[发明专利]一种无人飞行器续航能力监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人飞行器续航能力监测系统及方法。

背景技术

随着航拍用小微型无人飞行器开始普及，并进入消费级市场，原来由专业人员使用而不会关注的一些需求开始凸显。无人飞行器平台上装备有大量电子设备，如自动驾驶系统、舵机和云台等，为保证无人飞行器平台安全稳定工作，这些电子设备需要稳定有效的电力供应。无人飞行器平台的电能由各种高能电池提供，包括：太阳能、蓄电池和燃料电池。其中以锂电池为代表的蓄电池供电方式是目前应用最广泛的一种。

现有技术主要是通过燃油、太阳能、锂离子电池等混合电源供应，或者在飞行动力结构上进行改进，来提高无人飞行器的续航能力。

例如：申请号为201310543169.7、发明名称为《零点电源与锂离子电池的电池组作为无人机电源的应用》的中国发明专利申请公开了一种零点电源与锂离子电池的电池组作为无人机电源的应用，该电池组包括至少一个零点电源单体和至少一个锂离子电池单体，所述零点电源单体与所述锂离子电池单体能够串联和/或并联，也可以断开连接。例如，在使用时，如果锂离子电池的电量能够满足使用要求，则可以将零点电源单体与锂离子电池单体断开连接，锂离子电池与用电设备相连提供稳定的电压和电流；当锂离子电池使用一段时间之后，在电量不足时，零点电源可以持续不断地位锂离子电池充电，解决了电池续航的问题。

再例如，申请号为201220292712.1、发明名称为《一种无人机遥感平台的供电系统》的中国实用新型专利公开一种无人机遥感平台的供电系统，包括主供电电源、副供电电源、主开关、副开关、通道开关、控制器、非门、主检测电路、n个主开关电源和n个副开关电源；采用容量不同的主副两块电池供电，当主电池电量不足时，可切换副电池备用，并向地面监控人员报警，使得监控人员可及时采取措施使无人机迫降，提高无人机的安全可靠性。

在专业人员使用的情况下，由于对产品非常了解和熟悉，因此，关于无人机的一些维护、使用的知识都不那么透明。例如，无人飞行器的飞行时间，往往是由飞手根据经验来分析和判断的，这种依赖经验的方式提高了对操作人员的要求，而且经验并不十分准确，降低了电池的使用效率。即使有的无人飞行器能够提供电池余量报警，这种报警行为也是不很准确的。

当无人飞行器进入消费级市场，这个问题就不能忽视了。普通消费者由于对无人飞行器的操控和使用经验不足，因此非常依赖无人飞行器上给出的电池余量提示信息。但是，本身现有的消费级无人飞行器续航总时间就不是很长，短的5-10分钟，长的一般也不超过30分钟，在这种情况下，如果电池余量提示再不准确，那么很可能难以起到提示用户的作用。一方面，如果用户一察觉电池余量报警，就赶紧回收无人飞行器，那么会导致无人飞行器的实际操作时间远小于总续航时间；而另一方面，如果用户察觉电池余量报警后，仍然坚持使用无人飞行器，那么就可能面临无人飞行器掉电坠落的风险。

现有技术仅根据电池余量情况来报警，而不考虑无人飞行器的飞行状态。例如，无人飞行器悬停和做高速运动，它的耗能情况是很不一样的。如果不考虑无人飞行器的能量消耗，去做续航能力分析，是很不准确的。

另外，由于环境温度能够极大地影响电池的蓄电水平，因此，如何在不同环境温度下，准确对电池的余量进行统计和计算，也是一个问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种无人飞行器续航能力监测系统及方法，其能够实时、有效、智能地保护无人飞行器，避免无人飞行器出现因电量不足引起的事故，并且可以提高电池的利用率。

本发明的另一个发明目的是提供一种无人飞行器续航能力监测系统及方法，考虑了温度对电池的蓄电水平的影响，进一步提高了电池余量监测的准确性。

不仅仅基于电池余量做续航能力分析，而是综合考虑到无人飞行器的飞行耗能情况以及环境温度情况等，对无人飞行器的续航能力做准确分析，将续航能力警示信息转换成直观的时间或者飞行距离。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种无人飞行器续航能力监测系统，包括无人飞行器和飞控台、信号处理模块、数据通信模块，所述无人飞行器和所述飞控台通过所述数据通信模块能够双向通信，所述无人飞行器进一步包括信号输入模块、飞行控制板和电池，所述飞行控制板分别与所述信号输入模块、所述数据通信模块和所述电池连接，所述信号处理模块与所述飞行控制板连接，其中，

所述信号输入模块适用于采集所述无人飞行器的能耗信息并发送至所述飞行控制板；

所述飞行控制板适用于采集所述电池信息，控制所述无人飞行器的飞行；