[发明专利]陆空两栖车辆域控制系统及其控制方法

权利要求书

1.陆空两栖车辆域控制系统，其特征在于，包括动力域、底盘域、飞控域、人机交互域和智能域；每个域都包含独立的信号处理单元、执行装置、以太网通信单元、CAN通信单元；单个域之间通过以太网通信，域控制系统内部通过CAN总线通信。

2.根据权利要求1所述的陆空两栖车辆域控制系统，其特征在于，所述的动力域，用于根据接收的传感器信号并与其他域控制器进行交互，通过电压转换器给其他域控制器供电；结合发动机、发电机、动力电池的参数与固有属性，进行动力系统热管理、动力系统能量管理、电池均衡管理，生成控制指令，控制动力域的执行装置执行相应的操作。

3.根据权利要求1所述的陆空两栖车辆域控制系统，其特征在于，所述的智能域，用于根据接收的传感器信号并与其他域控制器进行交互，结合车辆自身位置位姿信息和传感器数据，完成障碍物检测和三维环境重建；在自动驾驶模式中，智能域进行路径规划，控制底盘域和飞控域，自动控制陆空两栖车辆的地面行驶、起飞、悬停、巡航和降落。

4.根据权利要求1所述的陆空两栖车辆域控制系统，其特征在于，所述的底盘域，用于根据接收的传感器信号并与其他域控制器进行交互，结合车辆的底盘及车身零件特性固有参数，生成轮毂电机、转向电机的控制指令，控制底盘域的执行装置执行相应的操作。

5.根据权利要求1所述的陆空两栖车辆域控制系统，其特征在于，所述的飞控域，用于根据接收的传感器的信号并与其他域控制器进行交互，结合车辆的旋翼及车身零件特性固有参数，生成旋翼电机和涵道电机的控制指令，控制飞控域的执行装置执行相应的操作。

6.根据权利要求1所述的陆空两栖车辆域控制系统，其特征在于，所述的人机交互域，用于根据接收的传感器信号和开关并与其他域控制器进行交互，将车辆的位置、位姿以及相关状态信息通过仪表系统显示出来；结合车辆的运行工况，生成车辆灯光的控制指令，控制人机交互域的执行装置执行相应的操作。

7.根据权利要求1到6任一项所述的陆空两栖车辆域控制系统的控制方法，其特征在于：

陆空两栖车辆采用垂直升降的方式；

爬升阶段中，人机交互域中的旋翼与涵道驱动模式开关打开后，释放旋翼电机和涵道电机；飞控域控制旋翼电机和涵道电机加速旋转，增加旋翼与涵道提供的总升力；

当总升力达到大于车辆总重力后升力到达起飞的临界值，飞控域继续控制旋翼电机和涵道电机增加转速，抵消寄生阻力和加速阻力，控制车辆爬升；

在车辆爬升至设定高度后，飞控域继续控制旋翼电机和涵道电机逐渐降低转速，使车辆悬停于设定高度的阈值内；此阶段中，应控制每个电机的转速和转矩相同，提供的升力也相同；

巡航阶段中，飞控域控制各个旋翼电机和涵道电机的转速，调整该陆空两栖车辆的车头方向；确定其前进方向后，控制旋翼电机和涵道电机增加转速，平衡寄生阻力、重力和加速阻力的矢量之和，使车辆获得向前的速度和加速度；

降落阶段前，飞控域控制各个旋翼电机和涵道电机的转速，使该陆空两栖车辆悬停于当前高度，并调整其姿态；

降落过程中，飞控域控制旋翼电机和涵道电机减速旋转，降低旋翼与涵道提供的总升力，使陆空两栖车辆获得向下的加速度和速度；当总升力降低到低于车辆总重力的设定阈值后，飞控域继续控制旋翼电机和涵道电机逐渐保持转速，控制车辆以合适垂直速度降落；降落过程中，；控制每个电机的转速和转矩相同，提供的升力也相同；

降落后，打开轮毂电机驱动开关，切换为地面行驶模式。