帶有緊急制動裝置的多旋翼無人飛行器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于航空領域，特別是涉及一種帶有緊急制動裝置的多旋翼無人飛行器。
【背景技術】
[0002]多旋翼無人飛行器是一種由無線電遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。它最早出現于20世紀20年代，當時是作為訓練用的靶機使用的。是一個許多國家用于描述最新一代無人駕駛飛機的術語。多旋翼無人飛行器用途廣泛，成本低，效費比好；無人員傷亡風險;生存能力強，機動性能好，使用方便。從技術角度定義可以分為:無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機這幾大類。多旋翼式飛行器由于起降靈活，空中可自由懸停，因此被廣泛應用于一些對于場地控制更為嚴格的場合。比如采用傳統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行準確飛行，從而實現巡查，是不現實的.
[0003]但是，如果利用多旋翼式飛行器對電塔進行巡視也存在一些問題，比如由于電塔附近電磁場強度高，容易因為各種不可預知的電磁干擾，導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，從而引發嚴重的電力事故。這種安全隱患導致了現在對于運用多旋翼式飛行器對電塔等類似設備實施巡檢的謹慎態度。
[0004]事實上，由于不可預知的信號干擾，導致無人飛行器失聯，并導致后續安全事故的報告并不鮮見。比如，有新聞報道，曾經有飛手控制無人飛行器在高壓電線附近完成飛行作業，由于突然產生的未知信號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，導致大面積的電力故障。所以，一方面，技術人員在不斷努力提升無人飛行器的飛行控制穩定性，同時，另一方面，有必要針對這種失聯情況下，無人飛行器的安全進行針對性的設計與保障。本申請實用新型人注意到，實際上，在可控狀態下，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離各種可能導致安全事故的因素，如電線、塔基等。真正的導致安全事故發生，往往是因為用戶本來控制飛行器在水平方向上正常飛行，并已經有了心理準備，如何通過轉向指令來繞開前方的障礙目標物體，但是突然因為信號干擾而失去了對飛行器的控制，此時飛行器基于原先的飛行慣性繼續沿著原軌跡飛行，用戶由于無法繼續控制飛行器改變方向，從而導致飛行器撞上了空中的障礙目標物體。
[0005]所以，實際上只要存在一種設計，能夠盡可能的降低飛行器在失聯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空中撞車事件的可能性。
[0006]專利文獻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，其特征在于:包括多旋翼無人飛行器和地面支持系統；多旋翼無人飛行器包含飛行器本體、機載飛行控制系統、機載任務系統和為全機電子設備供電的機載電源;飛行器本體由機身、固連于機身下方的起落架、多個以對稱方式分布并安裝于機身周邊的旋翼組件組成;機載飛行控制系統包含飛行導航與控制部件、輸電線路防碰撞預警與控制部件、遙控遙測數據鏈的機載端;機載任務系統包含減震吊艙、安裝于減震吊艙的影像采集設備、無線圖像傳輸鏈的機載端;機載飛行控制系統、機載任務系統和機載電源以內置或外掛方式固連于機身；地面支持系統包含遙控遙測數據鏈的地面端、飛行監控系統、無線圖像傳輸鏈的地面端和影像監控系統。該專利可以輸電線路防碰撞預警與控制部件的應用，可對飛行器實施快速的避障控制，從而有效提高線路巡檢的安全性。但無法處理因為控制信號失聯產生的飛行危險，特別是在高壓電磁場環境中，控制信號容易被干擾導致多旋翼無人飛行器的飛行危險。因此，特別需要對應的處理機制。
[0007]專利文獻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螺旋槳，所述多個螺旋槳分別被獨立受控的馬達所驅動，用于控制所述多旋翼無人飛行器的高度和速度，所述方法是用于實現以下過渡過程的方法從初始時刻的移動狀態(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;-過渡到最終時刻的懸停狀態(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)在初始時刻，獲取代表水平線速度分量、傾角和角速度的初始測量數據;b)設定初始時刻和最終時刻之間的制動時間值;c)基于步驟a)中獲取的初始測量數據和步驟b)中設定的制動時間，將預先確定的預測函數參數化，所述預先確定的預測函數對從初始時刻的速度開始到設定時間結束時的零速度為止的、因變于時間的水平線速度的最優化連續減小變化進行建模;d)產生用于回路(26-40)的設定值，用于控制多旋翼無人飛行器的馬達(34)，這些設定值對應于基于步驟c)中所參數化的預測函數的在給定時間的預先計算出的目標水平線速度;e)—旦達到懸停狀態，就啟動懸停飛行控制回路(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航模式切換到自動導航模式的過程中對多旋翼無人飛行器的速度進行調整使得在最短時間內懸停，但該專利不能處理控制信號失聯情況下的緊急制動處理，且其不能對其它的飛行狀態進行調整，而且該專利步驟較多不利于迅速及時處理突發的失聯狀況。
[0008]因此，在本領域中，急需解決以下技術問題:
[0009]1.在判斷丟失控制信號的情況下，及時轉入緊急制動模式，避免空間范圍內繼續發生移動。當判斷飛行器丟失控制信號的情況下，及時轉入緊急制動模式，判斷當前飛行姿態，并調用最合理的飛行策略，進行慣性的對沖，并轉入空中懸停模式。2.在緊急制動后的懸停模式下，臨時關閉GPS信號與控制信號，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，采用謹慎的策略，來嘗試接回控制信號。3.在持續失聯的狀態下，依據懸停模式，轉入安全降落模式，當始終無法接回控制信號的情況下，以懸停模式為基礎，結合對下方降落環境的偵測，轉入安全降落模式，慢慢降落到地面。
[0010]在【背景技術】部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本實用新型背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。
【實用新型內容】
[0011]本實用新型的目的是通過以下技術方案予以實現。
[0012]根據本實用新型的第一方面，帶有緊急制動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在所述多旋翼無人飛行器本體上的緊急制動裝