急降落尋回系統的工作步驟如下：

S1，無人機起飛前，通過GPS定位模塊得到起飛點坐標，將起飛點坐標發送至存儲模塊，然后控制器以起飛點為坐標原點建立坐標軸，通過距離傳感器在坐標軸上X、Y軸正負軸上測量相同的距離，得到在X、Y軸上離原點距離相同的四個點，將四個點連接起來得到一個以起飛點坐標為中心的正方形，將正方形的四個頂點設為安全點，并將安全點的坐標發送至存儲模塊，執行步驟S2；

S2，無人機在起飛后，無人機自檢模塊根據時鐘模塊預設的時間間隔采集供電模塊的各項參數數據，并發送給控制器，控制器接收到數據后，將實時參數數據與存儲模塊中的標準參數數據進行比較分析，執行步驟S3；

S3，如果實時參數數據與標準參數數據的誤差在預設的閾值區間內，那么無人機繼續飛行前進，如果某一項參數不在預設的閾值區間內時，控制器切換供電方式，執行步驟S4；

S4，供電方式切換完成后，無人機通過GPS定位模塊獲取實時坐標，并根據存儲的起飛點坐標計算自身位置與起飛點的距離P2，如果P2小于最大飛行距離P1，那么無人機向起飛點返回降落，如果P2大于最大飛行距離P1，那么控制器根據存儲的四個安全點的坐標計算四個安全點與自身位置的絕對距離，經過計算，得出與自身所在的位置最近的一個安全點，并將自身與最近的安全點的距離設為P3,如果P3小于最大飛行距離P1，那么無人機向該安全點飛行并降落，降落后，將該安全點坐標通過無線通訊模塊發送給移動終端，如果P3大于P1，控制器向最近的安全點的方向直線飛行，且在飛行過程中，控制器通過雷達探測器探測無人機下方的地形是否存在危險區域，如果有，則繼續往安全點飛行，直到探測到下方未存在危險區域，則無人機將降落，降落后，無人機根據GPS定位模塊定位自身所在的位置坐標，并將位置坐標通過無線通訊模塊發送給移動終端，執行步驟S5；

S5，無人機降落后，同時每間隔一個間隔時間T1向無人機用戶發送一次實時位置坐標，備用電池組上的電池電量檢測模塊檢測備用電池組的剩余電量，如果備用電池組的剩余電量低于預設的電量閾值時，控制器向移動終端發送位置信息的間隔延長到T2，T2＞T1，執行步驟S6；

S6,如果無人機的GPS定位模塊檢測到自身位置正在移動，那么控制器將發送預設好的無人機正在移動信息給移動終端，同時位置發送的間隔時間變為T3,T3＜T1＜T2。

2.根據權利要求1所述的一種基于故障檢測的無人機電力控制系統，其特征在于，所述無人機自檢模塊包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器，電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器分別與控制器連接，用于檢測供電模塊的電壓、電流、溫度信息。

3.根據權利要求1所述的一種基于故障檢測的無人機電力控制系統，其特征在于，所述危險區域包括河流、樹林、地坑、高速公路。

4.根據權利要求1所述的一種基于故障檢測的無人機電力控制系統，其特征在于，所述備用電池采用三元鋰電池組。

5.根據權利要求1所述的一種基于故障檢測的無人機電力控制系統，其特征在于，所述移動終端采用無人機用戶的手機。

6.根據權利要求1所述的一種基于故障檢測的無人機電力控制系統，其特征在于，所述最大飛行距離P1是通過測試飛行得到的，測試手段為：啟用無人機的備用電池組進行飛行，通過距離傳感器檢測無人機飛行的距離，當無人機備用電池組安全用完后，所飛行的距離就為最大飛行距離P1。

7.根據權利要求1所述的一種基于故障檢測的無人機電力控制系統，其特征在于，所述標準參數數據通過電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器采集記錄供電模塊正常工作下供電模塊的電壓、電流、溫度數據，并作為標準參數數據。