本發(fā)明涉及無人飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

多旋翼無人飛行器在航拍領(lǐng)域的應(yīng)用成熟，反向推動了多旋翼無人飛行器的發(fā)展，并推動了相關(guān)技術(shù)的進步。由此可見，成熟的應(yīng)用和需求，才能夠迅速推動技術(shù)的進步。以多旋翼式飛行器為代表的無人飛行器，由于其可以懸停、飛行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，控制相對來說安全等因素，得到了長足的發(fā)展。尤其是在航拍、測繪、巡線、安防等眾多領(lǐng)域，無人飛行器已經(jīng)得到廣泛認同。

但是上述無人飛行器的發(fā)展過程中也仍然存在很多問題需要解決。一個典型的需求就是，由于畢竟不同于地面上活動的車輛，飛行設(shè)備在空中飛行的控制難度更高，所以其飛行控制的學(xué)習過程更加冗長和復(fù)雜。并且，即使是有一定經(jīng)驗的、經(jīng)過訓(xùn)練的飛手，也難免因為突發(fā)狀況而導(dǎo)致飛行事故。此時，即使周邊存在有經(jīng)驗的指導(dǎo)者，也難以代替該正在控制中的飛手，對事故實施挽救。因此，存在一種需求，就是能夠允許初學(xué)者或者訓(xùn)練者自由的完成對無人飛行器的控制的同時，也能夠允許一個管理者，通過第三方手段，隨時能夠自如的介入對飛行器的控制，在緊急事態(tài)發(fā)生時，能夠有效的利用管理者的豐富經(jīng)驗來避免發(fā)生嚴重后果。

現(xiàn)有技術(shù)中也存在通過多個相同或者不同的用戶終端來對同一臺無人飛行器進行飛行管理和飛行控制的方案，但是現(xiàn)有技術(shù)主要集中在兩個方向上。其一，將同一臺無人飛行器上的彼此之間具有較強獨立性的功能分解開來，由不同的用戶終端和不同的用戶來控制；其二，多個相同或者不同的用戶終端，采用分時或者分頻的方式與無人飛行器進行連接，同一個時間和/或同一個頻率上只有一個用戶終端與無人飛行器通信，但是一旦該用戶終端斷開，則由另一用戶終端補上。

上述兩種技術(shù)發(fā)展的方向，也主要是分別解決不同的技術(shù)問題。前者是因為有些專業(yè)級、高強度、高難度的無人飛行器控制過程，僅由一個用戶來控制，不確定性太高，此時將該飛行器的彼此能夠獨立的功能分解到由不同的用戶終端來獨立控制，多個用戶終端由多個用戶控制，協(xié)同完成同一飛行任務(wù)，能夠有助于這些控制者集中精力控制其所屬部分的功能。而后者則是出于備份機考慮的思路，當某臺用戶終端因為故障或者因為距離的問題導(dǎo)致與無人飛行器之間的控制連接中斷時，此時有準備的備用控制終端能夠及時接入，避免無人飛行器失聯(lián)，并且在有些情況下，還能實現(xiàn)在地域上對無人飛行器的接力控制。

然而，現(xiàn)有技術(shù)沒有關(guān)注到的一個問題是，其實在將完整的無人飛行器控制權(quán)限交付一個用戶所控制的用戶終端的時候，還存在對該控制權(quán)限進行監(jiān)管的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)及其控制方法，能夠在無人飛行器出現(xiàn)危及安全的狀況時，由有經(jīng)驗的用戶及時操控副控制端來接管無人飛行器的飛行，保障行人及無人飛行器的安全。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)，包括無人飛行器，主控制終端和至少一個副控制終端；所述無人飛行器包括信號接收模塊和控制器；所述信號接收模塊分別與主控制終端和副控制終端通訊連接，用于接收主控制端和副控制端發(fā)來的控制信號。

進一步的，所述控制信號包括用于遙控無人飛行器飛行動作的飛控信號，和/或用于遙控無人飛行器輔助設(shè)備的輔控信號。

進一步的，所述副控制端發(fā)送的飛控信號的優(yōu)先級高于主控制端；所述主控制端發(fā)送的輔控信號的優(yōu)先級高于副控制端。

進一步的，還包括與無人飛行器通訊連接的判斷模塊；所述判斷模塊用于判斷主控制信號和副控制信號及其優(yōu)先級。

進一步的，所述判斷模塊包括通過競合規(guī)則判斷控制信號優(yōu)先級的決策單元；

進一步的，所述無人飛行器的控制器接收優(yōu)先級高的控制信號，并屏蔽優(yōu)先級低的控制信號。

進一步的，所述副控制終端包括與無人飛行器控制系統(tǒng)通信連接的服務(wù)器，移動終端和/或地面站。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)操作方法，包括以下步驟：

主控制終端和副控制終端分別與無人飛行器通訊連接；

判斷模塊根據(jù)輸入指令進行決策；

依據(jù)決策，主控制終端或副控制終端遙控無人飛行器飛行。

進一步的，所述步驟判斷模塊根據(jù)輸入指令進行決策的步驟，具體為：判斷模塊區(qū)分輸入指令為主控信號或副控信號并判定其優(yōu)先級；所述判斷模塊包括通過競合規(guī)則進行決策。

進一步的，所述步驟依據(jù)決策，主控制終端或副控制終端遙控無人飛行器飛行的步驟，具體為：根據(jù)決策結(jié)果，控制信號優(yōu)先級高的主控制端或副控制端遙控無人飛行器飛行。

本發(fā)明公開了一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)及其控制方法，通過設(shè)置副控制端，來監(jiān)管無人飛行器的飛行；主控制端和副控制端均與無人飛行器通訊連接，當主控制端遙控無人飛行器出現(xiàn)危險狀況時，副控制端及時接管無人飛行器的遙控權(quán)限，由有經(jīng)驗的用戶通過副控制終端遙控無人飛行器的飛行，保障行人及無人飛行器的安全。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠使得本發(fā)明的技術(shù)手段更加清楚明白，達到本領(lǐng)域技術(shù)人員可依照說明書的內(nèi)容予以實施的程度，并且為了能夠讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，下面以本發(fā)明的具體實施方式進行舉例說明。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選的具體實施方式中的詳細描述，本發(fā)明各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。說明書附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。而且在整個附圖中，用相同的附圖標記表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例一的無人飛行器主副控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例二的無人飛行器緊急監(jiān)管設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例三的無人飛行器主副控制系統(tǒng)控制方法流程圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的具體實施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的具體實施例，然而應(yīng)當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

需要說明的是，在說明書及權(quán)利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可以理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名詞的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當中所提及的“包含”或“包括”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。說明書后續(xù)描述為實施本發(fā)明的較佳實施方式，然所述描述乃以說明書的一般原則為目的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護范圍當視所附權(quán)利要求所界定者為準。

為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個具體實施例為例做進一步的解釋說明，且各個附圖并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。

無人飛行器簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV(unmanned aerial vehicle)”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。從技術(shù)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、無人傘翼機等。近年來，隨著傳感器工藝的提高、微處理器技術(shù)的進步、動力裝置的改善以及電池續(xù)航能力的增加，使其在軍事、民用方面的用途不斷高速拓展，無人飛行器市場具有廣闊前景。

本發(fā)明實施例中優(yōu)選的無人飛行器為多旋翼無人飛行器(或稱為多旋翼飛行器)，可以是四旋翼、六旋翼及旋翼數(shù)量大于六的無人飛行器。

本發(fā)明技術(shù)方案采用的無人飛行器主要是指小、微型多旋翼無人飛行器，這種無人飛行器體積小、成本低、飛行穩(wěn)定性較好，飛行成本低等。本發(fā)明使用的飛行器，典型的以四軸多旋翼飛行器為代表。

隨著無人飛行器的技術(shù)發(fā)展和需求演化，智能性提升。無人飛行器愈來愈接近于一個讓單用戶完成，并且能夠?qū)崿F(xiàn)傻瓜化操作的智能設(shè)備。此時，單用戶控制終端對應(yīng)一臺無人飛行器的控制系統(tǒng)格局，基本形成。然而，一個新用戶在頭幾次接觸無人飛行器操控時，是最容易出現(xiàn)各種操控問題的時候，而與地面上活動，較為安全的其他智能設(shè)備不同，空中的無人飛行器一旦操控不當，極易誘發(fā)墜機事故，也就是俗稱的炸機。所以存在一種需求，就是在單用戶操控無人飛行器的基礎(chǔ)上，同時搭建一套與該無人飛行器通信連接的副操控系統(tǒng)。這樣，當單用戶正?？刂圃摕o人機的時候，副操控系統(tǒng)完全不影響用戶體驗，一旦出現(xiàn)危險情況時，由有經(jīng)驗的用戶通過副操控系統(tǒng)來接管對無人飛行器的控制，完成控制救急，能夠最大程度上的避免用戶的損失，更重要的是能夠盡可能的規(guī)避安全事故的發(fā)生。

實施例一、一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)。

圖1為本發(fā)明實施例一的無人飛行器主副控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實施例將結(jié)合圖1進行具體說明。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)，包括無人飛行器101，主控制終端102和至少一個副控制終端103；所述無人飛行器101包括數(shù)據(jù)接收器105和控制器104；所述數(shù)據(jù)接收器105分別與主控制終端102和副控制終端103通訊連接，用于接收主控制終端102和副控制終端103分別發(fā)來的控制信號；所述無人飛行器的控制器104接收優(yōu)先級高的控制信號，并屏蔽優(yōu)先級低的控制信號。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述無人飛行器101包括分別與數(shù)據(jù)接收器105和控制器104電連接的判斷模塊106，用于區(qū)分和判斷主控制信號和副控制信號及其優(yōu)先級。所述判斷模塊106還可以設(shè)置在主控制終端102或副控制終端103上，與無人飛行器的控制器無線通訊連接，這樣降低了無人飛行器控制器對于多余數(shù)據(jù)處理的壓力和能量消耗，提高無人飛行器的響應(yīng)速度。為了盡可能的避免打擾主控制終端102的控制體驗，對于副控制終端103與主控制終端102之間同時產(chǎn)生了輸入指令的情況下，對于不同情況的控制功能，判斷模塊106對于輸入的控制指令設(shè)置了不同的優(yōu)先級別。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述控制信號包括用于遙控無人飛行器飛行動作的飛控信號，和/或用于遙控無人飛行器輔助設(shè)備的輔控信號。對于影響到無人飛行器101飛行安全的，飛行軌跡控制指令等飛控信號，必然是副控制終端103擁有較高的優(yōu)先級別；對于不影響無人飛行器101飛行安全的，附帶設(shè)備控制指令等輔控信號，可以讓主控制終端102具有較高優(yōu)先級。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述判斷模塊包括通過競合規(guī)則判斷控制信號優(yōu)先級的決策單元；對于可能影響到無人飛行器101飛行安全的控制指令，比如無人飛行器101在空中懸停狀態(tài)下的，繞自身Z軸旋轉(zhuǎn)的控制指令，可以設(shè)置為主控制終端102和副控制終端103彼此競合的優(yōu)先級；典型的競合優(yōu)先級控制如下：在其中一個控制終端正?？刂茻o人飛行器101的過程中，對于另一控制終端的輸入時間低于2秒鐘的輸入指令，視為誤操作，無人飛行器101不響應(yīng)其指令；對于另一控制終端持續(xù)輸入時間超過2秒鐘的輸入指令，視為指令競合成功，將與該競合權(quán)限對應(yīng)的整組控制權(quán)限轉(zhuǎn)移給該另一控制終端。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述副控制終端103通過心跳模式與無人飛行器101通訊連接。當無人飛行器101工作時，主控制終端102與副控制終端103均與無人飛行器101保持通信連接，只是主控制終端102工作時，副控制終端103通過適當頻率(與主控制終端102同頻、分頻或者跳頻的方式，盡可能避免二者之間的干擾)的心跳模式保持與無人飛行器101的通信，但是并不影響主控制終端102的正常工作。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述副控制終端103設(shè)有心跳頻率調(diào)節(jié)模塊107。副控制終端103與無人飛行器101的心跳模式連接的頻率是可調(diào)的，在低速飛行、低空飛行的情況下，由于無人飛行器101可能出現(xiàn)緊急情況的幾率較低，此時副控制終端103與無人飛行器101的心跳模式連接頻率可以設(shè)置的較低，比如1次/秒。當無人飛行器101處于高風險概率的飛行模式下，比如高速、高空、特定地域范圍內(nèi)等情況時，此時可提高心跳模式連接頻率，比如提高到10次/秒等。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，副控制終端103既可以是擁有與主控制終端102基本相同的控制模式，比如能夠獨立的通過副控制終端103來完成對無人飛行器101的全部控制功能。但是，副控制終端103也可以僅保留部分與緊急飛行控制相關(guān)的控制功能。比如：副控制終端103可僅具備對無人飛行器101的飛行動作進行控制的功能，而不需要配備對無人飛行器101上搭載的附帶設(shè)備的控制功能，以航拍無人機為例，副控制終端103可以僅具備控制無人飛行器101飛行的功能，而不具備對航拍設(shè)備進行控制的功能。這樣的設(shè)計是出于副控制終端103的核心需求而考慮的，副控制終端103主要是為了搶險救急使用，所以為了節(jié)約系統(tǒng)功耗，可以簡化，僅保留與無人飛行器101的飛行控制直接相關(guān)的那部分功能。

在上述方案的基礎(chǔ)上，副控制終端103還可以僅具備飛行控制中與安全最相關(guān)的功能鍵，如副控制終端103僅保留了空中懸停鍵(對應(yīng)剎車功能)和/或快速降落功能和/或無頭控制模式(無頭模式下，飛行器以控制終端為原點飛行，不區(qū)分其機頭朝向，以便于操控者僅控制飛行器的飛行動作)。這樣的設(shè)計能夠進一步降低整個控制系統(tǒng)中，副控制終端103與無人飛行器101保持待機通信連接以及緊急通信連接時的功耗和控制響應(yīng)速度。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述副控制終端還可以是與無人飛行器控制系統(tǒng)通信連接的服務(wù)器，移動終端和/或地面站。本發(fā)明實施例所述的副控制終端的形式不限于與遙控終端一樣的控制端，還可以是在服務(wù)器，移動終端和/或地面站上，通過設(shè)置上述方案，即可形成本發(fā)明所述的副控制終端。

本發(fā)明實施例公開了一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)，通過設(shè)置至少一個副控制終端，在主控制終端遙控無人飛行器飛行出現(xiàn)危險狀況時，及時由副控制終端接管飛行權(quán)限，保障飛行安全。

實施例二、一種無人飛行器緊急監(jiān)管設(shè)備。

圖2為本發(fā)明實施例二的無人飛行器緊急監(jiān)管設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實施例將結(jié)合圖2進行具體說明。

一種無人飛行器緊急監(jiān)管設(shè)備，包括中央處理器202，信號發(fā)射器203和緊急接管按鍵204；所述信號發(fā)射器203與中央處理器202電連接，并向無人飛行器發(fā)射高權(quán)限的控制信號；所述緊急接管按鍵204與中央處理器202電連接。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述信號發(fā)射器203通過心跳模式與無人飛行器通訊連接。所述緊急監(jiān)管設(shè)備201還設(shè)有心跳頻率調(diào)節(jié)器205，其與中央處理器202電連接，并向信號發(fā)射器203發(fā)送調(diào)頻信號。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述緊急接管按鍵204包括用于遙控無人飛行器基本飛行動作的飛控按鍵。緊急監(jiān)管設(shè)備201一旦接到輸入指令，則即時享有高于主控制終端的操作權(quán)限，此時通過指令比較的方式或者是按照預(yù)先設(shè)置的優(yōu)先級別來對不同權(quán)限的指令實施屏蔽的方式，該無人飛行器的控制系統(tǒng)無論是否仍然保持對主副控制終端指令的同時接收，但是僅響應(yīng)緊急監(jiān)管設(shè)備201的輸入指令。

由于緊急監(jiān)管設(shè)備201的控制者一般是更有經(jīng)驗的用戶，所以借助上述可以隨時介入控制的機制能夠有效的避免使用主控制終端的控制者因為經(jīng)驗不足，或者緊急狀態(tài)下的控制失誤等原因所導(dǎo)致的炸機事件或者其他負面影響。

本發(fā)明實施例公開了一種無人飛行器緊急監(jiān)管設(shè)備，在無人飛行器出現(xiàn)危急狀況時，操控緊急監(jiān)管設(shè)備201可以及時接管控制權(quán)限，無人飛行器在收到緊急監(jiān)管設(shè)備201的控制信號后，及時屏蔽主控制終端控制信號的響應(yīng)，僅響應(yīng)緊急監(jiān)管設(shè)備201的控制信號，及時避免危險狀況的發(fā)生，保障安全。

實施例三、一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)控制方法。

圖三為本發(fā)明實施例三的無人飛行器主副控制系統(tǒng)控制方法流程圖，本發(fā)明實施例將結(jié)合圖3進行具體說明。

如圖3所示，本發(fā)明實施例提供了一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)控制方法，具體包括以下步驟：

步驟S301：主控制終端和副控制終端分別與無人飛行器通訊連接；

步驟S302：判斷模塊根據(jù)輸入指令進行決策；

步驟S303：依據(jù)決策，主控制終端或副控制終端遙控無人飛行器飛行。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述步驟主控制終端和副控制終端分別與無人飛行器通訊連接，具體為：主控制終端與無人飛行器無線通訊連接；副控制終端通過與主控制終端同頻、分頻或跳頻的心跳模式與無人飛行器通訊連接。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述步驟無人飛行器的判斷模塊根據(jù)輸入指令進行決策的步驟，具體為：判斷模塊區(qū)分輸入指令為主控制終端或副控制終端發(fā)送的控制信號，并判定其優(yōu)先級權(quán)限；對于影響飛行安全的飛控信號，判斷模塊判定副控信號具有較高的優(yōu)先級；對于不影響飛行安全的，遙控附帶設(shè)備等輔控信號，判斷模塊判定主控制終端具有較高的優(yōu)先級；所述判斷模塊包括通過競合規(guī)則判斷控制信號優(yōu)先級的決策單元；典型的競合優(yōu)先級控制如下：在其中一個控制終端正常控制無人飛行器的過程中，對于另一控制終端的輸入時間低于2秒鐘的輸入指令，視為誤操作，無人飛行器不響應(yīng)其指令；對于另一控制終端持續(xù)輸入時間超過2秒鐘的輸入指令，視為指令競合成功，將與該競合權(quán)限對應(yīng)的整組控制權(quán)限轉(zhuǎn)移給該另一控制終端。

本發(fā)明實施例優(yōu)選的，所述步驟依據(jù)決策，主控制終端或副控制終端遙控無人飛行器飛行的步驟，具體為：根據(jù)決策結(jié)果，主控制終端或副控制終端發(fā)送的控制信號優(yōu)先級權(quán)限高的控制端遙控無人飛行器飛行。判斷模塊判定輸入指令為副控信號且其優(yōu)先級高，則副控制端遙控無人飛行器飛行；判斷模塊判定輸入指令為主控信號且其優(yōu)先級高，則主控制端遙控無人飛行器飛行。

本發(fā)明公開了一種無人飛行器主副控制系統(tǒng)及其控制方法，通過設(shè)置副控制端，來監(jiān)管無人飛行器的飛行；主控制端和副控制端均與無人飛行器通訊連接，當主控制端遙控無人飛行器出現(xiàn)危險狀況時，副控制端及時接管無人飛行器的遙控權(quán)限，由有經(jīng)驗的用戶通過副控制終端遙控無人飛行器的飛行，保障行人及無人飛行器的安全。

本發(fā)明實施例中其它內(nèi)容參見上述發(fā)明實施例中的內(nèi)容，在此不再贅述。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。