一種基于arm和mems的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及ARM微處理器以及MEMS測(cè)量技術(shù)，具體涉及一種ARM處理器和基于慣性器件的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機(jī)在空中飛行時(shí)，會(huì)受到各種因素的影響。當(dāng)無人機(jī)由于某些原因發(fā)生失控墜落時(shí)，無論對(duì)無人機(jī)本身還是地面都有可能造成傷害。因此，對(duì)無人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的失控下墜的監(jiān)測(cè)是非常必要的。當(dāng)無人機(jī)發(fā)生下墜時(shí)，操作人員或無人機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)采取必要的應(yīng)對(duì)措施。目前，針對(duì)無人機(jī)墜落監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)主要是通過OSD圖像疊加的方式，但在實(shí)際的操作過程中，操作人員不可能每時(shí)每刻都在注視屏幕，當(dāng)無人機(jī)發(fā)生墜機(jī)時(shí)，速度將非常快，有可能在稍不留神之際無人機(jī)已經(jīng)墜毀，所以在響應(yīng)速度上要有重大改進(jìn)。本發(fā)明旨在于對(duì)無人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的失控下墜監(jiān)測(cè)，利用MEMS技術(shù)有效的檢測(cè)無人機(jī)狀態(tài)，在響應(yīng)速度上做出重大改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用慣性器件對(duì)無人機(jī)的下墜狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，從而適合所有無人機(jī)的安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基于ARM和MEMS的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)裝置及方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種基于ARM和MEMS的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)裝置，包括安裝于無人機(jī)上的監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)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(zhí)行模塊，所述執(zhí)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(yōu)選的技術(shù)方案，所述ARM處理器還接有一蜂鳴器和JTAG接口。
[0006]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述緩沖器為降落傘。
[0007]—種基于ARM和MEMS的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)方法，具體包括以下幾個(gè)具體步驟:
[0008]步驟一:無人機(jī)初始狀態(tài)檢測(cè)、
[0009]首先是對(duì)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(duì)無人機(jī)飛行時(shí)的初始狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，得到無人機(jī)的正常時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并記錄；
[0010]步驟二:MEMS慣性器件的實(shí)時(shí)檢測(cè)、
[0011]當(dāng)整個(gè)初始化工作完成即可進(jìn)入實(shí)時(shí)的檢測(cè)，MEMS的數(shù)據(jù)不斷刷新，這些數(shù)據(jù)均送往ARM處理器進(jìn)行處理，完成必要的運(yùn)算；
[0012]步驟三:對(duì)無人機(jī)狀態(tài)判斷、
[0013]ARM微處理器處理完MEMS慣性器件的數(shù)據(jù)后，對(duì)當(dāng)前無人機(jī)的加速度狀態(tài)就已經(jīng)有了了解，此時(shí)可以開始判斷無人機(jī)的安全狀態(tài)，當(dāng)加速度超出閾值范圍立刻進(jìn)行危險(xiǎn)處理，如發(fā)送危險(xiǎn)信號(hào)；
[0014]步驟四:危險(xiǎn)處理、
[0015]當(dāng)無人機(jī)發(fā)生下墜危險(xiǎn)時(shí)，通過第三步的檢測(cè)已經(jīng)可以及時(shí)的判斷出來，這時(shí)需要做進(jìn)一步的危險(xiǎn)處理，此時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，如發(fā)送危險(xiǎn)信號(hào)，然后利用執(zhí)行模塊使降落傘打開，起到一個(gè)減速的作用，從而保護(hù)無人機(jī)及地面人員的安全。
[0016]MEMS慣性器件直接安裝在無人機(jī)上，MEMS慣性器件實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)的加速度數(shù)據(jù)，然后送入ARM處理器進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成真正的加速度值。因?yàn)闊o人機(jī)在正常飛行時(shí)，其本身加速度在一定的閾值內(nèi)，當(dāng)無人機(jī)發(fā)生下墜時(shí)，其加速度發(fā)生明顯改變，利用無人機(jī)本身加速度或重力加速度的這種突變，就可以對(duì)無人機(jī)狀態(tài)進(jìn)行判斷。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用MEMS慣性器件的慣性檢測(cè)功能獲取無人機(jī)加速度數(shù)據(jù)，通過ARM的高速處理能力對(duì)無人機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，有效判斷無人機(jī)失控下墜狀態(tài)，有效保護(hù)無人機(jī)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(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實(shí)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(quán)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(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0023]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種基于ARM和MEMS的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)裝置，包括安裝于無人機(jī)上的監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)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(zhí)行模塊，所述執(zhí)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(dāng)收到執(zhí)行模塊發(fā)出的執(zhí)行信號(hào)后，降落傘自動(dòng)打開，為無人機(jī)做一個(gè)緩沖動(dòng)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(jī)上，MEMS慣性器件實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)的加速度數(shù)據(jù)，然后送入ARM處理器進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成真正的加速度值。因?yàn)闊o人機(jī)在正常飛行時(shí)，其本身加速度在一定的閾值內(nèi)，當(dāng)無人機(jī)發(fā)生下墜時(shí)，其加速度發(fā)生明顯改變，利用無人機(jī)本身加速度或重力加速度的這種突變，就可以對(duì)無人機(jī)狀態(tài)進(jìn)行判斷。
[0026]具體操作步驟:
[0027]步驟一:無人機(jī)初始狀態(tài)檢測(cè)、
[0028]首先是對(duì)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(duì)無人機(jī)飛行時(shí)的初始狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，得到無人機(jī)的正常時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并記錄；
[0029]步驟二:MEMS慣性器件的實(shí)時(shí)檢測(cè)、
[0030]當(dāng)整個(gè)初始化工作完成即可進(jìn)入實(shí)時(shí)的檢測(cè)，MEMS慣性器件的數(shù)據(jù)不斷刷新，這些數(shù)據(jù)均送往ARM處理器進(jìn)行處理，完成必要的運(yùn)算；
[0031]步驟三:對(duì)無人機(jī)狀態(tài)判斷、
[0032]ARM微處理器處理完MEMS慣性器件的數(shù)據(jù)后，對(duì)當(dāng)前無人機(jī)的加速度狀態(tài)就已經(jīng)有了了解，此時(shí)可以開始判斷無人機(jī)的安全狀態(tài)，當(dāng)加速度超出閾值范圍立刻進(jìn)行危險(xiǎn)處理，如發(fā)送危險(xiǎn)信號(hào)；
[0033]步驟四:危險(xiǎn)處理、
[0034]當(dāng)無人機(jī)發(fā)生下墜危險(xiǎn)時(shí)，通過第三步的檢測(cè)已經(jīng)可以及時(shí)的判斷出來，這時(shí)需要做進(jìn)一步的危險(xiǎn)處理，此時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，如發(fā)送危險(xiǎn)信號(hào)，然后利用執(zhí)行模塊使降落傘打開，起到一個(gè)減速的作用，從而保護(hù)無人機(jī)及地面人員的安全。
[0035]從圖1可知，MEMS器件不停獲取無人機(jī)加速度數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)送入ARM處理器進(jìn)行處理，得到目前無人機(jī)的一個(gè)真實(shí)加速度值，通過與閾值的比較來判斷無人機(jī)是否處于失控下墜狀態(tài)。當(dāng)無人機(jī)處于墜機(jī)狀態(tài)時(shí)發(fā)出必要的觸發(fā)信號(hào)，以便做相應(yīng)處理。
[0036]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用MEMS慣性器件的慣性檢測(cè)功能獲取無人機(jī)加速度數(shù)據(jù)，通過ARM的高速處理能力對(duì)無人機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，有效判斷無人機(jī)失控下墜狀態(tài)，有效保護(hù)無人機(jī)及地面人員的安全，降低損失成本。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ARM和MEMS的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括安裝于無人機(jī)上的監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)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(zhí)行模塊，所述執(zhí)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM和MEMS的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM和MEMS的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)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(jī)下墜監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，具體包括以下幾個(gè)具體步驟: 步驟一:無人機(jī)初始狀態(tài)檢測(cè)、 首先是對(duì)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(duì)無人機(jī)飛行時(shí)的初始狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，得到無人機(jī)的正常時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并記錄； 步驟二:MEMS慣性器件的實(shí)時(shí)檢測(cè)、 當(dāng)整個(gè)初始化工作完成即可進(jìn)入實(shí)時(shí)的檢測(cè)，MEMS的數(shù)據(jù)不斷刷新，這些數(shù)據(jù)均送往ARM處理器進(jìn)行處理，完成必要的運(yùn)算； 步驟三:對(duì)無人機(jī)狀態(tài)判斷、 ARM微處理器處理完MEMS慣性器件的數(shù)據(jù)后，對(duì)當(dāng)前無人機(jī)的加速度狀態(tài)就已經(jīng)有了了解，此時(shí)可以開始判斷無人機(jī)的安全狀態(tài)，當(dāng)加速度超出閾值范圍立刻進(jìn)行危險(xiǎn)處理，如發(fā)送危險(xiǎn)信號(hào)； 步驟四:危險(xiǎn)處理、 當(dāng)無人機(jī)發(fā)生下墜危險(xiǎn)時(shí)，通過第三步的檢測(cè)已經(jīng)可以及時(shí)的判斷出來，這時(shí)需要做進(jìn)一步的危險(xiǎn)處理，此時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，如發(fā)送危險(xiǎn)信號(hào)，然后利用執(zhí)行模塊使降落傘打開，起到一個(gè)減速的作用，從而保護(hù)無人機(jī)及地面人員的安全。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ARM和MEMS的無人機(jī)下墜監(jiān)測(cè)裝置及方法，包括安裝于無人機(jī)上的監(jiān)測(cè)裝置，所述監(jiān)測(cè)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(zhí)行模塊，所述執(zhí)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(fā)明利用MEMS慣性器件的慣性檢測(cè)功能獲取無人機(jī)加速度數(shù)據(jù)，通過ARM的高速處理能力對(duì)無人機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，有效判斷無人機(jī)失控下墜狀態(tài)，有效保護(hù)無人機(jī)及地面人員的安全，降低損失成本。
【IPC分類】G05B19/048
【公開號(hào)】CN105182875
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510579507
【發(fā)明人】盧致輝, 王威, 李 浩
【申請(qǐng)人】盧致輝
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日