一种无人飞行器安全快速降落装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人飞行器安全快速降落装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着多旋翼式无人飞行器技术的不断发展，目前已经出现了各种民用或者商用多旋翼式无人飞行器，并且这些无人飞行器的性能越来越强，活动范围越来越大。
[0003]现有技术中，对于无人飞行器的降落或者着陆问题，主要侧重于研究如何精准的降落到指定位置。例如:申请号为201410175402.5、发明名称为《无人机精准降落的控制方法》的中国发明专利申请公开了一种无人机精准降落的控制方法，用于控制无人机到达预定的降落点，包括以下步骤:步骤一:在降落点放置一个声源，在无人机上放置正四面体麦克风阵列，在每个麦克风的信号输出端设置一个信号放大电路和滤波电路；步骤二:使用GPS导航控制所述无人机到达距离所述降落点10m范围内；步骤三:使用无人机上的处理器计算声源信号到达第二麦克风、第三麦克风、第四麦克风与声源信号到达第一麦克风的时延；步骤四:使用处理器根据声源与麦克风阵列的空间几何关系和时延计算无人机的偏航角和俯仰角；步骤五:根据偏航角和俯仰角将无人机导航至降落点正上方；步骤六:利用气压高度传感器使无人机精准降落到降落点。
[0004]再例如，申请号为201410436145.6、发明名称为《基于视觉的无人机自主着陆导引装置及导引方法》的中国发明专利申请公开一种基于视觉的无人机自主着陆导引装置及导引方法，利用在跑道两侧布置的已经过离线标定好的测量相机，实时检测进入自主导引降落航道后的搭载在无人机正前方的强光标志灯，利用经过大场景范围精确标定后的四个相机进行双目立体视觉测量技术获取无人机的三维空间位置信息进行无人机跟踪和定位，实时求解无人机位置和速度等飞行参数，并通过无线传输数据链将飞行参数传给飞行控制系统，飞控系统则根据无人机当前状态调整飞行参数保持飞机平稳飞行，从而实现无人机的精准自主着陆。
[0005]上述现有技术中，并没有对如何控制无人飞行器既安全又尽可能快速的降落提供解决方案。
[0006]当前情况下，多旋翼式无人飞行器在垂直方向上的飞行性能超出了无线通信遥控方式的范围，即多旋翼式无人飞行器的飞行高度实际上是受限于无线通信的遥控范围的。如果遥控能够控制得到，多旋翼式无人飞行器是可以飞得更高的，这个高度甚至能够达到2000 米。
[0007]事实上，普通的摩天大厦也才只有100多米高，而小体积的多旋翼式无人飞行器在飞行到100米或者200米高度的时候，看起来就已经只是一个很小的点了，这个时候存在的潜在风险就是:如果飞手被其他事情一打岔或者分神，极有可能就找不到当前无人飞行器在哪里。这种情况下，最佳选择是飞手控制该无人飞行器下降，使其接近飞手，帮助飞手重新在视距范围内寻回该无人飞行器。
[0008]这样就存在一个问题，无人飞行器是在空中运动的机器，无人飞行器最易发生坠机风险的过程之一，就是在其降落时，如果在降落过程中下降速度控制不当，极易造成失速，从而导致坠机。因此，对于一台常见的多旋翼式无人飞行器来说，上升时速能轻松达到6米/秒，甚至更高，但是为了安全因素，其下降时速往往只有2-3米/秒，甚至更低。
[0009]如此，可以计算得出，对于一台飞行在空中200米高度的无人飞行器来说，其正常下落就可能需要花去将近2分钟时间。对于地面的飞手来说，往往会产生焦虑心理，甚至会担心是不是飞行器已经失控或者丢失。另一个方面，对于一台已经能源不足的无人飞行器来说，漫长的降落过程，可能意味着能量耗尽，从而导致必然的坠机。
[0010]综上所述，如何使得高空中的无人飞行器能够安全、快速的降落，是一个很重要的问题，下降速度太快不安全，而太慢不仅花费时间多同时也可能不安全，例如电量不够导致坠机。
【发明内容】
[0011]本发明的发明目的是提供一种无人飞行器安全快速降落装置及方法，其能够既安全又快速的降落，不仅能够降低无人飞行器下降速度过快导致的坠机风险，又能避免无人飞行器下降速度过慢导致的等待时间过长及出现因电量不足引起的事故。
[0012]本发明的另一个发明目的是提供一种无人飞行器安全快速装置及方法，提高了无人飞行器降落过程的稳定性，从而进一步改善了无人飞行器降落时的安全性。
[0013]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0014]—种无人飞行器安全快速降落装置，具有触发所述无人飞行器执行安全快速降落模式的触发装置，所述无人飞行器包括用于存储预设安全快速降落速度的存储器、根据所述预设安全快速降落速度控制所述无人飞行器降落的飞行控制器和在所述飞行控制器的控制下调节转动速度的旋翼，其中，所述飞行控制器分别与所述存储器和所述旋翼连接。
[0015]进一步的，所述无人飞行器还包括用于实时检测所述无人飞行器当前下降速度的速度传感器，所述速度传感器连接所述飞行控制器，所述飞行控制器根据所述当前下降速度和所述预设安全快速降落速度控制所述旋翼的转动速度，其中，所述预设安全快速降落速度包括常规环境下所述无人飞行器能够安全降落的最大下降速度。
[0016]进一步的，所述预设安全降落速度具有竖直分量和水平分量，其中，所述水平分量大于等于预定阈值，所述飞行控制器根据所述水平分量控制所述无人飞行器采用折返方式降落。
[0017]进一步的，所述折返方式包括螺旋式下降轨迹和/或之字形下降轨迹。
[0018]进一步的，所述无人飞行器还包括用于测量所述无人飞行器当前飞行高度的高度传感器，所述高度传感器连接所述飞行控制器，所述飞行控制器根据所述当前飞行高度设定所述预设安全降落速度。
[0019]进一步的，所述无人飞行器还包括用于检测所述无人飞行器当前剩余电量的电量检测电路和用于给所述无人飞行器提供能源的电池，所述电路检测电路分别与所述电池和所述飞行控制器连接，所述飞行控制器根据所述当前剩余电量设定所述预设安全降落速度。
[0020]进一步的，还包括遥控设备，所述遥控设备和所述无人飞行器分别具有第一双工通信接口和第二双工通信接口，所述遥控设备和所述无人飞行器通过所述第一双工通信接口和第二双工通信接口双向通信，其中，所述触发装置设置于所述遥控设备之上。
[0021]进一步的，所述触发装置包括触发所述无人飞行器执行安全快速降落模式的快捷键和/或物理按钮。
[0022]根据本发明的另一个方面，提供了一种无人飞行器安全快速降落方法，包括以下步骤:
[0023]触发所述无人飞行器执行安全快速降落模式的指令；
[0024]接收到所述指令后，读取存储的预设安全快速降落速度；
[0025]根据所述预设安全快速降落速度，控制所述无人飞行器的降落；
[0026]调节所述无人飞行器的旋翼的转动速度。
[0027]进一步的，所述根据所述预设安全快速降落速度，控制所述无人飞行器的降落的步骤，具体为控制所述无人飞行器采用折返方式降落。
[0028]本发明公开了一种无人飞行器安全快速降落装置及方法，通过遥控设备触发无人飞行器按照预设的安全快速降落速度降落到预设位置，能够无需飞手干预使得所述无人飞行器自动选择最安全、最快的降落速度，能够有效降低坠机事件的发生。
[0029]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的【具体实施方式】进行举例说明。
【附图说明】
[0030]通过阅读下文优选的【具体实施方式】中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅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。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
[0031]图1示出了根据本发明实施例一的无人飞行器安全快速降落装置结构示意图；
[0032]图2示出了根据本发明实施例二的无人飞行器安全快速降落装置结构示意图；
[0033]图3示出了根据本发明实施例三的无人飞行器安全快速降落方法流程图；
[0034]图4示出了根据本发明实施例四的无人飞行器安全快速降落方法流程图。
【具体实施方式】
[0035]下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0036]需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发