一种飞行器应急控制设备及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种飞行器应急控制设备及其控制方法，包括通信信号接收和反馈模块（1）和飞行器控制系统处理器（2）；所述通信信号接收反馈模块（1）接收地面基站发送的指令信号或者卫星发送的指令信号，并将接收到的信号传送到飞行器控制系统处理器（2）；所述飞行器控制处理器系统包括微处理器模块（3）和应急控制模块（4），所述微处理器模块（3）的输出端与应急控制模块（4）的输入端连接，使得飞行器进入预先设定的紧急飞行模式。本发明通过增加一个简单通信信号接受和反馈模块，并配以逻辑简单的各种通讯信号的组合，或者按键组合，即可对失去遥控信号的飞行器进行飞行控制，避免飞行器失控导致坠毁。
【专利说明】
一种飞行器应急控制设备及其控制方法
技术领域
[0001]本发明属于飞行器设备领域，具体涉及一种飞行器应急控制设备及其控制方法。
【背景技术】
[0002]多旋翼飞行器结构较为简单，成本低廉，性能卓越，飞行控制技术较为完善，具有广阔的应用前景，已经成为国际上流行热点。
[0003]现有多旋翼飞行器的遥控信号基本都是基于频段2.4G的无线电信号，而且遥控设备具备跳频设置，尽量减少同波段遥控信号的相互干扰，但总体而言，该遥控信号容易受到各种障碍物的阻碍，通信距离有限，同时即使有跳频设置，也不足以完全抵抗其他所有的同波段遥控信号的干扰。
[0004]当飞行器的遥控信号受到干扰时，飞行器往往会失去控制，从而自主飞离设定的路线或者区域，最终导致飞行事故的发生，据不完全统计，此类飞行事故所占比率比飞行器硬件故障导致的飞行事故所占比例要高的多，极大的影响了飞行器的安全使用。
[0005]现有的大部分商业飞行器当遥控信号出现干扰时，首先人工或者自动尝试重复连接，重复连接成功后，即可继续操控飞行器，如果无法连接上，在遥控器上面也会配置“一键返航”的按钮，通过该按钮，控制飞行器飞往定点位置，从而避免飞行事故的发生，虽然上述技术过程从表面看上去万无一失，但大量的遥控信号丢失后的飞行事故例子告诉我们，这个设计并不是100%的奏效的，而且失效的比例是相当高，从某著名飞行器公司的论坛上面可以看到无数的此类投诉，表明上述技术过程并没有从根本上面解决问题。
[0006]在现有技术中的，涉及到使用GSM通信技术和GPS定位技术等进行飞行器自救和找回，这些专利增加了GSM发射器，GPS接收模块、GPS解码器等设备，当飞行器失联后，通过GSM发射器，将GPS定位信号发射给使用者，方便搜寻失踪飞行器，但是事实上，现有商业飞行器已经有类似功能，并不需要独立的GSM发射模块，就能将飞行器最后失踪时的GPS信号，甚至还有飞行器所装备的摄像头的视频信号通过各种手段保存并上传，最后提供给使用者，方便使用者找回失踪飞行器，而且很多使用者已经通过这个方法找到了其丢失的飞行器，此类技术虽然能为使用者提供一种辅助手段找回失踪的飞行器，但不能改变飞行器已经失踪并坠毁的现实，使用者往往找回的是一台已经损坏的飞行器，甚至完全不能再使用，因此此类技术并不能有效的保护飞行器的安全飞行。
【发明内容】
[0007]针对上述问题，本发明提出一种飞行器应急控制设备及其控制方法，使得飞行器在失去遥控信号、而且在“一键返航”功能业已失效的情况下，依然能够控制飞行器安全飞行，甚至返航，最大化地确保飞行器安全完整性，而不是简单的辅助使用者寻找到破损的飞行器。
[0008]实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
[0009]—种飞行器应急控制设备，包括通信信号接收和反馈模块和飞行器控制系统处理器;所述通信信号接收反馈模块接收地面基站发送的指令信号或者卫星发送的指令信号，并将接收到的信号传送到飞行器控制系统处理器;所述飞行器控制系统处理器包括微处理器模块和应急控制模块，所述微处理器模块的输出端与应急控制模块的输入端连接，使得飞行器进入预先设定的紧急飞行模式。
[0010]所述通信信号接收和反馈模块还包括指令信号来源识别模块，用于自动过滤干扰信号，所述指令信号来源识别模块的输入端与通信信号接收反馈模块连接，输出端与飞行器控制系统处理器连接。
[0011]所述通信信号接收和反馈模块接收地面基站或者卫星发出的信号。
[0012]—种飞行器应急控制设备的控制方法，包括以下步骤:
[0013]S1:向飞行器的通信信号接收和反馈模块发送指令信号；
[0014]S2:通信信号接收和反馈模块接收到指令信号后，反馈信号给飞行器控制系统处理器；
[0015]S3:飞行器控制系统处理器通过微处理器模块启动应急控制模块，使得飞行器进入预先设定的紧急飞行模式。
[0016]所述步骤S2中，通信信号接收和反馈模块接收到指令信号后，利用指令信号来源识别模块识别信号的来源，用于自动过滤干扰信号。
[0017]所述步骤SI中，通过电话、短信或者电话和短信的组合模式，利用地面基站或者卫星向飞行器的通信信号接收和反馈模块发送控制信号。
[0018]所述步骤S3中，进入预先设定的紧急飞行模式的过程包括:
[0019]首选进入模式A，模式A为终止既定航线飞行，进入悬停模式，等待使用者重新连接遥控信号，重新取得控制；
[0020]当无法重新取得控制，重新执行步骤SI和S2，然后根据飞行器所处环境，判定进入模式B或者模式C;所述模式B为:直接原地降落，所述模式C为:进入一键返航模式，飞往预先设定的位置并降落。
[0021]所述步骤SI中，通过拨打电话向飞行器的通信信号接收和反馈模块发送指令信号，电话自动接通;所述步骤S3中，使用者根据飞行器所处环境通过操作通讯终端上的按键控制飞行器进入预先设定的紧急飞行模式，按键与各个紧急飞行模式相对应。
[0022]本发明的有益效果:
[0023]I本发明的飞行器应急控制设备结构简单，重量轻，成本低。
[0024]2本发明的飞行器应急控制设备能耗非常低，通讯模块工作时是待机模式类比手机待机，一块普通的手机电池可以满足长达十多天甚至一个月时间的待机时间。
[0025]3本发明的飞行器应急控制设备，反应足够快，基本几秒内就可以完成通讯过程，从而最快速度控制飞行器，避免飞行器发生意外坠机情况。
[0026]4本发明的飞行器应急控制设备，控制技术简单，只需要不同的电话或短信组合，或者不同的按键组合，即可完成对于失去遥控信号的飞行器的控制，且不容易误操作。
[0027]5本发明的飞行器应急控制设备，可以通过不同的通讯方式组合或者按键组合来给予飞行器不同的指令，便于使用者根据实际情况进行操作选择，方便使用者根据实际情况进行操作；而不是像现有技术一旦丢失遥控信号，使用者只能采取一键返航没有其他选择。
[0028]6本发明的飞行器应急控制设备，在大部分的飞行区域，GSM信号等通讯信号的覆盖范围和强度足以满足本发明的要求，没有基站的地域，可以使用海事卫星信号，所以基本是可以因地制宜，全天候无死角，足够给予飞行器最后一道安全保障。
[0029]7本发明的飞行器应急控制设备，有别于现有技术中使用通讯技术找回坠落的飞行器的设备，本发明的目的是为了在飞行器失去遥控信号后防止其坠毁，从而最大化的保证使用者的财产安全；
【附图说明】
[0030]图1为本发明的飞行器应急控制设备的原理示意图。
[0031 ]图2是本发明的控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0032]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0034]如图1所示，一种飞行器应急控制设备，包括通信信号接收和反馈模块I和飞行器控制系统处理器2;所述通信信号接收反馈模块I接收地面基站发送的指令信号或者卫星发送的指令信号，并将接收到的信号传送到飞行器控制系统处理器2;所述飞行器控制系统处理器2包括微处理器模块3和应急控制模块4，所述微处理器模块3的输出端与应急控制模块4的输入端连接，使得飞行器进入预先设定的紧急飞行模式。
[0035]所述通信信号接收和反馈模块还包括指令信号来源识别模块5，用于自动过滤干扰信号，所述指令信号来源识别模块5的输入端与通信信号接收反馈模块I连接，输出端与飞行器控制系统处理器2连接。
[0036]所述通信信号接收和反馈模块接收地面基站或者卫星发出的信号。
[0037]如图2所示，一种飞行器应急控制设备的控制方法，包括以下步骤:
[0038]S1:向飞行器的通信信号接收和反馈模块发送指令信号；
[0039]S2:通信信号接收和反馈模块接收到指令信号后，反馈信号给飞行器控制系统处理器；
[0040]S3:飞行器控制系统处理器通过微处理器模块启动应急控制模块，使得飞行器进入预先设定的紧急飞行模式。
[0041]所述步骤S2中，通信信号接收和反馈模块接收到指令信号后，利用指令信号来源识别模块识别信号的来源，用于自动过滤干扰信号，所述指令信号来源识别模块5的输入端与通信信号接收反馈模块I连接，输出端与飞行器控制系统处理器2连接。
[0042]所述步骤SI中，通过电话、短信或者电话和短信的组合模式，利用地面基站或者卫星向飞行器的通信信号接收和反馈模块发送控制信号。
[0043]所述步骤S3中，进入预先设定的紧急飞行模式的过程包括:
[0044]首选进入模式A，模式A为终止既定航线飞行，进入悬停模式，等待使用者重新连接遥控信号，重新取得控制；
[0045]当无法重新取得控制，重新执行步骤SI和S2，然后根据飞行器所处环境，判定进入模式B或者模式C;所述模式B为:直接原地降落，所述模式C为:进入一键返航模式，飞往预先设定的位置并降落。
[0046]所述步骤SI中，通过拨打电话向飞行器的通信信号接收和反馈模块发送指令信号，电话自动接通;所述步骤S3中，使用者根据飞行器所处环境通过操作通讯终端上的按键控制飞行器进入预先设定的紧急飞行模式，按键与各个紧急飞行模式相对应。
[0047]实施例一
[0048]实施例1:
[0049]设定飞行器应急控制设备能接受普通GSM通讯信号，且插入已开通通讯服务的SM卡，可以通过拨打该S頂卡的特定号码或者通过短信等与该S頂卡进行通讯。
[0050]当飞行器失去遥控信号，且无法使用“一键返航”功能时，使用者可以通过以下方式迅速重新与飞行器建立联系:
[0051]拨打该SIM卡的特定号码或者发送任意短信给该SIM卡，数秒钟后，飞行器上的通信信号接收和反馈模块接收到电话拨入信号或者短信，立即反馈信号给飞行器的飞行控制系统处理器，使得飞行器进入预先设定的紧急飞行模式，具体如下:
[0052]A终止既定航线飞行，进入悬停模式，等待使用者重新连接遥控信号，重新取得控制;
[0053]B直接原地降落；
[0054]C进入一键返航模式，飞往预先设定的位置并降落，如飞行器起始飞行的位置等。
[0055]特别的，可以根据现场实际情况，通过各种组合来给予飞行控制系统不同的指令，进行飞行器的多种飞行控制模式的切换，例如:
[0056]A第一次拨打SIM卡特定号码，给与飞行控制系统做出悬停模式的指令，如果使用者可以重新连接遥控信号，即重新对飞行器取得控制，飞行器将自动取消紧急飞行模式；
[0057]B如果遥控信号无法再次连接，且判断飞行器所处环境可以安全着陆，使用者可再次拨打S頂卡特定号码，给与飞行控制系统做出原地降落的指令；
[0058]C如果现场不适合原地降落，如飞行器下方有密集人群，或者水塘，公路铁路之类地域，或者飞行器已经无法判断位置，因此也无法判断飞行器下方是否适合降落，使用者可以选择发送短信，而不是再次拨打电话，给与飞行控制系统做出返航的指令，使得飞行器飞往预先设定的位置并降落，如飞行器起始位置。
[0059]事实上，各种电话和短信的组合模式，包括但不局限于上述A，B，C，均可以用来给与飞行控制系统不同的指令，控制其悬停或者降落或者返航等。并且无论电话或者短信，只需通讯接收模块接受信号即可，短信的内容或者是否反馈给使用者(如是否接通电话)均不影响飞行器的飞行控制系统执行预先设定的指令。
[0060]实施例2
[0061 ]当飞行器所在飞行区域，无法通过地面基站传递信号，例如海洋，沙漠，原始森林等等，可以采用能接受海事卫星信号的模块，且插入已开通通讯服务的SM卡，可以通过拨打该S頂卡的特定号码或者通过短信等与该S頂卡进行通讯，控制过程可同实施例1。
[0062]实施例3
[0063]进一步的，可以在飞行控制系统处理器中，开发相应的按键识别程序，特定的按键在应急飞行控制系统中定义为特定的飞行模式;配合通信信号接收和反馈模块，当拨打SIM卡的特定号码后，电话自动接通，使用者即可通过其操作的通讯终端上的数字按键等来控制飞行器的应急状态。
[0064]具体控制过程如下:
[0065]假定启用数字按键1,2,3,其定义的飞行模式如下:
[0066]I号按键:终止既定航线飞行，进入悬停模式，等待使用者重新连接遥控信号，重新取得控制；
[0067]2号按键:直接原地降落；
[0068]3号按键:进入一键返航模式，飞往预先设定的位置并降落，如飞行器起始飞行的位置等。
[0069]当飞行器失去遥控信号后，使用者可立即拨打SM卡特定号码，待电话接通后，使用者可以通过现场的实际情况，来选择相应的按键:
[0070]使用按键1:给与飞行控制系统做出悬停模式的指令，如果使用者可以重新连接遥控信号，即重新对飞行器取得控制，飞行器将自动取消紧急飞行模式；
[0071]如果遥控信号无法再次连接，或使用者不需要再次通过遥控信号重新控制飞行器，且判断飞行器所处环境可以安全着陆，使用者可使用按键2，给与飞行控制系统做出原地降洛的指令；
[0072]如果现场不适合原地降落，如飞行器下方有密集人群，或者水塘，公路铁路之类地域，或者飞行器已经无法判断位置，因此也无法判断飞行器下方是否适合降落，使用者可以使用按键3，给与飞行控制系统做出返航的指令，使得飞行器飞往预先设定的位置并降落，如飞行器起始位置。
[0073]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种飞行器应急控制设备，其特征在于:包括通信信号接收和反馈模块(I)和飞行器控制系统处理器(2);所述通信信号接收反馈模块(I)接收地面基站发送的指令信号或者卫星发送的指令信号，并将接收到的信号传送到飞行器控制系统处理器(2);所述飞行器控制系统处理器包括微处理器模块(3)和应急控制模块(4)，所述微处理器模块(3)的输出端与应急控制模块(4)的输入端连接，使得飞行器进入预先设定的紧急飞行模式。2.根据权利要求1所述的一种飞行器应急控制设备，其特征在于:所述通信信号接收和反馈模块(I)还包括指令信号来源识别模块(5)，用于自动过滤干扰信号，所述指令信号来源识别模块(5)的输入端与通信信号接收反馈模块(I)连接，输出端与飞行器控制系统处理器(2)连接。3.根据权利要求1所述的一种飞行器应急控制设备，其特征在于:所述通信信号接收和反馈模块(I)接收地面基站或者卫星发出的信号。4.根据权利要求1所述的一种飞行器应急控制设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:向飞行器的通信信号接收和反馈模块发送指令信号； S2:通信信号接收和反馈模块接收到指令信号后，反馈信号给飞行器控制系统处理器； S3:飞行器控制系统处理器通过微处理器模块启动应急控制模块，使得飞行器进入预先设定的紧急飞行模式。5.根据权利要求4所述的一种飞行器应急控制设备的控制方法，其特征在于:所述步骤S2中，通信信号接收和反馈模块接收到指令信号后，利用指令信号来源识别模块识别信号的来源，用于自动过滤干扰信号。6.根据权利要求4或者5所述的一种飞行器应急控制设备的控制方法，其特征在于:所述步骤SI中，通过电话、短信或者电话和短信的组合模式，利用地面基站或者卫星向飞行器的通信信号接收和反馈模块发送控制信号。7.根据权利要求4或者5所述的一种飞行器应急控制设备的控制方法，其特征在于:所述步骤S3中，进入预先设定的紧急飞行模式的过程包括: 首选进入模式A，模式A为终止既定航线飞行，进入悬停模式，等待使用者重新连接遥控信号，重新取得控制； 当无法重新取得控制，重新执行步骤SI和S2，然后根据飞行器所处环境，判定进入模式B或者模式C;所述模式B为:直接原地降落，所述模式C为:进入一键返航模式，飞往预先设定的位置并降落。8.根据权利要求4或者5所述的一种飞行器应急控制设备的控制方法，其特征在于:所述步骤SI中，通过拨打电话向飞行器的通信信号接收和反馈模块发送指令信号，电话自动接通;所述步骤S3中，使用者根据飞行器所处环境通过操作通讯终端上的按键控制飞行器进入预先设定的紧急飞行模式，按键与各个紧急飞行模式相对应。
【文档编号】G05D1/10GK105824320SQ201610257289
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】杨小韬
【申请人】至简天蕴智控科技（苏州）有限公司