[发明专利]一种基于分布式多余度总线的无人机飞控系统及飞控方法

说明书

本发明提供一种基于分布式多余度总线的无人机飞控系统及飞控方法，其中，每个GPS、IMU和气压高度计均连接到总线上，实时将测量数据封装到数据包中并传到总线上；每个飞控计算机实时接收总线上承载的采集设备传输的数据包；每个飞控计算机通过线路分别与其余的飞控计算机和作动控制器相连，用以将载有自己计算得到的飞行参数的数据包传给其余的飞控计算机；将自己计算得到的飞行参数封装到数据包中传输给作动控制器；该数据包包括：设备ID标识、数据类型标签、数据内容部分和校验位。本发明通过分布式多余度总线配置多个飞控计算机和采集设备并行协调工作，使得本发明具备更强的容错能力，提高了无人机飞行的可靠性。

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其是涉及一种基于分布式多余度总线的无人机飞控系统及飞控方法。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机(Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV)，是一种利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。随着无人机技术的快速发展，无人机已经被广泛应用于城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等民用行业。

通常无人机包括作动控制器、飞控计算机和采集设备，如IMU(Inertialmeasurement unit，惯性测量单元)、GPS、高度测量模块(如气压计、超声波测距、雷达测距)等。IMU、GPS、高度测量模块分别将测量数据传给飞控计算机，飞控计算机利用这些测量参数进行计算，并根据计算结果得到飞行参数，作动控制器利用这些飞行参数控制无人机的飞行。

为了提高无人机飞行的可靠性，有些科研人员将与飞控计算机相连的IMU、GPS、高度测量模块均升级为三套，以便当其中一组数据失效后，可以利用其余的数据来控制无人机的飞行。

但是，如果无人机配置有多个飞控计算机，按照这种方法来配置IMU、GPS、高度测量模块等，势必会使无人机的重量大大增加，为了承载更多的重量，也需要增加无人机的动力系统，这不仅会增加无人机的成本，而且与无人机的轻量化发展相违背。

另外，现有配置有多个飞控计算机的无人机，都是将其中一个飞控计算机设置为主飞控计算机，处于运行状态；其余飞控计算机作为辅助飞控计算机，均处于备份状态。每个飞控计算机都通过独立的两个通道接收采集设备的数据以及地面基站的数据。只有当主飞控计算机出现故障时，才将其中的辅助飞控计算机切换为主飞控计算机来执行任务。然而在主辅飞控计算机切换过程中，无人机的飞行容易失去控制，导致无人机安全性能降低。

发明内容

本发明的目的是针对目前存在的问题，提供一种基于分布式多余度总线的无人机飞控系统及飞控方法，通过本发明，当增加飞控计算机数量时，依然可以利用原有的三套测量设备采集数据，不仅结构简单，而且可以通过配置的多个飞控计算机并行协调地工作，使得本发明具备更强的容错能力，因此能够提高无人机飞行的可靠性。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明的目的是提供一种基于分布式多余度总线的无人机飞控方法，其包括：

步骤S101，总线上承载着每个采集设备传输的数据包；传送的数据包均包括：设备ID标识、数据类型标签、数据内容部分和校验位；其数据类型部分包括来自每个GPS采集的卫星数据、每个IMU采集的测量数据或每个气压高度计测量的无人机的飞行海拔高度；

步骤S102，每个飞控计算机实时接收来自总线上承载的每个采集设备传输的数据包；每个飞控计算机针对当前时刻接收到的数据包进行解析，获得设备ID标识、数据类型标签、数据内容部分和校验位；