[发明专利]一种农用飞行器安全作业飞行监控装置及其控制算法

权利要求书

1.一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于：包括飞行器位姿传感器模块（1）、飞行安全决策模块（2）、数据输入输出接口模块（3）、电源模块（4）；

所述电源模块（4）为整个监控装置提供电力供应；

所述飞行安全决策模块（2）与飞行器位姿传感器模块（1）相连接，处理飞行器位姿传感器模块（1）中获得的数据，并依据预设的参数及安全作业飞行控制算法对飞行器的飞行状态进行判断和决策，通过数据输入输出接口模块（3）给出安全警报提示或输出安全控制指令；

所述数据输入输出接口模块（3）与飞行安全决策模块（2）相连接，通过有线或无线的方式接收外部的参数或指令输入，并将安全警报提示或安全控制指令或当前位姿信息输出。

2.根据权利要求1所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于：所述飞行器位姿传感器模块（1）包括以下中的两种或两种以上传感器的组合：

速度传感器，用于获取表征飞行器实时飞行速度的数据；

高度传感器，用于获取表征飞行器实时飞行高度的数据；

测距传感器，用于获取表征飞行器与周围障碍物间实时距离的数据；

位置传感器，用于获取表征飞行器实时三维位置坐标的数据。

3.根据权利要求1所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于：所述飞行安全决策模块（2）包括数据比较器（21）、优先编码器（22）、数据选择器（23）和命令存储器（24）；

所述数据比较器（21）对预设飞行安全参数及当前飞行位置参数进行判断比较，输出对应飞行参数的优先控制标志及安全状态标志，并作为优先编码器（22）的输入量；

所述优先编码器（22）的输入量为数据比较器（21）输出的优先控制标志及安全状态标志，对每个标志进行编码并作为数据选择器（23）的地址选择码；

所述数据选择器（23）的输入量为命令存储器（24）的输出命令数据，输出的决策命令由优先编码器（22）输出的地址选择码决定，其输出为决策出的飞行控制系统执行命令；

所述命令存储器（24）存储待决策的飞行控制系统执行命令，包括正常工作、禁止启动和起飞、降低速度、降低高度、改变航向的飞行姿态控制量指令。

4.根据权利要求1所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于：所述数据输入输出接口模块（3）包括数据输入接口（31）、数据输出接口（32）和数据传输控制模块（33）；

所述数据输入接口（31）用于接收外部输入的参数，包括预设飞行器的最高安全飞行速度、最高安全飞行高度、距障碍物最低安全距离、允许飞行区域经纬度控制坐标范围的安全作业飞行参数；接收外部输入的指令，包括外部监管系统给出的警示指令、外部监管系统给出的紧急飞行姿态控制指令；

所述数据输出接口（32）输出的安全警报提示，包括光提示、声提示以及字符串提示；输出的安全控制指令，包括禁止启动和起飞、降低速度、降低高度、改变航向的飞行姿态控制量指令；输出的当前位姿信息为所述飞行器位姿传感器模块（1）所获取的数据。

5.根据权利要求4所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于：所述数据传输控制模块（33）用于建立数据输入输出接口模块（3）与外部系统的通讯链路。

6.根据权利要求2所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于：所述速度传感器，是激光测速或是雷达测速传感器或是全球导航卫星系统（GNSS）模块输出；

所述高度传感器，是激光测高或是超声波测高传感器或是气压高度传感器或是GPS模块输出，或是两种以上测高传感器的组合；

所述测距传感器，是激光测距或是超声波测距传感器；

所述位置传感器，是美国的GPS或是俄罗斯的Glonass或是欧洲的Galileo或是中国的北斗以及相关增强系统的全球导航卫星系统（GNSS）模块输出。

7.根据权利要求5所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于：所述通讯链路可以由基于无线的数传电台或Wi-Fi或GPRS或GSM或CDMA或3G或4G通讯建立，也可以由基于有线的232串口或485串口或USB串口或CAN总线或以太网通讯建立。

8.根据权利要求1所述的一种农用飞行器安全作业飞行监控装置，其特征在于：所述电源模块（4）为独立电池供电或从农用飞行器电源系统取电。