无人机的故障检测方法及装置、存储介质和处理器

技术领域

本申请涉及无人机故障检测领域，具体而言，涉及一种无人机的故障检测方法及装置、存储介质和处理器。

背景技术

现有技术中，以往的无人机飞行事故分析方法为人工通过软件对飞行日志中的各种数据进行分析进行数据分析和结合炸机环境照片及说明进行判别，但是，这种分析方法所需要分析的数据量比较大，并且，在进行仿地飞行时，由于在一些特殊地域地形比较复杂，在爬高或降低飞行高度时易出现炸机的现象，但是，造成炸机现象的原因是多种多样的，如何确定在仿地飞行时出现故障(例如炸机)的原因，目前尚无有效的解决方案。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种无人机的故障检测方法及装置、存储介质和处理器，以至少解决相关技术中尚无针对仿地飞行时故障产生的原因进行分析方案的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种无人机的故障检测方法，包括：从无人机的飞行日志中获取无人机的仿地飞行状态；依据无人机的仿地飞行状态确定无人机的地形模块是否异常；在确定地形模块异常时，确定无人机发生故障的原因为地形模块异常。

可选地，依据无人机的仿地飞行状态确定无人机的地形模块是否异常，包括：在确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值时，确定地形模块异常。

可选地，在确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内非零或者仿地高度保持不变的时间小于第一阈值时，方法还包括：判断无人机的垂直速度变化率是否大于第二阈值；在判断结果指示无人机的垂直速度变化率大于第二阈值时，判断无人机的仿地灵敏度的级别是否超过预设级别，如果无人机的仿地灵敏度的级别大于预设级别，则确定无人机的仿地灵敏度设置不合理。

可选地，在判断结果指示无人机的垂直速度变化率小于第二阈值时，上述方法还包括：判断无人机的仿地高度是否低于目标仿地高度，并在判定无人机的仿地高度低于目标仿地高度时，判断无人机的GPS垂直速度是否大于零，在GPS垂直速度小于零的情况下，判断无人机故障的原因是否为电机响应异常。

可选地，在确定无人机处于GPS定高模式时，确定无人机的GPS高度与目标高度的差值，比较差值的绝对值与预设阈值；并在差值的绝对值小于预设阈值时，触发确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值。

可选地，方法还包括：在差值的绝对值大于预设阈值时，判断GPS高度与目标高度的差值是否大于零且大于预设高度值；在判断结果为是时，触发确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内是否持续为零或者仿地高度保持不变的时间是否超过第一阈值。

可选地，在仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值时，方法还包括：判断GPS高度与目标GPS高度的第一差值是否大于仿地高度与预设高度值的第二差值，并在第一差值大于第二差值时，确定无人机目标高度不合理。

根据本申请实施例的另一方面，提供了一种无人机的故障检测装置，包括：获取模块，用于从无人机的飞行日志中获取无人机的仿地飞行状态；第一确定模块，用于依据无人机的仿地飞行状态确定无人机的地形模块是否异常；第二确定模块，用于在确定地形模块异常时，确定无人机发生故障的原因为地形模块异常。

可选地，第一确定模块，还用于在确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值时，确定地形模块异常。

根据本申请实施例的另一方面，提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上的无人机的故障检测方法。

根据本申请实施例的另一方面，提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的无人机的故障检测方法。

在本申请实施例中，采用利用依据无人机的仿地飞行状态确定地形模块是否异常，确定无人机的地形模块是否异常；在确定地形模块异常时，确定无人机发生故障的原因为地形模块异常的方式，采用上述方案，可以快速检测仿地飞行时发生故障的原因，进而解决了相关技术中尚无针对仿地飞行时故障产生的原因进行分析方案的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种无人机的故障检测方法的流程示意图；

图2是根据本申请实施例的一种无人机的故障检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了更好地理解本申请实施例，以下将本申请实施例中涉及的技术术语解释如下：

地形模块：由仿地功能模块和对地视觉模块两部分组成，仿地功能模块主要是辅助无人机沿着地形起伏飞行，对地视觉功能主要是在卫星定位系统出现信号遮挡、干扰等异常时，为飞机提供辅助定位功能，确保飞行安全。

炸机：由于操作不当或机器故障等因素导致飞行航模不正常坠地，称为炸机。

RTK(real-time kinematic)实时动态载波相位差技术：实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差结算坐标。

针对现有技术中无法快速有效地确定在仿地飞行时的出现炸机现象的原因的问题，本专利采用了在进行仿地飞行时，利用仿地高度和/或现场图像等数据确定仿地飞行时出现故障的原因的手段，由于在该技术手段中，综合考虑了仿地高度和/或现场图像等数据，因此，可以解决上述技术问题，实现了无人机在仿地飞行时出现故障的原因的判断。

根据本申请实施例，提供了一种无人机的故障检测方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本申请实施例的一种无人机的故障检测方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，从无人机的飞行日志中获取无人机的仿地飞行状态；

步骤S104，依据无人机的仿地飞行状态确定无人机的地形模块是否异常；

步骤S106，在确定地形模块异常时，确定无人机发生故障的原因为地形模块异常。

在判断确定地形模块是否异常时，可以通过判断无人机的仿地高度是否与目标仿地高度一致来进行判断，具体地，可以表现为以下实现过程，但不限于此：确定仿地高度和目标仿地高度的差值；在确定仿地高度和目标仿地高度的差值的绝对值小于阈值时，确定两者是一致的；否则，确定两者是不一致的。例如，仿地高度为5米(相对于地面的高度)，目标仿地高度为9米，允许的误差为2米，则此时两者的差值为4米，大于阈值2米，此时，差值大于阈值，因此，确定仿地高度和目标仿地高度不一致。反之，如果仿地高度为8米(相对于地面的高度)，目标仿地高度为9米，允许的误差为2米，则此时两者的差值为1米，即小于阈值2米，此时，差值小于阈值，因此，确定仿地高度和目标仿地高度一致。

采用上述方案，可以快速检测仿地飞行时发生故障的原因，进而解决了相关技术中尚无针对仿地飞行时故障产生的原因进行分析方案的技术问题。

在本申请的一些实施例中，步骤S104的实现方式有多种，例如，可以通过判断是否检测到无人机的地形模块的相关数据确定是否异常，又例如，可以通过以下方式确定无人机的地形模块是否异常：在确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值时，确定地形模块异常。

其中，在确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内非零或者仿地高度保持不变的时间小于第一阈值时，还可以执行以下步骤：判断无人机的垂直速度变化率是否大于第二阈值；在判断结果指示无人机的垂直速度变化率大于第二阈值时，判断无人机的仿地灵敏度的级别是否超过预设级别，如果无人机的仿地灵敏度的级别大于预设级别，则确定无人机的仿地灵敏度设置不合理。

其中，灵敏度设置越高，无人机的反应速度越快，因此，无人机对于地形变化敏感度越高，垂直速度调节也越快，所以容易引起高度波动。

在本申请的另一些实施例中，在判断结果指示无人机的垂直速度变化率小于第二阈值时，还可以判断无人机的仿地高度是否低于目标仿地高度，并在判定无人机的仿地高度低于目标仿地高度时，判断无人机的GPS垂直速度是否大于零，在GPS垂直速度小于零的情况下，判断无人机故障的原因是否为电机响应异常。

其中，在确定无人机处于GPS定高模式时，确定无人机的GPS高度与目标高度的差值，比较差值的绝对值与预设阈值；并在差值的绝对值小于预设阈值时，触发确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值。

在差值的绝对值大于预设阈值时，判断GPS高度与目标高度的差值是否大于零且大于预设高度值；在判断结果为是时，触发确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内是否持续为零或者仿地高度保持不变的时间是否超过第一阈值。

在仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值时，判断GPS高度与目标GPS高度的第一差值是否大于仿地高度与预设高度值的第二差值，并在第一差值大于第二差值时，确定无人机目标高度不合理。

无人机仿地模式进行飞行时，无人机主要通过地形模块获取的高度(通过安装在无人机底部的超声波模块(主要)或者视觉定位模块(相机))来调整高度以达到目标仿地高度，因此仿地模式下当无人机的地形模块出现故障时，无人机容易发生飞行事故。当飞机的仿地高度保持某一数值不变时，代表无人机的地形模块异常，此时对比无人机的当前仿地高度与目标仿地高度，若仿地高度小于目标仿地高度，则无人机会不断爬高，若仿地高度大于目标仿地高度则无人机会不断降低飞行高度，此时有很大几率会触地炸机。

无人机仿地飞行时，有时会出现飞行高度波动过大的情况，当判断出飞机的垂直速度变化率较大时，判定为飞机高度波动较大，仿地模式下飞机高度波动过大有可能是仿地灵敏度设置不合理导致，因此仿地模式下飞机出现高度波动时需要判断仿地灵敏度是否设置合理。

当无人机的仿地高度小于目标仿地高度时，代表无人机需要爬高以达到目标仿地高度，而如果检测到飞机的GPS垂直速度持续小于0，代表无人机的高度在降高，说明无人机在工作时出现了动力不足的现象，导致飞机动力不足的可能性很多，主要为电机响应异常，电池电压低，海拔高度高，因此在飞机降高的同时判断飞机的电机响应是否正常，电池电压是否过低，海拔高度是否过高，进而判断出飞机动力不足的原因。

在本申请的一些实施例中，无人机的无人机高度模式分为GPS定高模式飞行和仿地模式飞行。

GPS定高飞行时，飞机很容易发生定高触地，该事故大部分原因为客户的设置问题。

通过对比无人机当前的高度和无人机的目标高度可以知道无人机的一个高度变化趋势。在无人机电机环，姿态环，速度环都正常的基础上，当无人机的GPS高度等于无人机的目标高度时，代表无人机飞行正常。此时，在地形模块工作正常的情况下，如果检测到无人机距离地面过近(小于距地安全距离，例如0.6m)，则代表无人机有很大概率会触地炸机。

当无人机的GPS高度大于目标高度时，代表无人机需要降高以达到目标GPS高度，用GPS当前高度减去目标GPS高度则等于无人机需要降低的高度K，在地形模块正常的情况下，如果地形模块检测出距地高度小于无人机需要降低的高度K，则代表无人机有触地的风险，飞机很大几率会触地炸机。

当无人机的GPS高度小于目标高度时，代表无人机需要爬高以达到目标GPS高度，而如果检测到飞机的GPS垂直速度持续小于0，代表无人机的高度在降高，说明无人机在工作时出现了动力不足的现象，导致飞机动力不足的可能性很多，主要为电机响应异常，电池电压低，海拔高度高，因此在飞机降高的同时判断飞机的电机响应是否正常，电池电压是否过低，海拔高度是否过高，进而判断出飞机动力不足的原因。

无人机仿地模式进行飞行时，无人机主要通过地形模块获取的高度来调整高度以达到目标仿地高度，因此仿地模式下当无人机的地形模块出现故障时，无人机容易发生飞行事故。当飞机的仿地高度保持某一数值不变时，代表无人机的地形模块异常，此时对比无人机的当前仿地高度与目标仿地高度，若仿地高度小于目标仿地高度，则无人机会不断爬高，若仿地高度大于目标仿地高度则无人机会不断降低飞行高度，此时有很大几率会触地炸机。

无人机仿地飞行时，有时会出现飞行高度波动过大的情况，当判断出飞机的垂直速度变化率较大时，判定为飞机高度波动较大，仿地模式下飞机高度波动过大有可能是仿地灵敏度设置不合理导致，因此仿地模式下飞机出现高度波动时需要判断仿地灵敏度是否设置合理。

当无人机的仿地高度小于目标仿地高度时，代表无人机需要爬高以达到目标仿地高度，而如果检测到飞机的GPS垂直速度持续小于0，代表无人机的高度在降高，说明无人机在工作时出现了动力不足的现象，导致飞机动力不足的可能性很多，主要为电机响应异常，电池电压低，海拔高度高，因此在飞机降高的同时判断飞机的电机响应是否正常，电池电压是否过低，海拔高度是否过高，进而判断出飞机动力不足的原因。

图2是根据本申请实施例的一种无人机的故障检测装置的结构示意图。如图2所示，该无人机的故障检测装置包括：获取模块20，用于从无人机的飞行日志中获取无人机的仿地飞行状态；第一确定模块22，用于依据无人机的仿地飞行状态确定无人机的地形模块是否异常；第二确定模块24，用于在确定地形模块异常时，确定无人机发生故障的原因为地形模块异常。

第一确定模块22，还用于在确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值时，确定地形模块异常。

在本申请的一些实施例中，上述第一确定模块22，还用于确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内非零或者仿地高度保持不变的时间小于第一阈值时，判断无人机的垂直速度变化率是否大于第二阈值；在判断结果指示无人机的垂直速度变化率大于第二阈值时，判断无人机的仿地灵敏度的级别是否超过预设级别，如果无人机的仿地灵敏度的级别大于预设级别，则确定无人机的仿地灵敏度设置不合理。

上述第一确定模块22，还用于在判断结果指示无人机的垂直速度变化率小于第二阈值时，判断无人机的仿地高度是否低于目标仿地高度，并在判定无人机的仿地高度低于目标仿地高度时，判断无人机的GPS垂直速度是否大于零，在GPS垂直速度小于零的情况下，判断无人机故障的原因是否为电机响应异常。

在本申请的一些可选的实施例中，上述装置还用于在确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值之前，在确定无人机处于GPS定高模式时，确定无人机的GPS高度与目标高度的差值，比较差值的绝对值与预设阈值；并在差值的绝对值小于预设阈值时，触发确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值。在差值的绝对值大于预设阈值时，判断GPS高度与目标高度的差值是否大于零且大于预设高度值；在判断结果为是时，触发确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内是否持续为零或者仿地高度保持不变的时间是否超过第一阈值。上述功能还可以通过一个触发模块实现，该触发模块可以是一个软件模块或硬件模块。

上述触发模块，还用于在GPS高度与目标高度差值的绝对值大于预设阈值时，判断GPS高度与目标高度的差值是否大于零且大于预设高度值；在判断结果为是时，触发确定仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内是否持续为零或者仿地高度保持不变的时间是否超过第一阈值。

可选地，上述故障的检测装置还用于在仿地飞行状态中无人机的仿地高度在预设时间段内持续为零或者仿地高度保持不变的时间超过第一阈值时，判断GPS高度与目标GPS高度的第一差值是否大于仿地高度与预设高度值的第二差值，并在第一差值大于第二差值时，确定无人机目标高度不合理。

本申请实施例提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上的无人机的故障检测方法。该程序用于实现执行以下功能的指令：从无人机的飞行日志中获取无人机的仿地飞行状态；依据无人机的仿地飞行状态确定无人机的地形模块是否异常；在确定地形模块异常时，判断无人机的仿地高度是否与目标仿地高度一致；在判断结果指示不一致时，确定无人机发生故障的原因为地形模块异常。

根据本申请实施例的另一方面，提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的无人机的故障检测方法。该程序用于实现执行以下功能的指令：从无人机的飞行日志中获取无人机的仿地飞行状态；依据无人机的仿地飞行状态确定无人机的地形模块是否异常；在确定地形模块异常时，判断无人机的仿地高度是否与目标仿地高度一致；在判断结果指示不一致时，确定无人机发生故障的原因为地形模块异常。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。