一种无人飞行器的电量预警方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池领域，特别是涉及一种应用于无人飞行器上电池电量提示及控制领域。
【背景技术】
[0002]小型电动无人飞行器比较适合在目视范围内进行航空拍摄、娱乐飞行、监视侦察等任务，具有广阔的民用和军事前景。在实际使用飞行时，由于无人飞行器电池电量一直处于持续消耗状态，而在将飞行器飞出一定距离、高度后，可能发生剩余电量不足以支持飞行器飞回返航点并降落，这就会造成安全隐患，甚至可能会造成无人飞行器空中坠落。
[0003]现有的措施为设置无人飞行器电池安全电压，在达到安全电压时报警并执行强制自动返航或强制降落。但在设置电池安全电压时，需要预估飞行器工作压降，这样的值很难准确；而且随着电池的循环充放使用，电池性能会有正常损耗，也会导致电池安全电压的变化；电池的性能随着环境温度的变化也会产生变化，所以在环境温度发生剧烈变化时，电池的安全电压会有比较大的变化；最重要的是，由于每次飞行的距离和高度不尽相同，所设置的安全电压在飞行器的某次距离较远或高度较高的飞行时，可能并不足以支持飞行器安全返航降落，就会造成安全隐患。所以，不能单纯的依靠固定设置的安全电压值来保证飞行器的安全，该安全电压值必须与电池当前性能曲线、无人飞行器相对返航点位置信息、环境温度等状态量相关变化，才能保证无人飞行器既具有足够的电能返航降落，又不剩余过多的未使用电能，最大化安全飞行时间。
[0004]专利号为CN201310611996.5，名称为《一种航天器锂离子蓄电池组荷电状态确定方法》的专利公开了一种航天器电池荷电的确定方法，其通过获取地面试验时的电压与容量关系表，以及在轨状态时确定电池的当前容量，并根据当前电池的电流与温度得到电池当前时刻的电流系统和温度系统，计算出当前电池电量，最后根据当前容量、放电电量和额定容量确定电池的荷电状态。虽然此专利公开了确定航天器电池荷电状态的方法，但仍然存在以上所述的飞行器不能安全返航降落的安全隐患。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:提供一种无人飞行器的电量预警方法，用于解决现有无人飞行器可能无法安全返航降落的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0007]一种无人飞行器的电量预警方法，包括以下步骤:
[0008]通过卫星定位装置获取无人飞行器的返航降落点信息并记录；
[0009]获取无人飞行器当前位置信息，计算出无人飞行器当前位置距返航降落点的水平距离和垂直高度差；
[0010]获取无人飞行器电池当前状态信息，结合电池性能曲线计算出无人飞行器剩余电量以预设速度飞行的最大水平距离和最大爬升或下降高度；
[0011]根据所述无人飞行器当前位置距返航降落点的水平距离、垂直高度差以及无人飞行器剩余电量以预设速度飞行的最大水平距离和最大爬或下降高度，判断无人飞行器电量是否达到安全返航的最低临界点；
[0012]若是，则控制无人飞行器返航。
[0013]本发明采用的另一种技术方案为:
[0014]一种无人飞行器的电量预警装置，包括返航降落点记录模块、位置信息获取模块、电池信息获取模块和判断模块；
[0015]所述返航降落点记录模块用于通过卫星定位装置获取无人飞行器的返航降落点信息并记录；
[0016]所述位置信息获取模块用于获取无人飞行器当前位置信息，计算出无人飞行器当前位置距返航降落点的水平距离和垂直高度差；
[0017]所述电池信息获取模块用于获取无人飞行器电池当前状态信息，结合电池性能曲线计算出无人飞行器剩余电量以预设速度飞行的最大水平距离和最大爬升或下降高度；
[0018]所述判断模块用于根据所述无人飞行器当前位置距返航降落点的水平距离、垂直高度差以及无人飞行器剩余电量以预设速度飞行的最大水平距离和最大爬或下降高度，判断无人飞行器电量是否达到安全返航的最低临界点；若是，则控制无人飞行器返航。
[0019]本发明的有益效果在于:区别于现有的无人飞行器通过设置固定的电池安全电压值来判断是否控制飞行器返航降落，存在着无法安全返航降落的隐患，本发明通过实时计算飞行器距返航降落点的水平距离和竖直高度差，以及当前电池电量能够飞行的水平距离和竖直方向高度，当飞行器电池电量达到安全返航的最低临界点时控制飞行器返航，从而有效保证无人飞行器能够安全返航，并且使飞行器的任务飞行时间最大化，提高飞行器的电池电量利用效率。
【附图说明】
[0020]图1为本发明无人飞行器的电量预警方法的流程图；
[0021]图2为本发明无人飞行器的电量预警装置的功能框图；
[0022]图3为本发明实施方式电动无人飞行器的电量智能预警方法流程图；
[0023]图4为本发明实施方式电动无人飞行器的电量智能预警装置结构示意图；
[0024]图5为发明优选实施例提供的一种在飞行操控界面无人飞行器未起飞状态下的电池电量示意图，图示中的电池电量为100%，由屏幕中央上部的蓝色环形灯显示。
[0025]标号说明:
[0026]10、返航降落点记录模块；20、位置信息获取模块；30、判断模块；
[0027]40、电池信息获取模块。
【具体实施方式】
[0028]为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0029]本发明最关键的构思在于:实时计算无人飞行器与返航降落点的水平距离和竖直高度差，以及电池电量以预设速度飞行的最大水平距离和爬升或下载的高度差，当飞行器电池电量达到安全返航的最低临界点时控制飞行器返航，不仅保证飞行器安全返航，且提高电池利用效率。
[0030]请参照图1，一种无人飞行器的电量预警方法，包括以下步骤:
[0031]S1、通过卫星定位装置获取无人飞行器的返航降落点信息并记录；
[0032]S2、获取无人飞行器当前位置信息，计算出无人飞行器当前位置距返航降落点的水平距离和垂直高度差；
[0033]S3、获取无人飞行器电池当前状态信息，结合电池性能曲线计算出无人飞行器剩余电量以预设速度飞行的最大水平距离和最大爬或下降高度；
[0034]S4、根据所述无人飞行器当前位置距返航降落点的水平距离、垂直高度差以及无人飞行器剩余电量以预设速度飞行的最大水平距离和最大爬升或下降高度，判断无人飞行器电量是否达到安全返航的最低临界点；
[0035]S5、若是，则控制无人飞行器返航。
[0036]从上述描述可知，本发明的有益效果在于:本方法记录无人飞行器的返航降落点，并将无人飞行器距降落点的距离分解成水平方向的距离和竖直方向上的高度差，以及实时获取无人飞行器电池的当前状态信息，将电池状态信息换算成以预设速度飞行的最大水平距离和最大爬升高度或下降高度，通过实时比较无人飞行器距离降落点的水平方向距离、竖直方向高度差与电池所能够飞行的最大水平距离和最大爬升高度或下降高度来判断无人飞行器电量是否已到达安全返航的最低临界点，从而大大提高了判断的精确度，有效保证无人飞行器安全返航降落；同时，通过本方法使无人飞行器的任务飞行时间最大化，有效提高无人飞行器电池电量的利用效率。
[0037]进一步的，所述控制无人飞行器返航具体包括:无人飞行器自动飞向返航点并降落，遥控器黄灯警示闪烁，遥控器显示屏全屏半透明红色闪烁并显示飞行器实时位置。
[0038]由上述描述可知，本方法不仅能自动控制无人飞行器安全返航降落，还可以及时提醒操作者无人飞行器的位置信息，从而进一步保证了无人飞行器安全返航。
[0039]进一步的，在所述判断无人飞行器电量是否达到安全返航的最低临界点时还包括:在遥控器显示屏上实时显示剩余飞行时间，或显示以当前飞行速度飞行的剩余距离，或显示以当前爬升或下降速度飞行的剩余爬升或下降高度。
[0040]由上述描述可知，本方法在强制返航时在遥控器上显示剩余飞行距离、剩余飞行时间，便于操作者根据实时情况进行相应的返航控制，以达到安全返航的目的。
[0041]进一步的，所述无人飞行器电池当前状态信息包括:无人飞行器电池的当前电压值、输出电流值、温度值，其中温度值用于计算时的温度补偿。
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