无人机近地面飞行控制方法、装置、介质、设备和无人机与流程

文档序号:25541631发布日期:2021-06-18 20:37阅读:141来源:国知局
无人机近地面飞行控制方法、装置、介质、设备和无人机与流程

本公开涉及无人机技术领域,具体地,涉及一种无人机近地面飞行控制方法、装置、介质、设备和无人机。



背景技术:

在无人机近地面飞行的过程中,由于无人机距离地面较近,若操作不当,容易导致无人机撞击地面,严重时导致无人机损坏甚至坠毁。

因此,在无人机近地面飞行的过程中,要求无人机的操控人员具有丰富的无人机操控经验,以进行更加精细的控制,确保无人机安全降落。但是由于一些无人机的操控人员缺乏无人机操控经验,容易导致无人机在近地面飞行的过程中出现意外事故。



技术实现要素:

本公开的目的是提供一种无人机近地面飞行控制方法、装置、电子设备和无人机,以提高无人机在近地面飞行过程中的安全性。

为了实现上述目的,本公开第一方面提供一种无人机近地面飞行控制方法,包括:

获取无人机的当前对地高度;

判断所述无人机的当前对地高度是否小于预设高度;

在所述无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,按照有上限值的飞行控制参数对所述无人机进行近地面飞行控制。

可选地,所述飞行控制参数包括以下中的一者或多者:水平飞行参数、飞行姿态参数、下降速度。

可选地,所述预设高度有多个,所述预设高度越小,飞行控制参数的上限值越小。

可选地,所述方法还包括:

检测所述无人机是否触地;

在确定所述无人机触地的情况下,控制所述无人机的任意两个驱动电机的转速差不大于预设比例。

可选地,所述方法还包括:

检测所述无人机是否触地;

在确定所述无人机触地的情况下,控制所述无人机停止调整水平飞行参数和飞行姿态参数。

可选地,所述方法还包括:

检测所述无人机是否触地;

在确定所述无人机触地的情况下,若所述无人机的总油门小于预设阈值,控制所述无人机停桨。

可选地,所述方法还包括:

在所述无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,生成用于指示所述无人机的当前对地高度小于预设高度的超低空告警标志位;

所述按照有上限值的飞行控制参数对所述无人机进行近地面飞行控制,包括:

响应于所述超低空告警标志位,按照有上限值的飞行控制参数对所述无人机进行近地面飞行控制。

本公开第二方面提供一种无人机近地面飞行控制装置,包括:

高度获取模块,被配置为获取无人机的当前对地高度;

确定模块,被配置为判断所述无人机的当前对地高度是否小于预设高度;

控制模块,被配置为在所述无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,按照有上限值的飞行控制参数对所述无人机进行近地面飞行控制。

可选地,所述装置还包括:

检测模块,被配置为检测所述无人机是否触地;

所述控制模块还被配置为在确定所述无人机触地的情况下,控制所述无人机的任意两个驱动电机的转速差不大于预设比例。

可选地,所述装置还包括:

检测模块,被配置为检测所述无人机是否触地;

所述控制模块还被配置为在确定所述无人机触地的情况下,控制所述无人机停止调整所述水平飞行参数和所述飞行姿态参数。

可选地,所述装置还包括:

检测模块,被配置为检测所述无人机是否触地;

降落模块,被配置为在确定所述无人机触地的情况下,若所述无人机的总油门小于预设阈值,控制所述无人机停桨。

可选地,所述装置还包括:

标志位生成模块,被配置为在所述无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,生成用于指示所述无人机的当前对地高度小于预设高度的超低空告警标志位;

所述控制模块被配置为在所述标志位生成模块生成所述超低空告警标志位的情况下,按照有上限值的飞行控制参数对所述无人机进行近地面飞行控制。

本公开第三方面提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所提供的方法的步骤。

本公开第四方面提供一种电子设备,包括:

存储器,其上存储有计算机程序;

处理器,用于执行所述存储器中的所述计算机程序,以实现本公开第一方面所提供的方法的步骤。

本公开第五方面提供一种无人机,包括:

存储器,其上存储有计算机程序;

处理器,用于执行所述存储器中的所述计算机程序,以实现本公开第一方面所提供的方法的步骤。

通过上述技术方案,在无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,即在无人机接近地面的情况下,按照有上限值的飞行控制参数对无人机进行近地面飞行控制,以限制无人机在近地面飞行过程中的飞行状态,便于保持无人机稳定,减少无人机在飞行过程中撞到地面或者无人机在触地时失控的情况,提高无人机近地面飞行过程中的安全性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:

图1是本公开一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制方法的流程图;

图2是本公开另一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制方法的流程图;

图3是本公开又一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制方法的流程图;

图4是本公开又一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制方法的流程图;

图5是本公开一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制装置的结构框图;

图6是本公开另一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制装置的结构框图;

图7是本公开又一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制装置的结构框图;

图8是本公开一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

具体实施方式

首先对本公开可能的应用场景进行阐述。

在无人机近地面飞行的过程中,由于无人机距离地面较近,若操作不当,容易导致无人机撞击地面,严重时导致无人机损坏甚至坠毁。

因此,在无人机近地面飞行的过程中,要求无人机的操控人员具有丰富的无人机操控经验,以进行更加精细的控制,以确保无人机安全降落。但是由于一些无人机的操控人员缺乏无人机操控经验,容易导致无人机在近地面飞行的过程中出现意外事故。

例如,在无人机近地面飞行的过程中,若操控人员操控无人机做出比较大的机动动作时,无人机的螺旋桨容易打到地面,进而导致无人机失控坠落,严重时导致无人机损坏。

鉴于此,本公开提供一种无人机近地面飞行控制方法、装置、电子设备和无人机,以提高无人机在近地面飞行过程中的安全性。

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。

本公开提供了一种无人机近地面飞行控制方法,该方法可应用于具有处理能力的电子设备中,例如可应用于无人机中的控制器或飞行控制系统。图1是本公开一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制方法的流程图。如图1所示,该方法可以包括步骤s11至步骤s13。

在步骤s11中,获取无人机的当前对地高度。

可以通过设置在无人机上的气压计获取无人机的当前对地高度。为了使获取的当前对地高度更加准确,还可以根据无人机的当前姿态确定掉高补偿量,根据掉高补偿量对气压计检测的高度进行补偿,以得到更准确的当前对地高度。

在步骤s12中,判断无人机的当前对地高度是否小于预设高度,生成第一判断结果。在第一判断结果为否的情况下,重复执行步骤s11和步骤s12。在第一判断结果为是的情况下,即在无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,执行步骤s13。

在步骤s13中,按照有上限值的飞行控制参数对无人机进行近地面飞行控制。

如此,在无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,即在无人机接近地面的情况下,按照有上限值的飞行控制参数对无人机进行近地面飞行控制,以限制无人机在近地面飞行过程中的飞行状态,便于保持无人机稳定,减少无人机在飞行过程中撞到地面(例如因无人机机动动作过大导致无人机的螺旋桨撞到地面)或者无人机在触地时失控的情况,提高无人机近地面飞行过程中的安全性。

为解决无人机在水平飞行速度过大的状态下触地时会因脚架撞击地面导致无人机绊倒的问题,示例性地,水平飞行参数可以包括无人机的水平飞行速度。

如此,通过对无人机水平飞行速度的限制,能使无人机在水平方向上的飞行速度维持在合理区间内,在无人机触地时,不会因为脚架撞击地面导致无人机绊倒。

为解决无人机在近地面飞行的过程中会因机动动作过大导致螺旋桨撞到地面的问题,示例性地,水平飞行参数还可以包括无人机的飞行姿态参数。

通过对无人机的飞行姿态参数进行限制,能够限制无人机在近地面飞行过程中相对于水平面的倾角,避免因无人机相对于水平面的倾角过大导致螺旋桨撞到地面。还需指出,通过对无人机的飞行姿态参数进行限制,减少无人机触地时相对于水平面的倾角,无人机在触地后不容易侧翻。

飞行姿态参数可以包括无人机的横滚参数、俯仰参数和偏航参数。例如,可以限制无人机的机身与水平面的倾角,以实现对横滚参数和俯仰参数的限制。可以限制无人机的偏航角速度,以实现对偏航参数的限制。

在又一实施例中,步骤s13中的按照预设的飞行控制参数对无人机进行近地面飞行控制可以包括:在接收对应于水平飞行参数的遥控指令后,在该遥控指令指示的水平飞行参数大于水平飞行参数的上限值的情况下,按照水平飞行参数的上限值控制无人机飞行;在该遥控指令指示的水平飞行参数小于或等于水平飞行参数的上限值的情况下,按照该遥控指令指示的水平飞行参数控制无人机飞行。

同理,接收对应于飞行姿态参数的遥控指令后,在该遥控指令指示的飞行姿态参数大于飞行姿态参数的上限值的情况下,按照飞行姿态参数的上限值控制无人机飞行;在该遥控指令指示的飞行姿态参数小于或等于飞行姿态参数的上限值的情况下,按照该遥控指令指示的飞行姿态参数控制无人机飞行。

示例性地,飞行控制参数还可以包括下降速度。例如,在无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,可以控制无人机以预设的下降速度匀速下降,以使无人机能够平稳降落。

下降速度可以预设有多个,预设高度越小,与预设高度对应的下降速度越小。如此,可以对于不同的预设高度设置该预设高度允许的下降速度,以提高无人机降落的平稳性的基础上,提高控制的灵活性。

例如,可以设置多个预设高度,相对应地,下降速度也设置多个,下降速度与预设高度一一对应。或者,还可以预先构建预设高度与下降速度的函数,对于任意一个预设高度值,均有一个下降速度与其对应。

示例性地,预设高度有多个的情况下,可以这样设置水平飞行参数和飞行姿态参数的上限值:预设高度越小,与预设高度对应的水平飞行参数的上限值和飞行姿态参数的上限值越小。

如此,可以根据预设高度确定与该预设高度对应的水平飞行参数的上限值和飞行姿态参数的上限值,在使无人机平稳降落的同时,还能实现对水平飞行参数的上限值以及飞行姿态参数的上限值的动态调整,提高对无人机控制的灵活性。

例如,可以设置多个预设高度,相对应地,水平飞行参数的上限值和飞行姿态参数的上限值也分别设置对应的多个。或者,还可以预先构建预设高度与水平飞行参数的上限值的函数及预设高度与飞行姿态参数的上限值的函数,对于任意一个预设高度值,均有水平飞行参数的上限值及飞行姿态参数的上限值与其对应。

图2是本公开另一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制方法的流程图。参照图2,在图1的基础上,为减少无人机倾斜落地时发生侧翻的情况,该方法还可以包括步骤s14和步骤s15。

在步骤s14中,判断无人机是否触地,生成第二判断结果。在第二判断结果为否的情况下,重复执行步骤s14。在第二判断结果为是,即无人机已触地的情况下,执行步骤s15.

在步骤s15中,控制无人机的任意两个驱动电机的转速差不大于预设比例。如此,能够使无人机的各个驱动电机提供的拉力相近,降低无人机倾斜落地时因受力不均发生侧翻的可能性。例如在大风天气下,无人机倾斜落地后,通过使无人机的各个驱动电机提供的拉力相近,能够减少无人机侧翻的可能。

例如,可以通过限制飞行控制系统输出的脉冲宽度调制(pulse-widthmodulation,pwm)的差动量来限制驱动电机地转速。

图3是本公开又一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制方法的流程图。参照图3,为减少无人机倾斜落地时发生侧翻的情况,在确定无人机已经触地的情况下,该方法还可以包括步骤s16:控制无人机停止调整水平飞行参数和飞行姿态参数。

例如,无人机可以包括用于控制水平飞行参数的位置控制器以及用于控制姿态参数的姿态控制器,可以通过关闭位置控制器来控制无人机停止调整水平飞行参数,通过关闭姿态控制器来控制无人机停止调整飞行姿态参数。

示例性地,无人机上可以设置有降落模块,降落模块可以包括触地判断模块,在无人机降落的过程中,触地判断模块可以根据无人机的实时飞行状态判断无人机是否触地。

例如,触地判断模块可以在无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,实时获取无人机的飞行速度。若无人机在以预设的下降速度下降的过程中触地,则无人机的飞行速度会迅速降低。由此可以预先设置与无人机触地状态对应的预设飞行速度,在无人机的飞行速度小于或等于该预设飞行速度的情况下,判定无人机已触地。

在触地判断模块判定无人机已触地时,可以向无人机的飞行控制系统发送用于表征无人机已触地的交互信号,以使无人机的飞行控制系统能响应于该交互信号执行上述步骤s15或上述步骤s16。

在图3的实施例中,示例性地以步骤s15在先,步骤s16在后的方式执行。在其他实施例中,步骤s15和步骤s16还可以以其他顺序执行。例如,步骤s16在先,步骤s5在后,或者二者同时执行。

图4是本公开又一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制方法的流程图。参照图4,该方法可以包括步骤s21至步骤s28。

具体来说,在步骤s21中,实时获取无人机的当前对地高度,当前对地高度的获取方式在前述实施例中已经进行了详细阐述,此处不再赘述。

在步骤s22中,判断无人机的当前对地高度是否小于预设高度,生成第三判断结果,在第三判断结果为否的情况下,可以认为此时无人机的飞行高度较高,即使无人机进行较大的机动动作也不容易使螺旋桨撞击地面。因此在第三判断结果为否的情况下,重复执行步骤s21和步骤s22,以对无人机的当前对地高度进行实时监测。

在第三判断结果为是的情况下,可以认为此时无人机的飞行高度较低,若无人机进行较大的机动动作可能会使螺旋桨撞击地面,此时执行步骤s23,即按照有上限值的飞行参数对无人机进行近地面飞行控制。其中,飞行参数可以包括水平飞行参数、飞行姿态参数以及下降速度。

如此,根据有上限值的水平飞行参数和飞行姿态参数控制无人机近地面飞行(例如水平飞行参数和飞行姿态参数的上限值可以与预设高度相对应地设置),能够对无人机的飞行状态进行限制,以减少无人机因机动幅度过大而导致的螺旋桨撞击地面的情况。

同时,无人机可以按照预设的下降速度下降,使无人机能平稳降落,防止无人机因下降过快而撞击地面。

在无人机按照预设的下降速度下降的过程中,执行步骤s24,判断无人机是否触地,生成第四判断结果。在第四判断结果为否的情况下,重复执行步骤s24,以对无人机是否触地进行实时监测。

在第四判断结果为是的情况下,此时无人机触地。由于在第三判断结果为是(即无人机的当前对地高度小于预设高度)的情况下,已通过与预设高度对应的水平飞行参数的上限值限制了无人机在水平方向上的飞行速度,使无人机在水平方向上保持了较小的飞行速度,因此即便无人机的脚架撞击地面,也不会因无人机水平方向上的速度过大而导致无人机绊倒失控。

在第四判断结果为是(即无人机已触地)的情况下,执行步骤s25和步骤s26。

在步骤s25中,控制无人机停止调整水平飞行参数和飞行姿态参数。由于无人机在触地后受力情况发生变化,若此时继续按照预设的飞控算法对无人机的水平飞行参数和飞行姿态参数进行调整,无人机极有可能因受力不均衡发生侧翻。因此,通过步骤s25,能够在无人机触地后避免因误操控导致的无人机侧翻,提高无人机降落的安全性。

在步骤s26中,控制无人机的任意两个驱动电机的转速不大于预设比例。这样使各个驱动电机提供的拉力相近,无人机受力均衡,避免无人机因受力不均而发生侧翻。例如,在大风天气,在大风的作用下飞机倾斜触地,若此时无人机的驱动电机的转速差过大,即各个驱动电机提供的拉力相差过大,飞机极有可能失控侧翻。通过步骤s26,能有效避免上述情形。

在步骤s27中,判断无人机的总油门是否小于预设阈值,生成第五判断结果。无人机的总油门,即无人机的驱动电机提供的总拉力。在无人机的总油门小于预设阈值的情况下,便于无人机顺利停桨上锁。

因此,在第五判断结果为否的情况下,重复执行步骤s27。在第五判断结果为是的情况下,执行步骤s28:控制无人机停桨上锁。

示例性地,无人机上可以设置有降落模块,降落模块实时判断无人机的总油门是否小于预设阈值,并在确定无人机的总油门小于预设阈值的情况下,执行停桨上锁操作。

示例性地,该方法还可以包括:在无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,生成用于指示无人机的当前对地高度小于预设高度的超低空告警标志位;

相对应地,按照有上限值的飞行控制参数对无人机进行近地面飞行控制,可以包括:

响应于该超低空告警标志位,按照有上限值的飞行控制参数对无人机进行近地面飞行控制。

需要说明的是,本公开涉及的各个阈值,均可预先标定出,对各个阈值的取值不做限制。

基于同一发明构思,本公开还提供一种无人机近地面飞行控制装置。图5是本公开一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制装置300的结构框图。如图5所示,该无人机近地面飞行控制装置300可以包括高度确定模块301、确定模块302以及控制模块303。

高度确定模块301被配置为获取无人机的当前对地高度。

确定模块302被配置为判断无人机的当前对地高度是否小于预设高度;

控制模块303被配置为在无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,按照有上限值的飞行控制参数对无人机进行近地面飞行控制。

如此,在无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,即在无人机接近地面的情况下,按照有上限值的飞行控制参数对无人机进行近地面飞行控制,以限制无人机在近地面飞行过程中的飞行状态,便于保持无人机稳定,减少无人机在飞行过程中撞到地面或者无人机在触地时失控的情况,提高无人机近地面飞行过程中的安全性。

可选地,飞行控制参数可以包括以下中的至少一者:水平飞行参数、飞行姿态参数、下降速度。

可选地,预设高度可以有多个,预设高度越小,飞行控制参数的上限值越小。

图6是本公开另一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制装置300的结构框图。如图6所示,可选地,该装置300还可以包括:

检测模块304,被配置为检测无人机是否触地;

控制模块303还可以被配置为在确定无人机触地的情况下,控制无人机的任意两个驱动电机的转速差不大于预设比例。

可选地,参照图6,在该装置300具有检测模块304的基础上,控制模块303还可以被配置为:在确定无人机触地的情况下,控制无人机停止调整水平飞行参数和飞行姿态参数。

图7是本公开又一示例性实施例示出的无人机近地面飞行控制装置300的结构框图。参照图7,可选地,在图6所示的实施例的基础上,该装置300还可以包括降落模块305,降落模块305被配置为在确定无人机触地的情况下,若无人机的总油门小于预设阈值,控制无人机停桨。

可选地,该装置300还可以包括标志位生成模块,标志位生成模块被配置为在无人机的当前对地高度小于预设高度的情况下,生成用于指示无人机的当前对地高度小于预设高度的超低空告警标志位;相对应地,控制模块303可以被配置为在标志位生成模块生成超低空告警标志位的情况下,按照有上限值的飞行控制参数对无人机进行近地面飞行控制。

关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。

本公开还提供一种无人机,包括存储器和处理器。存储器上存储有计算机程序。处理器用于执行存储器中的计算机程序,以实现上述的无人机近地面飞行控制方法的步骤。

本公开还提供一种电子设备,包括存储器和处理器。存储器上存储有计算机程序。处理器用于执行存储器中的计算机程序,以实现上述的无人机近地面飞行控制方法的步骤。

图8是本公开一示例性实施例示出的一种电子设备400的框图。如图8所示,该电子设备400可以包括:处理器401,存储器402。该电子设备400还可以包括多媒体组件403,输入/输出(i/o)接口404,以及通信组件405中的一者或多者。

其中,处理器401用于控制该电子设备400的整体操作,以完成上述的无人机近地面飞行控制方法中的全部或部分步骤。存储器402用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备400的操作,这些数据例如可以包括用于在该电子设备400上操作的任何应用程序或方法的指令,以及应用程序相关的数据,例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器402可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,例如静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory,简称sram),电可擦除可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory,简称eeprom),可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory,简称eprom),可编程只读存储器(programmableread-onlymemory,简称prom),只读存储器(read-onlymemory,简称rom),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。多媒体组件403可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏,音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如,音频组件可以包括一个麦克风,麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器402或通过通信组件405发送。音频组件还包括至少一个扬声器,用于输出音频信号。i/o接口404为处理器401和其他接口模块之间提供接口,上述其他接口模块可以是键盘,鼠标,按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件405用于该电子设备400与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信,例如wi-fi,蓝牙,近场通信(nearfieldcommunication,简称nfc),2g、3g、4g、nb-iot、emtc、或其他5g等等,或它们中的一种或几种的组合,在此不做限定。因此相应的该通信组件405可以包括:wi-fi模块,蓝牙模块,nfc模块等等。

在一示例性实施例中,电子设备400可以被一个或多个应用专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit,简称asic)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor,简称dsp)、数字信号处理设备(digitalsignalprocessingdevice,简称dspd)、可编程逻辑器件(programmablelogicdevice,简称pld)、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray,简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于执行上述的无人机近地面飞行控制方法。

在另一示例性实施例中,还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质,该程序指令被处理器执行时实现上述的无人机近地面飞行控制方法的步骤。例如,该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器402,上述程序指令可由电子设备400的处理器401执行以完成上述的无人机近地面飞行控制方法。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1