控制无人机稳定飞行的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人机飞行控制领域，尤其涉及控制无人机稳定飞行的方法及装置。
【背景技术】
[0002]目前，无人机广泛应用于民用、商用及军事领域，在民用领域，越来越多的极限运动爱好者使用无人机进行摄录，在商用领域，除搭载摄像设备对各项体育赛事进行跟踪航拍以外，并已进入物流行业，可以将货物送往人力配送较难、较慢的偏远地区，因此，无人机有着广泛的应用范围及广阔的市场前景。
[0003]现有飞控系统中，为保证无人机平稳飞行，无人机飞行过程中需要通过磁力计获得的数据控制无人机的偏航方向，以及通过陀螺仪获得的数据控制飞行器横滚角和俯仰角使得无人机正常飞行，由于磁力计抗电磁干扰能力弱，容易受到强磁场的干扰从而导致获取的数据准确度差，从而造成飞控系统不能正确的控制无人机偏航方向，使得无人机存在坠机等风险，而陀螺仪为惯性器件，长期使用后陀螺仪获得的数据存在漂移的情况，使得无人机不能按照预设路径平稳飞行。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种控制无人机稳定飞行的方法及装置，旨在解决磁力计受到电磁干扰后返回的数据准确度差，导致飞控系统无法正确控制无人机偏航方向，以及陀螺仪发生漂移后无人机无法正常飞行的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种控制无人机稳定飞行的方法，所述控制无人机稳定飞行的方法包括以下步骤:
[0006]无人机飞行过程中，飞控系统收集无人机上所搭载的监测装置所返回的监测数据，所述监测装置至少包括:GPS(Global Posit1ning System，全球定位系统)、加速度传感器、陀螺仪和磁力计；
[0007]根据所述监测装置返回的监测数据，至少对所述无人机的飞行航向和平稳性中的一项进行控制。
[0008]优选地，所述根据所述监测装置返回的监测数据，对所述无人机的飞行航向进行控制的步骤包括:
[0009]根据所述GPS和磁力计返回的监测数据判断磁力计是否失效；
[0010]当判断到磁力计已失效时，根据GPS返回的监测数据计算无人机偏航角，获得无人机的偏航角误差；
[0011 ]根据所述偏航角误差控制所述无人机的偏航方向。
[0012]优选地，所述根据所述GPS和磁力计返回的监测数据判断磁力计是否失效的步骤包括:
[0013]根据GPS返回的监测数据获得无人机偏航角A;
[0014]根据磁力计返回的监测数据获得无人机偏航角B;
[0015]计算获得偏航角A与偏航角B的差的绝对值，若所述绝对值大于预设阀值，则判断磁力计已失效，否则，磁力计正常。
[0016]优选地，所述当判断到磁力计已失效时，根据GPS返回的监测数据计算无人机偏航角，获得无人机的偏航角误差的步骤包括:
[0017]根据GPS返回的监测数据获得无人机沿大地坐标系x，y方向的速度；
[0018]根据所述无人机沿大地坐标系X，y方向的速度计算得到无人机偏航角；
[0019]根据所述无人机偏航角和上一时刻无人机偏航角获得无人机的偏航角误差。
[0020]优选地，根据所述监测装置返回的监测数据，对所述无人机的平稳性进行控制的步骤包括:
[0021]将所述加速度传感器返回的监测数据通过旋转矩阵获得无人机机体x、y和z轴三个方向上的加速度信息A;
[0022]根据所述GPS返回的监测数据获得无人机沿大地坐标系中x、y和z三个方向上的速度，并根据所述x、y和z三个方向上的速度获得无人机机体x、y和z轴三个方向上的加速度信息B ；
[0023]对加速度信息A与加速度信息B进行向量叉乘获得计算结果；
[0024]根据所述计算结果对无人机的横滚角和俯仰角进行修正，对所述无人机的平稳性进行控制。
[0025]此外，为实现上述目的，本发明还提供一种控制无人机稳定飞行的装置，所述控制无人机稳定飞行的装置包括:
[0026]数据收集模块，用于在无人机飞行过程中，飞控系统收集无人机搭载的监测装置返回的监测数据，所述监测装置至少包括:GPS、加速度传感器、陀螺仪和磁力计；
[0027]飞行控制模块，用于根据所述监测装置返回的监测数据，至少对所述无人机的飞行航向和平稳性中的一项进行控制。
[0028]优选地，所述飞行控制模块包括:
[0029]判断单元，用于根据所述GPS和磁力计返回的监测数据判断磁力计是否失效；
[0030]误差获取单元，用于当判断到磁力计已失效时，根据GPS返回的监测数据计算无人机偏航角，获得无人机的偏航角误差；
[0031 ]方向控制单元，用于根据所述偏航角误差控制所述无人机的偏航方向。
[0032]优选地，所述判断单元包括:
[0033]GPS偏航角获取单元，用于根据GPS返回的监测数据获得无人机偏航角A;
[0034]磁力计偏航角获取单元，用于根据磁力计返回的监测数据获得无人机偏航角B;
[0035]计算判断单元，用于计算获得偏航角A与偏航角B的差的绝对值，若所述绝对值大于预设阀值，则判断磁力计已失效，否则，磁力计正常。
[0036]优选地，所述误差获取单元包括:
[0037]速度获取单元，用于根据GPS返回的监测数据获得无人机沿大地坐标系x，y方向的速度；
[0038]偏航角获取单元，用于根据所述无人机沿大地坐标系x，y方向的速度计算得到无人机偏航角；
[0039]偏航角误差获取单元，用于根据所述无人机偏航角和上一时刻无人机偏航角获得无人机的偏航角误差。
[0040]优选地，所述飞行控制模块还包括:
[0041 ]直接获取加速度单元，用于将加速度传感器返回的监测数据通过旋转矩阵获得无人机机体x、y和z轴三个方向上的加速度信息A;
[0042]计算获取加速度单元，用于根据所述GPS返回的监测数据获得无人机沿大地坐标系中x、y和z三个方向上的速度，并根据所述x、y和z三个方向上的速度获得无人机机体x、y和z轴三个方向上的加速度信息B;
[0043]计算单元，用于对加速度信息A与加速度信息B进行向量叉乘获得计算结果；
[0044]修正控制单元，用于根据所述计算结果对无人机的横滚角和俯仰角进行修正，对所述无人机的平稳性进行控制。
[0045]本发明实施例提出的一种控制无人机稳定飞行的方法及装置，通过使用GPS获取的数据，对磁力计状态进行判断，并在磁力计受到电磁干扰失效时，通过GPS获取的数据对无人机偏航方向进行控制，以及定时使用GPS获取的数据对无人机中搭载的陀螺仪进行修正，实现了无人机在受到电磁干扰时飞控系统仍能正确控制无人机偏航方向的功能，以及定时对陀螺仪进行修正，使得陀螺仪提供的数据准确可靠。
【附图说明】
[0046]图1为本发明控制无人机稳定飞行的方法第一实施例的流程示意图；
[0047]图2为本发明控制无人机稳定飞行的方法第二实施例的流程示意图；
[0048]图3为本发明控制无人机稳定飞行的方法第三实施例的流程示意图；
[0049]图4为本发明控制无人机稳定飞行的装置第一实施例的功能模块示意图；
[0050]图5为本发明控制无人机稳定飞行的装置第二实施例的功能模块示意图；
[0051 ]图6为本发明控制无人机稳定飞行的装置第三实施例的功能模块示意图；
[0052]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0053]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0054]本发明实施例的主要解决方案是:无人机飞行过程中，飞控系统收集无人机上所搭载的监测装置所返回的监测数据，所述监测装置至少包括:GPS、加速度传感器、陀螺仪和磁力计;根据所述监测装置返回的监测数据，至少对所述无人机的飞行航向和平稳性中的一项进行控制。
[0055]现有技术中，在磁力计受到电磁干扰时，无法提供准确度较高的信息，从而造成飞控系统不能正确的控制无人机偏航方向，可能使得无人机存在坠机等风险，以及陀螺仪在长期使用后其获得的数据存在漂移的情况，使得飞控系统无法正确的对无人机的平稳性进行控制。
[0056]本发明提供一种解决方案，使飞控系统在无人机受到电磁干扰时能够通过GPS获得的数据正确控制无人机的偏航方向，及根据GPS获得的数据计算获得无人机的加速度信息，根据所述加速度信息对无人机搭载的陀螺仪进行修正，保证陀螺仪提供的数据准确可靠，从而对无人机的横滚角及俯仰角进行修正以保证无人机的平稳性。