无人机起降控制方法、飞行控制器及无人机与流程

文档序号:18737380发布日期:2019-09-21 01:21阅读:776来源:国知局
无人机起降控制方法、飞行控制器及无人机与流程

本发明涉及无人机技术领域,尤其涉及一种无人机起降控制方法、飞行控制器及无人机。



背景技术:

无人机是近年来非常热门,广受欢迎的移动载具。基于无人机或者飞行器的高机动性以及灵活的位置移动,可以获得许多使用上的便利而被广泛的应用在各个不同的领域中。

而在无人机的使用过程中,无人机的起飞和降落操作占有非常重要的地位,对于无人机的操作体验以及使用安全具有非常重要的意义。现有的无人机起飞和降落操作均全部需要由无人机操作者(俗称“飞手”)独立操作完成,严重依赖操作者自身对于无人机操作的熟练程度和判断把控,无法很好的实现无人机的速度控制和保护,很难保证起飞和降落阶段的安全。另一方面,在无人机起飞前和降落后的锁定/解锁操作所使用的操作方式繁多,难以统一也比较容易出现错误触发的问题。

因此,如何在无人机的起飞和降落阶段为操作人员提供适当的辅助功能和统一标准化的操作流程,用以提升操作人员使用无人机的操作体验是一个迫切需要解决的问题。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明实施例提供一种无人机起降控制方法、飞行控制器及无人机,旨在解决现有的无人机起飞和降落阶段的操作控制体验不佳,容易出现安全事故的问题。

为解决上述技术问题,本发明实施例提供以下技术方案:一种无人机起降控制方法。所述起降控制方法包括:在接收到起飞指令时,控制无人机升高至预设的高度悬停;响应接收到的操作指令,使所述无人机执行对应的飞行动作。

可选地,所述控制无人机升高至预设的高度悬停,具体包括:在所述无人机达到预设的第一高度阈值前,控制所述无人机加速上升;在所述无人机达到所述第一高度阈值时,控制所述无人机减速上升直至在所述预设的高度悬停。

可选地,在控制所述无人机加速上升时,所述方法还包括:监控推力杆指令是否被触发;当所述推力杆指令被触发时,响应所述推力杆指令,以控制所述无人机持续上升;若否,控制所述无人机升高至预设的高度处悬停。

可选地,该方法还包括:在接收到降落指令时,控制所述无人机以速度递减的形式下降;当所述无人机着陆时,控制所述无人机进入怠速状态。

可选地,所述控制所述无人机以速度递减的形式下降,具体包括:

检测所述无人机所处的高度;确定所述无人机当前所处的高度区间,其中,所述高度区间由若干个高度阈值划分形成;根据所述高度区间,控制所述无人机的下降速度。

可选地,所述高度区间包括位于第二高度阈值和第三高度阈值之间的速度限制区间以及位于所述第三高度阈值和第四高度阈值之间的悬停控制区间;其中,所述第二高度阈值大于所述第三高度阈值,并且所述第三高度阈值大于所述第四高度阈值;则,

所述根据所述高度区间,控制所述无人机的下降速度,具体包括:在所述无人机处于所述速度限制区间时,限制所述无人机的下降速度不高于设定的下降速度阈值;在所述无人机处于所述悬停控制区间时,减小所述无人机的下降速度以使所述无人机在所述第四高度阈值的下降速度降低为零。

可选地,所述高度区间还包括位于所述第四高度阈值和第五高度阈值之间的加速下降区间以及位于第五高度阈值和地面之间的减速下降区间;其中,所述第四高度阈值大于所述第五高度阈值;则,

所述根据所述高度区间,控制所述无人机的下降速度,具体包括:在所述无人机处于所述加速下降区间时,控制所述无人机加速下降;在所述无人机处于所述减速下降区间时,控制所述无人机减速下降直至在地面着陆。

可选地,在所述无人机进入怠速状态后,所述方法还包括:计算所述无人机进入怠速状态的时间;在达到预设的时间阈值后,控制所述无人机切换进入锁定状态以使所述无人机停止响应除解锁指令外的指令。

可选地,在接收到起飞指令前,所述方法还包括:监控所述解锁指令是否被触发;若是,控制所述无人机从所述锁定状态切换进入所述怠速状态。

可选地,在所述无人机进入怠速状态后,所述方法还包括:监控锁定指令是否被触发;若是,控制所述无人机从所述怠速状态切换进入所述锁定状态。

可选地,所述解锁指令和所述锁定指令的触发方式包括:通过预设的按键触发或者通过预设的操作杆组合动作触发。

本发明另一实施例提供一种飞行控制器。其包括:至少一个处理器以及与所述处理器通信连接的存储器;所述存储器存储有可被所述处理器执行的计算机软件程序,所述计算机软件程序被所述处理器执行时,以使所述处理器能够根据接收到的指令,执行如上所述的无人机起降控制方法。

本发明又一实施例提供一种无人机。该无人机包括机身;机臂,与所述机身相连;动力装置,设于所述机臂,用于为所述无人机提供飞行动力;高度传感器,设于所述机身,用于检测所述无人机所处的高度;飞行控制器,所述飞行控制器设于所述机身,并且与所述高度传感器电性连接;

其中,所述飞行控制器包括:至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够通过所述高度传感器和动力装置,执行上所述的无人机起降方法。

可选地,所述高度传感器为超声测距模组,用于超声检测所述无人机与地面之间的距离。

可选地,所述无人机还包括加速度计,设于所述机身,用于检测所述无人机的加速度;所述飞行控制器还用于接收所述加速度计采集的加速度,以设定的算法判断所述无人机是否着陆,并且在所述无人机着陆时,控制所述驱动电机进入怠速状态。

可选地,所述飞行控制器内还设置有计时器;所述计时器用于计算所述驱动电机进入怠速状态的时间,并且在达到预设的时间阈值时触发;所述飞行控制器还用于在所述计时器触发时,控制所述无人机切换进入锁定状态以使所述无人机停止响应除解锁指令外的指令。

可选地,所述飞行控制器还用于监视锁定指令和解锁指令是否被触发,并且在所述锁定指令被触发时,控制所述无人机切换进入所述锁定状态,在所述解锁指令被触发时,控制所述无人机切换进入所述怠速状态。

可选地,所述锁定指令或者解锁指令通过预设的两个或者多个操作杆组合动作触发。

可选地,所述锁定指令或者解锁指令通过实体按键或者在触摸屏幕上显示的虚拟按键触发。

与现有技术相比较,本发明实施例的提供的无人机起降控制方法在起飞/降落的过程中提供了相应的辅助控制功能。其通过在设定高度短暂悬停的方式提供合适的缓冲时间或者缓冲区间,可以有效的提升操作人员的操作体验并且实现速度保护机制,确保起飞和降落时的安全。

进一步地,还提供了简单并且便于操作的解锁/锁定指令触发方式,令操作人员可以简单可靠的完成无人机锁定状态和怠速状态之间的切换,有效的避免误触发的情况。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明实施例的应用环境示意图;

图2为本发明实施例提供的飞行控制器的结构框图;

图3为本发明实施例提供的无人机的状态切换示意图;

图4为本发明实施例提供的无人机起降控制方法的示意图;

图5为本发明实施例提供的拨杆操作示意图;

图6为本发明实施例提供的按键操作示意图;

图7为本发明实施例提供的无人机系统在起飞阶段的控制过程示意图;

图8为本发明实施例提供的无人机系统在降落阶段的控制过程示意图;

图9为本发明实施例提供的高度区间划分的示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外,下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1为本发明实施例提供的应用环境。如图1所示,所述应用环境包括无人机10、遥控设备20以及无线网络30。

无人机10可以是以任何类型的动力驱动(例如由驱动电机驱动)的无人飞行载具,包括但不限于四轴无人机、固定翼飞行器以及直升机模型等。在本实施例中以四轴无人机为例进行陈述。

在一些实施例中,无人机10可以包括机身、机臂、动力装置以及飞行控制器。其中,机身是无人机10的主体结构,用于提供足够的空间以容纳一个或者多个部件。其可以根据实际情况需要具有合适的体积以及形状,并由相应的材料制成。

机臂是由机身向外延伸的部分,作为螺旋桨等无人机动力装置的安装或者固定结构。机臂可以与机身采用一体成型的结构,也可以以可拆卸连接的形式与机身连接。典型的,在四轴无人机上,机臂可以设置为4个,沿对角线对称延伸,形成四个螺旋桨的安装位置。

动力装置具体可以是采用任何能源类型驱动的,安装固定在机臂末端的安装位置,用于为无人机提供飞行动力的结构装置。例如,通过电机驱动的螺旋桨。动力装置所能提供的动力或者实际采用的结构可以根据实际情况的需要所确定。

飞行控制器是内置在机身中的无人机控制核心。其可以是任何类型的,具有合适逻辑判断以及计算能力的电子设备,包括但不限于基于大规模集成电路实现的处理器芯片,一体化的片上系统(SOC)以及通过总线连接的处理器和存储介质。

在另一些实施例中,为了实现无人机的可控飞行和保证飞行安全,无人机10还可以包括与飞行控制器相互配合,电性连接的一种或者多种传感器(例如加速度计)。作为控制核心的飞行控制器通过传感器采集的数据以及对驱动电机的输出动力控制用以实现数据融合、姿态控制以及动力分配等逻辑计算功能。

当然,可以根据实际情况的需要,无人机上还可以添加有一种或者多种功能模块,令无人机能够实现更多的功能。例如,无人机上还可以额外搭载合适的高度传感器以检测无人机当前所处的高度,提供给飞行控制器用以帮助了解无人机的起飞和降落状况。

图2为本发明实施例提供的飞行控制器的结构框图。如图2所示,该飞行控制器可以包括:处理器21、存储器22以及通信模块23。

所述处理器21、存储器22以及通信模块23之间通过总线的方式,建立任意两者之间的通信连接。

处理器21为任何类型的单线程或者多线程的,具有一个或者多个处理核心的处理器,作为遥控器20的控制核心,用于获取数据、执行逻辑运算功能以及下发运算处理结果。

存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、相对于处理器21远程设置的分布式存储设备或者其他非易失性固态存储器件。

存储器22可以具有程序存储区,用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块,供处理器21调用以使处理器21执行一个或者多个方法步骤。存储器22还可以具有数据存储区,用以存储处理器21下发输出的运算处理结果。

通信模块23是用于与无人机10建立通信连接,提供物理信道的功能模块。通信模块23可以是任何类型的无线或者有线通信模块,例如WiFi模块或者蓝牙模块等。

典型的,由电机作为动力装置,提供驱动力的无人机10在地面时可以具有“怠速状态”以及“锁定状态”两种不同的运行状态。其中,“怠速状态”是指无人机的驱动电机均以最低转动速度转动的状态,表明无人机已经进入完整的准备阶段,可以随时响应遥控设备的操作指令而执行相应的操作。而“锁定状态”是指无人机的驱动电机均停止转动,并且不响应除解锁指令以外的一切指令的运行状态。通过锁定状态以确保无人机可以被安全的移动或者搬运至合适的位置而不会被误触发。

在实际的使用过程中,如图3所示的状态切换示意图,通过被触发的锁定指令或者解锁指令,使无人机在“怠速状态”和“锁定状态”之间相互切换,从而满足不同的使用场景的要求。

遥控设备20可以是任何类型,用以操作无人机的用户交互设备。遥控设备20可以装配有一种或者多种不同的用户交互设备,用以采集用户指令或者向用户展示或者反馈信息。这些交互设备包括但不限于:按键、显示屏、触摸屏、扬声器以及操作杆。

在一些实施例中,遥控设备20可以直接由智能终端设备实现。例如,可以通过在智能终端上安装有与无人机10相匹配的软件应用程序(APP)。用户可以通过该软件应用程序,实现对无人机10的控制。

在另一些实施例中,遥控设备20还可以是与无人机10配套的专用控制设备,通过一个或者多个实体按键、八向操作杆实现对无人机10的控制。

无线网络30可以是基于任何类型的数据传输原理,可以建立两个节点之间的数据传输信道的无线通信网络,例如位于不同信号频段的蓝牙网络、WiFi网络、无线蜂窝网络以及多种无线通信网络的结合。

具体选用的无线网络30与遥控设备或者飞行控制器所使用的通信模块相适配。例如当飞行器所使用的通信模块为2.4GHz的射频模块时,无线网络30可以是2.4GHz频段的射频传输网络,建立无人机与遥控设备之间的通信链路。

传统的无人机控制过程中,并未对无人机的起飞和降落进行辅助。而在图1所示的应用环境中,可以应用本发明实施例提供的飞行控制器执行一系列的控制步骤而为无人机新增相应的辅助功能,确保具有足够的缓冲能力并进一步的提供速度保护等功能。

基于本发明实施例揭露的飞行控制器所要执行的起降控制方法的一系列步骤,技术人员具体可以根据不同的实际需要或者设计指导思想而使用相应的架构实现该飞行控制器,例如根据所要执行的步骤,转换为相应的逻辑硬件电路实现,或者将各个步骤转换为相应的计算机可执行软件程序,采用如图2所示的软件和硬件相互配合的方式来实现。

图4为本发明实施例提供的起降控制方法的方法流程图。如图4所示,在起飞阶段,所述飞行控制器可以执行如下步骤:

103、在接收到起飞指令时,控制无人机升高至预设的高度悬停。

所述起飞指令是指操作人员通过遥控设备20向无人机10发出的,用于表达需要无人机从地面起飞的意愿,任何形式的指令或者信息。根据遥控设备20提供的交互设备的不同,操作人员可以使用相应的操作方式来触发或者发出该起飞指令。

该预设的高度是一个经验性数值。其具体可以由技术人员根据多次实验或者大数据分析等方式确定或者调整。

“悬停”是指无人机的一种运动状态,表示无人机在某个特定高度下,无人机的速度为0。通过该悬停的状态实际上可以提供一定的缓冲区间或者缓冲时间,可以保证飞行安全和降低对无人机的操作难度。

104、响应接收到的操作指令,使所述无人机执行对应的飞行动作。

在进入悬停状态以后,无人机可以持续的监控遥控器是否发出了新的操作指令,并及时的对操作指令响应,执行对应的飞行动作。

该操作指令与起飞指令所类似的,也是操作人员通过遥控设备20发出的,用于表达操作人员的某一项操作意愿的指令或信息,例如加速上升、控制飞机绕圈盘旋或者前后移动等。

应当说明的是,“操作指令”与“起飞指令”之间的命名不相同并不用于限制或者说明该指令范围不包含“起飞”的操作。“操作指令”可以表示操作人员的所有操作,其可以包括有“起飞指令”、“降落指令”、“解锁指令”或者“锁定指令”等所有的指令。

在本发明实施例中,无人机的“悬停”动作可以形成一个两段式的起飞阶段,为飞行器进行数据融合和姿态控制时,对姿态角、飞行速度等状态参数的收敛提供了宝贵的时间,确保无人机的飞行安全。而且,悬停也可以拉长操作人员的操作时间,令操作人员可以从容并且精确的发出操作指令以使得无人机可以执行符合自身意愿的飞行动作。

在一些实施例中,无人机在起飞前通常是处于锁定状态的。因此,为了激活无人机,使其进入到无人机的准备起飞状态,在无人机接收到起飞指令前,还可以执行如图4所示的步骤:

101、监控所述解锁指令是否被触发。若是,执行步骤102;若否,则继续保持监控。

“解锁指令”也是一个特定或者预先设置的,表示需要对无人机进行解锁的指令或者信息。“触发”是指无人机能够检测到“解锁指令”的状态,触发可能是信息被接收到或者产生了相应的中断等任意合适的数据信息。

102、控制所述无人机从所述锁定状态切换进入所述怠速状态。

如图3所示,在解锁指令被触发以后,无人机将被解锁,进入到起飞准备的状态,驱动电机也开始以最低转动速度怠速旋转。

在另一些实施例中,请继续参阅图4,在降落阶段,飞行控制器可以执行如下所述的辅助步骤以协助无人机平稳着陆:

201、在接收到降落指令时,控制所述无人机以速度递减的形式下降。

相类似地,“降落指令”也是一个通过遥控设备20向无人机10发出的,用于表达降落意愿的,以任何形式表示的指令或者信息。

“速度递减”是指无人机在降落过程中,按照多个依次递减的不同的速度水平来降低无人机下降时的速度。当然,每一个速度水平之间的间隔可以根据实际情况而确定,也可以具有不同的间隔。

由此,可以实现对无人机降落时的多级速度保护,令无人机的速度随多个依次序排列的速度台阶逐渐降低,使其可以平稳着陆。

202、当所述无人机着陆时,控制所述无人机进入怠速状态。

“着陆”是指无人机与地面接触的运行状态,可以作为无人机降落过程的结束标志。切换到怠速状态可以避免高速旋转的螺旋桨造成伤害,也可以降低功耗。

具体的,无人机是否已经“着陆”可以由飞行控制器来完成判断。在无人机10装配有加速度计的情况下,所述飞行控制器可以通过所述加速度计采集的加速度,以设定的算法判断所述无人机是否着陆。

只有在无人机着陆时,飞行控制器才控制驱动电机进入到怠速状态,以最低转速进行旋转。而在无人机尚未着陆时,则控制无人机继续下降直至着陆为止。

通过多级速度保护的降落辅助功能,可以帮助创造出足够的缓冲区间,不至于无人机以过高的速度着地而产生安全事故。而且,更多的缓冲区间也可以提升操作人员的操作体验,可以从容的操作无人机,使其可以平稳的降落。

在较佳实施例中,请继续参阅图4,在步骤202之后,所述飞行控制器还可以进一步的执行如下步骤,以提供图3所示的超时检测,自动锁定的功能。

203、计算所述无人机进入怠速状态的时间。

具体的,无人机可以通过计时器来实现计算时间的功能。一旦无人机进入到怠速状态以后,便启动计时器直至无人机的状态发生变化。

204、在达到预设的时间阈值后,控制所述无人机进入锁定状态。

如上所记载的,所述无人机进入锁定状态以后,将停止响应除解锁指令外的任何指令。这样的,对遥控器20作出的错误操作将不会被响应或者执行,使得无人机可以被安全的移动或者拆装。

该预设的时间阈值同样也是一个经验性数值,其具体可以由技术人员根据多次实验或者大数据分析等方式确定或者调整,只要能够保证驱动电机可以被同步关闭即可。

在实际的实现电路中,所述预设的时间阈值可以设置固定在所述计时器中。计时器在启动计时达到预设的时间阈值时触发(例如被重置、产生中断或者输出高电平等)。

飞行控制器接收到该计时器触发所产生的信号之后,便可以确定怠速状态已经超时,可以控制所述无人机切换进入锁定状态。

除了超时检测进入所述锁定状态以外,请继续参阅图3,操作人员还可以直接通过触发锁定指令来锁定无人机,使其进入锁定状态。

相对应地,所述飞行控制器需要保持监控锁定指令是否被触发,并且在锁定指令被触发时,控制所述无人机从所述怠速状态切换进入所述锁定状态。

如图1所示的应用环境,本领域技术人员可以根据具体使用的交互设备来设计“操作指令”、“起飞指令”、“降落指令”、“解锁指令”或者“锁定指令”等的一种或者多种指令的触发方式(亦即如何令遥控设备向无人机发送这些指令)。以下以“操作杆”以及“按键”这两种交互设备为例,详细的描述“解锁指令”或者“锁定指令”的触发方式。

1)在交互设备为“操作杆”时:

操作杆通常是无人机专用遥控器上设置的,用于控制无人机飞行方向的控制设备。例如,图5为典型的操作杆在无人机专用遥控器的布局示意图。

如图5所示,一组操作杆(51,52)以左右设置的方式布置在无人机专用遥控器中。每一个操作杆之间相互独立,可以朝如图5中箭头所示的8个方向的摆动。

这样的,操作人员可以同时朝某个方向拨动两个操作杆(拨动操作杆的动作俗称“拨杆”)。例如,操作人员可以在遥控器中施加图5中虚线箭头方向所示的拨杆动作组合。

具体的,在无人机处于锁定状态时,操作杆只能往倾斜的方向拨动。这样的,如图5所示的一组操作杆中,每个操作杆可以分别朝4个不同的倾斜方向拨动,具有16种拨杆动作组合。

在本实施例中,可以在这16种拨杆动作组合中选择其中的一种或者两种作为触发“解锁指令”或者“锁定指令”的方式。较佳的是,还可以将选定的拨杆动作组合通过标签等方式固定粘贴在遥控器显眼位置,提示操作人员如何触发“解锁指令”或者“锁定指令”。

2)在交互设备为“按键”时:

一般的,交互设备所使用的按键大致可以分为两类。一类是实体按键,另一类则是由触摸屏幕生成的虚拟按键。

针对实体按键,在本实施例中,可以在遥控设备中预设与“解锁指令”或者“锁定指令”相对应的按键,由操作人员通过长按对应按键(例如2-5秒)的方式触发“解锁指令”或者“锁定指令”。而对于虚拟按键,在本实施例中,则可以采用与滑动解锁相类似的方式,如图6所示,在触摸屏幕上,拉动滑块61沿箭头所指的方向滑动到底来触发所述“解锁指令”。

采用图5或者图6所示的触发方式具有简单可靠,操作简单并且不容易误触发的优点,可以很好的提高操作人员对无人机的操作体验。

应当说明的是,以上触发方式仅用于举例说明。基于图5或者图6所揭示的发明思路,本领域技术人员容易想到根据实际情况而进行相应的调整、变更或者组合,以取得相同的技术效果。所有的这些技术方案均属于本发明实施例的触发方法的简单变换。

基于本发明实施例揭露的起降控制方法,以下提供图7所示的无人机在起飞阶段的完整操作控制过程以及图8所示的无人机在降落阶段的完整操作控制过程用以举例说明。

在一些实施例中,如图7所示,所述起飞阶段的控制过程包括:

701、无人机系统上电,进入锁定状态。

“锁定状态”是无人机的一个特定状态,无人机系统的电子电路通电并仅响应特定的解锁指令。

702、判断是否接收到解锁指令。若是,执行步骤703,若否,返回继续保持锁定状态。

703、切换进入怠速状态。

怠速状态是指无人机的驱动电机处于最低转速时的状态,是起飞前最后的准备阶段。

704、判断是否在时间阈值内接收到起飞指令,若是,执行步骤705,若否,重新切换进入锁定状态。

该时间阈值是一个经验性数值,可以由技术人员通过合适的方式设置或者确定。在无人机实现步骤704的过程中,计时功能可以由内置在飞行控制器中的计时器来实现。

计时器按照输入时序信号,以计数的方式计算驱动电机进入怠速状态的时间,并且在达到设定的次数以后,触发中断或者电平信号来完成计时。

705、控制无人机加速上升。

加速上升是指无人机在驱动电机的带动下,具有沿垂直方向上的正加速度,从而较快的提升无人机的高度。

706、判断是否达到第一高度阈值,若是,执行步骤707,若否,返回步骤705,继续加速上升。

所述第一高度阈值同样也是一个可以根据实际情况而设置的经验性数值。例如,其可以设置为0.3m以提供合适的起飞距离。

707、控制无人机减速上升。

减速上升是指无人机具有沿垂直方向上的负加速度,无人机在垂直方向上的速度不断减小。

708、令无人机在所述预设的高度悬停。

该预设的高度也是一个经验性数值。其可以根据实际情况,通过实验或者大量数据分析的方法调整或者设置。例如,可以设置为0.5m即可基本满足使用需求。

飞行控制器可以根据第一高度阈值与预设的高度之间距离,使用合适的速度控制方式,以使得无人机刚好可以在预设的高度减速为0,保持在悬停的状态。

当无人机悬停在所述预设的高度以后,还可以进一步地接收并响应其它的操作指令,完成各种不同的飞行动作。

在另一些实施例中,根据无人机接收到的操作指令以及所面临的使用场景的区别,还可以进一步的增设其它的判断路径。请继续参阅图7,在步骤705的阶段,所述控制过程还可以包括:

709、监控推力杆指令是否被触发。若是,执行步骤710,若否,则继续执行步骤706。

“推力杆指令”是用户推动推力杆而触发的指令。推力杆是控制无人机加速的操作杆。在该指令被触发时,基本上可以认为是用户需要无人机很快的上升到一个比较高的高度。

710、响应所述推力杆指令,控制所述无人机持续上升。

执行步骤710可以跳过该“悬停”状态,以减少无人机在起飞阶段所需要耗费的时间,从而适应不同的用户操作场景。

在另一些实施例中,在接收到降落指令时,如图8所示,所述无人机在所述降落阶段的控制过程包括:

801、检测所述无人机所处的高度。

在降落状态下,需要持续的,周期性保持对无人机的飞行高度的监控。具体的可以通过任何类型的传感器或者检测方法来检测确定该飞行高度,例如,无人机上可以装配有超声测距模组,飞行控制器与所述超声测距模组连接,通过超声检测的方式来精确的确定和检测无人机与地面之间的距离。

802、确定所述无人机当前所处的高度区间。

该高度区间是由多个不同的高度阈值划分形成的若干距离区间。例如图9所示的,使用第二高度阈值、第三高度阈值、第四高度阈值、第五高度阈值以及地面(即当前高度为0)一共六个距离划分界限来形成四个不同的高度区间。其中,第二高度阈值大于第三高度阈值,第三高度阈值大于第四高度阈值,第四高度阈值大于第五高度阈值。

与上述的第一高度阈值相类似的,所述第二到第五高度阈值同样也是一个经验性常数,可以根据无人机的体积大小、重量以及驱动电机的制动性能等实际情况而调整设置。

在一些实施例中,如图9所示,所述第二高度阈值设置为5m,所述第三高度阈值设置为2m,所述第四高度阈值与所述预设的高度相当,设置为0.5m。所述第五高度阈值则设置为0.3m。

803、根据所述高度区间,控制无人机的下降速度。

在不同的高度区间可以使用相应的速度控制方式和下降状态来实现对无人机的多级速度控制和保护,提供足够的缓冲能力以确保无人机可以平稳的降落。

请继续参阅图9,所述高度区间可以包括第二高度阈值和第三高度阈值之间的速度限制区间A、位于所述第三高度阈值和第四高度阈值之间的悬停控制区间B、位于第四高度阈值和第五高度阈值之间的加速下降区间C以及位于第五高度阈值和地面之间的减速下降区间D。

其中,在处于速度限制区间A之内时,无人机距离地面的距离较高,只需要限制无人机的下降速度,避免其高于设定的下降速度阈值即可。

而当无人机进入所述悬停控制区间B时,为提供足够的缓冲,可以逐步的减小所述无人机的下降速度,以使所述无人机在所述第四高度阈值的下降速度降低为零,处于悬停状态。

在悬停状态的无人机没有进一步的接收到其它的操作指令时,切出降落阶段时,还可以继续的施加向下的加速度,在无人机处于所述加速下降区间C时,控制无人机从加速下降。

最后,为控制无人机可以稳定的着陆,当无人机进一步的进入减速下降区间D时,可以控制所述无人机逐步降低下降速度直至以一个较低的速度着陆。

804、判断无人机是否着陆,若是,执行步骤805,若否,返回步骤803继续控制无人机下降。

着陆是指无人机的速度降低为零,降落架保持与地面接触,停留在地面上的状态。无人机可以基于一种或者多种传感器采集获得的数据,进行数据融合和计算分析后综合判断无人机是否着陆。

在一些实施例中,所述无人机上可以设置有用于检测所述无人机的加速度的加速度计。该飞行控制器可以接收所述加速度计采集的加速度,以设定的算法判断所述无人机是否着陆。

805、控制进入怠速状态。

着陆后,无人机的飞行器可以控制驱动电机以最低的转速进行旋转,从而进入到怠速状态。

806、判断进入怠速状态的时间是否达到预设的时间阈值。若是,执行步骤807,若否,继续即时。

该预设的时间阈值可以根据实际情况的需要进行设置。合适的时间阈值可以保证无人机上的多个驱动电机可以同时停桨。

807、控制所述无人机进入锁定状态。经过短暂的怠速旋转以后,可以停止多个驱动电机的运行而进入到锁定状态,以使得用户可以安全的回收无人机,不会发生误操作等情况。

综上所述,本发明实施例提供了多种简单并且易于操作的解锁指令和锁定指令的触发方法,可以有效地提高操作体验并防止误触发,令无人机可以在锁定状态和怠速状态之间便捷的切换。

本发明实施例还进一步地揭露一种设置了悬停状态的无人机起降方式,其可以提供足够的缓冲时间,使得飞行控制器的数据变量计算得以收敛,保证飞行安全的同时也便于延长操作者可以使用的操作时间。

而且,在无人机降落阶段还以多级速度限制的方式,阶梯式的改变下降速度来保证无人机的平稳着陆。着陆后,处于怠速状态的无人机还具有超时检测的功能,可以通过短暂的怠速状态来保证多个电机停止运转时间上的统一性,实现怠速状态自动切换到锁定状态的效果。

本领域技术人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的示例性的数据传输控制方法的各个步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。所述的计算机软件可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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