无人机的故障检测方法及装置

技术领域

本申请涉及智能控制领域，具体而言，涉及一种无人机的故障检测方法及装置。

背景技术

现有技术中，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，炸机环境照片，对于大部分的飞行故障仅仅需要飞行日志就能判断出炸机原因，少部分飞行故障还需要结合炸机环境照片及人工说明进行判别。

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进行数据分析和结合炸机环境照片及说明进行判别，这种分析方法对分析人员的知识技能要求较高，且分析时效性不高，在农忙季节经常会出现一天七八十个或者接近上百个的飞行事故数据需要人工分析处理，这种分析方式一方面对分析人员来说任务量较大，不能及时快速的分析出无人机事故原因，耗费时间较长，效率较低。

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，以至少解决现有技术中人工根据飞行日志对无人机故障原因进行分析，耗费时间较长，效率较低的技术问题。

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：判断无人机的飞行模式是否为定高模式；若判断结果指示为是，且GPS高度低于第一目标高度的数值大于第一阈值时，则基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因；若判断结果指示为否，则确定仿地高度在第一预设时间段内的变化信息，并基于变化信息确定无人机故障的原因。

可选地，基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因包括：若GPS垂直速度在第二预设时间段内持续小于第二阈值，则判断是否因电机响应值未属于指定取值范围导致无人机动力不足，若是，则确定由电机响应异常导致无人机动力不足引起故障，若否，则基于无人机的电池电压确定故障的原因。

可选地，基于无人机的电池电压确定故障的原因包括：若无人机的电池电压低于第三阈值，则确定由无人机的电池电压过低导致无人机动力不足引起故障，若无人机的电池电压不低于第三阈值，则基于无人机的海拔高度确定故障的原因。

可选地，基于无人机的海拔高度确定故障的原因包括：若无人机的海拔高度高于预设高度，则确定由无人机的飞行海拔过高导致的飞机动力不足引起的故障，若无人机的海拔高度不高于预设高度，则确定由无人机动力不足导致飞机降高引起的故障。

可选地，基于变化信息确定无人机故障的原因包括：在仿地高度不满足以下条件之一时，基于GPS垂直速度的变化率确定无人机故障的原因：仿地高度保持不变；仿地高度发生突变。

可选地，基于GPS垂直速度的变化率确定无人机故障的原因包括：若变化率大于第四阈值，且无人机的仿地灵敏度的级别超过预设级别，则确定由无人机的仿地灵敏度设置不合理引起的故障。

可选地，若变化率不大于第四阈值，第二目标高度与仿地高度的差大于第五阈值，且GPS垂直速度不大于第六阈值时，则基于电机的响应值确定故障的原因。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种无人机的故障检测装置，该装置包括：判断模块，用于判断无人机的飞行模式是否为定高模式；确定模块，用于在判断结果指示为是，且GPS高度低于第一目标高度的数值大于第一阈值时，基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因；若判断结果指示为否，则确定仿地高度在第一预设时间段内的变化信息，并基于变化信息确定无人机故障的原因。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种非易失性存储介质，非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行上述的无人机的故障检测方法。

根据本申请实施例的一个方面，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，程序运行时执行上述的无人机的故障检测方法。

在本申请实施例中，采用判断无人机的飞行模式为定高模式，且GPS高度低于第一目标高度的数值大于第一阈值时，基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因；在无人机的飞行模式不是定高模式时，则确定仿地高度在第一预设时间段内的变化信息，并基于变化信息确定无人机故障的原因。基于上述方案，由于可以基于无人机在定高模式和非定高模式下的状态信息自动分析出故障原因，从而提高了故障分析效率，进而解决了现有技术中人工根据飞行日志对无人机故障原因进行分析，耗费时间较长，效率较低的技术问题。

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可选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可选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相关术语解释如下：

GPS高度：为无人机距离起飞点的高度，具体可以为无人机的海拔高度减起飞点的海拔高度。

GPS垂直速度:为无人机在垂直方向上的速度。

定高模式：为无人机保持距离起飞点固定高度飞。

目标高度：为预设的无人机距离起飞点的高度。

仿地高度：为无人机在实际飞行时距离地面的高度。

根据本申请实施例，提供了一种无人机的故障检测的方法实施例，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故障检测的方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，判断无人机的飞行模式是否为定高模式。

具体地，无人机可以在定高模式下飞行，也可以在仿地模式下飞行。在GPS定高模式下，无人机控制其GPS高度达到目标高度。GPS高度为无人机距离起飞点的高度，具体可以为无人机的海拔高度减起飞点的海拔高度，目标高度为预设的无人机距离起飞点的高度。在无人机的飞行过程中，无人机内部的判断设备通过对正在飞行的无人机的GPS高度与目标高度进行比较，判断无人机的GPS高度是否达到目标高度。在仿地模式下，无人机控制其距离地面的高度为预设的固定高度。

在本申请可选的实施例中，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。

步骤S104，若判断结果指示为是，且GPS高度低于第一目标高度的数值大于第一阈值时，则基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因。

具体地，第一目标高度为预设的一个无人机距离起飞点的高度，第一阈值可以由用户设定，GPS垂直速度为无人机在垂直方向上的速度。GPS高度低于第一目标高度的数值即为二者差值的绝对值，当该数值大于第一阈值时，依据无人机在垂直方向上的速度分析无人机故障的原因。例如：假设已经判断出无人机的飞行模式为定高模式，设定的第一目标高度为7米，第一阈值为1，此时无人机GPS高度为5米，则GPS高度低于第一目标高度的数值为2，由于2大于1，因此可以基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因。

步骤S106，若判断结果指示为否，则确定仿地高度在第一预设时间段内的变化信息，并基于变化信息确定无人机故障的原因。

具体地，仿地高度为无人机在实际飞行时距离地面的高度，第一预设时间可以由用户设定，变化信息可以是在该预设时间内的无人机飞行时所测得的仿地高度的多少以及变化量。

根据本申请可选的实施例，根据GPS垂直速度确定无人机故障的原因，可以通过以下步骤进行判断：如果GPS垂直速度在第二预设时间段内持续小于第二阈值，那么判断是否由于电机响应值不属于指定取值范围导致无人机动力不足。如果电机响应值不在指定取值范围内，可以确定由电机响应异常导致无人机动力不足引起故障，如果电机响应值在指定范围内，可以基于无人机的电池电压确定故障的原因。

具体地，第二阈值是无人机的电机响应值在正常取值范围内时，GPS垂直速度应该保持的速度数值。在本申请实施例中，可以比较当前帧及前三帧的GPS垂直速度和与第二阈值。预设时间的长短根据无人机的飞行环境、飞行高度等具体情况而定。电机响应值可以从无人机的飞行日志中获取，其中，该电机响应值用于反映根据电机的控制状态量所响应的转速。

具体地，上述取值范围可以为转速区间，获取电机响应值用于反应基于电机的控制状态量所响应的转速之后，需判断该转速所在的转速区间，并根据转速区间对应的电机状态，确定电机是否异常。

具体地，再从飞行日志中获取数据时，需要先对飞行日志进行分析，分析飞行日志的具体思路如下：1、无人机发生事故的情况下，取出无人机的飞行日志；2、分析飞行日志的内容，输出无人机产生故障的原因；3、基于分析到的故障原因自动检查无人机的部件，检查结果存入数据库；4、基于检查结果控制机器人更换损坏的部件；5、测试更换后的无人机，获取新的飞行日志；6、将飞行日志发给飞行日志分析系统进行分析，验证更新后的无人机是否还存在故障。

在本申请可选的实施例中，可以根据无人机的电池电压确定故障的原因，包括以下步骤：如果无人机的电池电压低于第三阈值，可以确定由无人机的电池电压过低导致无人机动力不足引起故障，如果无人机的电池电压不低于第三阈值，可以基于无人机的海拔高度确定故障的原因。

具体地，第三阈值是能够保障无人机正常飞行时的电池电压的数值，该阈值可以根据不同性能参数的电池设置为不同的值。

在本申请可选的实施例中，可以根据无人机的海拔高度确定故障的原因，包括以下步骤：如果无人机的海拔高度高于预设高度，可以确定是由无人机的飞行海拔过高导致的飞机动力不足引起的故障，如果无人机的海拔高度不高于预设高度，可以确定由无人机动力不足导致飞机降高引起的故障。

在本申请可选的实施例中，根据变化信息确定无人机故障的原因，包括以下步骤：在仿地高度不满足以下至少一个条件时，可以根据GPS垂直速度的变化率确定无人机故障的原因：仿地高度保持不变或者仿地高度发生突变。

具体地，依据上述步骤判断之前，需要确定无人机是以仿地模式飞行。根据无人机实际的飞行情况，该预设时间范围可以为1-3s。

具体地，仿地高度小于目标仿地高度的具体数值，可以为小于目标仿地高度0.5米。目标仿地高度为根据由用户或管理员，或根据无人机将要飞跃的地形信息生成的目标仿地高度。

在本申请可选的实施例中，根据GPS垂直速度的变化率确定无人机故障的原因，可以包括以下步骤：如果GPS垂直速度的变化率大于第四阈值，并且无人机的仿地灵敏度的级别超过预设级别，则确定由无人机的仿地灵敏度设置不合理引起的故障。在此，需要说明的是，之所以仿地模式下判断逻辑和GPS定高模式下不同，是因为GPS高度是不会有很大变化，无人机在达到目标高度后几乎不会有很大调整,而仿地高度会受地形起伏影响,随时可能大力度调整以达到目标高度。

具体地，当无人机飞行时，如果地势的起伏变化超过了飞机的反应速度，可能会造成GPS垂直速度变化过大的情况，为了GPS垂直速度能跟上地势的变化，这时需要设置高灵敏度。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。仿地灵敏度可包括：高、中、低三个级别，灵敏度越高，飞行器的反应速度更快。比如在需要升高的情况下，低灵敏度时飞机一秒内增大上升速度0.1m/s，高灵敏度时飞机一秒内增大上升速度0.3m/s。

在本申请可选的实施例中，如果变化率不大于第四阈值，第二目标高度与仿地高度的差大于第五阈值，且GPS垂直速度不大于第六阈值时，可以根据电机的响应值确定故障的原因。

具体地，可以从无人机的飞行日志中获取电机响应值，电机响应值可以为一个取值范围。其中，该电机响应值用于反映基于电机的控制状态量所响应的转速，根据电机响应值判断无人机是否电机响应异常，该取值范围可以为转速区间，获取电机响应值用于反应基于电机的控制状态量所响应的转速之后，需判断该转速所在的转速区间，并根据转速区间对应的电机状态，确定电机是否异常。

在本申请实施例中，采用判断无人机的飞行模式为定高模式，且GPS高度低于第一目标高度的数值大于第一阈值时，基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因；在无人机的飞行模式不是定高模式时，则确定仿地高度在第一预设时间段内的变化信息，并基于变化信息确定无人机故障的原因。基于上述方案，由于可以基于无人机在定高模式和非定高模式下的状态信息自动分析出故障原因，从而提高了故障分析效率，进而解决了现有技术中人工根据飞行日志对无人机故障原因进行分析，耗费时间较长，效率较低的技术问题。

图2是根据本申请实施例的一种无人机的故障检测装置，如图2所示，该装置包括如下结构：

判断模块20，用于判断无人机的飞行模式是否为定高模式。

具体地，无人机可以在定高模式下飞行，也可以在仿地模式下飞行。在GPS定高模式下，无人机控制其GPS高度达到目标高度。GPS高度为无人机距离起飞点的高度，具体可以为无人机的海拔高度减起飞点的海拔高度，目标高度为预设的无人机距离起飞点的高度。在无人机的飞行过程中，无人机内部的判断设备通过对正在飞行的无人机的GPS高度与目标高度进行比较，判断无人机的GPS高度是否达到目标高度。在仿地模式下，无人机控制其距离地面的高度为预设的固定高度。

在本申请可选的实施例中，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。

确定模块22，用于在判断结果指示为是，且GPS高度低于第一目标高度的数值大于第一阈值时，基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因；若判断结果指示为否，则确定仿地高度在第一预设时间段内的变化信息，并基于变化信息确定无人机故障的原因。

具体地，第一目标高度为预设的一个无人机距离起飞点的高度，第一阈值可以由用户设定，GPS垂直速度为无人机在垂直方向上的速度。GPS高度低于第一目标高度的数值即为二者差值的绝对值，当该数值大于第一阈值时，依据无人机在垂直方向上的速度分析无人机故障的原因。例如：假设已经判断出无人机的飞行模式为定高模式，设定的第一目标高度为7米，第一阈值为1，此时无人机GPS高度为5米，则GPS高度低于第一目标高度的数值为2，由于2大于1，因此可以基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因。

具体地，仿地高度为无人机在实际飞行时距离地面的高度，第一预设时间可以由用户设定，变化信息可以是在该预设时间内的无人机飞行时所测得的仿地高度的多少以及变化量。

根据本申请可选的实施例，根据GPS垂直速度确定无人机故障的原因，可以通过以下步骤进行判断：如果GPS垂直速度在第二预设时间段内持续小于第二阈值，那么判断是否由于电机响应值不属于指定取值范围导致无人机动力不足。如果电机响应值不在指定取值范围内，可以确定由电机响应异常导致无人机动力不足引起故障，如果电机响应值在指定范围内，可以基于无人机的电池电压确定故障的原因。

在本申请可选的实施例中，可以根据无人机的电池电压确定故障的原因，包括以下步骤：如果无人机的电池电压低于第三阈值，可以确定由无人机的电池电压过低导致无人机动力不足引起故障，如果无人机的电池电压不低于第三阈值，可以基于无人机的海拔高度确定故障的原因。

在本申请可选的实施例中，可以根据无人机的海拔高度确定故障的原因，包括以下步骤：如果无人机的海拔高度高于预设高度，可以确定是由无人机的飞行海拔过高导致的飞机动力不足引起的故障，如果无人机的海拔高度不高于预设高度，可以确定由无人机动力不足导致飞机降高引起的故障。

在本申请可选的实施例中，根据变化信息确定无人机故障的原因，包括以下步骤：在仿地高度不满足以下至少一个条件时，可以根据GPS垂直速度的变化率确定无人机故障的原因：仿地高度保持不变或者仿地高度发生突变。

在本申请可选的实施例中，根据GPS垂直速度的变化率确定无人机故障的原因，可以包括以下步骤：如果GPS垂直速度的变化率大于第四阈值，并且无人机的仿地灵敏度的级别超过预设级别，则确定由无人机的仿地灵敏度设置不合理引起的故障。

在本申请可选的实施例中，如果变化率不大于第四阈值，第二目标高度与仿地高度的差大于第五阈值，且GPS垂直速度不大于第六阈值时，可以根据电机的响应值确定故障的原因。

本实施例的优选实施例可参考图1实施例的相关描述，此处不再赘述。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种非易失性存储介质，非易失性存储介质包括存储的程序，其中，非易失性存储介质所在设备执行以下步骤的程序：判断无人机的飞行模式是否为定高模式；若判断结果指示为是，且GPS高度低于第一目标高度的数值大于第一阈值时，则基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因；若判断结果指示为否，则确定仿地高度在第一预设时间段内的变化信息，并基于变化信息确定无人机故障的原因。

根据本申请实施例的一个方面，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，程序运行时执行以下功能的程序：判断无人机的飞行模式是否为定高模式；若判断结果指示为是，且GPS高度低于第一目标高度的数值大于第一阈值时，则基于GPS垂直速度确定无人机故障的原因；若判断结果指示为否，则确定仿地高度在第一预设时间段内的变化信息，并基于变化信息确定无人机故障的原因。

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。