JP2016538179A

JP2016538179A - 無人航空機及びそのデータ処理方法

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Publication number: JP2016538179A
Application number: JP2016526105A
Authority: JP
Inventors: ソン，ジャンユー; シー，ジュン
Original assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Current assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2016-12-08
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: US20170025971A1; CN104756394A; EP3118120B1; CN104756394B; US9954466B2; JP6139791B2; EP3118120A4; WO2015135194A1; EP3118120A1

Abstract

【課題】本発明は、無人航空機を開示し、さらに、無人航空機のデータ処理方法を開示する。【解決手段】少なくとも２つのコントローラと、少なくとも２つの電子調速機と、少なくとも２つのモータとを備える無人航空機において、少なくとも２つの電子調速機は、それぞれ少なくとも２つのコントローラから少なくとも２組の制御データを取得するように、いずれも少なくとも２つのコントローラに電気的に接続され、少なくとも２つの電子調速機がさらに、それぞれ対応するようにモータに電気的に接続され、少なくとも２つの電子調速機は、いずれも少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択し、最適制御データに基づいてモータの回転数を制御する。これによって、本発明において、電子調速機が直接コントローラからデータを取得し、最適制御データを選択してモータの回転数を制御することが可能であり、設計コスト及び安全リスクを効率よく低減させることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、模型飛行機に関し、特に、無人航空機及びそのデータ処理方法に関する。

従来の無人航空機モードにおいては、一般的にアービター１４を適用してデータ処理が行われる。図１に示すように、図１は、従来技術における無人航空機の構造模式図である。アービター１４は、各コントローラとの間にデータ伝送が行われると共に、電子調速機がどのコントローラのデータを使うかを決定する。具体的には、アービター１４は、第１のコントローラ１１、第２のコントローラ１２、及び第２のコントローラ１３からデータを取得し、データを取得した上で、最適制御データが得られるように、データを解析し、また、電子調速機に最適制御データに基づいてモータの回転数を制御させるために、最適制御データに対応するコントローラ（例えば、第１のコントローラ１１）が電子調速機との間にデータ伝送を行うように制御する。従来のモードでの電子調速機のデータは保証されるが、一旦、アービター１４に故障が発生すると、コントローラのデータが電子調速機に伝送されなくなり、無人航空機全体が必ず作動できなくなる。

上記によれば、前記課題を解決するために、無人航空機及びそのデータ処理方法を提供する必要がある。

本発明が解決しようとする主な技術的課題は、電子調速機が直接コントローラからデータを取得し、最適制御データを選択してモータの回転数を制御することによって、設計コスト及び安全リスクを効率よく低減させることができる、無人航空機及びそのデータ処理方法を提供することにある。

前記技術的課題を解決するために、本発明が採用する一つの技術方案は、少なくとも２つのコントローラと、少なくとも２つの電子調速機と、少なくとも２つのモータとを備える無人航空機において、少なくとも２つの電子調速機が、それぞれ少なくとも２つのコントローラから少なくとも２組の制御データを取得するように、いずれも少なくとも２つのコントローラに電気的に接続され、少なくとも２つの電子調速機がさらに、それぞれ対応するようにモータに電気的に接続され、少なくとも２つの電子調速機が、いずれも少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択し、最適制御データに基づいてモータの回転数を制御する、無人航空機を提供する。

その中で、少なくとも２つの電子調速機は、最適制御データを選択した後、最適制御データと残りの制御データとの差が予め設けられた範囲にあるかどうかをさらに判断し、この範囲にない場合、最適制御データを残りの制御データに対応するコントローラにフィードバックする。

その中で、少なくとも２つの電子調速機は、少なくとも２つの電子調速機に必要な少なくとも２組の制御データの中でその数が一番多い制御データを最適制御データとする。

その中で、少なくとも２つの電子調速機は、少なくとも２組の制御データを大きい順または小さい順に並べ、少なくとも２組の制御データの数が奇数であるかどうかを判断し、奇数である場合、並べられた第（ｎ+１）/２組の制御データを最適制御データとして選択し、奇数でない場合、並べられた第ｎ/２またはｎ/２+１組の制御データを最適制御データとして選択する。ただし、ｎは少なくとも２組の制御データの数である。

その中で、少なくとも２組の制御データの各々は、いずれもピッチングデータと、横ローリングデータと、進路角データと、高さデータとを含む。

前記技術的課題を解決するために、本発明が採用する他の技術方案は、少なくとも２つのコントローラと、少なくとも２つの電子調速機と、少なくとも２つのモータとを備え、少なくとも２つの電子調速機がいずれも少なくとも２つのコントローラに電気的に接続され、少なくとも２つの電子調速機がさらに、対応するようにモータに電気的に接続される無人航空機のデータ処理方法において、少なくとも２つの電子調速機が、それぞれ少なくとも２つのコントローラから少なくとも２組の制御データを取得するステップと、少なくとも２つの電子調速機が、いずれも少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択するステップと、少なくとも２つの電子調速機が、最適制御データに基づいてモータの回転数を制御するステップとを含む、無人航空機のデータ処理方法を提供する。

その中で、少なくとも２つの電子調速機が最適制御データを選択した後、最適制御データと残りの制御データとの差が予め設けられた範囲にあるかどうかを判断し、この範囲にない場合、最適制御データを残りの制御データに対応するコントローラにフィードバックするステップをさらに含む。

その中で、少なくとも２つの電子調速機が少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択することは、少なくとも２つの電子調速機が、少なくとも２つの電子調速機に必要な少なくとも２組の制御データの中でその数が一番多い制御データを最適制御データとするステップを含む。

その中で、少なくとも２つの電子調速機が少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択することは、少なくとも２つの電子調速機が、少なくとも２組の制御データを大きい順または小さい順に並べ、少なくとも２組の制御データの数が奇数であるかどうかを判断し、奇数である場合、並べられた第（ｎ+１）/２組の制御データを最適制御データとして選択し、奇数でない場合、並べられた第ｎ/２またはｎ/２+１組の制御データを最適制御データとして選択するステップを含む。ただし、ｎは少なくとも２組の制御データの数である。

本発明による有益な効果については、従来技術の場合と異なり、本発明に係る無人航空機は、少なくとも２つのコントローラと、少なくとも２つの電子調速機と、少なくとも２つのモータとを備え、少なくとも２つの電子調速機は、それぞれ少なくとも２つのコントローラから少なくとも２組の制御データを取得するように、いずれも少なくとも２つのコントローラに電気的に接続され、少なくとも２つの電子調速機がさらに、それぞれ対応するようにモータに電気的に接続され、少なくとも２つの電子調速機は、いずれも少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択し、最適制御データに基づいてモータの回転数を制御するものである。これによって、本発明における電子調速機は、直接コントローラからデータを取得し、最適制御データを選択してモータの回転数を制御することができる。また、少なくとも２つの電子調速機にデータが供給されているコントローラに故障が発生すると、少なくとも２つの電子調速機は、フレキシブルに他のコントローラにより正常なデータ伝送を行うことが可能であり、安全リスク及び設計コストが効率よく低減される。

図１は従来の技術における無人航空機の構造模式図である。図２は本発明に係る無人航空機の第１の実施例の構造模式図である。図３は本発明に係る無人航空機の第２の実施例の構造模式図である。図４は本発明に係る無人航空機のデータ処理方法のフローチャートである。

以下、添付図面および実施例を参照しながら、本発明を詳細に説明する。

図２に示すように、図２は本発明に係る無人航空機の第１の実施例の構造模式図である。無人航空機は、少なくとも２つのコントローラと、少なくとも２つの電子調速機と、少なくとも２つのモータとを備える。

その中で、少なくとも２つのコントローラは、いずれもピッチングデータと、横ローリングデータと、進路角データと、高さデータ及び他のデータが含まれる少なくとも２組の制御データを生成する。勿論、コントローラは、２個、４個、５個又はそれ以上であってもよいが、具体的には、実際の設計によって決められる。本実施例において、コントローラは、第１のコントローラ２０と、第２のコントローラ２１と、第３のコントローラ２２との３つに分けられる。好ましくは、当該第１のコントローラ２０が第１のバス２３に接続され、当該第２のコントローラ２１が第２のバス２４に接続され、当該第３のコントローラ２２が第３のバス２５に接続される。

本実施例において、電子調速機は、それぞれのコントローラから制御データを取得するように、それぞれバスを介してコントローラに接続される。すなわち、電子調速機の各々は、コントローラからピッチングデータ、横ローリングデータ、進路角データ、高さデータ及び他のデータを取得する。その中で、電子調速機は、２個、３個、４個、５個又は他の個数であってもよいが、具体的には、実際の設計によって決められる。

本実施例において、前記無人航空機は、第１の電子調速機２６と、第２の電子調速機２７と、第３の電子調速機２８と、第４の電子調速機２９と、第５の電子調速機３０と、第６の電子調速機３１との６つの電子調速機を備える。前記第１のバス２３は、前記第１の電子調速機２６と、第２の電子調速機２７と、第３の電子調速機２８と、第４の電子調速機２９と、第５の電子調速機３０と、第６の電子調速機３１のいずれにも電気的に接続される。前記第２のバス２４は、前記第１の電子調速機２６と、第２の電子調速機２７と、第３の電子調速機２８と、第４の電子調速機２９と、第５の電子調速機３０と、第６の電子調速機３１のいずれにも電気的に接続される。前記第３のバス２５は、前記第１の電子調速機２６と、第２の電子調速機２７と、第３の電子調速機２８と、第４の電子調速機２９と、第５の電子調速機３０と、第６の電子調速機３１のいずれにも電気的に接続される。

さらに、各電子調速機はそれぞれ、モータにも電気的に接続され、その中で、電子調速機は、制御データから最適制御データを選択し、最適制御データに基づいてモータの回転数を制御する。本実施例において、前記無人航空機は、第１のモータ３２と、第２のモータ３３と、第３のモータ３４と、第４のモータ３５と、第５のモータ３６と、第６のモータ３７との６つのモータを備える。前記第１の電子調速機２６と前記第１のモータ３２が電気的に接続され、前記第２の電子調速機２７と前記第２のモータ３３が電気的に接続され、前記第３の電子調速機２８と前記第３のモータ３４が電気的に接続され、前記第４の電子調速機２９と前記第４のモータ３５が電気的に接続され、前記第５の電子調速機３０と前記第５のモータ３６が電気的に接続され、前記第６の電子調速機３１と前記第６のモータ３７が電気的に接続される。

以下、実施例を参照しながら、無人航空機の作動原理を解釈する。

前記第１の電子調速機２６と前記第１のモータ３２を例にすると、まず、前記第１の電子調速機２６は、前記第１のバス２３を介して前記第１のコントローラ２０からピッチングデータ、横ローリングデータ、進路角データ、高さデータ及び他のデータのような制御データを取得する。前記第１の電子調速機２６は、前記第２のバス２４を介して前記第２のコントローラ２１から制御データを取得する。前記第１の電子調速機２６は、前記第３のバス２５を介して前記第３のコントローラ２２から制御データを取得する。

次に、前記第１の電子調速機２６は、制御データを取得した上で、すべての電子調速機に必要な少なくとも三組の制御データの中でその数が一番多い制御データを優先的に最適制御データとする。すべての電子調速機に対して、コントローラの制御データが必要となる場合、前記第１の電子調速機２６は、前記第１のコントローラ２０の制御データを選択する必要があり、前記第２の電子調速機２７は、前記第１のコントローラ２０の制御データを選択する必要があり、前記第３の電子調速機２８は、第２のコントローラ２１の制御データを選択する必要があり、前記第４の電子調速機２９は、第３のコントローラ２２の制御データを選択する必要があり、前記第５の電子調速機３０は、第１のコントローラ２０の制御データを選択する必要があり、前記第６の電子調速機３１は、第２のコントローラ２１の制御データを選択する必要があるので、すべての電子調速機に対して、必要とする前記第１のコントローラ２０の制御データの数は３であり、必要とする前記第２のコントローラ２１の制御データの数は２であり、必要とする前記第３のコントローラ２２の制御データの数は１であることが分かり、必要とする前記第１のコントローラ２０の制御データの数が一番多いので、前記第１のコントローラ２０の制御データが最適制御データとして選択される。

勿論、他の実施例において、前記第１の電子調速機２６は、データを取得した後、制御データを大きい順または小さい順に並べ、制御データの数が奇数であるかどうかを判断し、奇数である場合、並べられた第（ｎ+１）/２組の制御データを最適制御データとして選択し、奇数でない場合、並べられた第ｎ/２またはｎ/２+１組の制御データを最適制御データとして選択する。ただし、ｎは、少なくとも三組の制御データの数である。ｎが３である場合、前記第２のコントローラ２１の制御データが最適制御データとして選択される。

勿論、他の実施例において、前記第１の電子調速機２６は、データを取得した後、例えば、先にピッチングデータ、横ローリングデータ、進路角データ、高さデータ及び他のデータが予め設けられた値を上回るかどうかを判断するなどのように、制御データ中のデータが現在必要となる値に合致するかどうかを判断し、上回っていない場合、ピッチングデータ、横ローリングデータ、進路角データ、高さデータ及び他のデータが現在の無人航空機の作動に必要な基準値に最も近接したかどうかを判断し続け、上回った場合、当該制御データが現在必要な値に合致することを示すので、当該制御データを最適制御データとして選択する。例えば、前記第１のコントローラ２０と前記第２のコントローラ２１からのピッチングデータ、横ローリングデータ、進路角データ、高さデータ及び他のデータがいずれも予め設けられた値を上回っていないが、前記第１のコントローラ２０のピッチングデータが現在の無人航空機の作動に必要な基準値に近接しなくて、前記第２のコントローラ２１のピッチングデータが現在の無人航空機の作動に必要な基準値に最も近接した場合、前記第２のコントローラ２１の制御データが現在必要な値に合致しているので、前記第２のコントローラ２１の制御データが最適制御データとして選択される。

そして、前記第１の電子調速機２６は、最適制御データを選択した後、最適制御データと残りの制御データとの差が予め設けられた範囲にあるかどうかをさらに判断し、この範囲にない場合、最適制御データを残りの制御データに対応するコントローラにフィードバックして、残りの制御データに対応するコントローラに出力する制御データを修正させようにする。

最後に、前記第１の電子調速機２６は、ピッチングデータ、横ローリングデータ、進路角データ、高さデータまたは他のデータに基づいて前記第１のモータ３２に対応する回転数を制御するなどのように、最適制御データに基づいて前記第１のモータ３２の回転数を制御する。

また、前記第１のコントローラ２０の制御データが最適制御データである場合、前記第１のコントローラ２０に故障が発生すると、前記第１の電子調速機２６は、現在の無人航空機に正常な作動を維持させるように、新たに第２のコントローラ２１と第３のコントローラ２２との制御データから最適制御データを選択する。

その中で、前記第２の電子調速機２７、第３の電子調速機２８、第４の電子調速機２９、第５の電子調速機３０及び第６の電子調速機３１の作動原理は、上述の第１の電子調速機２６の作動原理と同じものであるので、ここでは省略する。

図３に示すように、図３は、本発明に係る無人航空機の第２の実施例の構造模式図である。第２の実施例による無人航空機は、作動原理が第１の実施例による無人航空機と同じであるが、主に、第４のバス４２に電気的に接続される第４のコントローラ４１をさらに備えるという点が異なっている。その中で、前記第４のバス４２は、前記第１の電子調速機４３と、第２の電子調速機４４と、第３の電子調速機４５と、第４の電子調速機４６と、第５の電子調速機４７と、第６の電子調速機４８のいずれもに電気的に接続される。

図４に示すように、図４は、本発明に係る無人航空機のデータ処理方法のフローチャートである。図４における無人航空機は、前記図２における無人航空機に対応する。その中で、この方法は、以下のようなステップを含む。

Ｓ１０１：少なくとも２つの電子調速機は、それぞれ少なくとも２つのコントローラから少なくとも２組の制御データを取得する。

その中で、少なくとも２組の制御データは、いずれもピッチングデータ、横ローリングデータ、進路角データ、高さデータまたは他のデータを含む。

Ｓ１０２：少なくとも２つの電子調速機は、少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択する。

本実施例において、少なくとも２つの電子調速機は、すべての電子調速機に必要な少なくとも２組の制御データの中でその数が一番多い制御データを最適制御データとする。

勿論、他の実施例において、少なくとも２つの電子調速機は、少なくとも２組の制御データを大きい順または小さい順に並べ、少なくとも２組の制御データの数が奇数であるかどうかを判断し、奇数である場合、並べられた第（ｎ+１）/２組の制御データを最適制御データとして選択し、奇数でない場合、並べられた第ｎ/２またはｎ/２+１組の制御データを最適制御データとして選択する。ただし、ｎは少なくとも２組の制御データの数である。

勿論、他の実施例において、少なくとも２つの電子調速機は、例えば、先にピッチングデータ、横ローリングデータ、進路角データ、高さデータ及び他のデータが予め設けられた値を上回るかどうかを判断し、上回っていない場合、ピッチングデータ、横ローリングデータ、進路角データ、高さデータ及び他のデータが現在の無人航空機の作動に必要な基準値に最も近接したかどうかを判断し続け、上回った場合、当該制御データが現在必要な値に合致するなどのように、制御データ中のデータが現在必要となる値に合致するかどうかを判断することによって、当該制御データを最適制御データとして選択する。

本実施例において、少なくとも２つの電子調速機は、最適制御データを選択した後、最適制御データと残りの制御データとの差が予め設けられた範囲にあるかどうかをさらに判断し、この範囲にない場合、最適制御データを残りの制御データに対応するコントローラにフィードバックする。

Ｓ１０３：少なくとも２つの電子調速機は、最適制御データに基づいてモータの回転数を制御する。

本実施例において、最適制御データが供給されたコントローラに故障が発生すると、電子調速機は、現在の無人航空機に正常な作動を維持させように、新たに残りの他のコントローラの制御データから最適制御データを選択する。

以上によると、本発明に係る無人航空機は、少なくとも２つのコントローラと、少なくとも２つの電子調速機と、少なくとも２つのモータとを備え、少なくとも２つの電子調速機は、それぞれ少なくとも２つのコントローラから少なくとも２組の制御データを取得するように、いずれも少なくとも２つのコントローラに電気的に接続され、少なくとも２つの電子調速機がさらに、それぞれ対応するようにモータに電気的に接続され、少なくとも２つの電子調速機は、いずれも少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択し、最適制御データに基づいてモータの回転数を制御する。これによって、本発明における電子調速機は、直接コントローラからデータを取得し、最適制御データを選択してモータの回転数を制御することができる。また、少なくとも２つの電子調速機にデータが供給されているコントローラに故障が発生すると、少なくとも２つの電子調速機は、フレキシブルに他のコントローラにより正常なデータ伝送を行うことが可能であり、安全リスク及び設計コストが効率よく低減される。

以上の記載は、本発明の実施形態に過ぎず、それにより本発明の特許範囲を限定することなく、本発明の明細書および添付図面からなされたすべての等価な構造または等価なフローの変更や、直接又は間接に他の関連技術分野に適用されたものは、全て本発明の特許保護範囲に含まれる。

Claims

少なくとも２つのコントローラと、少なくとも２つの電子調速機と、少なくとも２つのモータとを備える無人航空機において、
前記少なくとも２つの電子調速機が、それぞれ前記少なくとも２つのコントローラから少なくとも２組の制御データを取得するように、いずれも前記少なくとも２つのコントローラに電気的に接続され、
前記少なくとも２つの電子調速機はさらに、それぞれ対応するように前記モータに電気的に接続され、前記少なくとも２つの電子調速機が、いずれも前記少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択し、前記最適制御データに基づいて前記モータの回転数を制御する、無人航空機。
前記少なくとも２つの電子調速機は、前記最適制御データを選択した後、前記最適制御データと残りの制御データとの差が予め設けられた範囲にあるかどうかをさらに判断し、前記範囲にない場合、前記最適制御データを残りの制御データに対応する前記コントローラにフィードバックする、請求項１に記載の無人航空機。
前記少なくとも２つの電子調速機は、前記少なくとも２つの電子調速機に必要な前記少なくとも２組の制御データの中でその数が一番多い前記制御データを前記最適制御データとする、請求項１に記載の無人航空機。
前記少なくとも２つの電子調速機は、前記少なくとも２組の制御データを大きい順または小さい順に並べ、前記少なくとも２組の制御データの数が奇数であるかどうかを判断し、奇数である場合、並べられた第（ｎ+１）/２組の制御データを前記最適制御データとして選択し、奇数でない場合、並べられた第ｎ/２またはｎ/２+１組の制御データを前記最適制御データとして選択し、ｎは前記少なくとも２組の制御データの数である、請求項１に記載の無人航空機。
前記少なくとも２組の制御データの各々は、いずれもピッチングデータと、横ローリングデータと、進路角データと、高さデータとを含む、請求項１に記載の無人航空機。
少なくとも２つのコントローラと、少なくとも２つの電子調速機と、少なくとも２つのモータとを備え、前記少なくとも２つの電子調速機がいずれも前記少なくとも２つのコントローラに電気的に接続され、前記少なくとも２つの電子調速機がさらに、対応するように前記モータに電気的に接続される無人航空機のデータ処理方法において、
前記少なくとも２つの電子調速機が、それぞれ前記少なくとも２つのコントローラから少なくとも２組の制御データを取得するステップと、
前記少なくとも２つの電子調速機が、いずれも前記少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択するステップと、
前記少なくとも２つの電子調速機が、前記最適制御データに基づいて前記モータの回転数を制御するステップとを含む、無人航空機のデータ処理方法。
前記少なくとも２つの電子調速機が前記最適制御データを選択した後、
前記最適制御データと残りの制御データとの差が予め設けられた範囲にあるかどうかを判断し、前記範囲にない場合、前記最適制御データを残りの制御データに対応するコントローラにフィードバックするステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
前記少なくとも２つの電子調速機が前記少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択することは、
前記少なくとも２つの電子調速機が、前記少なくとも２つの電子調速機に必要な前記少なくとも２組の制御データの中でその数が一番多い前記制御データを前記最適制御データとするステップを含む、請求項６に記載の方法。
前記少なくとも２つの電子調速機が前記少なくとも２組の制御データから最適制御データを選択することは、
前記少なくとも２つの電子調速機が、前記少なくとも２組の制御データを大きい順または小さい順に並べ、前記少なくとも２組の制御データの数が奇数であるかどうかを判断し、奇数である場合、並べられた第（ｎ+１）/２組の制御データを前記最適制御データとして選択し、奇数でない場合、並べられた第ｎ/２またはｎ/２+１組の制御データを前記最適制御データとして選択するステップを含み、ｎは前記少なくとも２組の制御データの数である、請求項６に記載の方法。