[发明专利]陆空两栖车辆域控制系统及其控制方法

说明书

本发明一种陆空两栖车辆域控制系统及其控制方法，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。本发明为陆空两栖车辆设计可靠的控制系统，能够保证空中飞行的安全完成以及平稳降落，解决传统控制系统数据和信号的实时性和鲁棒性较差的技术问题，大量减少控制器数目以及线束的量，成本也随之降低。

技术领域

本发明属于陆空两栖车辆技术领域，具体涉及陆空两栖车辆域控制系统及其控制方法。

背景技术

野外环境十分恶劣，极端天气、颠簸的路面、以及高山河流往往成为重型车辆行驶的阻碍。陆空两栖车辆是一种新型智能机动平台，既能保证地面行驶，又能满足短时间的空中飞行。路面和空中的两栖运行模式，让车辆对于行驶环境的适应性大大提升。

陆空两栖车辆的控制系统相对于普通车辆更加复杂，需要其迅速完成输入信号的采集与处理工作，实时控制整车系统的运行，确保在执行飞行任务时的安全。

陆空两栖车辆复杂的应用使得电子控制单元ECU数量的大幅增加。传统的汽车电子电气分布式架构，各ECU通过CAN和LIN总线连接在一起。由于陆空两栖系统的单元更多、系统更加复杂，需要的ECU迅速增加到了几十个甚至上千个，线束也越来越多，传统的汽车分布式架构已经不适合用于陆空车辆，主要原因：

制造复杂；

线束多、成本高；

繁多的新功能和其控制器使得信息处理量和交换量急剧增加，信息的协调和管理也变得越来越复杂，导致数据和信号的实时性和鲁棒性较差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明一种陆空两栖车辆域控制系统及其控制方法，为陆空两栖车辆设计可靠的控制系统，能够保证空中飞行的安全完成以及平稳降落，解决传统控制系统数据和信号的实时性和鲁棒性较差的技术问题，大量减少控制器数目以及线束的量，成本也随之降低。

具体的技术方案为：

陆空两栖车辆域控制系统，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。

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。

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。

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.

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。

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。

所述的陆空两栖车辆域控制系统的控制方法，陆空两栖车辆采用垂直升降的方式；