一種基于CAN總線的無人機冗余系統的制作方法

本申請涉及無人機領域，尤其涉及一種基于can總線的無人機冗余系統。

背景技術：

無人機在防災救險、科學考察、風力發電巡檢、工業級環保等領域有著廣闊的應用，而無人機的飛行控制系統是無人機的重要組成部分，在無人機智能化和實用化中起著重要的作用。尤其在在工業無人機中，工業無人機的制造成本高，特別是固定翼無人機，如機身碳纖維材料昂貴；工業無人機的系統復雜，故無人機的系統在交付最終用戶之前，會經過大量的、長時間的飛行測試，以提高工業無人機的可靠性，便于工業無人機的推廣應用。

現有技術中，在各個環節保證與提升工業無人機的可靠性是非常必要，如從零部件采購、半成品加工、成品組裝、整機測試、系統測試等管控工業無人機的質量風險，但是影響工業無人機可靠性的質量風險其絕大部分在早期階段可以被發現糾正或者創造條件提前讓其暴露出來，還會有一些風險是無法預知的，受制于不同環境因素，可能會隨機出現，或受制于成本控制，后期故障暴露。

因此，通過嘗試各種途徑來提高工業無人機的可靠性，將是未來研究工業無人機的重要努力方向，進而如何有效地提高工業無人機的可靠性成為業界研究的主要課題。

技術實現要素：

本申請的目的是提供一種基于can總線的無人機冗余系統，以解決現有無人機的系統復雜及可靠性低的問題。

根據本申請的一個方面，提供了一種基于can總線的無人機冗余系統，其特征在于，包括：

can物理層，所述can物理層包括can總線接口；

分別與所述can總線接口連接的can協議層和無人機控制冗余備份；

所述can協議層用于預置無人機控制冗余備份中的主/備數據的標識位，所述無人機控制冗余備份用于基于所述主/備數據的標識位和預設的冗余備份機制將所述主/備數據確定為有效備份數據；

所述無人機控制冗余備份包括主/備飛行控制單元、通過所述can總線接口分別與所述主/備飛行控制單元對應連接的主/備gps單元、主/備慣性測量單元及主/備電源管理單元；所述主/備飛行控制單元用于根據所述主/備gps單元、主/備慣性測量單元及主/備電源管理單元獲取的有效備份數據控制所述無人機的飛行狀態。

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，所述無人機控制冗余備份為熱備份。

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，所述主/備數據包括主/備飛行定位信息、主/備飛行速度信息及主/備電源狀態信息，其中，

所述主/備gps單元用于獲取所述無人機的主/備飛行定位信息；

所述主/備慣性測量單元用于獲取所述無人機在飛行過程中的主/備飛行速度信息；

所述主/備電源管理單元用于管理所述無人機的主/備電源狀態信息；

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，所述飛行速度信息包括飛行角速度、飛行加速度。

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，若所述預設的冗余備份機制為自控式切換機制，所述無人機控制冗余備份用于基于所述自控式切換機制和所述主/備數據的標識位從所述主/備數據中選出有效備份數據。

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，若所述預設的冗余備份機制為冗余仲裁機制，所述無人機控制冗余備份用于基于冗余仲裁機制和所述主/備數據的標識位從所述主/備數據中選出有效備份數據。

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，所述can物理層包括相互獨立的雙can總線接口，分別為第一can總線接口和第二can總線接口，其中，

所述主/備慣性測量單元和所述主/備gps單元通過所述第一can總線接口分別與所述主/備飛行控制單元對應連接。

所述主/備電源管理單元通過所述第二can總線接口分別與所述主/備飛行控制單元對應連接。

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，還包括：無人機的航燈指示單元，其中，

所述航燈指示單元通過所述第二can總線接口與所述主/備飛行控制單元連接，用于獲取所述無人機在飛行過程中的飛行狀態并指示。

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，還包括：無人機的電調單元，其中，

所述電調單元通過所述第二can總線接口與所述主/備飛行控制單元連接，用于獲取所述無人機的動力無刷電機的轉速信息并發送給所述主/備飛行控制單元；

所述主/備飛行控制單元用于基于所述轉速信息調整所述無刷電機的轉速。

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，還包括：無人機的數據傳輸單元，其中，

所述數據傳輸單元通過所述第二can總線接口與所述主/備飛行控制單元連接，用于接收地面或控制器發送的對所述無人機的飛行控制指令，所述主/備飛行控制單元基于所述飛行控制指令調整所述無人機的飛行模式。

進一步地，上述基于can總線的無人機冗余系統中，所述數據傳輸單元還用于：將所述無人機的當前飛行參數信息發送給地面。

與現有技術相比，本申請通過提供的一種基于can總線的無人機冗余系統，包括：can物理層，所述can物理層包括can總線接口，在所述無人機的控制系統中采用can總線接口，減少了無人機內部布線，使得通過can總線連接的控制系統的各個單元可以相互獨立，便于系統裁剪，保證無人機的控制系統的簡單清晰，使得各單元之間實現起來容易可靠；分別與所述can總線接口連接的can協議層和無人機控制冗余備份；所述can協議層用于預置無人機控制冗余備份中的主/備數據的標識位，所述無人機控制冗余備份用于基于所述主/備數據的標識位和預設的冗余備份機制將所述主/備數據確定為有效備份數據，以實現對無人機的控制系統的冗余備份，避免無人機的控制系統出現異常后導致的宕機及數據丟失等，進而提高無人機的控制系統的可靠性。其中，所述無人機控制冗余備份包括主/備飛行控制單元、通過所述can總線接口分別與所述主/備飛行控制單元對應連接的主/備gps單元、主/備慣性測量單元及主/備電源管理單元；所述主/備飛行控制單元用于根據所述主/備gps單元、主/備慣性測量單元及主/備電源管理單元獲取的有效備份數據控制所述無人機的飛行狀態，實現對無人機的有效控制。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1示出根據本申請一個方面的一種基于can總線的分布式構架的無人機功能單元劃分模塊示意圖；

圖2示出根據本申請一個方面的一種基于can總線的無人機冗余系統的模塊示意圖；

圖3示出根據本申請一個方面的一種基于can總線的無人機冗余系統中的冗余仲裁機制的各功能單元的數據流向示意圖；

圖4示出根據本申請一個方面的一種基于can總線的無人機冗余系統中的冗余仲裁機制示意圖。

附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。

具體實施方式

下面結合附圖對本申請作進一步詳細描述。

在本申請一個典型的配置中，終端、服務網絡的設備和可信方均包括一個或多個處理器(cpu)、輸入/輸出接口、網絡接口和內存。

內存可能包括計算機可讀介質中的非永久性存儲器，隨機存取存儲器(ram)和/或非易失性內存等形式，如只讀存儲器(rom)或閃存(flashram)。內存是計算機可讀介質的示例。

計算機可讀介質包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術來實現信息存儲。信息可以是計算機可讀指令、數據結構、程序的模塊或其他數據。計算機的存儲介質的例子包括，但不限于相變內存(pram)、靜態隨機存取存儲器(sram)、動態隨機存取存儲器(dram)、其他類型的隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、快閃記憶體或其他內存技術、只讀光盤只讀存儲器(cd-rom)、數字多功能光盤(dvd)或其他光學存儲、磁盒式磁帶，磁帶磁盤存儲或其他磁性存儲設備或任何其他非傳輸介質，可用于存儲可以被計算設備訪問的信息。按照本文中的界定，計算機可讀介質不包括非暫存電腦可讀媒體(transitorymedia)，如調制的數據信號和載波。

為了保證無人機的可靠性，一方面就需要對無人接的關鍵子系統進行冗余備份設計，包括無人機的硬件及軟件環節，要求任何單點故障不影響無人機的控制系統的正常運行，即使是關鍵節點故障，無人機的控制系統中的其他部分也要求具備基本的應急備份功能；另一方面，無人機的控制冗余備份中，當其中一主節點發生故障時，備分節點自動接管主節點，完成所有的功能及提供的所有的服務，更進一步，在主備節點切換的過程中，不允許有信息的丟失，切換過程中的發生的任何事件都不允許丟失；綜合上述對無人機的控制系統的冗余設計的技術難度、復雜度、風險點等因素，本申請提供了一種基于can總線的無人機冗余系統，其中該can總線為如圖1所示的分布式構架，便于對無人機的控制系統進行冗余備份。

圖2示出根據本申請一個方面的一種基于can總線的無人機冗余系統，包括：

can物理層，所述can物理層包括can總線接口；在所述無人機的控制系統中采用can總線接口，減少了無人機內部布線，使得通過can總線連接的控制系統的各個單元可以相互獨立，便于系統裁剪，保證無人機的控制系統的簡單清晰，使得各單元之間實現起來容易可靠；

分別與所述can總線接口連接的can協議層和無人機控制冗余備份；

所述can協議層用于預置無人機控制冗余備份中的主/備數據的標識位，所述無人機控制冗余備份用于基于所述主/備數據的標識位和預設的冗余備份機制將所述主/備數據確定為有效備份數據；以實現對無人機的控制系統的冗余備份，避免無人機的控制系統出現異常后導致的宕機及數據丟失等，進而提高無人機的控制系統的可靠性。其中，所述無人機控制冗余備份包括主/備飛行控制單元、通過所述can總線接口分別與所述主/備飛行控制單元對應連接的主/備gps單元、主/備慣性測量單元及主/備電源管理單元；所述主/備飛行控制單元用于根據所述主/備gps單元、主/備慣性測量單元及主/備電源管理單元獲取的有效備份數據控制所述無人機的飛行狀態，實現對無人機的有效控制。

為了減少無人機的內部布線和控制系統的復雜度及便于無人機的控制系統中各個模塊單元之間可以基于預設的can通訊協議通過can總線相互交互數據，本申請的無人機采用的如圖1所示的can總線分布式構架，其中，基于can總線的分布式構架的無人機飛控系統中，基于can總線的分布式構架對無人機的控制系統進行劃分，具體包括：慣性測量單元（inertialmeasurementunit，imu單元）、gps-compass單元（globalpositioningsystem單元，gps單元）、數據傳輸單元dtu（(datatransferunit)）、電源管理單元pmu（powermanagementunit）、航燈指示單元led、飛行控制單元fcu（flightcontrolunit）、電調單元esc（electronicspeedcontrol）等，上述所有單元之間均是相互獨立的子系統運行，且通過can總線實現互連通訊。

其中，所述慣性測量單元imu通過所述can總線接口與所述飛行控制單元fcu連接，該慣性測量單元imu內置三軸加速度計、三軸陀螺儀、一個氣壓計等，采集并提供俯仰、橫滾、航向、高度等信息，進而獲取所述無人機在飛行過程中的飛行速度信息，其中，所述飛行速度信息包括飛行角速度、飛行加速度，并通過所述can總線接口輸出至飛行控制單元fcu，以控制無人機的飛行速度。

所述gps單元，通過所述can總線接口與所述飛行控制單元fcu連接，該gps單元內置gps模塊、三軸磁力計，采集并提供無人機的航向、經緯度坐標等，以獲取到所述無人機的飛行定位信息，并通過所述can總線接口輸出至飛行控制單元fcu，控制無人機的飛行航向。

所述數據傳輸單元dtu，通過所述can總線接口與所述飛行控制單元fcu連接，確保對無人機的收發的無線數據傳輸，實現無人機的無線數據鏈路功能；通過接收地面或控制器發送的對所述無人機的飛行控制指令，并通過飛行控制單元fcu基于所述飛行控制指令調整所述無人機的飛行模式，實現與地面站或遙控器之間進行的飛行控制指令等數據交互，實現遠程測控無人機。

所述電源管理單元pmu，通過所述can總線接口與所述飛行控制單元fcu連接，負責管理所述無人機的電源狀態信息，如對無人機攜帶的電量管理、實時動態的電池電壓與電流狀態監測、電源故障、剩余電量等進行管理，實現對無人機的電源狀態進行實時監測。

所述航燈指示led：通過所述can總線接口與所述飛行控制單元fcu連接，實時獲取無人機在飛行過程中的飛行狀態并指示，例如在無人機的可視距離范圍內，實時獲取并提示在空中飛行的無人機的飛行狀態，便于地面人員能夠基于該提示及時了解到無人機的飛行狀態。

所述飛行控制單元fcu為無人機的控制統的核心單元，并視作無人機在空中的大腦，根據慣性測量單元imu獲取的無人機的飛行速度信息、gps單元獲取無人機的飛行定位信息及電源管理單元pmu獲取的無人機的電源狀態信息等信息來控制無人機的飛行狀態，其中，所述飛行控制單元fcu內部使用了雙閉環控制算法。該飛行控制單元fcu還通過can總線接口與電調單元esc連接，控制無人機的動力無刷電機。該飛行控制單元fcu還通過can總線接口與所述數據傳輸單元dtu連接，接收來自所述數據傳輸單元dtu發送的無人機的飛行控制指令，例如獲得無人機的航跡坐標(一組經緯度坐標、高度信息等)、起飛、降落等不同飛行模式，根據高飛行控制指令調整無人機的飛行模式。

同時，所述數據傳輸單元dtu將無人機的當前飛行參數信息（例如電源狀態信息、飛行定位信息、飛行速度信息、飛行狀態及飛行模式等）傳輸至地面，以便地面實時了解無人機的飛行狀態。

所述電調單元esc，通過所述can總線接口與所述飛行控制單元fcu連接，為無人機的動力無刷電機的驅動單元，實時獲取所述無人機的動力無刷電機的轉速信息并發送給所述飛行控制單元fcu，以便所述飛行控制單元fcu基于所述轉速信息調整所述無刷電機的轉速，實現了實時地獲取控制無刷電機轉速的指令并發送給飛行控制單元fcu。

通過上述基于can總線的分布式構架的無人機的控制系統，由于采用can總線接口，使得減少了無人機的控制系統中的內部布線，一根總線通訊。無人機的控制系統中單元較多，各單元之間的通訊、控制、檢測信號的物理互連會增加機體內部布線，在生產環節、售后維護環節等增加了工作量或不確定性，甚至增加整機系統的不確定性，故本申請的無人機的控制系統采用can總線可以減少這樣麻煩。

又由于為了滿足將來不同應用需求或任務需求，可能會增加一些功能單元或減少一些功能單元，會增加修改的工作量，同時也會增加可靠性風險，故采用can總線可以讓控制系統裁剪實現起來容易，控制系統的可靠性風險范圍可控。

又由于整個無人機的控制系統比較復雜的，功能單元較多，將來新增的功能單元也會增多，控制系統會變得更加復雜，單機板實現變得困難，因此采用can總線可以讓需要在無人機的控制系統中實現分布式的多功能單元的系統構架是，進而分布式的多功能單元的系統構架實現起來變得容易且可靠，進一步地，采用can總線，有利于實現飛控系統中的多機系統分布，提供了高速通訊、高實時性、高可靠性、高自我糾錯能力的保障。

又由于本申請采用can總線的分布式構架，使得無人機的控制系統的各個功能單元均可以作為一個子系統且功能是明確的，從技術、產品等角度，控制系統中的各個功能單元固化下來，有利于飛機系統的可靠性，有利于市場的產品服務。

在通過can總線的分布式構架保證了無人機的控制系統的各個功能單元之間的相互獨立與布線復雜度，為了保證無人機的核心控制系統的數據的可靠性，本申請在采用如圖1所示的can總線分布式構架的基礎上，還需要對控制系統中的重要功能單元進行冗余備份，如圖2所示，對無人機的控制冗系統中的飛行控制單元fcu、慣性測量單元imu、gps單元及電源管理單元pmu，即在圖2中無人機控制冗余備份包括主/備飛行控制單元fcu，通過所述can總線接口分別與所述主/備飛行控制單元對應連接的主/備gps單元，即所述主gps單元通過所述can總線接口與所述主飛行控制單元fcu進行連接，所述備gps單元通過所述can總線接口與所述備飛行控制單元fcu進行連接；依此類推，從圖2可以看出，所述主慣性測量單元通過所述can總線接口與所述主飛行控制單元fcu進行連接；所述備慣性測量單元通過所述can總線接口與所述備飛行控制單元fcu進行連接；所述主電源管理單元通過所述can總線接口與所述主飛行控制單元fcu進行連接；所述備電源管理單元通過所述can總線接口與所述備飛行控制單元fcu進行連接，實現了對無人機的控制系統進行備份。

接著本申請的上述實施例，根據如圖2所示的無人機冗余系統中的無人機控制冗余備份，可見，所述無人機控制冗余備份用于基于所述主/備數據的標識位和預設的冗余備份機制將所述主/備數據確定為有效備份數據中的所述主/備數據包括主/備飛行定位信息、主/備飛行速度信息及主/備電源狀態信息，其中，所述主/備gps單元用于獲取所述無人機的主/備飛行定位信息；所述主/備慣性測量單元用于獲取所述無人機在飛行過程中的主/備飛行速度信息；所述主/備電源管理單元用于管理所述無人機的主/備電源狀態信息，由于所述飛行控制單元也進行冗余備份，故所述主/備飛行控制單元也對應有相應的主/備飛行控制數據，例如主/備轉速信息、主/備飛行控制指令及主/備飛行狀態等，以實現對飛行控制單元fcu、gps單元、慣性測量單元imu及電源管理單元pmu的數據的有效備份。

接著本申請的上述實施例，若can總線上活動著大量數據時，應該考慮can總線的負載率。從數據分析的角度，can總線上活動的每幀數據對應會有唯一個生產者(產生該幀數據的對象)，對應可能會有多個消費者(需要使用該幀數據的對象)，本申請的無人機的控制系統中，哪些功能單元是生產者、哪些功能單元是消費者（consumer）、或者哪些功能單元既是生產者（producer）又是消費者，每個哪些功能單元是的參數組有多少個子參數及相應的輸出方式，來計算can總線的負載率大小，本申請預設can總線的總線負載率小于30%，由總線負載率、各功能單元的數據角色來確定無人機的控制系統的具體分布形式如圖3所示：其中，

根據所述無人機的控制系統中的數據流向，可以看出所述gps單元、慣性測量單元imu為數據生產者頻率高，實時性要求高，在can總線的總線負載率值中所占比例較大；所述電調單元esc、航燈指示單元led為數據消費者，數據量不大，頻率相對低，周期性要求較為嚴格；所述數據傳輸單元dtu、飛行控制單元fcu、電源管理單元pmu為生產者、消費者；考慮到冗余設計時，慣性測量單元imu、gps單元、飛行控制單元fcu、電源管理單元pmu提供冗余備份，如果所有功能單元在一根can總線上互連，會造成總線負載率過高，影響到總線的實時性，也不利于后期擴展，同時也會降低系統的可靠性，所以在無人機的控制系統中提供雙can總線。根據不同功能單元在控制系統的中的功能、總線數據流量大小等因素，來確定can總線的具體拓撲形式。

例如，根據無人機的各功能單元在整個控制系統中重要性，根據每個功能單元在can總線上活躍的數據量大小及周期性，同時考慮到can總線的負載率問題，將無人機的控制系統劃分出兩條相互獨立的can總線，分別為高速can總線和低速can總線，故在無人機冗余系統中所述can物理層包括相互獨立的雙can總線接口，采用t型拓撲形式，分別為第一can總線接口和第二can總線接口，其中，所述第一can總線接口為1000kbit/s的接口（即高速can總線接口can1），所述第二can總線接口為250kbit/s的接口（即低速can總線can2），分別符合iso11898(高速)和iso11519(低速)中關于物理層的規范標準。

接著本申請的上述實施例，無人機冗余系統中的無人機控制冗余備份中，考慮到慣性測量單元imu和gps單元提供的數據量大且周期性輸出頻率高(200hz)，且在提供慣性測量單元imu和gps單元額冗余備份時，can總線的數據量更大，can總線的負載率會成倍增加，故在本申請實施例中，所述主/備慣性測量單元和所述主/備gps單元通過所述第一can總線接口（即高速can總線接口can1）分別與所述主/備飛行控制單元對應互連且為1000kbit/s的總線速率；無人機中的其他功能單元如：電源管理單元pmu、無人機的電調單元esc、無人機的數據傳輸單元dtu及無人機的航燈指示單元led分別通過所述第二can總線接口（即低速can總線接口can2）分別與所述飛行控制單元對應互連且為250kbit/s的總線速率，其中，實時主/備電源管理單元pmu通過所述第二can總線接口（即低速can總線接口can2）分別與所述主/備飛行控制單元對應連接。

接著本申請的上述實施例，所述無人機控制冗余備份為熱備份，即無人機冗余備份中的主/備飛行控制單元、主/備gps單元、主/備慣性測量單元及主/備電源管理單元都是主和備同時工作的熱備份形式，避免冷備份切換時產生不可控風險。其中主和備獲取的數據的有效性由所述預設的冗余備份機制決定。

接著本申請的上述實施例，若所述預設的冗余備份機制為自控式切換機制，所述無人機控制冗余備份用于基于所述自控式切換機制和所述主/備數據的標識位從所述主/備數據中選出有效備份數據。在此，所述自控式切換機制是主與備之間相互通訊，由它們之間確定誰退出(采用熱備份方式)，不涉及第三方裁決單元來確定主、備份之間哪個的數據有效備份數據，減少開發第三方裁決單元工作量與技術風險，避免整個系統可靠性的高風險點集中在第三方裁決單元，其中所述can總線的分布式構架在can物理層、數據鏈路層以及can協議層(裁決切換主/備的機制)，為自控式切換機制提供了實現靈活性、合理性；例如若所述主gps單元獲取的主飛行定位信息為l主，所述備gps單元獲取的備飛行定位信息為l備，其中標志位主與備分別來辨別該飛行定位信息是主gps單元獲取的還是備gps單元獲取的，并根據主gps單元與備gps單元各自的負載、數據傳輸速率及周期性等因素來決定哪個飛行定位信息為有效備份數據；進一步地，若所述備gps單元的負載、數據傳輸速率及周期性等優先于主gps單元，則主/備gps單元之間自控式決定主gps單元退出，即確定備gps單元獲取的備飛行定位信息l備為有效飛行定位信息，實現主gps單元與備gps單元之間的自控式切換，以保證整個系統的可靠性。

接著本申請的上述實施例，若所述預設的冗余備份機制為冗余仲裁機制，所述無人機控制冗余備份用于基于冗余仲裁機制和所述主/備數據的標識位從所述主/備數據中選出有效備份數據。

例如，所述冗余仲裁機制如圖4所示，采用“猜忌鏈”形式，并對每一個選定的冗余備份對象（例如飛行控制單元、gps單元、慣性測量單元及電源管理單元）定義明確的仲裁要素（例如數據傳輸速率、周期性及實時性要求等），由所述仲裁要素可信度來決定主數據有效還是備數據有效。例如慣性測量單元imu在冗余備份中存在主慣性測量單元imu和備慣性測量單元imu兩套，該主慣性測量單元imu和備慣性測量單元imu均是數據生產者（producer），供飛行控制單元fcu使用，飛行控制單元fcu作為數據消費者（consumer），其中，數據消費者有權使用冗余仲裁機制，依據冗余備份對象的仲裁因素裁決使用哪一個數據作為有效備份數據，當然，在所述無人機的控制系統中，功能單元既可能是仲裁者，也可能是被仲裁者，主要取決can總線的數據流向，如圖3所示，飛行控制單元fcu既是仲裁者，也是被仲裁者。例如，當飛行控制單元fcu是仲裁者時，冗余備份對象為主慣性測量單元imu和備，若飛行控制單元fcu由冗余仲裁機制選出所述備慣性測量單元imu的備飛行速度信息為有效備份數據，則根據備飛行速度信息f備的標識位：“備”確定出傳輸至飛行控制單元fcu對應的有效備份數據（有效的飛行速度信息）為備飛行速度信息f備，進而實現通過冗余仲裁機制選出有效備份數據。

綜上所述，本申請提供的一種基于can總線的無人機冗余系統實現物理形式上簡易、可靠，具有較大靈活性、擴展性和工業實用價值。

綜上所述，本申請通過提供的一種基于can總線的無人機冗余系統，包括：can物理層，所述can物理層包括can總線接口，在所述無人機的控制系統中采用can總線接口，減少了無人機內部布線，使得通過can總線連接的控制系統的各個單元可以相互獨立，便于系統裁剪，保證無人機的控制系統的簡單清晰，使得各單元之間實現起來容易可靠；分別與所述can總線接口連接的can協議層和無人機控制冗余備份；所述can協議層用于預置無人機控制冗余備份中的主/備數據的標識位，所述無人機控制冗余備份用于基于所述主/備數據的標識位和預設的冗余備份機制將所述主/備數據確定為有效備份數據，以實現對無人機的控制系統的冗余備份，避免無人機的控制系統出現異常后導致的宕機及數據丟失等，進而提高無人機的控制系統的可靠性。其中，所述無人機控制冗余備份包括主/備飛行控制單元、通過所述can總線接口分別與所述主/備飛行控制單元對應連接的主/備gps單元、主/備慣性測量單元及主/備電源管理單元；所述主/備飛行控制單元用于根據所述主/備gps單元、主/備慣性測量單元及主/備電源管理單元獲取的有效備份數據控制所述無人機的飛行狀態，實現對無人機的有效控制。

需要注意的是，本申請可在軟件和/或軟件與硬件的組合體中被實施，例如，可采用專用集成電路（asic）、通用目的計算機或任何其他類似硬件設備來實現。在一個實施例中，本申請的軟件程序可以通過處理器執行以實現上文所述步驟或功能。同樣地，本申請的軟件程序（包括相關的數據結構）可以被存儲到計算機可讀記錄介質中，例如，ram存儲器，磁或光驅動器或軟磁盤及類似設備。另外，本申請的一些步驟或功能可采用硬件來實現，例如，作為與處理器配合從而執行各個步驟或功能的電路。

另外，本申請的一部分可被應用為計算機程序產品，例如計算機程序指令，當其被計算機執行時，通過該計算機的操作，可以調用或提供根據本申請的方法和/或技術方案。而調用本申請的方法的程序指令，可能被存儲在固定的或可移動的記錄介質中，和/或通過廣播或其他信號承載媒體中的數據流而被傳輸，和/或被存儲在根據所述程序指令運行的計算機設備的工作存儲器中。在此，根據本申請的一個實施例包括一個裝置，該裝置包括用于存儲計算機程序指令的存儲器和用于執行程序指令的處理器，其中，當該計算機程序指令被該處理器執行時，觸發該裝置運行基于前述根據本申請的多個實施例的方法和/或技術方案。

對于本領域技術人員而言，顯然本申請不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本申請的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本申請。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申請的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化涵括在本申請內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟，單數不排除復數。裝置權利要求中陳述的多個單元或裝置也可以由一個單元或裝置通過軟件或者硬件來實現。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。