一种控制无人机降落的方法及无人机与流程

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种控制无人机降落的方法和无人机。

背景技术：

目前无人机在市场上备受追捧，逐渐被用户购买并应用于生活娱乐、影视摄影、工业和农业等各大领域。如何使无人机安全降落一直是市场和各大厂商关注的难点和重点，这是因为无人机在降落过程中存在诸多不确定的因素，类似地形多变、环境多变等，无人机在降落过程中经常遭遇“滑铁卢事件”，无法安全着陆，经常性造成无人机的机体损伤，大大减少了无人机的使用寿命。

现有技术中无人机不能适应不同地形进行升降起落，导致无人机在着陆后难以保持平衡，无法安全降落。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种控制无人机降落的方法及无人机，能够使无人机在降落过程适应不同地形，保证无人机在降落之后保持平衡，安全降落。

本发明实施例第一方面公开了一种控制无人机降落的方法，包括：当无人机准备降落时，所述无人机测量出N个起落架与地面之间的N个距离，其中N为大于1的正整数；所述无人机计算出所述N个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值；所述无人机判断所述第一差值是否小于第一差值阈值；当所述差值小于所述第一差值阈值时，则所述无人机根据所述N个距离调整所述N个起落架的伸缩长度；所述无人机进行降落。

在一种可选方案中，在第一方面提供的方法中，所述无人机根据所述N个距离调整所述N个起落架的伸缩长度具体包括；以所述N个距离中的最小值Dmin为基准，计算出剩余N-1个距离与所述最小值Dmin之间的N-1个差值，根据所述N-1差值调整剩余N-1个起落架的伸缩长度；或者，根据所述N个距离和距离阈值范围计算N个起落架的伸缩比例，根据所述伸缩比例控制所述N个起落架的伸缩长度。

在一种可选方案中，在第一方面提供的方法中，所述无人机包括：N个激光测距仪，所述N个激光测距仪与所述N个起落架一一对应，且所述激光测距仪与所述起落架的高度差恒定；所述方法还包括：所述无人机控制所述N个激光测距仪测量出所述N个起落架与地面之间的所述N个距离。

在一种可选方案中，在第一方面提供的方法中，还包括：周期性地检测出第一起落架与地面之间的M个距离，其中M为大于1的正整数；计算所述M个距离中的最大值与最小值之间的第二差值；判断所述第二差值是否小于第二差值阈值；若所述第二差值小于所述第二差值阈值，则控制所述第一起落架伸长至所述第一起落架无人机无法伸长为止。

在一种可选方案中，在第一方面提供的方法中，所述方法在所述无人机降落之后，还包括：所述无人机检测姿态是否平衡，若不平衡，则所述无人机调整与地面之间的姿态角，更换降落位置。

本发明实施例第二方面公开了一种无人机，包括：测距单元，用于当所述无人机准备降落时，测量出N个起落架与地面之间的N个距离，其中N为大于1的正整数；计算单元，用于计算出所述N个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值；判断单元，用于判断所述计算单元输出的所述第一差值是否低于第一差值阈值；控制单元，用于当所述差值低于所述第一差值阈值时，根据所述N个距离调整所述N个起落架的伸缩长度，控制所述无人机进行降落。

在一种可选方案中，在第二方面提供的无人机中，所述控制单元，具体用于：以所述N个距离中的最小值Dmin为基准，计算出剩余N-1个距离与所述最小值Dmin之间的N-1个差值，根据所述N-1差值调整剩余N-1个起落架的伸缩长度；或者，根据所述N个距离和距离阈值范围计算所述N个起落架的伸缩比例，根据所述伸缩比例控制所述N个起落架的伸缩长度。

在一种可选方案中，在第二方面提供的无人机中，所述无人机还包括：N个激光测距仪，所述N个激光测距仪与所述N个起落架一一对应，且所述激光测距仪与所述起落架的高度差恒定；所述测距单元具体用于：控制所述N个激光测距仪测量出所述N个起落架与地面之间的所述N个距离，其中N为大于1的正整数。

在一种可选方案中，在第二方面提供的无人机中，还包括：所述测距单元，还用于周期性地检测出第一起落架与地面之间的M个距离，其中M为大于1的正整数；所述计算单元，还用于计算所述M个距离中的最大值与最小值之间的第二差值；所述判断单元，还用于判断所述第二差值是否小于第二差值阈值；所述控制单元，还用于当所述判断单元判断出所述第二差值小于所述第二差值阈值时，控制所述第一起落架伸长至所述第一起落架无人机无法伸长为止。

在一种可选方案中，在第二方面提供的无人机中，还包括：姿态检测单元用于检测所述无人机的姿态是否平衡；姿态调整单元，用于当所述姿态检测单元检测所述无人机的姿态不平衡时，调整所述无人机与地面之间的姿态角，更换降落位置。

本发明实施例中，当无人机准备降落时，无人机测量出N个起落架与地面之间的N个距离，其中N为大于1的正整数；计算出所述N个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值；无人机判断该第一差值是否小于第一差值阈值；若差值小于第一差值阈值时，则无人机根据N个距离调整N个起落架的伸缩长度；最后无人机进行降落；并在无人机降落之后，检测无人机姿态是否平衡，若不平衡则调整无人机与地面之间的姿态角，重新调整降落位置。可以看出，本发明实施例能够使无人机根据不同的地形调整起落架的伸缩长度，保证无人机安全着陆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种无人机的硬件结构示意图；

图2是本发明实施例公开的一种控制无人机降落的方法的流程示意图；

图3是本发明实施例公开的又一种控制无人机降落的方法的流程示意图；

图4是本发明实施例公开的一种无人机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种控制无人机降落的方法，以及一种无人机，能够使无人机适应对于不同地形进行升降起落，以便于无人机在降落之后保持平衡，达到安全降落。以下分别进行详细说明。

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种无人机的硬件结构示意图。如图1所示，该无人机结构可以包括：无人机机体11、第一起落架12、第二起落架13、第三起落架14和第四起落架15。当然，在实际应用中，也可以设置其他数目的起落架，此处不做限定。

其中，起落架指的是无人机在地面停放、滑行、起飞着陆(无人机的起飞与着陆过程)滑跑时用于支撑无飞机重力，承受相应载荷的装置。其中，第一起落架12、第二起落架13、第三起落架14和第四起落架15是可以在预设的长度范围内进行伸长或者缩短的。在飞机正常飞行，未准备降落时，四个起落架都是处于收缩在无人机机体内部的状态，当无人机需要降落时，每个起落架可以根据无人机的控制系统发出的命令进行伸长或者缩短。

可选的，上述无人机还可以包括：四个激光测距仪，该四个激光测距仪与四个起落架一一对应，且每个激光测距仪与起落架的高度差恒定。当然，在实际应用中，也可以配置其他与起落架数目相匹配的多个激光测距仪，此处不做限定。

请参阅图2，图2是本发明实施例公开的一种控制无人机降落的方法的流程示意图。如图2所示，该控制无人机降落的方法可以包括：

S201、当无人机准备降落时，无人机测量出N个起落架与地面之间的N个距离，其中N为大于1的正整数。

上述步骤S201中无人机指的是无人驾驶飞机的简称，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。该无人机包括：N个起落架，该起落架可以在预设的长度范围内进行伸长或者缩短的，具体可以是图1中第一起落架12、第二起落架13、第三起落架14和第四起落架15。

在现有技术中，无人机的起落架都是固定式，不能够进行伸长、收缩，而飞机起飞、降落的地形往往是多变的，固定式的起落架明显限制了无人机的使用，所以在本发明实施例中，应用可变形式的起落架，能够根据无人机发出的控制命令实现伸长或者缩短。

可选的，上述步骤S201无人机还包括：N个激光测距仪，N个激光测距仪与N个起落架一一对应，且激光测距仪与起落架的高度差恒定，其中N为大于1的正整数。激光测距仪能够在无人机需要降落时，测量出无人机的N个起落架与地面之间的N个距离。当然在实际应用中，上述无人机也可以包括其他测量距离装置，此处不做限定。

S202、无人机计算出N个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值。

上述步骤S202中无人机计算出N个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值，例如：当N为4时，即4个起落架，测量出4个起落架与地面之间的4个距离分别为：2.0米、1.9米、1.8米、1.8米，则最大值Dmax为2.0米，最小值Dmin为1.8米，无人机计算出4个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值即为0.2米。

可选的，上述步骤S202在无人机计算出N个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值之前，还可以包括：判断N个距离的平均值是否小于预设的距离阈值，当该平均值小于预设的距离阈值，则判断无人机符合降落的条件，可以进入准备降落状态，然后计算出所述N个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值。

S203、无人机判断第一差值是否小于第一差值阈值。

上述步骤中S203中的第一差值阈值与起落架的最大伸缩长度相对应，即第一差值阈值小于或者等于起落架的最大伸缩长度。

S204、当第一差值小于第一差值阈值时，则无人机根据N个距离调整N个起落架的伸缩长度。

作为一种可选的实施方式，上述无人机根据N个距离调整N个起落架的伸缩长度，包括；以N个距离中的最小值Dmin为基准，计算出剩余N-1个距离与最小值Dmin之间的N-1个差值，根据N-1差值调整剩余N-1个起落架的伸缩长度，其中N为大于1的正整数。例如：当无人机配置4个起落架时，测出4个距离分别为2.0米、1.9米、1.8米、1.85米，则以1.8米为基准，计算出剩余3个距离与1.8米之间的差值得出3个差值分别为：0.2米、0.1米、0.05米，根据这3个差值将剩余3个起落架分别伸长：0.2米、0.1米、0.05米。

作为一种可选的实施方式，上述无人机根据N个距离调整N个起落架的伸缩长度，还可以包括：无人机根据N个距离和距离阈值范围计算N个起落架的伸缩比例，根据该伸缩比例控制N个起落架的伸缩长度。

可选的，上述距离阈值范围包括：距离阈值范围最大值和距离阈值范围最小值，该距离阈值范围最小值和起落架的最大伸缩长度相等；无人机根据N个距离和距离阈值范围计算N个起落架的伸缩比例，包括：计算N个距离的平均值，判断该平均值是否在距离阈值范围内，若该平均值大于距离阈值范围最大值，则控制N个起落架不进行伸缩；若该平均值小于距离阈值范围最大值、大于距离阈值范围最小值，则根据第一伸缩比例控制N个起落架的伸缩长度，其中第一伸缩比例为第一测量距离与起落架第一伸缩长度之比，等于距离阈值范围最大值与起落架最大伸缩长度之比；若该平均值小于距离阈值范围最小值，则根据第二伸缩比例控制N个起落架的伸缩长度，其中第二伸缩比例为第二测量距离与起落架第二伸缩长度之比，等于距离阈值范围最小值与起落架最大伸缩长度之比，即1:1。当然在实际应用中，该距离阈值范围由用户设定，此处不做限定。这里设置起落架进行伸缩调整两次，是为了防止无人机即将着陆时，由于无人机惯性或者时延等问题，如果只进行一次调整无法达到精准控制的问题，可能发生无人机已经着陆但是起落架还没有来得及调整的情况。

例如：一般当无人机下降至2米时，开始进入准备降落模式，当无人机起落架下降至一定的起落架最大伸缩长度(如20厘米)时，则开始着陆，所以可以将距离阈值范围设定为20厘米至2米。当N个距离在大于20厘米且小于2米时，按照1:10的伸缩比例控制起落架的伸缩长度，如测量出一个起落架与地面之前距离为2米，则伸长该起落架至20厘米；当N个距离在小于20厘米时，按照1:1的伸缩比例控制起落架的伸缩长度，如当一个起落架与地面距离为18厘米时，直接控制该起落架伸长18厘米。

S205、无人机进行降落。

作为一种可选的实施方式，上述步骤S205在无人机进行降落之后，还包括：

无人机检测姿态是否平衡，若不平衡，则无人机调整与地面之间的姿态角，更换降落位置。其中，本发明一个实施例中的无人机包括：陀螺仪，当无人机检测姿态不平衡时，则该无人机重新配置无人机的陀螺仪参数，调整无人机相对于地面的俯视角和翻滚角，以便于重新调整无人机相对于地面的姿态角，保持无人机的平衡。

在图2所描述的方法中，无人机包括可伸缩式的起落架，当无人机准备降落时，无人机测量出N个起落架与地面之间的N个距离，其中N为大于1的正整数；然后无人机计算出该N个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值，判断该第一差值是否小于第一差值阈值，当该差值小于第一差值阈值时，则无人机根据该N个距离调整N各起落架的伸缩长度，最后无人机进行降落。通过实施图2所描述的方法，能够使无人机适应根据不同地形调整多个起落架的伸缩长度，以便于无人机在降落之后可以保持平衡，达到平稳降落。

请参阅图3，图3是本发明实施例公开的另一种控制无人机降落的方法的流程示意图。如图3所示，该控制无人机降落的方法可以包括：

S301、周期性地检测出第一起落架与地面之间的M个距离，其中M为大于1的正整数。

上述步骤S301中周期性地检测出第一起落架与地面之间的M个距离，指的是对第一起落架与地面之间的距离进行高频测量，测量频率具体可以由用户设定，例如：10次/秒，或者20次/秒，周期即为频率/1。

上述步骤S301中的起落架的定义和解释可以参考如图1中的文字描述。

S302、计算M个距离中的最大值与最小值之间的第二差值。

例如：当连续进行7次测量出第一起落架与地面之间的8个距离为：1.8米、1.85米、2米、1.9米、1.8米、2米、1.9米、1.8米，则第二差值为2米减去1.8米的值，即0.2米。

S303、判断所述第二差值是否小于第二差值阈值。

S303、若第二差值小于第二差值阈值，则控制第一起落架伸长至第一起落架无人机无法伸长为止。

本申请一实施例提供的技术方案的实现原理为，无人机降落的过程中通常会遇到多变的地形和环境，其中一种常见的情况是将长有类似杂草的地面误测为正常地面，当时当无人机降落时，无人机会遭遇下陷等情况；但是杂草在自然风或者无人机降落的桨叶造成的风力吹动下，周期性测量出来的第一起落架与地面之间的多个距离必然是不同，同时变动范围又会在一定的范围内，所以在本发明的一个实施例中，通过周期性地检测出第一起落架与地面之间的M个距离，其中M为大于1的正整数，然后对M个距离进行甄别计算所述M个距离中的最大值与最小值之间的第二差值；判断第二差值是否小于第二差值阈值；若第二差值小于该第二差值阈值，则控制第一起落架伸长至第一起落架无人机无法伸长为止，这样当无人机降落时，可以最大化地避免无人机下陷的情况，使无人机安全降落。

作为一种可选的实施方式，在图3的方法中处理长有杂草的地形的实现方式还可以包括：将测量得出的M个距离绘制成曲线图，甄别该曲线图中的波峰和波谷的个数是否超过预设的个数阈值，甄别波峰值和波谷值具体可以通过比较每个距离值与两侧距离值的大小，若当该距离值大于两侧距离值时，则判断为波峰值；若该距离值小于两侧距离值时，则判断为波谷值，找出所有的波峰值和波谷值之后，统计波峰值和波谷值的个数，再分别判断波峰和波谷的个数是否超过预设的个数阈值，若判断波峰和波谷的个数超过预设的个数阈值，则判断第一起落架将降落的地形为杂草地形，控制第一起落架伸长至第一起落架无人机无法伸长为止，以便于无人机着陆之后，能够保持平衡。

可以看出，通过图3所描述的方法，能够使无人机适应常见的长有杂草等植物的多变地形，保证无人机着陆之后，避免起落架下陷保持平衡、安全着陆。

请参阅图4，图4是本发明实施例公开的一种无人机的结构示意图，可以用于执行本发明实施例公开的图2和图3的方法。如图4所示，该无人机400可以包括：

测距单元401，用于当无人机准备降落时，测量出N个起落架与地面之间的N个距离，其中N为大于1的正整数。

计算单元402，用于计算出N个距离中的最大值Dmax和最小值Dmin的第一差值。

判断单元403，用于判断计算单元输出的第一差值是否低于第一差值阈值。

控制单元404，用于当所述第一差值低于第一差值阈值时，根据N个距离调整N个起落架的伸缩长度，控制无人机进行降落。

可选的，上述无人机中控制单元404具体用于:以N个距离中的最小值Dmin为基准，计算出剩余N-1个距离与所述最小值Dmin之间的N-1个差值，根据所述N-1差值调整剩余N-1个起落架的伸缩长度；或者，根据所述N个距离和距离阈值范围计算N个起落架的伸缩比例，根据该伸缩比例控制N个起落架的伸缩长度，其中N为大于1的正整数。

可选的，上述无人机还包括：N个激光测距仪，该N个激光测距仪与N个起落架一一对应，且激光测距仪与起落架的高度差恒定。

上述测距单元401具体用于：控制上述N个激光测距仪测量出N个起落架与地面之间的N个距离，其中N为大于1的正整数。

可选的，上述无人机还包括：

所述测距单元401，还用于周期性地检测出第一起落架与地面之间的M个距离，其中M为大于1的正整数。

所述计算单元402，还用于计算M个距离中的最大值与最小值之间的第二差值。

所述判断单元403，还用于判断第二差值是否小于第二差值阈值。

所述控制单元404，还用于当判断单元403判断出第二差值小于第二差值阈值时，控制第一起落架伸长至第一起落架无人机无法伸长为止。

可选的，上述装置还包括：

姿态检测单元405，用于检测无人机的姿态是否平衡。

姿态调整单元406，用于当姿态检测单元检测无人机的姿态不平衡时，调整无人机与地面之间的姿态角，更换降落位置。

具体地，本发明实施例中介绍的无人机可以实施本发明结合图2或图3介绍的一种控制无人机降落的方法实施例中的部分或全部流程。

本发明所有实施例中的单元或者模块，可以通过通用集成电路，例如CPU，或通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)来实现。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例用户终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)等。

以上对本发明实施例公开的一种控制无人机降落的方法及无人机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。