无人驾驶设备的故障原因的确定方法及装置

技术领域

本申请涉及无人驾驶设备领域，具体而言，涉及一种无人驾驶设备的故障原因的确定方法及装置。

背景技术

现阶段，一般利用无人机的飞行控制日志记载的数据分析无人机发生故障的原因，其中，飞行控制日志中记载的有关无人机的飞行姿态数据是通过不同传感器测量得到的，分析无人机发生故障的原因也是通过对不同的传感器测得的数据进行比较，判断出错的数据对应的传感器为发生故障的传感器。但是如果飞行日志中只包含由一个惯性测量单元(Intertial Measurement Unit，IMU)测得的数据，就无法判断该惯性测量单元测得的数据是否正确，也就无法判断无人机发生故障的原因是否由IMU发生异常导致。

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驾驶设备的故障原因的确定方法及装置，以至少解决无人机只包含一个惯性测量单元时，无法判断无人机发生故障的原因是否由惯性测量单元发生异常导致的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种无人驾驶设备的故障原因的确定方法，包括：在检测出无人驾驶设备的电机运行正常的情况下，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常，得到检测结果；依据检测结果确定无人驾驶设备的故障原因。

可选地，依据检测结果确定无人驾驶设备的故障原因，包括：如果检测出加速度计存在异常，确定无人驾驶设备的故障原因是无人驾驶设备的惯性测量单元发生异常导致的。

可选地，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常，包括：判断无人驾驶设备的实际运行姿态与控制姿态是否拟合；如果实际运行姿态与控制姿态拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据正常；如果实际运行姿态与控制姿态不拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据异常。

可选地，上述实际运行姿态数据和控制姿态均包括如下至少之一：无人驾驶设备的俯仰角度以及横滚角度。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种无人驾驶设备的故障报警方法，包括：检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常；如果检测出加速度计存在异常，确定无人驾驶设备的惯性测量单元发生异常，并发出无人驾驶设备发生故障的报警信号。

可选地，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常，包括：判断无人驾驶设备的实际运行姿态与控制姿态是否拟合；如果实际运行姿态与控制姿态拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据正常；如果实际运行姿态与控制姿态不拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据异常。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种无人驾驶设备的故障原因的确定装置，包括：第一检测模块，用于在检测出无人驾驶设备的电机运行正常的情况下，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；第二检测模块，用于在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常，得到检测结果；第一确定模块，用于依据检测结果确定无人驾驶设备的故障原因。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种无人驾驶设备的故障报警装置，包括：第三检测模块，用于检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；第四检测模块，用于在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常；第二确定模块，用于在检测出加速度计存在异常的情况下，确定无人驾驶设备的惯性测量单元发生异常，并发出无人驾驶设备发生故障的报警信号。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时控制存储介质所在的设备执行以上的无人驾驶设备的故障原因的确定方法或者以上的无人驾驶设备的故障报警方法。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行以上的无人驾驶设备的故障原因的确定方法或者以上的无人驾驶设备的故障报警方法。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中，存储器存储有计算机程序；处理器执行计算机程序时实现以上的无人驾驶设备的故障原因的确定方法或者以上的无人驾驶设备的故障报警方法。

在本申请实施例中，采用在检测出无人驾驶设备的电机运行正常的情况下，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常，得到检测结果；依据检测结果确定无人驾驶设备的故障原因的方式，通过在检测出无人机的飞行姿态存在异常的情况下，进一步检测无人机的加速度计是否存在异常，从而可以实现判断导致无人机的飞行姿态发生异常的原因是否是由于惯性测量单元发生异常导致，进而解决了无人机只包含一个惯性测量单元时，无法判断无人机发生故障的原因是否由惯性测量单元发生异常导致的技术问题。

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驾驶设备的故障原因的确定方法的流程图；

图2根据本申请实施例的一种无人驾驶设备的故障报警方法的流程图；

图3是根据本申请实施例的一种无人驾驶设备的故障原因的确定装置的结构图；

图4是根据本申请实施例的一种无人驾驶设备的故障报警装置的结构图；

图5是根据本发明实施例的一种计算机设备的结构框图。

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。

根据本申请实施例，提供了一种无人驾驶设备的故障原因的确定方法的实施例，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驾驶设备的故障原因的确定方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，在检测出无人驾驶设备的电机运行正常的情况下，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常。

根据本申请的一个可选的实施例，步骤S102中的无人驾驶设备包括但不限于无人机、无人车等，下面以无人机为例进行说明。

无人机发生飞行故障时，在客户提交的保障单中，包含飞行日志，无人机发生故障时的环境照片，客户描述说明三部分内容，对于大部分的飞行故障仅仅需要飞行日志就能判断出无人机发生故障的原因。

无人机的飞行日志每隔一段预设时间(比如0.5s)会记录一次飞机所有的飞行相关数据，每记录一次得到一帧数据，因此，在利用软件自动分析飞行日志时采用逐帧分析的方法，从日志的第一帧到最后一帧依次进行分析，直到分析出事故原因为止。

在无人机飞行控制的控制逻辑中，通过控制各个电机的转速来改变无人机的飞行姿态，再控制姿态来改变无人机的速度，最后通过控制无人机的速度来改变无人机的位置。当无人机的电机出现异常时，无人机的姿态，速度和位置也会接连出现异常，所以在分析飞行日志的每一帧数据时，应该先分析飞机的电机环节相关参数，之后为姿态环相关参数，速度环相关参数，最后为位置环相关参数。

在执行步骤S102时，在检测出无人机的电机运行正常的情况下，继续检测无人机的运行姿态数据是否异常。

步骤S104，在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常，得到检测结果。

加速度计是测量运载体线加速度的仪表，加速度计由检测质量(也称敏感质量)、支承、电位器、弹簧、阻尼器和壳体组成。

步骤S106，依据检测结果确定无人驾驶设备的故障原因。

通过上述步骤，可以通过在检测出无人机的飞行姿态发生异常的情况下进一步检测无人机的加速度计是否存在异常，从而可以实现判断导致无人机的飞行姿态发生异常的原因是否是由于惯性测量单元发生异常导致。

根据本申请的一个可选的实施例，步骤S106通过以下方法实现：如果检测出加速度计存在异常，确定无人驾驶设备的故障原因是无人驾驶设备的惯性测量单元发生异常导致的。

根据本申请的一个可选的实施例，在检测出6帧以上的数据中加速度计所测得的值大于30G(G指的是重力加速度)时，确定加速度计发生异常。

惯性测量单元是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个惯性测量单元包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。

在本申请的一些可选的实施例中，在执行步骤S102时，可以通过以下方法实现：判断无人驾驶设备的实际运行姿态与控制姿态是否拟合；如果实际运行姿态与控制姿态拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据正常；如果实际运行姿态与控制姿态不拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据异常。

根据本申请的一个可选的实施例中，上述实际运行姿态数据和预设运行控制姿态均包括如下至少之一：无人驾驶设备的俯仰角度以及横滚角度。

需要说明的是，上述俯仰角度是指机体坐标系横轴与水平面的夹角。当机体坐标系的X轴在惯性坐标系XOY平面上方时，俯仰角度为正，否则为负。横滚代表运载体绕纵轴的转动，绕纵轴轴向顺时针转动为正，顾名思义，无人机的横滚角度是无人机横轴与水平线之间的夹角。

根据本申请的一个可选的实施例，上述控制姿态是指无人机的控制系统根据算法自动生成的控制姿态，无人机正常飞行时按照该自动生成的控制姿态运行。判断实际运行姿态与控制姿态是否拟合主要包括：判断无人机的实际俯仰角度、横滚角度与控制系统自动生成的目标俯仰角度、目标横滚角度是否拟合。

具体地，判断无人机的实际俯仰角度、横滚角度与控制系统自动生成的目标俯仰角度、目标横滚角度是否拟合是通过判断实际俯仰角度与目标俯仰角度的差值是否在预设范围内，以及实际横滚角度与目标横滚角度的差值是否在预设范围内。如果在差值预设的范围内，确定无人机的实际俯仰角度、横滚角度与控制系统自动生成的目标俯仰角度、目标横滚角度拟合；否则，不拟合。需要说明的是，上述预设范围一般设置为±3.5度，当然3.5这个值也可以是一个区间范围，例如：3-4。

图2根据本申请实施例的一种无人驾驶设备的故障报警方法的流程图，如图2所示，该方法还包括：

步骤S202，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常。

根据本申请的一个可选的实施例，在无人机飞行过程中，可以每隔一段预设时间检测无人机的飞行姿态是否异常，无人机的飞行姿态包括但不限于无人机的俯仰角度、以及无人机的横滚角度。

步骤S204，在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常。

步骤S206，如果检测出加速度计存在异常，确定无人驾驶设备的惯性测量单元发生异常，并发出无人驾驶设备发生故障的报警信号。

加速度计是测量运载体线加速度的仪表，加速度计由检测质量(也称敏感质量)、支承、电位器、弹簧、阻尼器和壳体组成。具体的，在检测出6帧以上的数据中加速度计所测得的值大于30G(G指的是重力加速度)时，确定加速度计发生异常。如果检测出加速度计发生异常，确定无人机的惯性测量单元发生异常，发生报警信号，提示无人机控制人员立即控制无人机返航，以免发生坠机等损失更大的事故。

根据本申请的一个可选的实施例，步骤S202通过以下方法实现：判断无人驾驶设备的实际运行姿态与控制姿态是否拟合；如果实际运行姿态与控制姿态拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据正常；如果实际运行姿态与控制姿态不拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据异常。

根据本申请的一个可选的实施例，上述控制姿态是指无人机的控制系统根据算法自动生成的控制姿态，无人机正常飞行时按照该自动生成的控制姿态运行。判断实际运行姿态与控制姿态是否拟合主要包括：判断无人机的实际俯仰角度、横滚角度与控制系统自动生成的目标俯仰角度、目标横滚角度是否拟合。

判断无人机的实际俯仰角度、横滚角度与控制系统自动生成的目标俯仰角度、目标横滚角度是否拟合是通过判断实际俯仰角度与目标俯仰角度的差值是否在预设范围内，以及实际横滚角度与目标横滚角度的差值是否在预设范围内。如果在差值预设的范围内，确定无人机的实际俯仰角度、横滚角度与控制系统自动生成的目标俯仰角度、目标横滚角度拟合；否则，不拟合。需要说明的是，上述预设范围一般设置为±3.5度，当然3.5这个值也可以是一个区间范围，例如：3-4。

通过步骤S202至步骤S206提供的无人机故障报警方法，实时检测出无人机的飞行姿态是否存在异常，在检测出无人机的飞行姿态存在异常的情况下，进一步检测无人机的加速度计是否发生异常，如果检测出加速度计也存在异常的情况，可以判定无人机的惯性测量单元发生异常，此时发出报警信号，提示控制无人机返航，可以避免无人机发生坠机等损失更为严重的事故。

图3是根据本申请实施例的一种无人驾驶设备的故障原因的确定装置的结构图，如图3所示，该装置包括：

第一检测模块30，用于在检测出无人驾驶设备的电机运行正常的情况下，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常。

第二检测模块32，用于在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常，得到检测结果。

第一确定模块34，用于依据检测结果确定无人驾驶设备的故障原因。

根据本申请的一个可选的实施例，第一确定模块34还用于在检测出加速度计存在异常的情况下，确定无人驾驶设备的故障原因是无人驾驶设备的惯性测量单元发生异常导致的。

在本申请的一些可选的实施例中，第一检测模块30还用于判断无人驾驶设备的实际运行姿态与控制姿态是否拟合；如果实际运行姿态与控制姿态拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据正常；如果实际运行姿态与控制姿态不拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据异常。

需要说明的是，图3所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

图4是根据本申请实施例的一种无人驾驶设备的故障报警装置的结构图，如图4所示，该装置包括：

第三检测模块40，用于检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常。

第四检测模块42，用于在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常。

第二确定模块44，用于在检测出加速度计存在异常的情况下，确定无人驾驶设备的惯性测量单元发生异常，并发出无人驾驶设备发生故障的报警信号。

根据本申请的一个可选的实施例，上述第三检测模块40还用于判断无人驾驶设备的实际运行姿态与控制姿态是否拟合；如果实际运行姿态与控制姿态拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据正常；如果实际运行姿态与控制姿态不拟合，确定无人驾驶设备的运行姿态数据异常。

需要说明的是，图4所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时控制存储介质所在的设备执行以上的无人驾驶设备的故障原因的确定方法或者以上的无人驾驶设备的故障报警方法。

存储介质用于存储执行以下功能的程序：在检测出无人驾驶设备的电机运行正常的情况下，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常，得到检测结果；依据检测结果确定无人驾驶设备的故障原因。或者

检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常；如果检测出加速度计存在异常，确定无人驾驶设备的惯性测量单元IMU发生异常，并发出无人驾驶设备发生故障的报警信号。

本申请实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行以上的无人驾驶设备的故障原因的确定方法或者以上的无人驾驶设备的故障报警方法。

处理器用于处理执行以下功能的程序：在检测出无人驾驶设备的电机运行正常的情况下，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常，得到检测结果；依据检测结果确定无人驾驶设备的故障原因。或者

检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常；如果检测出加速度计存在异常，确定无人驾驶设备的惯性测量单元IMU发生异常，并发出无人驾驶设备发生故障的报警信号。

图5是根据本发明实施例的一种计算机设备的结构框图。如图5所示，该计算机设备50可以包括：一个或多个(图中仅示出一个)处理器502、存储器504、以及射频模块、音频模块以及显示屏。

存储器504存储有计算机程序；处理器502执行计算机程序时实现以上的无人驾驶设备的故障原因的确定方法或者以上的无人驾驶设备的故障报警方法。

处理器用于执行实现以下功能的计算机程序：在检测出无人驾驶设备的电机运行正常的情况下，检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常，得到检测结果；依据检测结果确定无人驾驶设备的故障原因。或者

检测无人驾驶设备的实际运行姿态数据是否异常；在检测出无人驾驶设备的实际运行姿态数据存在异常的情况下，检测无人驾驶设备的加速度计是否异常；如果检测出加速度计存在异常，确定无人驾驶设备的惯性测量单元IMU发生异常，并发出无人驾驶设备发生故障的报警信号。

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。