一种抛飞无人机的控制方法及装置与流程

1.本发明涉及无人机控制领域，更具体地，涉及一种抛飞无人机的控制方法及装置。


背景技术：

2.目前固定翼无人机起飞方式主要为飞行员手动控制飞行器起飞，部分固定翼无人机还需 要起落架或者弹射装置辅助无人机累计空速。这种方式需要无人机操控手具有很强的操控能 力以及经验。尤其对于天气异常的环境下，由于人对外界环境影响无人机飞行状况的判断仅 能通过肉眼观测，如果操控手操作失误还有可能损伤无人机甚至对地面人员造成伤害。在起 飞辅助装置方面，无论是起落架还是弹射装置，对无人机的结构强度都有严格的要求。如果 强度不足，很容易对无人机造成损害。并且起落架需要一条相对较长的滑跑轨道，对起飞场 地有特殊要求。而弹射架则需要笨重的弹射设备，便携性相对较差。综上所述，目前固定翼 无人机的起飞方式对人员环境场地设备要求很大。
3.现有技术中，针对上述不利情形中的无人机起飞领域已有相关的抛飞装置，用于辅助无 人机的起飞，但是针对无人机在实际手抛过程中，飞控系统并无设定判断是否正确触发抛飞 的无人机的程序，往往存在非故意手抛却被启动抛飞程序的现象。


技术实现要素：

4.本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种抛飞无人机的控制方法 及装置，用于解决非故意手抛却被启动抛飞程序的问题。
5.本发明采取的技术方案是，一种抛飞无人机控制方法，所述方法包括：
6.采集无人机在准备状态下的位控信息，
7.基于所述位控信息，识别无人机是否维持了第一时间段的位控动作并触发预抛飞模式；
8.基于所述预抛飞模式，则识别无人机是否在第二时间段内是否启动抛飞动作；
9.基于抛飞状态下的位控信息，控制无人机向预设轨迹飞行。
10.本发明通过预设一种新的位控信息节点，通过节点的判断及其持续的第一时间段作为触 发的条件，使得抛飞的过程更具有可控性，避免无人机在使用过程中被误触抛飞模式，节约 了飞控系统的控制能耗；尤其是在无人机控制手柄具有手势控制功能时，操作人员可能会存 在起飞前，将控制手柄误认为是无人机，此时若只有一个位控信息节点作为判断，可能会出 现系统误判的情况，而第一时间段参数的增加则避免相关手势控制混淆和误触发的现象。
11.优选的，所述位控信息包括以下至少一项：无人机的速度、加速度、静止形态。本方案 中涉及了节点的选择，通过对无人机自身感应的速度、加速度、静止形态中的一项或者多项 参数结合的位控形态，作为无人机预抛飞模式的触发参数，可以是无人机自身速度、加速度 的改变，或者无人机在某一静止形态作为触发节点；由于无人机较常用于人手把持辅助起飞， 因此，所涉及的静止形态为相对静止形态，相对既可以是针对人体的移动，也可
以是针对某 一参数物。
12.优选的，
13.基于所述位控信息，识别无人机的位控动作包括：
14.确认所述无人机是否与预设的静止形态信息相同。本方案中，根据较常用的人体把持情 形，较优的选择了静止形态信息。
15.优选的，所述预设的静止形态包括：
16.当无人机为手持抛飞时，自动识别当前的无人机的手腕动作形态，当手腕动作形态与预 设的静止形态信息相同且持续了第一时间段时，则触发预抛飞模式。本方案中，针对预抛飞 模式的触发，本方案中采用的是基于维持了第一时间段的预设静止形态信息，既要有相应的 静止形态信息，也有维持该形态一段时间，来规定预抛飞模式的触发，使得操作人员有足够 的注意力操作无人机的起飞，并隔绝无人机的失误操作，这一点在无人机携带有可手势控制 手柄的情形下，尤其重要，对手势的区分以避免不必要的失误操作。
17.优选的，所述预设的静止形态包括前端向上把持、前端向下把持、水平把持和侧向把持 姿态中的一种或多种的组合。
18.优选的，所述第一时间段为1～10s。
19.优选的，所述第二时间段为5～15s。
20.具体的，所述预设静止形态为前端向下，第一时间段为2s，第二时间段为10s。
21.优选的，
22.所述控制无人机预设轨迹飞行包括：
23.建立无人机在实际场景中的模拟坐标系，基于无人机在模拟坐标系下的水平垂直加速度 和自旋三轴角速度的信息，预测使无人机停止旋转时的姿态角角度；
24.稳定所述姿态角后，预测计算速度为0时的期望位置；
25.基于所述期望位置和无人机的实时位置的空间相差，绘制最快速曲线轨迹进行修复，控 制无人机按照预设轨迹飞行；
26.到达所述期望位置后保持无人机的悬停，等待下一步控制动作。
27.优选的，
28.所述方法还包括：
29.基于位控信息，若第一时间段内，识别到无人机并无进一步的抛飞动作，则退出所述预 抛飞模式；等待下次重新触发。
30.除了所述的一种抛飞无人机控制方法，另一种技术方案还可以是：一种抛飞无人机控制 装置，采用所述的一种抛飞无人机控制方法，
31.传感装置，用于采集无人机在准备状态下的位控信息；
32.前控系统，连接所述传感装置，用于基于所述位控信息，识别无人机是否维持了第一时 间段的位控动作并触发预抛飞模式；
33.判断系统，连接所述前控系统，用于基于所述预抛飞模式，则识别无人机是否在第二时 间段内是否启动抛飞动作；
34.飞控系统，连接所述判断系统，用于基于抛飞状态下的位控信息，发出控制指令控制无 人机向预设轨迹飞行。
35.优选的，所述传感装置包括姿态姿态解算模块，用于获取无人机姿态信息，所述前
控系 统、所述判断系统和所述飞控系统通过传感的姿态信息进行判断、分析并反馈控制无人机的 飞行。
36.优选的，设有re射频模块，所述传感装置通过所述re射频模块通信连接所述前控系 统、所述判断系统、所述飞控系统，用于传递无人机的传感数据。
37.优选的，所述传感装置还包括气压计、双模gps模块。
38.优选的，所述飞控系统设有控制手柄。
39.进一步的，所述控制手柄包括体感控制模块，所述体感控制模块设有组合导航单元，用 于得出自身的精准位姿信息，所述体感控制系统根据所述位姿信息解算并编码出对应的无人 机控制数据，通过所述re射频模块发送到无人机上的飞控系统。
40.进一步的，所述控制手柄包括语音控制单元，所述语音控制单元用于获取外界的语音信 息，并对获取的语音信息进行匹配，解析并编码出相应的语音控制指令，通过所述re射频 发送到无人机的飞控系统，以进行语音指令控制。
41.进一步的，所述前控系统设有对应预抛飞模式的提示单元，所述提示单元用于根据判断 系统认定的预抛飞模式结果发出环境提示因素。
42.进一步的，所述环境提示因素包括声光提示，包括设置在无人机或控制手柄上的蜂鸣器。
43.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
44.本发明中，通过进一步增加在抛飞之前的预抛飞模式，进一步将抛飞控制与其他飞行控 制方式间隔开，从而使得操作人员更不容易混淆抛飞模式以及避免抛飞模式的误触发，结合 现有的无人机抛飞控制方案，可以实现更为智能化的无人机控制方案。
附图说明
45.图1为本发明的结构图。
46.图2为本发明的预抛飞的流程图。图3为本发明的抛飞状态下的流程图。具体实施方式
具体实施方式
47.本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例， 附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说， 附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
48.实施例1
49.如图1所示，一种抛飞无人机控制方法，所述方法包括：
50.s100：采集无人机在准备状态下的位控信息，
51.s200：基于所述位控信息，识别无人机是否维持了第一时间段的位控动作并触发预抛飞 模式；
52.s310：基于所述预抛飞模式，则识别无人机是否在第二时间段内是否启动抛飞动作；
53.s320：基于抛飞状态下的位控信息，控制无人机向预设轨迹飞行。
54.本发明通过预设一种新的位控信息节点，通过节点的判断及其持续的第一时间段
作为触 发的条件，使得抛飞的过程更具有可控性，避免无人机在使用过程中被误触抛飞模式，节约 了飞控系统的控制能耗；尤其是在无人机控制手柄具有手势控制功能时，操作人员可能会存 在起飞前，将控制手柄误认为是无人机，此时若只有一个位控信息节点作为判断，可能会出 现系统误判的情况，而第一时间段参数的增加则避免相关手势控制混淆和误触发的现象。
55.优选的，所述位控信息包括以下至少一项：无人机的速度、加速度、静止形态。本方案 中涉及了节点的选择，通过对无人机自身感应的速度、加速度、静止形态中的一项或者多项 参数结合的位控形态，作为无人机预抛飞模式的触发参数，可以是无人机自身速度、加速度 的改变，或者无人机在某一静止形态作为触发节点；由于无人机较常用于人手把持辅助起飞， 因此，所涉及的静止形态为相对静止形态，相对既可以是针对人体的移动，也可以是针对某 一参数物。
56.如图2所示，优选的，
57.s210：基于所述位控信息，识别无人机的位控动作包括：
58.确认所述无人机是否与预设的静止形态信息相同。本方案中，根据较常用的人体把持情 形，较优的选择了静止形态信息。
59.优选的，所述预设的静止形态包括：
60.s210：当无人机为手持抛飞时，自动识别当前的无人机的手腕动作形态，当手腕动作形 态与预设的静止形态信息相同且持续了第一时间段时，则触发预抛飞模式。本方案中，针对 预抛飞模式的触发，本方案中采用的是基于维持了第一时间段的预设静止形态信息，既要有 相应的静止形态信息，也有维持该形态一段时间，来规定预抛飞模式的触发，使得操作人员 有足够的注意力操作无人机的起飞，并隔绝无人机的失误操作，这一点在无人机携带有可手 势控制手柄的情形下，尤其重要，对手势的区分以避免不必要的失误操作。
61.优选的，所述预设的静止形态包括前端向上把持、前端向下把持、水平把持和侧向把持 姿态中的一种或多种的组合。
62.优选的，所述第一时间段为1～10s。
63.优选的，所述第二时间段为5～15s。
64.具体的，所述预设静止形态为前端竖直向下，第一时间段为2s，第二时间段为10s。
65.如图3所示，优选的，所述控制无人机预设轨迹飞行包括：
66.s321：建立无人机在实际场景中的模拟坐标系，基于无人机在模拟坐标系下的水平垂直 加速度和自旋三轴角速度的信息，预测使无人机停止旋转时的姿态角角度；
67.s322：稳定所述姿态角后，预测计算速度为0时的期望位置；
68.s323：基于所述期望位置和无人机的实时位置的空间相差，绘制最快速曲线轨迹进行修 复，控制无人机按照预设轨迹飞行；
69.s324：到达所述期望位置后保持无人机的悬停，等待下一步控制动作。
70.优选的，
71.所述方法还包括：
72.基于位控信息，若第一时间段内，识别到无人机并无进一步的抛飞动作，则退出所述预 抛飞模式；等待下次重新触发。
73.除了所述的一种抛飞无人机控制方法，另一种技术方案还可以是：一种抛飞无人
机控制 装置，采用所述的一种抛飞无人机控制方法，
74.传感装置，用于采集无人机在准备状态下的位控信息；
75.前控系统，连接所述传感装置，用于基于所述位控信息，识别无人机是否维持了第一时 间段的位控动作并触发预抛飞模式；
76.判断系统，连接所述前控系统，用于基于所述预抛飞模式，则识别无人机是否在第二时 间段内是否启动抛飞动作；
77.飞控系统，连接所述判断系统，用于基于抛飞状态下的位控信息，发出控制指令控制无 人机向预设轨迹飞行。
78.优选的，所述传感装置包括姿态姿态解算模块，用于获取无人机姿态信息，所述前控系 统、所述判断系统和所述飞控系统通过传感的姿态信息进行判断、分析并反馈控制无人机的 飞行。
79.优选的，设有re射频模块，所述传感装置通过所述re射频模块通信连接所述前控系 统、所述判断系统、所述飞控系统，用于传递无人机的传感数据。
80.优选的，所述传感装置还包括气压计、双模gps模块。
81.优选的，所述飞控系统设有控制手柄。
82.进一步的，所述控制手柄包括体感控制模块，所述体感控制模块设有组合导航单元，用 于得出自身的精准位姿信息，所述体感控制系统根据所述位姿信息解算并编码出对应的无人 机控制数据，通过所述re射频模块发送到无人机上的飞控系统。
83.进一步的，所述控制手柄包括语音控制单元，所述语音控制单元用于获取外界的语音信 息，并对获取的语音信息进行匹配，解析并编码出相应的语音控制指令，通过所述re射频 发送到无人机的飞控系统，以进行语音指令控制。
84.进一步的，所述前控系统设有对应预抛飞模式的提示单元，所述提示单元用于根据判断 系统认定的预抛飞模式结果发出环境提示因素。
85.进一步的，所述环境提示因素包括声光提示，包括设置在无人机或控制手柄上的蜂鸣器。
86.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
87.本发明中，通过进一步增加在抛飞之前的预抛飞模式，进一步将抛飞控制与其他飞行控 制方式间隔开，从而使得操作人员更不容易混淆抛飞模式以及避免抛飞模式的误触发，结合 现有的无人机抛飞控制方案，可以实现更为智能化的无人机控制方案。
88.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是 对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。