一種基于arm和mems的無人機下墜監測裝置及方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及ARM微處理器以及MEMS測量技術，具體涉及一種ARM處理器和基于慣性器件的無人機下墜監測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]無人機在空中飛行時，會受到各種因素的影響。當無人機由于某些原因發生失控墜落時，無論對無人機本身還是地面都有可能造成傷害。因此，對無人機進行實時的失控下墜的監測是非常必要的。當無人機發生下墜時，操作人員或無人機系統自動采取必要的應對措施。目前，針對無人機墜落監測的系統主要是通過OSD圖像疊加的方式，但在實際的操作過程中，操作人員不可能每時每刻都在注視屏幕，當無人機發生墜機時，速度將非常快，有可能在稍不留神之際無人機已經墜毀，所以在響應速度上要有重大改進。本發明旨在于對無人機進行實時的失控下墜監測，利用MEMS技術有效的檢測無人機狀態，在響應速度上做出重大改進。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種利用慣性器件對無人機的下墜狀態進行檢測，從而適合所有無人機的安全狀態監測的基于ARM和MEMS的無人機下墜監測裝置及方法。
[0004]本發明是通過以下技術方案來實現的:一種基于ARM和MEMS的無人機下墜監測裝置，包括安裝于無人機上的監測裝置，所述監測裝置包括一 ARM處理器和MEMS慣性器件，所述MEMS慣性器件的輸出端與ARM處理器的輸入端連接，所述ARM處理器的輸出端連接一執行模塊，所述執行模塊的輸出端接有一緩沖器，所述ARM處理器和MEMS慣性器件、緩沖器均由電源模塊供電。
[0005]作為優選的技術方案，所述ARM處理器還接有一蜂鳴器和JTAG接口。
[0006]作為優選的技術方案，所述緩沖器為降落傘。
[0007]—種基于ARM和MEMS的無人機下墜監測方法，具體包括以下幾個具體步驟:
[0008]步驟一:無人機初始狀態檢測、
[0009]首先是對MEMS慣性器件的初始化，使它能正常工作，然后利用MEMS慣性器件對無人機飛行時的初始狀態進行檢測，得到無人機的正常時的狀態數據，并記錄；
[0010]步驟二:MEMS慣性器件的實時檢測、
[0011]當整個初始化工作完成即可進入實時的檢測，MEMS的數據不斷刷新，這些數據均送往ARM處理器進行處理，完成必要的運算；
[0012]步驟三:對無人機狀態判斷、
[0013]ARM微處理器處理完MEMS慣性器件的數據后，對當前無人機的加速度狀態就已經有了了解，此時可以開始判斷無人機的安全狀態，當加速度超出閾值范圍立刻進行危險處理，如發送危險信號；
[0014]步驟四:危險處理、
[0015]當無人機發生下墜危險時，通過第三步的檢測已經可以及時的判斷出來，這時需要做進一步的危險處理，此時蜂鳴器發出警報聲，如發送危險信號，然后利用執行模塊使降落傘打開，起到一個減速的作用，從而保護無人機及地面人員的安全。
[0016]MEMS慣性器件直接安裝在無人機上，MEMS慣性器件實時獲取無人機的加速度數據，然后送入ARM處理器進行處理，轉換成真正的加速度值。因為無人機在正常飛行時，其本身加速度在一定的閾值內，當無人機發生下墜時，其加速度發生明顯改變，利用無人機本身加速度或重力加速度的這種突變，就可以對無人機狀態進行判斷。
[0017]本發明的有益效果是:本發明利用MEMS慣性器件的慣性檢測功能獲取無人機加速度數據，通過ARM的高速處理能力對無人機數據進行處理，有效判斷無人機失控下墜狀態，有效保護無人機及地面人員的安全，降低損失成本。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發明的系統框圖；
[0020]圖2為本發明的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0021]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0022]本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0023]如圖1和圖2所示，本發明的一種基于ARM和MEMS的無人機下墜監測裝置，包括安裝于無人機上的監測裝置，所述監測裝置包括一 ARM處理器和MEMS慣性器件，所述MEMS慣性器件的輸出端與ARM處理器的輸入端連接，所述ARM處理器的輸出端連接一執行模塊，所述執行模塊的輸出端接有一緩沖器，所述ARM處理器和MEMS慣性器件、緩沖器均由電源模塊供電；ARM處理器還接有一蜂鳴器和JTAG接口。
[0024]其中，緩沖器為降落傘，當收到執行模塊發出的執行信號后，降落傘自動打開，為無人機做一個緩沖動作，降低下降速度。
[0025]工作原理:MEMS慣性器件直接安裝在無人機上，MEMS慣性器件實時獲取無人機的加速度數據，然后送入ARM處理器進行處理，轉換成真正的加速度值。因為無人機在正常飛行時，其本身加速度在一定的閾值內，當無人機發生下墜時，其加速度發生明顯改變，利用無人機本身加速度或重力加速度的這種突變，就可以對無人機狀態進行判斷。
[0026]具體操作步驟:
[0027]步驟一:無人機初始狀態檢測、
[0028]首先是對MEMS慣性器件的初始化，使它能正常工作，然后利用MEMS慣性器件對無人機飛行時的初始狀態進行檢測，得到無人機的正常時的狀態數據，并記錄；
[0029]步驟二:MEMS慣性器件的實時檢測、
[0030]當整個初始化工作完成即可進入實時的檢測，MEMS慣性器件的數據不斷刷新，這些數據均送往ARM處理器進行處理，完成必要的運算；
[0031]步驟三:對無人機狀態判斷、
[0032]ARM微處理器處理完MEMS慣性器件的數據后，對當前無人機的加速度狀態就已經有了了解，此時可以開始判斷無人機的安全狀態，當加速度超出閾值范圍立刻進行危險處理，如發送危險信號；
[0033]步驟四:危險處理、
[0034]當無人機發生下墜危險時，通過第三步的檢測已經可以及時的判斷出來，這時需要做進一步的危險處理，此時蜂鳴器發出警報聲，如發送危險信號，然后利用執行模塊使降落傘打開，起到一個減速的作用，從而保護無人機及地面人員的安全。
[0035]從圖1可知，MEMS器件不停獲取無人機加速度數據，這些數據送入ARM處理器進行處理，得到目前無人機的一個真實加速度值，通過與閾值的比較來判斷無人機是否處于失控下墜狀態。當無人機處于墜機狀態時發出必要的觸發信號，以便做相應處理。
[0036]本發明的有益效果是:本發明利用MEMS慣性器件的慣性檢測功能獲取無人機加速度數據，通過ARM的高速處理能力對無人機數據進行處理，有效判斷無人機失控下墜狀態，有效保護無人機及地面人員的安全，降低損失成本。
[0037]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種基于ARM和MEMS的無人機下墜監測裝置，其特征在于:包括安裝于無人機上的監測裝置，所述監測裝置包括一 ARM處理器和MEMS慣性器件，所述MEMS慣性器件的輸出端與ARM處理器的輸入端連接，所述ARM處理器的輸出端連接一執行模塊，所述執行模塊的輸出端接有一緩沖器，所述ARM處理器和MEMS慣性器件、緩沖器均由電源模塊供電。2.根據權利要求1所述的基于ARM和MEMS的無人機下墜監測裝置，其特征在于:所述ARM處理器還接有一蜂鳴器和JTAG接口。3.根據權利要求1所述的基于ARM和MEMS的無人機下墜監測裝置，其特征在于:所述緩沖器為降落傘。4.一種基于ARM和MEMS的無人機下墜監測方法，其特征在于，具體包括以下幾個具體步驟: 步驟一:無人機初始狀態檢測、 首先是對MEMS慣性器件的初始化，使它能正常工作，然后利用MEMS慣性器件對無人機飛行時的初始狀態進行檢測，得到無人機的正常時的狀態數據，并記錄； 步驟二:MEMS慣性器件的實時檢測、 當整個初始化工作完成即可進入實時的檢測，MEMS的數據不斷刷新，這些數據均送往ARM處理器進行處理，完成必要的運算； 步驟三:對無人機狀態判斷、 ARM微處理器處理完MEMS慣性器件的數據后，對當前無人機的加速度狀態就已經有了了解，此時可以開始判斷無人機的安全狀態，當加速度超出閾值范圍立刻進行危險處理，如發送危險信號； 步驟四:危險處理、 當無人機發生下墜危險時，通過第三步的檢測已經可以及時的判斷出來，這時需要做進一步的危險處理，此時蜂鳴器發出警報聲，如發送危險信號，然后利用執行模塊使降落傘打開，起到一個減速的作用，從而保護無人機及地面人員的安全。
【專利摘要】本發明公開了一種基于ARM和MEMS的無人機下墜監測裝置及方法，包括安裝于無人機上的監測裝置，所述監測裝置包括一ARM處理器和MEMS慣性器件，所述MEMS慣性器件的輸出端與ARM處理器的輸入端連接，所述ARM處理器的輸出端連接一執行模塊，所述執行模塊的輸出端接有一緩沖器，所述ARM處理器和MEMS慣性器件、緩沖器均由電源模塊供電；本發明利用MEMS慣性器件的慣性檢測功能獲取無人機加速度數據，通過ARM的高速處理能力對無人機數據進行處理，有效判斷無人機失控下墜狀態，有效保護無人機及地面人員的安全，降低損失成本。
【IPC分類】G05B19/048
【公開號】CN105182875
【申請號】CN201510579507
【發明人】盧致輝, 王威, 李 浩
【申請人】盧致輝
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月11日