帶有緊急制動(dòng)裝置的多旋翼無人飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于航空領(lǐng)域，特別是涉及一種帶有緊急制動(dòng)裝置的多旋翼無人飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]多旋翼無人飛行器是一種由無線電遙控設(shè)備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。它最早出現(xiàn)于20世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)是作為訓(xùn)練用的靶機(jī)使用的。是一個(gè)許多國家用于描述最新一代無人駕駛飛機(jī)的術(shù)語。多旋翼無人飛行器用途廣泛，成本低，效費(fèi)比好；無人員傷亡風(fēng)險(xiǎn);生存能力強(qiáng)，機(jī)動(dòng)性能好，使用方便。從技術(shù)角度定義可以分為:無人直升機(jī)、無人固定翼機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機(jī)這幾大類。多旋翼式飛行器由于起降靈活，空中可自由懸停，因此被廣泛應(yīng)用于一些對于場地控制更為嚴(yán)格的場合。比如采用傳統(tǒng)的固定翼式飛行器能夠完成電力巡線，但是對于一座電力塔來說，讓固定翼式飛行器圍繞該電力塔進(jìn)行準(zhǔn)確飛行，從而實(shí)現(xiàn)巡查，是不現(xiàn)實(shí)的.
[0003]但是，如果利用多旋翼式飛行器對電塔進(jìn)行巡視也存在一些問題，比如由于電塔附近電磁場強(qiáng)度高，容易因?yàn)楦鞣N不可預(yù)知的電磁干擾，導(dǎo)致多旋翼式飛行器失去控制，而失去控制的多旋翼式飛行器如果保持慣性繼續(xù)飛行，則很可能在高壓電線眾多的電塔周邊與電線纏繞，從而引發(fā)嚴(yán)重的電力事故。這種安全隱患導(dǎo)致了現(xiàn)在對于運(yùn)用多旋翼式飛行器對電塔等類似設(shè)備實(shí)施巡檢的謹(jǐn)慎態(tài)度。
[0004]事實(shí)上，由于不可預(yù)知的信號(hào)干擾，導(dǎo)致無人飛行器失聯(lián)，并導(dǎo)致后續(xù)安全事故的報(bào)告并不鮮見。比如，有新聞報(bào)道，曾經(jīng)有飛手控制無人飛行器在高壓電線附近完成飛行作業(yè)，由于突然產(chǎn)生的未知信號(hào)干擾使得無人飛行器失控，失控后的無人飛行器撞到了兩條高壓電線中間，使得高壓電線接火短路，導(dǎo)致大面積的電力故障。所以，一方面，技術(shù)人員在不斷努力提升無人飛行器的飛行控制穩(wěn)定性，同時(shí)，另一方面，有必要針對這種失聯(lián)情況下，無人飛行器的安全進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)與保障。本申請實(shí)用新型人注意到，實(shí)際上，在可控狀態(tài)下，多旋翼式飛行器的飛行控制是可靠的，用戶控制飛行器的策略就是要遠(yuǎn)離各種可能導(dǎo)致安全事故的因素，如電線、塔基等。真正的導(dǎo)致安全事故發(fā)生，往往是因?yàn)橛脩舯緛砜刂骑w行器在水平方向上正常飛行，并已經(jīng)有了心理準(zhǔn)備，如何通過轉(zhuǎn)向指令來繞開前方的障礙目標(biāo)物體，但是突然因?yàn)樾盘?hào)干擾而失去了對飛行器的控制，此時(shí)飛行器基于原先的飛行慣性繼續(xù)沿著原軌跡飛行，用戶由于無法繼續(xù)控制飛行器改變方向，從而導(dǎo)致飛行器撞上了空中的障礙目標(biāo)物體。
[0005]所以，實(shí)際上只要存在一種設(shè)計(jì)，能夠盡可能的降低飛行器在失聯(lián)之后的慣性飛行行為，并使其在空中保持懸停的安全策略，就能最大限度的減低飛行器引發(fā)空中撞車事件的可能性。
[0006]專利文獻(xiàn)CN102183955公開了一種基于多旋翼無人飛行器的輸電線路巡檢系統(tǒng)，其特征在于:包括多旋翼無人飛行器和地面支持系統(tǒng)；多旋翼無人飛行器包含飛行器本體、機(jī)載飛行控制系統(tǒng)、機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)和為全機(jī)電子設(shè)備供電的機(jī)載電源;飛行器本體由機(jī)身、固連于機(jī)身下方的起落架、多個(gè)以對稱方式分布并安裝于機(jī)身周邊的旋翼組件組成;機(jī)載飛行控制系統(tǒng)包含飛行導(dǎo)航與控制部件、輸電線路防碰撞預(yù)警與控制部件、遙控遙測數(shù)據(jù)鏈的機(jī)載端;機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)包含減震吊艙、安裝于減震吊艙的影像采集設(shè)備、無線圖像傳輸鏈的機(jī)載端;機(jī)載飛行控制系統(tǒng)、機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)和機(jī)載電源以內(nèi)置或外掛方式固連于機(jī)身；地面支持系統(tǒng)包含遙控遙測數(shù)據(jù)鏈的地面端、飛行監(jiān)控系統(tǒng)、無線圖像傳輸鏈的地面端和影像監(jiān)控系統(tǒng)。該專利可以輸電線路防碰撞預(yù)警與控制部件的應(yīng)用，可對飛行器實(shí)施快速的避障控制，從而有效提高線路巡檢的安全性。但無法處理因?yàn)榭刂菩盘?hào)失聯(lián)產(chǎn)生的飛行危險(xiǎn)，特別是在高壓電磁場環(huán)境中，控制信號(hào)容易被干擾導(dǎo)致多旋翼無人飛行器的飛行危險(xiǎn)。因此，特別需要對應(yīng)的處理機(jī)制。
[0007]專利文獻(xiàn)CN102538828公開了一種控制旋翼多旋翼無人飛行器的方法，所述旋翼多旋翼無人飛行器具有多個(gè)螺旋槳，所述多個(gè)螺旋槳分別被獨(dú)立受控的馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)，用于控制所述多旋翼無人飛行器的高度和速度，所述方法是用于實(shí)現(xiàn)以下過渡過程的方法從初始時(shí)刻的移動(dòng)狀態(tài)(16)，其中，多旋翼無人飛行器以非零的水平線速度和相對于水平面的非零傾角飛行;-過渡到最終時(shí)刻的懸停狀態(tài)(18)，其中，多旋翼無人飛行器的具有零線速度和零傾角;所述方法的特征在于包括以下步驟:a)在初始時(shí)刻，獲取代表水平線速度分量、傾角和角速度的初始測量數(shù)據(jù);b)設(shè)定初始時(shí)刻和最終時(shí)刻之間的制動(dòng)時(shí)間值;c)基于步驟a)中獲取的初始測量數(shù)據(jù)和步驟b)中設(shè)定的制動(dòng)時(shí)間，將預(yù)先確定的預(yù)測函數(shù)參數(shù)化，所述預(yù)先確定的預(yù)測函數(shù)對從初始時(shí)刻的速度開始到設(shè)定時(shí)間結(jié)束時(shí)的零速度為止的、因變于時(shí)間的水平線速度的最優(yōu)化連續(xù)減小變化進(jìn)行建模;d)產(chǎn)生用于回路(26-40)的設(shè)定值，用于控制多旋翼無人飛行器的馬達(dá)(34)，這些設(shè)定值對應(yīng)于基于步驟c)中所參數(shù)化的預(yù)測函數(shù)的在給定時(shí)間的預(yù)先計(jì)算出的目標(biāo)水平線速度;e)—旦達(dá)到懸停狀態(tài)，就啟動(dòng)懸停飛行控制回路(26-40，48-58)，懸停飛行控制回路適用于將所述多旋翼無人飛行器穩(wěn)定為具有零水平速度和相對地面零傾角的。該多旋翼無人飛行器可以在受控導(dǎo)航模式切換到自動(dòng)導(dǎo)航模式的過程中對多旋翼無人飛行器的速度進(jìn)行調(diào)整使得在最短時(shí)間內(nèi)懸停，但該專利不能處理控制信號(hào)失聯(lián)情況下的緊急制動(dòng)處理，且其不能對其它的飛行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，而且該專利步驟較多不利于迅速及時(shí)處理突發(fā)的失聯(lián)狀況。
[0008]因此，在本領(lǐng)域中，急需解決以下技術(shù)問題:
[0009]1.在判斷丟失控制信號(hào)的情況下，及時(shí)轉(zhuǎn)入緊急制動(dòng)模式，避免空間范圍內(nèi)繼續(xù)發(fā)生移動(dòng)。當(dāng)判斷飛行器丟失控制信號(hào)的情況下，及時(shí)轉(zhuǎn)入緊急制動(dòng)模式，判斷當(dāng)前飛行姿態(tài)，并調(diào)用最合理的飛行策略，進(jìn)行慣性的對沖，并轉(zhuǎn)入空中懸停模式。2.在緊急制動(dòng)后的懸停模式下，臨時(shí)關(guān)閉GPS信號(hào)與控制信號(hào)，開啟心跳模式等待重新獲得連接在空中懸停模式下，以保障空中飛行安全性為首要前提，采用謹(jǐn)慎的策略，來嘗試接回控制信號(hào)。3.在持續(xù)失聯(lián)的狀態(tài)下，依據(jù)懸停模式，轉(zhuǎn)入安全降落模式，當(dāng)始終無法接回控制信號(hào)的情況下，以懸停模式為基礎(chǔ)，結(jié)合對下方降落環(huán)境的偵測，轉(zhuǎn)入安全降落模式，慢慢降落到地面。
[0010]在【背景技術(shù)】部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對本實(shí)用新型背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，帶有緊急制動(dòng)裝置的多旋翼無人飛行器包括多旋翼無人飛行器本體以及設(shè)在所述多旋翼無人飛行器本體上的緊急制動(dòng)裝