一种飞行器辅助驾驶系统的制作方法

本实用新型涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种飞行器辅助驾驶系统。

背景技术：

近年来，国家为了促进通航产业发展和满足社会公众需求，逐步放开低空空域的管制。同时，随着科技进步、国家经济的快速发展以及人民生活水平的不断提高，以使用低空空域为主的航空飞行活动越来越频繁，并以其特有的优势在农业、林业、旅游、体育、医疗、勘探、抗震救灾等领域发挥着重用作用。

然而，随着诸如航空模型、玩具模型、小型无人机等低空无人飞行器越来越多的进入低空领域，低空空域的交通状况越来越复杂，由于管理不够规范，相应的安全措施不到位，不仅给城市上空的空中管理带来的隐患，低空飞行事故也时有发生，造成了严重的人身财产损失。因此，为了实现低空飞行器安全、准确的定位或导航，维持低空飞行秩序，减少低空事故的发生、避免危及重要目标和空中恐怖活动风险，实施低空空域飞行器的监测，已经成为空管发展的必然趋势。

然而，我国的航空服务保障体系，主要是为了保障民用运输航空和军用航空而建立的。低空领域却长期得不到重视，其所必需的通讯、导航、监视等服务保障系统，发展滞后，规模偏小，通用性差，并没有形成完善的服务保障系统。同时，在低空空域范围内活动的主要是一些民用飞行器，如果监视成本过高，这些民用飞行器可能无法负担，也会影响到监视系统的推广。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种飞行器辅助驾驶系统，用以及时调整飞行器的飞行状态。

为此目的，本实用新型提出了一种飞行器辅助驾驶系统，包括：

飞行器辅助驾驶装置和监控设备；

所述飞行器辅助驾驶装置包括：与所述监控设备通信连接的通信模块，还包括与所述通信模块连接的状态采集模块和状态调整模块；

所述状态采集模块用于采集飞行器当前的飞行状态信息，并将所述飞行状态信息通过所述通信模块发送至所述监控设备；其中，所述飞行状态信息包括所述飞行器的当前位置坐标；

所述监控设备用于接收所述飞行器的当前位置坐标，并根据预存的禁飞区域的位置坐标，计算所述飞行器与所述禁飞区域之间的距离；

所述状态调整模块用于当所述距离小于第一预设值时，改变所述飞行器的飞行方向。

可选的，所述状态采集模块包括GPS模块和辅助传感模块。

可选的，所述通信模块为GPRS模块；所述GPRS模块用于将所述状态采集模块采集的飞行状态信息发送至所述监控设备，并在所述GPS模块失效时对所述飞行器进行定位。

可选的，所述辅助传感模块包括：大气压力传感器、陀螺仪、电子罗盘和能量测量传感器中的至少一种；其中，所述大气压力传感器用于实时测量所述飞行器的飞行高度；所述陀螺仪用于实时测量所述飞行器的加速度；所述电子罗盘用于实时测量所述飞行器的飞行方向；所述能量测量传感器用于实时测量所述飞行器的能量消耗情况。

可选的，所述飞行状态信息还包括所述飞行器的飞行速度和飞行方向。

可选的，所述飞行器辅助驾驶装置还包括：电源控制模块，所述电源控制模块连接所述飞行器；所述电源控制模块，用于当所述距离小于第一预设值且所述飞行速度大于第二预设值时，关闭所述飞行器的工作电源。

可选的，所述状态调整模块还用于当所述飞行器的飞行速度大于第三预设值时，降低所述飞行器的飞行速度。

可选的，所述飞行器辅助驾驶装置还包括：电源转换模块，所述电源转换模块连接所述飞行器辅助驾驶装置中的其他各个模块；所述电源转换模块用于为所述飞行器辅助驾驶装置中的其他各个模块供电。

可选的，所述飞行器辅助驾驶装置还包括：微处理器，所述微处理器连接所述飞行器辅助驾驶装置中的各个模块；所述电源转换模块通过所述微处理器为所述飞行器辅助驾驶装置中的各个模块供电。

可选的，所述微处理器分别连接所述通信模块、状态采集模块和状态调整模块；所述微处理器通过所述通信模块将所述状态采集模块采集的飞行状态信息发送至所述监控设备；所述微处理器通过所述通信模块将所述监控设备计算得到的所述距离发送至所述状态调整模块。

本实用新型实施例提供的飞行器辅助驾驶系统，通过状态采集模块采集飞行器的飞行状态，并通过状态调整模块在飞行器的飞行状态出现异常时(如接近禁飞区域)，及时调整飞行器的飞行状态，从而起到辅助驾驶的作用，避免人为控制飞行器飞行，由于没有及时调整飞行器的飞行状态，造成飞行器飞入禁飞区域而带来财产损失和人身安全隐患。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的飞行器辅助驾驶系统的框架示意图；

图2为本实用新型实施例提供的飞行器辅助驾驶系统的工作流程示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的飞行器辅助驾驶装置的框架示意图；

图4为本实用新型实施例GPS模块和GPRS模块定位功能切换的流程示意图。

图5为本实用新型实施例处理飞行器异常飞行状态的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的实施例进行详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种飞行器辅助驾驶系统，包括：

飞行器辅助驾驶装置1和监控设备2；

所述飞行器辅助驾驶装置1包括：与所述监控设备2通信连接的通信模块12，还包括与所述通信模块12连接的状态采集模块11和状态调整模块13；

所述状态采集模块11用于采集飞行器当前的飞行状态信息，并将所述飞行状态信息通过所述通信模块12发送至所述监控设备2；其中，所述飞行状态信息包括所述飞行器的当前位置坐标；

所述监控设备2用于接收所述飞行器的当前位置坐标，并根据预存的禁飞区域的位置坐标，计算所述飞行器与所述禁飞区域之间的距离；

所述状态调整模块13用于当所述距离小于第一预设值时，改变所述飞行器的飞行方向。

需要说明的是，监控设备2根据飞机器的位置坐标和禁飞区域的位置坐标计算飞行器与禁飞区域之间的距离可以采用现有技术实现，本实用新型的改进点并非在于如何计算飞行器与禁飞区域之间的距离，举例来说，通过普通的计算器就可以根据两者之间的坐标计算出两者之间的距离，所以监控设备2根据飞行器和禁飞区域的位置坐标，计算飞行器与禁飞区域之间的距离可以采用现有技术实现，不属于本实用新型的发明点。

在一种本实用新型实施例中，该飞行器辅助驾驶系统的工作流程如图2所示，飞行器辅助驾驶装置初始化，飞行器辅助驾驶装置侧的状态采集模块11采集飞行器当前的飞行状态信息，并将采集的所述飞行状态信息通过通信模块12发送至监控设备2；其中，飞行状态信息包括飞行器的当前位置坐标，根据需要还可以包括飞行器的飞行速度等信息；监控设备2接收飞行状态信息，即接收飞行器的当前位置坐标，监控设备2对飞行状态信息进行存储和处理，即根据自身存储器中预存的禁飞区域的位置坐标，计算出飞行器与禁飞区域之间的距离；监控设备2将处理信息即计算得到的距离通过通信模块12发送至状态调整模块13；状态调整模块13接收计算得到的距离，判断飞行器的状态是否正常(如是否接近禁飞区域)，当距离小于第一预设值时，状态调整模块13改变所述飞行器的飞行方向(即进行异常处理)。其中，可以通过现有的比较电路，判断出飞行器与禁飞区域之间的距离是否小于第一预设值，在距离小于第一预设值时，表示飞行器接近禁飞区域，则需改变飞行器的飞行方向，如返航或者坠机。该飞行器可以为航空模型、玩具模型或者小型无人机等低空无人飞行器。

本实用新型实施例提供的飞行器辅助驾驶系统，通过状态采集模块采集飞行器的飞行状态，并通过状态调整模块在飞行器的飞行状态出现异常时(如接近禁飞区域)，及时调整飞行器的飞行状态，从而起到辅助驾驶的作用，避免人为控制飞行器飞行，由于没有及时调整飞行器的飞行状态，造成飞行器飞入禁飞区域而带来财产损失和人身安全隐患。

在上述实施例的基础上，如图3所示，所述状态采集模块11包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块111和辅助传感模块112。其中，飞行器辅助驾驶装置可以安装在飞行器中，GPS模块111可以对飞行器进行定位，实时采集飞行器的三维位置坐标。优选的，所述辅助传感模块112包括：大气压力传感器、陀螺仪、电子罗盘和能量测量传感器中的至少一种；其中，所述大气压力传感器用于实时测量所述飞行器的飞行高度；所述陀螺仪用于实时测量所述飞行器的加速度从而及时调整飞行器的飞行速度；所述电子罗盘用于实时测量所述飞行器的飞行方向，从而可以及时改变飞行器的航向；所述能量测量传感器用于实时测量所述飞行器的能量消耗情况，以便及时进行能量补充。

优选的，所述状态采集模块11采集的所述飞行状态信息还包括所述飞行器的飞行速度和飞行方向。

在上述实施例的基础上，本实用新型提供的飞行器辅助驾驶装置中的通信模块12为GPRS(General Packet Radio Service,通用无线分组业务)模块，所述GPRS模块用于将所述状态采集模块11采集的飞行状态信息发送至所述监控设备2，并在所述GPS模块111失效时对所述飞行器进行定位。需要说明的是，通常采用GPS模块111和辅助传感模块112获取飞行器的飞行状态信息，由GPRS模块将飞行状态信息发送至监控设备2，由监控设备2存储监控飞行器的飞行状态信息，并且用户可以通过监控设备2查看飞行器的飞行状态信息。但当GPS信号不稳定时，表示GPS模块111失效，自动切换到采用GPRS模块对飞行器进行定位，由GPRS模块和辅助传感模块112获取飞行器的飞行状态信息。对GPS信号良好与否的判断是以GPS模块111所接收的有效卫星数量而定，通常情况下，GPS模块111所接收的有效卫星数量多于5颗时，就认为可以实现精确定位。飞行器在飞行过程中，如果GPS信号因受地域或其它因素影响如山区、建筑物或GPS信号盲区，造成GPS模块111所接收到的有效信号卫星中断或信号不稳定，飞行器辅助驾驶装置将自动切换到以GPRS模块和辅助传感模块112获取飞行器的飞行状态，当GPS模块111所接收到的有效卫星信号恢复到正常状态时，飞行告警装置将自动切换至GPS模块111和辅助传感模块112获取飞行器的飞行状态信息，处理流程可以如图4所示。

在上述实施例的基础上，如图3所示，本实用新型实施例提供的行器辅助驾驶装置还包括：电源控制模块15，所述电源控制模块15连接所述飞行器；所述电源控制模块15，用于当所述距离小于第一预设值且所述飞行速度大于第二预设值时，关闭所述飞行器的工作电源。

需要说明的是，该电源控制模块15连接飞行器，用于控制飞行器的工作电源。当飞行器与禁飞区域之间的距离小于第一预设值时，表示飞行器接近禁飞区域，而此时如果飞行速度大于第二预设值，则表示飞行器速度过快来不及返航，必须在禁飞区域边缘做坠机处理，此时，可以通过电源控制模块15关闭飞行器的工作电源，使飞行器失去能量而坠机，避免闯入禁飞区域而带来严重后果。举例来说，电源控制模块15在同时满足两个条件(1、距离小于第一预设2、飞行速度大于第二预设值)时，关闭飞行器工作电源，可以采用现有的与或非门电路实现。

在上述实施例的基础上，所述状态调整模块13还用于当所述飞行器的飞行速度大于第三预设值时，降低所述飞行器的飞行速度。需要说明的是，当飞行器飞行速度大于第三预设值，表示飞行器出现了超速现象，则可以进行减速处理，直到达到既定的速度。其中，可以通过现有的比较电路，判断飞行器的飞行速度是否大于第三预设值。

举例来说，当飞行器的飞行状态出现异常时，可以通过如图5所示的处理流程处理异常事件。具体的，接近禁飞区域处理事件和超速处理事件，其中，接近禁飞区域处理事件的优先级要高于超速处理事件，一旦飞行器距离禁飞区域的距离接近设定的距离，必须立即执行返航操作，如因速度过快来不及返航，必须在禁飞区边缘做坠机处理(即断开飞行器的工作电源)，避免闯入禁飞区带来严重的后果。具体的工作流程为：进入异常事件处理后，首先判断是否接近禁飞区域，如果是接近禁飞区域，进入返航处理事件，然后判断是否返航成功，如果不成功，通过电源控制模块15切断飞行器的工作电源，飞行器因失去能源进行坠机处理，如果返航成功，就再次获取飞行器的飞行状态信息；如果飞行器没有接近禁飞区域，就进入超速处理事件，进行降速；在进行降速的过程中，判断是否接近禁飞区域，若接近，进入返航处理事件；如果速度达到既定速度，就再次获取飞行器的飞行状态信息，如果速度没有达到既定速度，就再次进入超速处理，直到达到既定速度。

在上述实施例的基础上，如图3所示，本实用新型实施例提供的飞行器辅助驾驶装置还包括：电源转换模块16，所述电源转换模块16连接所述飞行器辅助驾驶装置中的其他各个模块；所述电源转换模块16用于为所述飞行器辅助驾驶装置中的其他各个模块供电。具体的，电源转换模块16与飞行器辅助驾驶装置中的其他各模块相连，可以将外部供电电源转换为不同的电压等级，例如，把外部电源转换成3.3V电压为微处理器14、电源控制模块15和状态调整模块13供电，把外部电源转换成5V电压为GPS模块111、GPRS模块以及辅助传感模块112供电。

优选的，如图3所示，所述飞行器辅助驾驶装置还包括：微处理器14，所述微处理器14连接所述飞行器辅助驾驶装置中的各个模块；所述电源转换模块16通过所述微处理器14为所述飞行器辅助驾驶装置中的各个模块供电，例如包括：通信模块12、状态采集模块11、状态调整模块13、电源控制模块15等。

其中，如图3所示，所述微处理器14分别连接所述通信模块12、状态采集模块11和状态调整模块13；所述微处理器14通过所述通信模块12将所述状态采集模块11采集的飞行状态信息发送至所述监控设备2；所述微处理器14通过所述通信模块12将所述监控设备2计算得到的所述距离发送至所述状态调整模块13。

需要说明的是，在本实用新型实施例中如果涉及到计算机程序及相应的方法均是直接应用了现有的比较成熟的方法实现，不涉及计算机程序等方法的改进，例如本实用新型实施例中可能涉及到的距离计算等方法均能通过现有的方法实现。

最后需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本实用新型公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。