[發明專利]一種可在火場中智能返航的無人機及控制方法

在審

• 申請號: 202310053222.9
• 申請日: 2023-02-03
• 公開（公告）號: CN115946888A
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 吉茂智;權恒文;王宏斌
• 申請（專利權）人: 西安恒星箭翔科技有限公司
• 主分類號: B64U20/80
• 分類號: B64U20/80;B64U50/19;B64U50/20;B64U10/14;B64D43/00;B64D27/24;B64C27/14;B64C27/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京眾元弘策知識產權代理事務所(普通合伙) 11462
• 代理人: 王洪波

1.一種可在火場中智能返航的無人機，其特征在于，包括：

機架，用于承載動力艙和控制艙；

動力艙，設置在所述機架四角處，內部布置有第一溫度傳感器和無刷電機，分別用以提供溫度檢測和飛行動力；

螺旋槳，安裝在所述機架的四角處，并與所述無刷電機傳動連接，以在所述動力艙控制下旋轉；

控制艙，安裝在所述機架中心處，內部設置有電子調速器、飛控模塊、遙控接收機、無線數傳模塊、第二溫度傳感器、溫度采集模塊、電源轉換電路和電池；所述電子調速器與所述無刷電機連接，用以控制所述無刷電機的旋轉帶動螺旋槳為無人機的飛行提供動力；所述飛控模塊分別與所述電子調速器、所述遙控接收機、所述無線數傳模塊、所述溫度采集模塊和所述電源轉換電路電性連接；所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器與所述溫度采集模塊電性連接；所述電池分別與所述電子調速器、所述電源轉換電路電性連接。

2.根據權利要求1所述的可在火場中智能返航的無人機，其特征在于，所述飛控模塊包括控制信號輸出接口、遙控信號輸入接口、數傳接口、溫度傳感器接口和飛控電源輸入接口，所述控制信號輸出接口與所述電子調速器輸入控制端相連，所述遙控信號輸入接口與所述遙控接收機的遙控信號輸出接口相連，所述數傳接口與所述無線數傳模塊的數傳串口相連，所述溫度傳感器接口與所述溫度采集模塊的溫度信號輸出接口相連，所述飛控電源輸入接口與所述電源轉換電路的電源輸出端相連。

3.根據權利要求2所述的可在火場中智能返航的無人機，其特征在于，所述飛控模塊采用歸一化加權平均值融合算法進行數據比對，以在解析遙控信號、解析溫度采集模塊輸入的溫度值后輸出控制信號用以控制電子調速器、輸出提示指令給無線數傳模塊傳送至地面站顯示。

4.根據權利要求1所述的可在火場中智能返航的無人機，其特征在于，所述電源轉換電路包括電源輸出端和電源輸入端，所述電源輸出端為整個無人機系統提供持續穩定的電源，所述電源輸出端分別與所述飛控模塊的飛控電源輸入接口、所述遙控接收機的遙控電源輸入端、所述溫度采集模塊的溫度電源輸入端和所述無線數傳模塊的無線電源輸入端相連，所述電源輸入端與所述電池相連。

5.根據權利要求1所述的可在火場中智能返航的無人機，其特征在于，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器接口、溫度電源輸入端和溫度信號輸出接口，所述溫度傳感器接口與所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器相連，所述溫度電源輸入端與所述電源轉換電路的電源輸出端相連，所述溫度信號輸出接口與所述飛控模塊的溫度傳感器接口相連。

6.根據權利要求1所述的可在火場中智能返航的無人機，其特征在于，所述遙控接收機包括遙控信號輸出接口和遙控電源輸入端，所述遙控信號輸出接口與所述飛控模塊的遙控信號輸入接口相連，所述遙控電源輸入端與所述電源轉換電路的電源輸出端相連。

7.根據權利要求1所述的可在火場中智能返航的無人機，其特征在于，所述無線數傳模塊包括數傳串口和無線電源輸入端，所述數傳串口與所述飛控模塊的數傳接口相連，所述無線電源輸入端與所述電源轉換電路的電源輸出端相連。

8.根據權利要求1所述的可在火場中智能返航的無人機，其特征在于，所述電池與所述電源轉換電路的電源輸入端和所述電子調速器的調速電源輸入端相連。

9.根據權利要求1所述的可在火場中智能返航的無人機，其特征在于，所述機架包括呈十字形布置的撐架、設置在所述撐架末端的固定座、連接在相鄰兩個所述固定座之間的筋桿。

10.一種無人機控制方法，其特征在于，利用如權利要求1-9中任一所述的可在火場中智能返航的無人機進行火場飛行的方法，包括如下步驟：

步驟S1、在火場附近將無人機平放置于空地上并打開無人機電源；

步驟S2、通過地面站觀察無人機與地面站數據鏈是否已鏈接；

步驟S3、無人機在起飛前，無人機對四個動力艙和控制艙進行溫度檢測對比，并通過歸一化加權平均值融合算法對四個動力艙和控制艙溫度數據進行處理，得到準確的估計值；若溫度估計值高于預設閾值則禁止飛機起飛，并且將預警通過無線數傳模塊發送至地面站；

步驟S4、當溫度估計值滿足預定起飛溫度閾值，通過遙控器控制無人機起飛；

步驟S5、無人機一切正常，控制無人機飛進入火場，溫度傳感器實時監測動力艙與控制艙溫度；

步驟S6、無人機在火場中飛行一段時間后，檢測的溫度估計值超過預設可穩定工作溫度閾值后，無人機不執行遙控指令，執行自動返航。