内外置双余度的无人机飞行控制系统

本公开涉及无人机，尤其涉及一种内外置双余度的无人机飞行控制系统。

背景技术：

1、在当前的无人机技术应用中，无人机飞行控制系统作为无人机的核心组件，对其性能、稳定性和安全性要求非常严格。相关技术中飞行控制系统在面临复杂数字化环境下，往往采用双余度的形式执行飞行控制任务。

2、双余度的飞行控制系统通常包含两个相同功能的子系统，以面对当其中一子系统出现故障时，切换至另一子系统能够继续进行飞行控制。但在切换过程中会产生一定的数据误差，使得飞行控制不精确。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种内外置双余度的无人机飞行控制系统。该系统包括：外置数据装置，用于采集和存储无人机的第一飞行数据；无人机飞行控制子系统，与外置数据装置通信连接，外置数据装置安装于无人机飞行控制子系统的外部，无人机飞行控制子系统包括：内置数据装置，用于采集和存储无人机的第二飞行数据；接口板，与内置数据装置通信连接，用于根据从外置数据子系统接收到的第一飞行数据的数据类型，对外置数据装置进行故障检测，得到外置数据装置的故障检测结果；在故障检测结果表征外置数据装置存在故障的情况下，将第一飞行数据和从内置数据装置接收到的第二飞行数据进行比对，从第二飞行数据中确定目标飞行数据；双余度主控板，与接口板通信连接，用于根据从接口板接收到的目标飞行数据对无人机进行控制，得到飞机控制输出结果。

2、根据本公开的实施例，其中，双余度主控板包括具有相同控制组件的第一主控板和第二主控板；接口板还用于根据从双余度主控板接收到的飞机控制输出结果的数据类型，对第一主控板和第二主控板进行故障检测，得到目标主控板。

3、根据本公开的实施例，其中，外置数据装置包括：外置数据采集子装置，用于采集无人机的第一飞行数据；外置数据记录仪，用于存储从外置数据采集仪接收到的第一飞行数据。

4、根据本公开的实施例，其中，内置数据装置包括：内置数据采集子装置，用于采集无人机的第二飞行数据；内置数据记录板，用于存储从内置数据采集仪接收到的第二飞行数据。

5、根据本公开的实施例，其中，接口板用于根据从外置数据采集仪接收到的第一飞行数据的数据类型，对外置数据采集子装置进行故障检测，得到外置数据采集子装置的故障检测结果；在故障检测结果表征外置数据采集子装置存在故障的情况下，将从外置数据记录仪接收到的第一飞行数据和从内置数据记录板接收到的第二飞行数据进行比对，得到目标飞行数据。

6、根据本公开的实施例，其中，内置数据记录板与双余度主控板通信连接，内置数据记录板还用于存储从双余度主控板接收到的飞机控制输出结果。

7、根据本公开的实施例，其中，第一飞行数据包括飞行姿态数据、导航数据和大气环境数据，外置数据采集子装置包括：外置惯导仪，外置惯导仪用于采集无人机的飞行姿态数据和导航数据；外置大气机，外置大气机用于采集无人机飞行的大气环境数据。

8、根据本公开的实施例，其中，内置数据采集子装置包括惯导板和大气测量板，惯导板与外置惯导仪具有相同惯导组件，大气测量板与外置大气机具有相同大气测量组件。

9、根据本公开的实施例，其中，飞行姿态数据包括无人机飞行的三轴加速度、三轴角速度和欧拉角，导航数据包括无人机飞行的位置和速度；惯导组件包括：加速度计，用于采集三轴加速度；陀螺计，用于采集三轴角速度；卫星板卡，用于采集位置和速度；外置惯导仪还用于根据三轴加速度和三轴角速度，确定与无人机的飞行姿态对应的欧拉角。

10、根据本公开的实施例，其中，大气环境数据包括无人机飞行的指示空速、真空速和气压高度；大气测量组件包括：空速计，用于采集指示空速和真空速；气压计，用于采集气压高度。

11、根据本公开提供的一种内外置双余度的无人机飞行控制系统，包括外置数据装置，用于采集和存储所述无人机的第一飞行数据。无人机飞行控制子系统，与外置数据装置通信连接，外置数据装置安装于所述无人机飞行控制子系统的外部，外置数据装置安装于无人机的机体上，可根据无人机结构特点自由布置，提高系统的灵活性。无人机飞行控制子系统包括：内置数据装置，用于采集和存储无人机的第二飞行数据；接口板，与内置数据装置通信连接，用于根据从外置数据子系统接收到的第一飞行数据的数据类型，对外置数据装置进行故障检测，得到外置数据装置的故障检测结果；在故障检测结果表征外置数据装置存在故障的情况下，将第一飞行数据和从内置数据装置接收到的第二飞行数据进行比对，从第二飞行数据中确定切换过程中缺失的目标飞行数据，降低在切换过程的数据误差。双余度主控板用于根据从接口板接收到的目标飞行数据对无人机进行控制，得到飞机控制输出结果，由于目标飞行数据误差低，使得飞行控制更精确。

技术特征：

1.一种内外置双余度的无人机飞行控制系统，包括：

2.根据权利要求1所述的内外置双余度的无人机飞行控制系统，其中，所述双余度主控板包括具有相同控制组件的第一主控板和第二主控板；所述接口板还用于根据从所述双余度主控板接收到的所述飞机控制输出结果的数据类型，对所述第一主控板和所述第二主控板进行故障检测，得到目标主控板。

3.根据权利要求1所述的内外置双余度的无人机飞行控制系统，其中，所述外置数据装置包括：

4.根据权利要求1所述的内外置双余度的无人机飞行控制系统，其中，所述内置数据装置包括：

5.根据权利要求4所述的内外置双余度的无人机飞行控制系统，其中，所述接口板用于根据从所述外置数据采集仪接收到的所述第一飞行数据的数据类型，对所述外置数据采集子装置进行故障检测，得到所述外置数据采集子装置的故障检测结果；在所述故障检测结果表征所述外置数据采集子装置存在故障的情况下，将从所述外置数据记录仪接收到的所述第一飞行数据和从所述内置数据记录板接收到的所述第二飞行数据进行比对，得到目标飞行数据。

6.根据权利要求4所述的内外置双余度的无人机飞行控制系统，其中，所述内置数据记录板与所述双余度主控板通信连接，所述内置数据记录板还用于存储从所述双余度主控板接收到的所述飞机控制输出结果。

7.根据权利要求2所述的内外置双余度的无人机飞行控制系统，其中，所述第一飞行数据包括飞行姿态数据、导航数据和大气环境数据，所述外置数据采集子装置包括：

8.根据权利要求7所述的内外置双余度的无人机飞行控制系统，其中，所述内置数据采集子装置包括惯导板和大气测量板，所述惯导板与所述外置惯导仪具有相同惯导组件，所述大气测量板与所述外置大气机具有相同大气测量组件。

9.根据权利要求8所述的内外置双余度的无人机飞行控制系统，其中，所述飞行姿态数据包括所述无人机飞行的三轴加速度、三轴角速度和欧拉角，所述导航数据包括所述无人机飞行的位置和速度；

10.根据权利要求8所述的内外置双余度的无人机飞行控制系统，其中，所述大气环境数据包括所述无人机飞行的指示空速、真空速和气压高度；

技术总结本公开提供了一种内外置双余度的无人机飞行控制系统，可以应用于无人机技术领域。该系统包括：外置数据装置，用于采集和存储无人机的第一飞行数据；无人机飞行控制子系统，与外置数据装置通信连接，无人机飞行控制子系统包括：内置数据装置，用于采集和存储无人机的第二飞行数据；接口板，用于根据从外置数据子系统接收到的第一飞行数据的数据类型，得到外置数据装置的故障检测结果；在故障检测结果表征外置数据装置存在故障的情况下，将第一飞行数据和从内置数据装置接收到的第二飞行数据进行比对，从第二飞行数据中确定目标飞行数据；双余度主控板，用于根据从接口板接收到的目标飞行数据对无人机进行控制，得到飞机控制输出结果。技术研发人员：陈万里,蒙文跃,张柏华,李珂,郭一凡受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/23