飞行体、控制方法和程序与流程

1.本公开涉及飞行体、控制方法和程序。


背景技术：

2.近年来，被称为无人驾驶飞行器(uav)、多旋翼直升机或无人机的无人自主飞行体(以下被适当地称为无人机)已被用于诸如各类拍摄、观察和救灾之类的各种场合。因此，提出了用于无人机的各种控制方法(例如，参考ptl 1)。
3.引用列表
4.专利文献
5.ptl 1
6.jp 2018-52341 a


技术实现要素：

7.技术问题
8.无人机着陆的点不一定是水平表面，也可能是倾斜表面。当无人机着陆在倾斜表面上时，由于无人机的机身倾向于变得不稳定，因此期望对无人机执行适当的控制。
9.鉴于上述情况设计了本公开，并且本公开的目的是提供飞行体、控制方法和程序，其能够执行控制，使得即使当着陆点是倾斜表面时，无人机也可以以稳定的姿态着陆。
10.问题的解决方案
11.本公开例如是一种飞行体，所述飞行体包括控制单元，所述控制单元获取关于着陆点的倾斜度的倾斜度信息并且根据倾斜度信息设定水平速度。
12.本公开例如是一种控制方法，其中控制单元获取关于着陆点的倾斜度的倾斜度信息并且根据倾斜度信息设定水平速度。
13.本公开例如是一种程序，所述程序用于使计算机执行控制方法，在所述控制方法中，控制单元获取关于着陆点的倾斜度的倾斜度信息并且根据倾斜度信息设定水平速度。
附图说明
14.图1的a和图1的b是在描述实施例中要考虑的问题时参考的图。
15.图2是在描述实施例的概述时参考的图。
16.图3是在描述实施例的概述时参考的图。
17.图4是在描述实施例的概述时参考的图。
18.图5是在描述实施例中的接地序列的起点的设定示例时参考的图。
19.图6是示出根据第一实施例的无人机的配置示例的框图。
20.图7是示出在根据第一实施例的无人机中执行的处理的流程的流程图。
21.图8是示出在根据第二实施例的无人机中执行的处理的流程的流程图。
22.图9是示出根据第三实施例的无人机的配置示例的框图。
23.图10是示出在根据第三实施例的无人机中执行的处理的流程的流程图。
24.图11是示出在根据第三实施例的无人机中执行的处理的流程的流程图。
具体实施方式
25.在下文中，将参考附图描述本公开的实施例等。将按以下顺序进行描述。
26.《实施例中要考虑的问题》
27.《实施例概述》
28.《第一实施例》
29.《第二实施例》
30.《第三实施例》
31.《变型例》
32.应当理解，以下描述的实施例等是本公开的优选具体示例，并且本公开的内容不限于这样的实施例等。
33.《实施例中要考虑的问题》
34.首先，为了便于理解本公开，将参考图1的a和图1的b描述实施例中要考虑的问题。
35.图1的a和图1的b是示意性地示出作为飞行体示例的无人机1正在着陆的状态的图。图1的a和图1的b中示出的示例是其中无人机1着陆的点(下文中，被适当地称为着陆点)是倾斜表面2的示例。通常，无人机1在保持机身水平的同时垂直下降并着陆。如果着陆点不是水平的而是倾斜的，对螺旋桨的地面效应针对每个螺旋桨将会不同，机身上将会生成旋转力矩，并且无人机无法维持其姿态而将无法着陆。另外，即使无人机可以着陆，也将会出现接地不均，并且无人机1的机身将会变得不稳定。具体地，如图1的a中所示，由于倾斜表面2，无人机1靠近地面一侧的地面效应增加，而远离地面一侧的地面效应减小。由于地面效应的差异所生成的旋转力矩，无人机1的姿态变得不稳定。此外，如图1的b中所示，由于无人机1的腿部与倾斜表面的高侧接触所引起的旋转力矩，无人机1的姿态变得不稳定。
36.另一方面，也可以想到在使无人机1的机身倾斜以便匹配倾斜表面2的同时使无人机1着陆的方法。当无人机1的机身倾斜以便匹配倾斜表面2时，相对于无人机1在朝向倾斜表面2下降的方向上生成力。因此，如果无人机1的机身在垂直下降的同时倾斜，无人机1的机身在朝向倾斜表面2下降的方向上将会有水平速度，并且无人机1无法稳定着陆。当无人机1着陆时，期望水平速度为大约0。将参考上述观点对本公开的实施例进行详细说明。
37.《实施例概述》
38.接下来，将描述本公开的实施例的概述。在本说明书中，还将描述实施例中的共同事项。
39.实施例概述
40.图2和图3是用于描述实施例的概述的图。假设无人机1着陆在图2中所示的着陆点lp处。着陆点lp可以是预设坐标的位置，或者可以是由地面上合适的设备(以下被适当地称为地面站)指示的坐标的位置。
41.在空间中的适当位置处设定过渡点pa，如图2中所示。过渡点pa是位于着陆点lp上方的点，并且是无人机开始着陆操作的点。出现在某个空间中的位置处(过渡点pa上方)的无人机1确定着陆。例如，无人机1根据通过遥控器的指令、完成给定任务、电池剩余容量减
少、包括在无人机1中的传感器故障、发生通信故障等自行确定着陆。
42.当确定着陆时，无人机1获取关于着陆点lp的倾斜度的倾斜度信息。这样的倾斜度信息可以通过包括在无人机1中的传感器获取，或者可以从地面站发送到无人机1。此外，可以通过参考无人机1的数字地图，从无人机1的当前位置获取倾斜度信息。
43.无人机1确定着陆进场序列和接地序列(参见图3)。着陆进场序列是对无人机1从无人机1的当前位置(图3中的pb)到过渡点pa执行的控制。着陆进场序列的具体示例是表示无人机1从当前点pb到过渡点pa的时间顺序位置以及无人机1在每个位置处的速度的信息。这里，为了使无人机1稳定着陆，期望着陆时的水平速度为大约0。大约0意味着水平速度为0或足够接近0以用于使无人机1安全着陆。因此，在过渡点pa处，在着陆进场序列中执行预先给无人机1指派水平速度(具体地，在爬升着陆点lp的倾斜表面的方向上的水平速度)的控制，使得无人机1的水平速度在着陆点lp处变为大约0。具体地，控制包括在无人机中的多个电机的旋转速度，使得无人机的水平速度变为设定的水平对地速度。计算无人机1从当前点pb到过渡点pa的运动轨迹和在每个位置处的水平速度，使得在过渡点pa处指派预定的水平速度，并基于计算结果适当控制无人机1的操作。
44.接地序列是对无人机1从过渡点pa到着陆点lp执行的控制。当无人机1检测到其已经通过过渡点pa时，根据接地序列控制无人机1。例如，接地序列是表示在着陆之前的时间顺序位置和每个位置处的垂直速度的信息。具体地，在过渡点pa处，无人机1的姿态被控制，使得无人机1的姿态与着陆点lp的倾斜度基本相同。通过基于接地序列的控制，如图3中所示，无人机1向着陆点lp下降，并且在过渡点pa处给出的水平对地速度逐渐减小。在着陆点lp处，水平速度基本为0，并且无人机1的姿态与着陆点lp的倾斜度基本相等，使得无人机1可以以稳定的姿态着陆。
45.实施例中的共同事项
46.接下来，将描述实施例中的共同事项。同时，在以下描述中，着陆点lp的坐标由(x，y，0)表示，而过渡点pa的坐标由(x’，y’，h)表示。在以下描述中，过渡点pa的高度被适当地称为接地序列开始高度h。此外，着陆点lp的倾斜角被定义为θ。如后所述，θ由无人机1的传感器等获取。
47.图4是分析性地示出施加到姿态倾斜的无人机1的各种力的图。这里，m代表无人机1的质量，θ为俯仰角(与无人机1的姿态和着陆点lp的倾斜角对应的角度)，而g为重力加速度。无人机1在相对于地面垂直向下的方向上接收mg的重力。通常，无人机1被控制在以相对于地面垂直向上的方向上施加比重力mg稍大的力fv以便平衡无人机1。
48.另外，在图4中，无人机1的所有旋翼的总推力(在无人机1的机身的垂直向上方向上生成的力)被定义为fr。另外，将相对于无人机1的z方向上的空气阻力定义为dh，而将相对于无人机1的横向方向上(相对于地面)的空气阻力定义为dv。另外，假设无人机1的速度为v，速度v可以分解为水平速度vh和垂直速度vv。速度v、水平速度vh和垂直速度vv分别是对地速度。
49.无人机1在水平方向上的加速度(水平加速度)可以由下面的公式1表示。
50.(公式1)
[0051][0052]
无人机1在垂直方向上的加速度(垂直加速度)可以由下面的公式2表示。
[0053]
(公式2)
[0054][0055]
wh和wv是风的水平分量和垂直分量。在本实施例中，它被忽略(不考虑)。很难解析得到空气阻力项dh(v
h-wh,θ)和dv(v
v-wv,θ)，并且通常通过实验制作表格。由于空气阻力的垂直分量dv(v
v-wv,θ)与重力相比足够小，因此在本实施例中忽略。
[0056]
随后，基于接地序列开始时的高度(即，在过渡点pa的高度处的接地序列开始高度h)、接地序列开始时在无人机1的垂直方向上的下降速度v
vs
以及接地序列被执行时的时间t
t
，确定无人机1在接地序列中的垂直速度vv(t)和在接地序列中的水平速度vh(t)的时间曲线。
[0057]
首先，获得接地序列开始高度h与下降速度v
vs
之间的关系。高度是通过对接地序列中的垂直速度vv(t)进行积分获得的，如下面的公式3中所示。
[0058]
(公式3)
[0059][0060]
对于时间t，在过渡点pa处开始接地序列的定时被设定为0。公式3中的第二项h为积分常数，并且它是由t＝0时的高度h(0)＝h确定的。于是，由于在接地序列(无人机1的接地时间)结束时(即，当t＝t
t
时)高度为0，所以需要满足下面的公式4。
[0061]
(公式4)
[0062][0063]
在公式4中，由于无人机1可以自由确定vv(t)，因此可以通过数值积分确定满足公式4的vv(t)的函数。
[0064]
无人机1的垂直速度vv(t)是通过对无人机1的垂直加速度av(s)进行积分而获得的，如公式5中所示。
[0065]
(公式5)
[0066][0067]
因为下降速度v
vs
是接地序列开始时(即，当t＝0时)的下降速度，所以vv(0)＝-v
vs
。假设接地时(即，当t＝t
t
时)的垂直下降速度为v
vt
，则v
vt
可由下面的公式6表示。
[0068]
(公式6)
[0069][0070]
接下来，获得无人机1的水平速度vh(t)要满足的函数。水平速度vh(t)是通过对水平加速度ah(s)进行积分而获得的，如下面的公式7中所示。
[0071]
(公式7)
[0072][0073]
在公式7中，ah(s)为水平加速度，而c为积分常数。存在两个边界条件：一个是接地时水平速度变为0，而另一个是接地时无人机1的倾斜度等于着陆点lp的倾斜度θ。第一边界条件被重写，如下面的公式8中所示。
[0074]
(公式8)
[0075][0076]
积分常数c是从公式8获得的，并且水平速度vh(t)可由下面的公式9表示。
[0077]
(公式9)
[0078][0079]
基于第二边界条件，无人机1在接地时的水平加速度可以由下面的公式10表示。
[0080]
(公式10)
[0081][0082]
在公式10中，dh(wh,θ)/m项为空气阻力项，当无人机1的水平速度变慢时，在着陆时可以忽略该空气阻力项。因此，无人机1在着陆时的水平加速度和垂直加速度之间的关系可以由下面的公式11表示。
[0083]
(公式11)
[0084]ah
(t
t
)＝-(av(t
t
)+g)
·
tanθ
ꢀꢀꢀ
(11)
[0085]
满足上述边界条件的加速度曲线av(t)和ah(t)以及速度曲线vv(t)和vh(t)具有无数的自由度。因此，在本实施例中，假设无人机1的垂直加速度av和姿态θ在地面接触序列期间是恒定的，并获得特定的速度曲线。基于该假设，假设垂直加速度av是常数，垂直速度vv(t)可以由下面的公式12表示。
[0086]
(公式12)
[0087][0088]
由于在无人机1的地面接触时间(t＝t
t
)时vv(t)＝-v
vt
，因此av＝-(v
vs-v
vt
)/t
t
。因此，vv(t)可以由下面的公式13表示。
[0089]
(公式13)
[0090][0091]
通过将公式13代入到公式2中并积分，可以获得下面公式14中所示的关系。
[0092]
(公式14)
[0093][0094]
从公式14获得接地序列开始高度h、接地序列所需时间t
t
、无人机1在接地序列开始时的下降速度v
vs
与无人机1在接地序列结束时(在接地时)的下降速度v
vt
之间的关系。
[0095]
接下来，还对作为恒定加速度的水平速度进行积分。由于垂直加速度av是常数，所以水平加速度ah(t)可以由下面的公式15表示。
[0096]
(公式15)
[0097]ah
(t)＝-(av+g)
·
tanθ
ꢀꢀ
(15)
[0098]
由于垂直加速度av和姿态θ都是常数，所以水平加速度也是常数。于是，水平速度vh(t)可以由下面的公式16表示。
[0099]
(公式16)
[0100][0101]
这里，如上所述，av＝-(v
vs-v
vt
)/t
t
，因此vh(t)可以由下面的公式17表示。
[0102]
(公式17)
[0103][0104]
着陆期间的着陆速度v
vt
需要在无人机1的机身允许的范围内适当地确定。另外，如果这个值被设定为0，则高度估计精度低，而如果高度被估计为低于实际高度，则机身在着陆前可能会重新上浮，因此该值被设定为正值(垂直方向为正，而vv(t
t
)为负值)。
[0105]
通过基于公式17使用t＝0的每个值执行运算，可以获得无人机1在接地序列开始时的水平速度，水平速度在接地时变为大约0。如上所述，在本公开中，根据倾斜度信息设定水平速度。
[0106]
当然，上述计算是示例，无人机1在接地序列开始时的水平速度等可以通过其他方法获得。
[0107]
随后，参考图5，将描述用于开始接地序列的过渡点pa的设定示例。由于已经描述了接地序列开始高度h的设定示例，所以这里将描述过渡点pa在x-y平面上的坐标(x'，y')的设定示例。
[0108]
如图5中所示，以着陆点lp(无人机1的接地点)为原点(0，0)计算过渡点pa(接地序列开始点)的坐标(x'，y')。如图5中所示地设定坐标系，并且着陆点lp在爬升方向上的最大倾斜度被设定为α。假设无人机1的接地序列中的水平路径长度为lh，则水平路径长度lh为接地序列的水平速度的积分，并可以用下面的公式18表示。
[0109]
(公式18)
[0110]
[0111]
由于过渡点pa在与着陆点lp的最大倾斜度的方向相反的方向上，因此可以由下面的公式19表示。
[0112]
(公式19)
[0113][0114]
当假定垂直加速度恒定时，无人机1的水平速度可以由如上所述的下面的公式20表示。
[0115]
(公式20)
[0116][0117]
因此，水平路径长度lh由下面的公式21表示。
[0118]
(公式21)
[0119][0120]
满足水平路径长度lh的坐标(x’,y’)被设定为过渡点pa。当然，过渡点pa的坐标(x'，y')可以通过除上述方法以外的方法来设定。
[0121]
《第一实施例》
[0122]
无人机内部配置示例
[0123]
图6是示出根据第一实施例的无人机(以下被适当地称为无人机1a)的内部配置的示例的框图。例如，无人机1a包括控制单元101、机身控制单元102、传感器单元103、机身信息获取单元104、倾斜度信息获取单元105和与地面站gs通信的通信单元106。控制单元101包括作为功能块的飞行状态管理单元101a、飞行规划器101b和姿态规划器101c。另外，虽然未示出，但无人机1a具有用于自身移动的机构(诸如电机和螺旋桨)。
[0124]
控制单元101整体地控制无人机1a。例如，控制单元101获取关于着陆点的倾斜度的倾斜度信息并根据倾斜度信息设定水平速度。然后，控制单元101控制多个电机的旋转速度，以便具有所设定的水平速度。机身控制单元102根据控制单元101的控制进行操作以控制多个电机的旋转速度。如上所述，由控制单元101设定的水平速度是例如在着陆点lp处基本上变为0的速度。
[0125]
飞行状态管理单元101a整体地管理无人机1a的飞行状态。例如，飞行状态管理单元101a根据通过遥控器的指令、完成给定任务、电池剩余容量减少、无人机1中包括的传感器的故障、发生通信故障等来确定无人机1a将着陆。
[0126]
飞行规划器101b生成无人机1a的飞行航线规划。例如，飞行航线规划是其中定义了无人机1a飞行的时间顺序位置和各位置处的速度的信息。飞行航线规划可以预先设定或根据指派给无人机1a的任务等由飞行规划器101b来设定。飞行规划器101b将飞行航线规划输出到姿态规划器101c。
[0127]
飞行规划器101b生成进场航线规划和接地航线规划。进场航线规划是其中定义了从无人机1a的当前位置到过渡点pa的时间顺序位置和各位置处的速度的信息。另外，根据
本实施例的接地航线规划是其中定义了从过渡点pa到着陆点lp的姿态、时间顺序位置和各位置处的垂直速度的信息。飞行规划器101b向姿态规划器101c输出进场航线规划和接地航线规划。
[0128]
姿态规划器101c根据从飞行规划器101b输出的飞行航线规划和接地航线规划生成机身控制信息。姿态规划器101c生成例如用于使无人机1a到达飞行航线规划中定义的位置和各位置处的速度(具体地，所有方向上的对地速度)的无人机1a的机身控制信息。例如，姿态规划器101c根据飞行航线规划，考虑到机身的位置和速度的差异，确定包括姿态、垂直加速度等的机身控制信息。
[0129]
此外，姿态规划器101c生成例如用于使无人机1a到达在进场航线规划中定义的位置和各位置处的速度(具体地，所有方向上的对地速度)的无人机1a的机身控制信息。此外，姿态规划器101c生成例如用于使无人机1a到达在接地路线计划中定义的位置、各位置处的垂直速度和姿态的无人机1a的机身控制信息。姿态规划器101c将机身控制信息输出到机身控制单元102。
[0130]
机身控制单元102响应于从姿态规划器101c供应的机身控制信息来执行控制。机身控制单元102控制包括在无人机1a中的电机的旋转速度等，使得无人机1a具有根据机身控制信息的姿态和速度。
[0131]
传感器单元103以用于获取无人机1a的机身信息(例如，无人机1a的当前位置、速度、姿态等)的多个传感器的通用术语命名。构成传感器单元103的传感器的示例包括gps(全球定位系统)、slam(同时定位和地图构建)、加速度传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器等。
[0132]
机身信息获取单元104适当地将从传感器单元103输入的感测数据从模拟数据转换为数字数据。然后，机身信息获取单元104将转换为数字数据的感测数据输出到控制单元101。机身信息获取单元104获取关于无人机1a的当前位置和加速度以及无人机1a周围的环境(风速、大气压等)的信息。
[0133]
倾斜度信息获取单元105获取与上述θ对应的倾斜度信息，并将获取的倾斜度信息输出到控制单元101。可以通过利用相机捕获着陆点lp的附近地区并基于捕获的图像获取着陆点lp的倾斜度和法线来估计倾斜度信息。此外，通过创建用于从无人机1a的当前位置信息获得倾斜度的倾斜度地图，可以基于倾斜度地图来估计倾斜度信息。此外，可以在地面上预先测量倾斜度信息。倾斜度信息可以从外部设备(诸如地面站gs)发送到通信单元106。这样，可以通过各种方法获取倾斜度信息。因此，根据获取倾斜度信息的方法，传感器单元103和机身信息获取单元104可以用作倾斜度信息获取单元，或者通信单元106可以用作倾斜度信息获取单元。
[0134]
通信单元106允许无人机1a与其他设备通信。通信单元106包括根据通信方法的调制/解调电路等。通信单元106执行例如与地面站gs的通信。
[0135]
处理流程
[0136]
图7是示出在根据第一实施例的无人机1a中执行的处理的流程的流程图。例如，在飞行状态管理单元101a确定着陆之后执行以下描述的处理。
[0137]
在步骤st101中，获取着陆点lp的坐标和着陆点lp的法线的信息(着陆点lp的表面的法线的信息)。着陆点lp的坐标可以是在地面站gs侧指定的坐标，或者可以由无人机1a的
控制单元101通过适当的方法确定。着陆点lp的坐标被供应给倾斜度信息获取单元105。关于着陆点lp的法线的信息例如由倾斜度信息获取单元105通过成像等获取。关于着陆点lp的法线的信息可以由传感器单元103获取，或者可以由地面站gs侧指示。然后，处理进行到步骤st102。
[0138]
在步骤st102中，根据着陆点lp的法线的信息计算出着陆点lp的倾斜角θ和爬升倾斜度的方向的矢量。这样的计算例如由倾斜度信息获取单元105执行。计算结果被供应给控制单元101。然后，处理进行到步骤st103。
[0139]
在步骤st103中，飞行规划器101b根据倾斜角θ、接地序列开始高度h、在无人机1a接地时的垂直速度v
vt
以及接地序列所需的时间t
t
确定在接地序列开始时的垂直加速度av、水平加速度ah和垂直速度v
vs
。然后，处理进行到步骤st104。
[0140]
在步骤st104中，飞行规划器101b使用水平加速度和接地序列所需的时间t
t
获得在接地序列开始时的水平速度(水平对地速度)v
hs
。所获得的水平速度v
hs
是在无人机1a着陆时变为大约0的速度。然后，处理进行到步骤st105。由于已经描述了步骤st103和st104中的处理的具体示例，因此将省略重复的描述。
[0141]
在本实施例中，飞行规划器101b确定计算结果是否在机身的操作范围内。具体地，在步骤st105中，飞行规划器101b确定垂直加速度av、在接地序列开始和结束时的垂直速度v
vs
和v
vt
是否在机身的操作范围内。然后，处理进行到步骤st106。
[0142]
在步骤st106中，如果步骤st105的确定结果不在机身的操作范围内，则处理返回到步骤st103。例如，当处理返回到步骤st103时，在适当改变接地序列开始高度h等之后执行步骤st103和st104中的计算处理。在步骤st106中，如果步骤st105的确定结果在机身的操作范围内，则处理进行到步骤st107。
[0143]
在步骤st107中，飞行规划器101b获得过渡点pa的位置(x'，y'，h)。由于已经描述了过渡点pa的位置的设定示例，因此省略重复的描述。此外，飞行规划器101b生成接地航线规划，该接地航线规划包括在过渡点pa处的姿态(在该示例中，与倾斜角θ基本相同的倾斜姿态)、从过渡点pa到着陆点lp的时间序列位置、在位置处的垂直方向上的加速度等。然后，处理进行到步骤st108。
[0144]
在步骤st108中，飞行规划器101b生成从当前位置到过渡点pa的进场航线规划，使得过渡点pa的位置和无人机1a在过渡点pa处的速度对应于在步骤st104中确定的水平速度。可以通过适当的方法创建进场航线规划。进近航线规划包括例如在从当前位置到过渡点pa的适当航线上设定的多个离散位置和在指定的多个位置处的水平速度等，以便最终具有在步骤st104中确定的水平速度。然后，处理进行到步骤st109。
[0145]
在步骤st109中，飞行规划器101b向姿态规划器101c传送进场航线规划。然后，处理进行到步骤st110。
[0146]
在步骤st110中，姿态规划器101c基于进场航线规划获得机身在每个位置处的姿态和垂直方向上的加速度，并生成用于实现所获得的姿态等的机身控制信息。具体地，姿态规划器101c获得此时机身的姿态和在垂直方向上加速度，以便基于供应给它的航线规划中指定的位置与当前位置之间的位置误差来校正位置误差，并生成指定姿态和加速度的机身控制信息。然后，姿态规划器101c将所获得的机身控制信息供应(传送)给机身控制单元102。然后，处理执行到步骤st111。
[0147]
在步骤st111中，机身控制单元102基于机身控制信息执行机身控制。通过这样的机身控制，无人机1a按照进场航线规划中规划的轨迹移动。然后，处理进行到步骤st112。
[0148]
在步骤st112中，确定无人机1a是否已经通过了在步骤st107中获得的过渡点pa。这样的确定是由飞行规划器101b基于例如由传感器单元103获取并由机身信息获取单元104获取的无人机1a的当前位置来确定的。如果无人机1a没有通过过渡点pa，则处理返回到步骤st110。如果无人机1a已经通过过渡点pa，则处理进行到步骤st113。
[0149]
在本实施例中，在无人机1a已经通过过渡点pa之后，执行无人机1a的姿态的控制和垂直方向上的加速度的控制。在步骤st113中，飞行规划器101b将接地航线规划传送给姿态规划器101c。然后，处理进行到步骤st114。
[0150]
在步骤st114中，姿态规划器101c生成用于控制从飞行规划器101b接收到的航线中指定的机身的姿态和无人机1a的垂直加速度的机身控制信息。然后，姿态规划器101c将生成的机身控制信息供应给机身控制单元102。然后，处理进行到步骤st115。
[0151]
在步骤st115中，机身控制单元102基于接地航线规划来控制机身。结果，处于以与倾斜角θ基本相同的角度倾斜的姿态的无人机1a下降以遵循规划的轨迹。然后，处理进行到步骤st116。
[0152]
例如，在步骤st116中，基于由传感器单元103获得的传感器信息确定无人机1a是否已经接地。该确定例如由控制单元101执行。如果无人机1a还没有接地，则处理返回到步骤st114。当无人机1a已经接地时，控制单元101将确定结果输出到机身控制单元102。然后，处理进行到步骤st117。
[0153]
在步骤st117中，机身控制单元102执行使无人机1a的推力空转的控制。例如，机身控制单元102执行空转控制，以使无人机1a的螺旋桨以预定值或更少的旋转速度(无人机1a的机身不上升的旋转速度)旋转。通过执行这样的控制，用户可以识别接地的无人机1a没有损坏。接地的无人机1a的螺旋桨可以停止。然后，处理进行到步骤st118并且无人机1a的着陆操作完成。
[0154]
根据上述第一实施例，水平对地速度在过渡点pa处被预先指派给无人机1a，使得着陆时的水平对地速度变为0或大约为0。此外，在过渡点pa之后，无人机1a的姿态被控制成以与倾斜角θ基本相同的角度倾斜。因此，可以稳定地使无人机1a着陆。
[0155]
《第二实施例》
[0156]
接下来，将描述第二实施例。在第二实施例的描述中，相同的附图标记被赋予与上述组件相同或同质的组件，并且将适当地省略重复的描述。除非另有说明，第一实施例中描述的事项可以应用于第二实施例。
[0157]
可以应用与在第一实施例中描述的无人机1a的配置相同的配置作为根据第二实施例的无人机(以下被适当地称为无人机1b)的配置。尽管在第一实施例中提供了过渡点pa之后的姿态(水平)作为接地航线规划，但是第二实施例与第一实施例的不同之处在于从过渡点pa到着陆点lp的水平速度被提供为接地航线规划。
[0158]
图8是示出无人机1b中执行的处理的流程的流程图。已经描述了与步骤st101至st108有关的处理的细节，从而将省略重复的描述。同时，在本实施例中，在步骤st107中生成的接地航线规划中定义了过渡点pa处的水平速度和从过渡点pa到着陆点lp的每个位置处的水平速度。例如，根据从过渡点pa到着陆点lp的距离来设定每个位置处的水平速度v
hs
。
被供应了水平速度v
hs
的无人机1b具有在过渡点pa之后以与着陆点lp的倾斜角θ基本相同的角度倾斜的姿态(在爬升倾斜度的方向上倾斜的姿态)。
[0159]
在步骤st108之后的步骤st201中，飞行规划器101b整合接地航线规划和进场航线规划。飞行规划器101b将整合的航线规划输出到姿态规划器101c。然后，处理进行到步骤st202。
[0160]
在步骤st202中，姿态规划器101c生成用于实现向其提供的航线规划的机身控制信息。然后，姿态规划器101c将生成的机身控制信息输出到机身控制单元102。然后，处理进行到步骤st203。
[0161]
在步骤st203中，根据机身控制单元102响应于机身控制信息进行操作，无人机1b达到根据由飞行规划器101b整合的航线规划的位置、各位置处的姿态和水平速度。然后，处理进行到步骤st116。由于已经描述了步骤st116之后的步骤st116、st117和st118的细节，因此将省略重复的描述。
[0162]
如上所述，根据第二实施例，通过将从过渡点pa到着陆点lp的水平对地速度指派给无人机1b，可以使无人机1b以稳定的姿态着陆。
[0163]
《第三实施例》
[0164]
接下来，将描述第三实施例。在第三实施例的描述中，相同的附图标记被赋予与上述组件相同或同质的组件，并且将适当地省略重复的描述。此外，除非另有说明，在第一实施例和第二实施例中描述的事项可以应用于第三实施例。
[0165]
图9是示出根据第三实施例的无人机(以下被适当地称为无人机1c)的配置示例的框图。无人机1c与无人机1a和1b的不同之处在于它包括复飞规划器101d。复飞规划器101d是当无人机1c着陆时的姿态、水平速度、垂直速度等(以下，被适当地称为姿态等)不在允许范围内时执行控制以停止着陆并将无人机1c提升到安全高度的规划器。
[0166]
图10和图11是示出在无人机1c中执行的处理的流程的流程图。注意，图10和图11中所示的“a”指示处理的连续性，而不是指示具体的处理。已经描述了与步骤st101至st108相关的处理和与st201至st203相关的处理的细节，因此将省略重复的描述。当在步骤st116的确定处理中确定无人机1c没有接地时(否)，处理进行到步骤st301。
[0167]
在步骤st301中，确定无人机1c的姿态等是否落入允许范围内。该确定例如由复飞规划器101d做出。此外，根据无人机1c的性能、尺寸等预先设定允许范围。然后，处理进行到步骤st302。
[0168]
在步骤st302中，如果步骤st301中的确定处理的结果是无人机1c的姿态在允许范围内(是)，则处理返回到步骤st203。在步骤st302中，如果步骤st301中的确定处理的结果为无人机1c的姿态不在允许范围内时(否)，则处理进行到步骤st303。
[0169]
在步骤st303中，由于无人机1c的姿态不在允许范围内，复飞规划器101d确定复飞。然后，复飞规划器101d在充分高于当前位置的位置处设定目标点，并将设定的目标点供应给飞行规划器101b。然后，处理进行到步骤st304。
[0170]
在步骤st304中，飞行规划器101b生成从当前位置到目标点的航线规划。航线规划是其中指定从当前位置到目标点的航线、航线上设定的任意多个位置、无人机1c在每个位置处的姿态和速度的航线规划。飞行规划器101b将生成的航线规划输出到姿态规划器101c。然后，处理进行到步骤st305。
[0171]
在步骤st305中，姿态规划器101c生成用于实现向其提供的航线规划的机身控制信息。具体地，姿态规划器101c获得此时机身的姿态和在垂直方向上的加速度，以便基于供应给它的航线规划中指定的位置与当前位置之间的位置误差来校正位置误差，并生成指定姿态和加速度的机身控制信息。姿态规划器101c将生成的机身控制信息输出到机身控制单元102。然后，处理进行到步骤st306。
[0172]
在步骤st306中，机身控制单元102控制电机等，以便满足由从姿态规划器101c供应的机身控制信息指示的姿态和垂直加速度。然后，处理进行到步骤st307。
[0173]
在步骤st307中，确定无人机1c的当前位置是否是目标点。这样的确定例如由复飞规划器101d做出，但可由另一功能块做出。如果无人机1c的当前位置不是目标点，则处理返回到步骤st305。当无人机1c的当前位置已经到达目标点时，处理进行到步骤st308。
[0174]
在步骤st308中，完成一系列复飞控制。已提升至安全高度的无人机1c处于待机状态，从而等待下一个指令。无人机1c被供应适当的指令(诸如用于使无人机1c着陆和再次停止着陆的控制)。
[0175]
在本实施例中，确定无人机1c的机身的倾斜度等是否在允许范围内，但可以确定倾斜度、水平速度和垂直速度中的任何一个或两个是否在允许范围内，或者可以确定其他参数是否在允许范围内。
[0176]
根据上述第三实施例，当机身的倾斜度等不在允许范围内时，可以将无人机1c提升到安全高度。因此，可以防止由于无人机1c以不适当的姿态等执行着陆操作而导致无人机1c无法着陆。
[0177]
《变型例》
[0178]
尽管以上具体描述了本公开的实施例，但是本公开的内容不限于上述实施例，并且基于本公开的技术构思可以进行各种变型。以下，将描述变型例。
[0179]
尽管在每个实施例中已经考虑到描述的方便描述了控制单元包括多个规划器的配置，但是本公开不限于此。例如，飞行规划器和姿态规划器可以被配置为单个功能块。
[0180]
可以将已知的无人机控制方法应用于每个实施例中的无人机。
[0181]
本公开也可以通过装置、方法、程序、系统等来实现。例如，通过允许具有在上述实施例中描述的功能的程序可下载并且允许不具有在实施例中描述的功能的装置下载并安装该程序，可以在该装置中执行在上述实施例中描述的控制。本公开也可以通过分发程序的服务器来实现。此外，本公开也可以被实现为容易创建实施例中描述的飞行规划的工具。可以适当地组合在每个实施例和变型例中描述的事项。
[0182]
注意，这里描述的有益效果不必是限制性的，并且可以实现本公开中描述的任何有益效果。此外，对本公开的内容的解释不应受所例示的有益效果的限制。
[0183]
本公开也可以被如下配置。
[0184]
(1)一种飞行体，包括：
[0185]
控制单元，所述控制单元获取关于着陆点的倾斜度的倾斜度信息并且根据倾斜度信息设定水平速度。
[0186]
(2)根据(1)所述的飞行体，还包括多个电机，其中所述控制单元控制所述多个电机的旋转速度以便具有设定的水平速度。
[0187]
(3)根据(1)或(2)所述的飞行体，其中由所述控制单元设定的水平速度是在着陆
点处变为大约0的速度。
[0188]
(4)根据(3)所述的飞行体，其中水平速度是在爬升倾斜度的方向上给定的速度。
[0189]
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的飞行体，其中所述控制单元进行控制以便在位于着陆点上方的点处具有设定的水平速度。
[0190]
(6)根据(5)所述的飞行体，其中所述控制单元进行控制以便在位于着陆点上方的点处具有与倾斜度相对应的姿态。
[0191]
(7)根据(5)或(6)所述的飞行体，位于着陆点上方的点是开始着陆操作的点。
[0192]
(8)根据(7)所述的飞行体，其中从开始着陆操作的点到着陆点，当机身的倾斜度和对地速度中的至少一个超过允许范围时，控制单元进行提升机身的控制。
[0193]
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的飞行体，还包括：
[0194]
倾斜度信息获取单元，所述倾斜度信息获取单元获取倾斜度信息。
[0195]
(10)根据(9)所述的飞行体，其中所述倾斜度信息获取单元从外部设备获取倾斜度信息。
[0196]
(11)一种控制方法，其中控制单元获取关于着陆点的倾斜度的倾斜度信息并且根据倾斜度信息设定水平速度。
[0197]
(12)一种程序，所述程序用于使计算机执行控制方法，在所述控制方法中，控制单元获取关于着陆点的倾斜度的倾斜度信息并且根据所述倾斜度信息设定水平速度。
[0198]
参考标记列表
[0199]
1,1a,1b,1c 无人机
[0200]
101 控制单元
[0201]
101a 飞行状态管理单元
[0202]
101b 飞行规划器
[0203]
101c 姿态规划器
[0204]
102 机身控制单元
[0205]
103 传感器单元
[0206]
105 倾斜度信息获取单元
[0207]
106 通信单元
[0208]
pa 过渡点
[0209]
lp 着陆点