[发明专利]固定翼无人飞行器灾难最小化控制装置及方法

说明书

本发明公开一种固定翼无人飞行器灾难最小化控制装置及方法，陀螺仪、加速计、气压传感器和地磁感应器的输出端与失控处理器连接；备用电源与第二控制系统、失控检测及控制系统、驱动系统、呼救系统和GPS的电源端连接；第二控制系统与失控检测及控制系统的失控处理器相连，失控检测及控制系统的失控处理器与驱动系统相连；GPS与第二控制系统相连；第二控制系统的输出端与呼救系统连接。本发明与固定翼无人飞行器原系统形成冗余结构，平时正常工作时本发明装置不参与固定翼无人飞行器控制流程，而仅在固定翼无人飞行器出现故障时工作，并能够使得灾难后果降低到最低。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种固定翼无人飞行器灾难最小化控制装置及方法。

背景技术

在技术飞速发展的今天，随着能源存储技术和智能芯片及电机控制芯片的飞速发展，固定翼无人飞行器的进步与日俱增，无人固定翼无人飞行器更是登上历史舞台，渗透进方方面面，在探测，侦察，航拍，救援等领域占有一席之地。

随着人类对固定翼无人飞行器的应用越来越广，有着更长续航、更强动力的固定翼无人飞行器得到了人们的青睐往往被委以重任。然而，固定翼无人飞行器在高空执行任务的过程，会遇到来自外界的多个因素的影响，比如雷电，雨水，风，一旦固定翼无人飞行器发生意外，产生坠毁事故，不仅会损失任务数据，还可能会伤及生命，毁坏房屋。

发明内容

本发明提供一种固定翼无人飞行器灾难最小化控制装置及方法，其能够在固定翼无人飞行器发生不可逆故障时，将灾难后果降低到最低。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

固定翼无人飞行器灾难最小化控制装置，由第二控制系统、失控检测及控制系统、驱动系统、呼救系统、GPS和备用电源组成；上述失控检测及控制系统包括失控处理器、陀螺仪、加速计、气压传感器和地磁感应器；陀螺仪、加速计、气压传感器和地磁感应器的输出端与失控处理器连接；备用电源与第二控制系统、失控检测及控制系统、驱动系统、呼救系统和GPS的电源端连接；第二控制系统与失控检测及控制系统的失控处理器相连，失控检测及控制系统的失控处理器与驱动系统相连；GPS与第二控制系统相连；第二控制系统的输出端与呼救系统连接。

上述方案中，所述呼救系统由高频发射机与呼救信号产生电路组成；呼救信号产生电路的输入端与第二控制系统的输出端连接；呼救信号产生电路的输出端与高频发射机的输入端连接。

固定翼无人飞行器灾难最小化控制方法，包括步骤如下：

步骤1.固定翼无人飞行器在空中执行任务，失控检测及控制系统检测到固定翼无人飞行器遇到不可逆损坏，机身失控时，则失控检测及控制系统马上启动第二驱动系统去代替固定翼无人飞行器的第一驱动系统，以维持飞机平衡并发送失控指令到第二控制系统；

步骤2.第二控制系统接收到失控指令，调用GPS数据确定当前地点，将当前地点定位于第二控制系统内置的地图上，并在该地点附近寻找安全的降落点；同时，第二控制系统计算出一条安全降落几率最大的线路，以坐标形式发送到失控检测及控制系统；

步骤3.失控检测及控制系统按照接收到的坐标，调用三轴电子罗盘采集方向信息，向降落点滑翔降落；

步骤4.成功降落后，第二控制系统将所在点坐标通过呼救系统对外发射。

上述方案中，失控检测及控制系统的控制过程如下：

步骤1)失控检测及控制系统中的失控处理器一直对陀螺仪、加速计及气压传感器的数据进行监控采集，将数据进行傅里叶变换，得到其在频域上的频谱；一旦在频谱内得到超过阈值的频率分量，则判断固定翼无人飞行器失控坠机；

步骤2)判断为坠机后，失控检测及控制系统通过第二驱动系统对固定翼无人飞行器进行快速稳定操作，并向第二控制系统发送失控指令；失控指令包括当前高度H1、当前速度V1和当前方向；