一种无人机的飞行控制方法、设备及无人机与流程

本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种无人机的飞行控制方法、设备及无人机。

背景技术：

垂直起降(verticaltake-offandlanding,vtol)无人机是近年来发展迅速的一类新型航空器，垂直起降无人机同时具备旋翼飞行器的垂直起降并能在空中悬停和低速飞行的能力，以及固定翼飞行器以较低能耗高速飞行的能力，具有极强的行业应用价值。

垂直起降无人机的飞行过程中需要在旋翼飞行模式和固定翼飞行模式之间切换，目前垂直起降无人机在进行飞行模式切换时容易出现切换失败或者在切换过程中无人机撞到障碍物等情况。因此，如何更有效地控制垂直起降无人机的飞行模式切换过程具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种无人机的飞行控制方法、设备及无人机，可以提高无人机在飞行过程中进行模式切换的可靠性和安全性，提升用户体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机的飞行控制方法，包括：

获取飞行模式切换指令，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式在旋翼飞行模式和固定翼飞行模式之间切换；

根据所述无人机当前的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处环境信息，确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件；

当所述无人机满足飞行模式切换条件时，对所述无人机当前的飞行模式进行切换。

第二方面，本发明实施例提供了一种飞行控制设备，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序指令；

所述处理器，用于调用所述程序指令，当所述程序指令被执行时，用于执行以下操作：

获取飞行模式切换指令，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式在旋翼飞行模式和固定翼飞行模式之间切换；

根据所述无人机当前的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处环境信息，确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件；

当所述无人机满足飞行模式切换条件时，对所述无人机当前的飞行模式进行切换。

第三方面，本发明实施例提供了一种无人机，包括：

机身；

配置在机身上的动力系统，用于为所述无人机提供移动的动力；

如上述第二方面所述的飞行控制设备。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的方法。

本发明实施例中，飞行控制设备在获取到飞行模式切换指令时，可以根据所述无人机当前的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处环境信息，确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件；当确定出所述无人机满足飞行模式切换条件时，所述飞行控制设备可以对所述无人机当前的飞行模式进行切换，从而提高无人机在飞行过程中进行模式切换的可靠性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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。

图1是本发明实施例提供的一种无人机的构型图；

图2是本发明实施例提供的一种无人机的飞行控制系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种无人机的飞行控制方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种无人机的飞行控制方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种飞行控制设备的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种切换飞行模式过程中飞行航线的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例中提供的无人机的飞行控制方法可以由一种无人机的飞行控制系统执行。其中，所述无人机的飞行控制系统包括飞行控制设备和无人机，在某些实施例中，所述飞行控制设备可以安装在无人机上，在某些实施例中，所述飞行控制设备可以在空间上独立于无人机，在某些实施例中，所述飞行控制设备可以是无人机的部件，即所述无人机包括飞行控制设备。

在某些实施例中，所述无人机可以包括但不限于垂直起降无人机，所述垂直起降无人机包括复合式、倾转旋翼、旋转机翼、尾座式等无人机，一种典型的复合式垂直起降固定翼无人机构型如图1所示，图1是本发明实施例提供的一种无人机的构型图。如图1所示，该构型包含一套多旋翼动力系统11以及一套固定翼动力系统12。在悬停时只有旋翼动力系统11工作；当需要转换为固定翼飞行模式时，固定翼动力系统12开启，飞行器加速前飞；在前飞速度达到预设的巡航速度范围时，固定翼动力系统12接管无人机，旋翼动力系统11关闭。当需要从固定翼飞行模式转换为旋翼飞行模式时，控制无人机减速至预设速度阈值，旋翼动力系统开启11，无人机切换为旋翼飞行模式11。

在一个实施例中，所述无人机从旋翼飞行模式切换到固定翼飞行模式的主要任务是让无人机获得足够的空速，在这个过程中无人机会沿着机头方向飞行一段距离，从而平滑切换到固定翼飞行模式；所述无人机从固定翼飞行模式切换到旋翼飞行模式的主要任务是从固定翼飞行模式的高速飞行状态进行合理的减速，在这个过程中无人机也会沿着机头方向飞行一段距离，从而能够平滑切换到旋翼飞行模式。

本发明实施例中，所述无人机的飞行控制系统中飞行控制设备可以在获取到飞行模式切换指令时，根据所述无人机当前的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处环境信息，确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件；当所述无人机满足所述飞行模式切换条件时，对所述无人机当前的飞行模式进行切换。在某些实施例中，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式在旋翼飞行模式和固定翼飞行模式之间切换。在某些实施例中，所述飞行模式切换指令可以是控制终端(如遥控器、地面站设备等)发送给飞行控制设备的；在其他实施例中，所述飞行模式切换指令还可以是所述无人机根据自动飞行的航线规划策略自动生成的，本发明实施例不做具体限定。

在一个实施例中，如果所述无人机当前的飞行模式为旋翼飞行模式，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式，则所述飞行控制设备在获取到所述飞行模式切换指令时，可以控制所述无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式。

在一个实施例中，所述飞行控制设备在控制所述无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式之前，可以对所述无人机的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处的环境信息进行检测，并根据所述无人机的飞行状态信息和/或所述无人机所处环境信息，确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件，当所述无人机满足飞行模式切换条件时，对所述无人机当前的飞行模式进行切换。通过这种实施方式，可以提高无人机进行模式切换的有效性和安全性。

在一个实施例中，所述飞行状态信息包括位置误差信息、姿态误差信息、速度误差信息、加速度误差信息、角加速度误差信息、角速度误差信息中的任意一种或多种。

在一个实施例中，当所述无人机的飞行状态满足：加速度误差信息小于第一预设阈值、速度误差信息小于第二预设阈值、位置误差信息小于第三预设阈值、角加速度误差信息小于第四预设阈值、角速度误差信息小于第五预设阈值、姿态误差信息小于第六预设阈值中的任意一项或多项时，确定所述无人机满足飞行模式切换条件。在某些实施例中，所述误差信息的计算方式可以是一段时间范围内的期望值与实际值的差值的均值、方差、标准差等，本发明实施例对误差信息的计算方式不做具体限定。

在一个实施例中，所述环境信息包括环境风信息，所述环境风信息包括环境风的风向和风速。所述无人机可以通过传感器感知或者测量所述无人机当前所处环境的风速和风向，并判断所述风速和风向是否满足预设条件，若满足，则可以确定所述无人机满足飞行模式切换条件。在某些实施例中，所述环境风信息中的风速是根据环境风在体坐标系下的模长确定的，所述环境风信息中的风向是根据环境风在体坐标系下的矢量方向确定的。在某些实施例中，所述体坐标系可以是以无人机的机头方向为x轴方向，以无人机机头的右侧方向为y轴方向，以无人机向下方向为z轴方向的坐标系。

在一些实施例中，当环境风风向不同时，无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的风速条件不同，例如：当环境风与机头方向相反，即逆风情况，无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的风速条件为不大于8m/s，当环境风垂直于机头方向时，无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的风速条件为不大于5m/s。

在一个实施例中，所述环境信息包括障碍物信息，所述障碍物信息包括但不限于障碍物的高度和障碍物到无人机的距离，如果所述无人机当前所处环境中障碍物的高度和障碍物到无人机的距离满足预设条件，则可以确定所述无人机满足飞行模式切换条件。

在某些实施例中，所述无人机可以通过全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)确定出所述无人机的地理位置。可选的，还可以结合气压计、惯性测量单元(inertialmeasurementunit，imu)、图像传感器、超声波传感器、飞行时间(timeofflight，tof)传感器中的一个或多个融合得到所述无人机离地的高度。进一步地，无人机可以结合高精度地图得到环境中的障碍物信息，如无人机周围的建筑、山川等。需要说明的是，无人机的定位系统包括但不限于gps定位系统、北斗定位系统、实时动态(real-timekinematic，rtk)载波相位差分定位系统中的任意一种或多种。例如，假设所述无人机当前离地高度为50m，在无人机的正前方100m处有一座100m高的小山，如果无人机通过往前加速来实现从旋翼飞行模式至固定翼飞行模式的切换，则无人机会撞到该小山，所以为了确保无人机进行飞行模式切换的可靠性和安全性，不允许该无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式。

在一个实施例中，当所述无人机不满足飞行模式切换条件时，所述无人机可以向控制终端发送提示信息，通过控制终端的提示模块(可以是app)提示用户可以通过调整无人机的飞行状态，如航向、高度去应对环境风等的约束，以使调整后的无人机满足飞行模式切换条件。

例如，当垂直于机头方向6m/s的环境风使得无人机不满足从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的飞行模式切换条件时，可以通过提示用户调整无人机航向，以使得无人机满足飞行模式切换条件。又例如，当无人机正前方100m处的一座100m高的小山使得无人机不满足从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的飞行模式切换条件时，可以通过提示用户将无人机升高到100m以上或者将机头调整到没有撞机风险的方向，以使得无人机满足飞行模式切换条件。

在某些实施例中，所述控制终端的提示模块主要用于与用户的交互，所述交互途径包括但不限于手机app语音、手机app文字、遥控器震动、遥控器液晶显示屏等。以切换至固定翼飞行模式为例：风向与风速不适合切换至固定翼飞行模式，手机app语音提示：“风速过大，机头左转或降落。”；又例如：地理环境不适合切换至固定翼飞行模式，手机app语音提示：“前方障碍，机头右转或升高。”；又例如：开始切换至固定翼飞行模式时遥控器振动一下，手机app语音提示：“开始切换至固定翼飞行模式，风速5m/s，空速5m/s、空速10m/s、空速15m/s、空速20m/s，进入固定翼飞行模式。”；又例如：完成切换至固定翼飞行模式时，遥控器再振动一下。

以切换至旋翼飞行模式为例：开始切换至旋翼飞行模式时遥控器振动一下，手机app语音提示：“开始切换至旋翼飞行模式，风速4m/s，空速19m/s、空速15m/s、空速10m/s、空速5m/s，进入旋翼飞行模式。”完成切换至旋翼飞行模式时，遥控器再振动一下。

通过向控制终端发送提示信息的这种实施方式可以提示用户如何操作、提示用户无人机当前所处的状态、飞行模式等信息，从而提升了用户体验。

在一个实施例中，所述无人机在从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的过程中，所述无人机的前拉电机加速旋转产生的拉力可以控制所述无人机加速前进，当环境风的风向与所述无人机的机头方向有较大夹角时，无人机在切换飞行模式时的航线方向可能无法与目标航线方向保持一致。为使得无人机在切换飞行模式时沿着目标航线飞行，可以根据侧向速度误差(即期望侧向速度与实际侧向速度的差值)或侧偏距误差(目标航线与实际航线的距离)计算并控制所述无人机的目标姿态角，从而实现对无人机的侧向速度或侧偏距的实时控制。在某些实施例中，所述无人机的目标姿态角可以包括但不限于目标横滚角、目标俯仰角、目标偏航角中的任意一种或多种。通过这种实施方式，可以在侧向风环境下，即环境风的风向与所述无人机的机头方向有较大夹角时，降低无人机的侧向速度或者侧偏距误差，控制无人机按照目标航线飞行。在某些实施例中，目标航线方向与所述垂直起降无人机在切换飞行模式的起始时刻的机头方向一致。

具体可以图6为例进行说明，图6是本发明实施例提供的一种切换飞行模式过程中飞行航线的示意图，如图6所示为所述无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的过程中的一种飞行航线的示意图。假设无人机从a点开始从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式，无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的目标航线为ab航线，无人机在a点时机头的方向为从a到b的方向，环境风v1的风向与ab航线(即机头的方向)的夹角为90o，满足较大夹角。由于环境风v1的影响无人机在从a点开始从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式时的航线方向实际为从a到c的方向，实际航线为ac航线。因此，无人机在从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式时的航线出现了偏差，并可以确定ab航线与ac航线之间的距离为侧偏距误差，如当无人机飞至d点时，侧偏距误差为ab航线上的e点与ac航线上的d点之间的距离d；以及确定期望侧向速度与实际侧向速度的差值为侧向速度误差，如期望侧向速度为0，实际侧向速度为v2，则可以确定侧向速度误差为v2。因此，为使得无人机在从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式时尽可能地沿着ab航线飞行，可以根据侧向速度误差v2或侧偏距误差(如d)计算并控制所述无人机的目标姿态角(如横滚角)，以使无人机尽可能地靠近ab航线飞行，减小ab航线与ac航线之间的侧偏距误差，控制无人机按照目标航线飞行。

需要说明的是，目标航线可以是如图10所示的一条线段，也可以是由a点起始的一条射线。即，对目标航线的结束点位置可以不做限制。

在一个实施例中，所述无人机在从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的过程中，旋翼电机和固定翼舵面同时产生力矩，无人机控制设备可以根据所述旋翼电机的力矩和第一预设权重，以及所述固定翼舵面的力矩和第二预设权重，对所述无人机的姿态进行控制，以对无人机在飞行过程中的姿态进行控制。

在一个实施例中，所述无人机在从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的过程中，当无人机加速至预设速度范围，且所述无人机的飞行高度误差小于预设误差值；或者，所述无人机的旋翼电机的推力在预设时间范围内小于预设推力值，且所述无人机的飞行高度误差小于预设误差值时，可以确定所述无人机成功切换至固定翼飞行模式。

在一个实施例中，如果所述无人机在第一指定时间范围内没有成功从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式，则可以控制所述无人机切换回所述旋翼飞行模式。

在一个实施例中，如果所述无人机当前的飞行模式为固定翼飞行模式，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式，则所述飞行控制设备在获取到所述飞行模式切换指令时，可以控制所述无人机从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式。

在一个实施例中，在所述无人机从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式的过程中，为保证无人机在不同风速与风向下能有相似的刹车距离，所述无人机的目标俯仰角会根据风速进行变化。在某些实施例中，所述刹车距离是指所述无人机从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式的过程中的飞行距离。

在一个实施例中，所述飞行控制设备可以根据从固定翼飞行模式开始切换至旋翼飞行模式的那一刻的环境风速计算出一个目标俯仰角，在切换至旋翼飞行模式之前，所述无人机一直以此目标俯仰角进行减速飞行。

在另一个实施例中，在从固定翼飞行模式开始切换至旋翼飞行模式的过程中，所述飞行控制设备可以根据实时风速及当前无人机的飞行速度实时计算目标俯仰角。

在一个实施例中，在从固定翼飞行模式开始切换至旋翼飞行模式的过程中，所述飞行控制设备可以通过控制姿态角，实现对无人机的侧向速度或侧偏距进行控制。

在一个实施例中，当所述无人机的飞行速度减速至预设速度阈值时，可以确定所述无人机成功切换至所述旋翼飞行模式；在另一个实施例中，当所述无人机在该第二指定时间范围内没有从所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式时，则可以控制所述无人机切换回所述旋翼飞行模式。

在某些实施例中，如果所述无人机不满从所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式的飞行模式切换条件，则同样可以向控制终端输出提示信息，以提升用户体验，具体实施例及举例如前所述，此处不再赘述。

下面结合附图2对本发明实施例提供的无人机的飞行控制系统进行示意性说明。

请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种无人机的飞行控制系统的结构示意图。所述无人机的飞行控制系统包括：无人机22、控制终端20。所述无人机22具有旋翼飞行模式和固定翼飞行模式。在一些实施例中，飞行控制设备21设置在无人机22中，可以通过有线通信连接方式与无人机中的其他设备(如动力系统221)建立通信连接。在其他实施例中，无人机22和飞行控制设备21彼此独立，例如飞行控制设备21设置在云端服务器中，通过无线通信连接方式与无人机22建立通信连接。在某些实施例中，所述飞行控制设备21可以为飞行控制器。控制终端20可以是遥控器、智能手机、平板电脑、膝上型电脑、手表、手环等及其组合。控制终端20可以向无人机22发送遥控指令，无人机22可以向控制终端20实时传输图像。在一种实施方式中，控制终端还可以显示无人机向其发送的提示信息。

本发明实施例中，所述飞行控制设备21在获取到飞行模式切换指令时，可以根据无人机22当前的飞行状态信息和/或无人机22当前所处环境信息，确定无人机22是否满足飞行模式切换条件，如果无人机22满足飞行模式切换条件，则可以对所述无人机当前的飞行模式进行切换。在某些实施例中，无人机22当前的飞行模式包括旋翼飞行模式或固定翼飞行模式。无人机22包括旋翼动力系统和固定翼动力系统，在旋翼飞行模式下旋翼动力系统提供无人机22的飞行动力，在固定翼飞行模式下固定翼动力系统提供无人机22的飞行动力。

下面结合附图3-附图5对本发明实施例提供的无人机的飞行控制方法进行示意性说明。

具体请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种无人机的飞行控制方法的流程示意图，所述方法可以由飞行控制设备执行，其中，飞行控制设备的具体解释如前所述。具体地，本发明实施例的所述方法包括如下步骤。

s301：获取飞行模式切换指令，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式在旋翼飞行模式和固定翼飞行模式之间切换。

本发明实施例中，飞行控制设备可以获取飞行模式切换指令，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式在旋翼飞行模式和固定翼飞行模式之间切换。在某些实施例中，所述飞行模式切换指令可以是控制终端发送给所述飞行控制设备的；在其他实施例中，所述飞行模式切换指令可以是无人机根据自动飞行的航线规划策略自动生成的，在此不做具体限定。

在一些实施例中，所述飞行模式切换指令可以用于指示所述无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式，所述无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式是指在从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的过程中，控制无人机的航向沿着无人机的机头朝向加速飞行，自动关闭旋翼飞行模式并开启固定翼飞行模式，当所述无人机的速度加速至预设速度范围，且所述无人机的飞行高度误差小于预设误差值时，实现从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式。

s302：根据所述无人机当前的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处环境信息，确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件。

本发明实施例中，飞行控制设备可以根据所述无人机当前的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处环境信息确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件。

在一个实施例中，所述飞行状态信息包括位置误差信息、姿态误差信息、速度误差信息、加速度误差信息、角加速度误差信息、角速度误差信息中的任意一种或多种。

在某些实施例中，所述位置误差信息包括但不限于在预设时间范围内期望位置与实际位置的差值的均值、方差、标准差等；在某些实施例中，所述实际位置可以通过无人机的定位系统获取。在某些实施例中，所述加速度误差信息包括但不限于在预设时间范围内期望加速度与实际加速度的差值的均值、方差、标准差等。在某些实施例中，所述角加速度误差信息包括但不限于在预设时间范围内期望角加速度与实际角加速度的差值的均值、方差、标准差等。在某些实施例中，所述角速度误差信息包括但不限于在预设时间范围内期望角速度与实际角角速度的差值的均值、方差、标准差等。

在一个实施例中，当所述无人机的飞行状态满足：加速度误差信息小于第一预设阈值、速度误差信息小于第二预设阈值、位置误差信息小于第三预设阈值、角加速度误差信息小于第四预设阈值、角速度误差信息小于第五预设阈值、姿态误差信息小于第六预设阈值中的任意一项或多项时，确定无人机满足飞行模式切换条件。

在一个实施例中，所述环境信息包括环境风信息和/或障碍物信息。所述环境风信息包括环境风的风速和风向，所述障碍物信息包括障碍物的高度和障碍物到无人机的距离。所述无人机可以通过传感器感知或者测量所述无人机当前所处环境的风速和风向。所述无人机可以通过定位模块和高精度地图确定障碍物的高度和障碍物到无人机的距离。所述无人机满足飞行模式切换条件，包括：所述环境风信息中的风速和风向满足预设的范围阈值；和/或，所述障碍物的高度和所述障碍物到无人机的距离满足预设条件。

s303：当所述无人机满足飞行模式切换条件时，对所述无人机当前的飞行模式进行切换。

本发明实施例中，当所述无人机满足飞行模式切换条件时，飞行控制设备可以对所述无人机当前的飞行模式进行切换。

在一个实施例中，所述飞行模式切换指令用于指示将所述无人机的飞行模式由所述旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式，所述飞行控制设备可以获取所述无人机的侧向速度误差信息或侧偏距误差信息，并根据所述侧向速度误差信息或所述侧偏距误差信息，确定所述无人机的目标姿态角，在将所述无人机的飞行模式由所述旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的过程中，可以根据所述目标姿态角对所述无人机的姿态进行控制。通过对无人机的姿态进行控制，有助于降低所述无人机的侧向速度误差或侧偏距误差，降低无人机在进行飞行模式切换时偏离航线的误差，以确保无人机在飞行过程中的可靠性和安全性。

例如，飞行控制设备可以获取无人机由旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的过程中的实际侧向速度，并根据所述实际侧向速度和期望侧向速度计算得到侧向速度误差。所述飞行控制设备可以通过侧向控制器计算得到所述无人机的目标横滚角，并根据所述目标横滚角和实际横滚角，确定出横滚角误差。所述飞行控制设备可以通过姿态控制器根据所述横滚角误差对所述无人机的姿态进行控制。

可见，通过对所述无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式过程中的姿态进行控制的这种实施方式，可以降低实际侧向速度和期望侧向速度之间的误差，提高无人机在侧风环境下切换至固定翼飞行模式时的侧向速度控制精度。

又例如，飞行控制设备可以获取无人机由旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的过程中的实际航线，并根据所述实际航线和目标航线计算得到侧偏距误差，并将侧偏距误差发送给侧向控制器，以使侧向控制器计算得到所述无人机的目标横滚角。其中，根据实际航线和目标航线计算得到侧偏距误差包括：根据实际航线中无人机在当前时刻的位置和目标航线计算得到侧偏距误差。飞行控制设备可以获取无人机的实际横滚角，并根据所述目标横滚角和实际横滚角，确定出横滚角误差。飞行控制设备可以将所述横滚角误差发送给姿态控制器，以使姿态控制器根据所述横滚角误差对所述无人机的姿态进行控制。

可见，通过对所述无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式过程中的姿态进行控制的这种实施方式，可以提高无人机在侧风环境下切换至固定翼飞行模式时的侧向位置精度，降低无人机在切换至固定翼飞行模式过程中实际航线与目标航线的误差。

在一个实施例中，所述飞行控制设备可以获取所述无人机的旋翼电机的力矩以及固定翼舵面的力矩，并根据所述旋翼电机的力矩和第一预设权重，以及所述固定翼舵面的力矩和第二预设权重，对所述无人机的姿态进行控制。通过这种实施方式，可以提供更灵活的控制力矩，以更好地控制无人机在切换飞行模式过程中的姿态，确保无人机在飞行过程中的安全性。

在一个实施例中，当所述无人机满足以下一种或多种条件时，则可以确定所述无人机成功切换至固定翼飞行模式：所述无人机加速至预设速度范围，且所述无人机的飞行高度误差小于预设误差值；或者，所述无人机的旋翼电机的推力在预设时间范围内小于预设推力值，且所述无人机的飞行高度误差小于预设误差值。所述飞行高度误差为期望高度与实际高度之间的差值。

例如，假设预设速度范围为7m/s-8m/s的范围内，所述无人机当前速度为3m/s，如果所述无人机在满足从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的飞行模式切换条件时，加速至7m/s-8m/s的范围内，且无人机的飞行高度误差小于预设误差值，则可以确定所述无人机成功从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式。

又例如，假设预设推力值2牛顿，如果所述无人机的旋翼电机的推力在预设时间范围1分钟内小于预设推力值2牛顿，且所述无人机的飞行高度误差小于预设误差值0.5m时，则可以确定所述无人机成功从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式。

通过这种实施方式，可以提高无人机从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式过程中的可靠性。

在一个实施例中，当所述无人机在第一指定时间范围内没有成功从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式时，则可以控制所述无人机切换回所述旋翼飞行模式。

在一个实施例中，当所述无人机在第一指定时间范围内没有成功从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式时，则可以关闭所述无人机的固定翼电机并控制所述无人机减速至预设速度阈值，从而切换回所述旋翼飞行模式。通过这种在切换至固定翼飞行模式超时的情况下，切换回旋翼飞行模式的实施方式，可以避免无人机在切换过程中的长时间加速飞行可能飞出安全区域，而导致碰撞等危险，实现了对无人机的保护，提高了无人机在飞行模式切换过程中的安全性。

例如，假设所述第一指定时间范围为3分钟，当前飞行速度为6m/s，如果所述无人机在3分钟内没有成功从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式，则可以关闭所述无人机的固定翼飞行模式，控制所述无人机从6m/s减速至预设速度阈值3m/s，从而切换回所述旋翼飞行模式。

在一个实施例中，当检测到所述无人机不满足飞行模式切换条件时，可以向控制终端输出提示信息；其中，所述提示信息用于提示用户对所述无人机的飞行状态进行调整。在某些实施例中，所述提示信息可以通过所述控制终端的提示模块输出，所述控制终端可以包括但不限于遥控器等设备。在一个实施例中，所述飞行控制设备可以在所述无人机切换飞行模式的起始时刻，结束时刻以及中间过程，向控制终端输出提示信息，本发明实施例不做具体限定。所述飞行控制设备与控制终端之间输出提示信息的交互过程及举例如前所述，此处不再赘述。

本发明实施例中，飞行控制设备在获取到飞行模式切换指令时，在确定出所述无人机满足飞行模式切换条件时，对所述无人机当前的飞行模式进行切换，确保了无人机在切换过程中的安全性，并在确保无人机切换过程的安全性的前提下，提高了无人机在不同飞行状态和/或不同环境下进行模式切换的可靠性；通过向控制终端发送提示信息，提升了用户体验。

具体请参见图4，图4是本发明实施例提供的另一种无人机的飞行控制方法的流程示意图，所述方法可以由飞行控制设备执行，其中，飞行控制设备的具体解释如前所述。本发明实施例与图3所述实施例的区别在，本发明实施例是对从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式的实施过程的示意性说明。具体地，本发明实施例的所述方法包括如下步骤。

s401：获取飞行模式切换指令，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式。

本发明实施例中，飞行控制设备可以获取飞行模式切换指令，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式。

s402：控制所述无人机的姿态角小于预设角度阈值。

本发明实施例中，飞行控制设备在获取到所述飞行模式切换指令时，可以控制所述无人机的姿态角小于预设角度阈值。

在一个实施例中，所述飞行模式切换指令用于指示将所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式，所述飞行控制设备可以在所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式之前，控制所述无人机的姿态角小于预设角度阈值。例如，控制所述无人机的横滚角小于预设角度阈值。

通过这种实施方式，可以提高无人机后续从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式过程中的稳定性，以及提高从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式过程中的可靠性。

s403：将所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式。

本发明实施例中，飞行控制设备可以将所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式。

在一个实施例中，所述飞行控制设备在将所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式时，可以获取所述无人机在所述固定翼飞行模式下的环境风速，并根据所述环境风速确定所述无人机的目标俯仰角，以控制所述无人机以所述目标俯仰角减速飞行。

在一个实施例中，所述飞行控制设备在将所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式时，可以在所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式的过程中，实时地获取环境风速和所述无人机的飞行速度，并根据所述环境风速和所述无人机的飞行速度，确定目标俯仰角，以控制所述无人机以所述目标俯仰角减速飞行。

在一个实施例中，所述飞行控制设备在将所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式时，可以获取所述无人机的侧向速度误差信息或侧偏距误差信息，并根据所述侧向速度误差信息或所述侧偏距误差信息，确定所述无人机的目标姿态角，以及在将所述无人机当前的固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式的过程中，根据所述目标姿态角对所述无人机的姿态进行控制。通过对无人机的姿态进行控制，有助于降低所述无人机的侧向速度误差或侧偏距误差，以确保无人机在飞行过程中的安全性。

在一个实施例中，当所述无人机满足以下条件时，则确定所述无人机成功切换至所述旋翼飞行模式：所述无人机减速至预设速度阈值。

在一些实施例中，所述无人机从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式时，自动关闭固定翼飞行模式并开启旋翼飞行模式，并控制所述无人机以所述目标俯仰角减速飞行，以使无人机减速至预设速度阈值时，确定所述无人机从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式。

例如，假设当前飞行速度为6m/s，如果所述无人机减速至3m/s，则可以确定所述无人机成功从固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式。

在一个实施例中，当所述无人机在所述第二指定时间范围内没有从所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式时，则可以控制所述无人机切换至所述旋翼飞行模式。

在一个实施例中，当所述无人机在所述第二指定时间范围内没有从所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式时，则可以强行控制所述无人机切换回所述旋翼飞行模式。通过这种实施方式，可以实现在切换超时的时候对无人机的保护，提高了无人机切换过程中的安全性。

例如，假设所述第二指定时间范围为2分钟，当前飞行速度为6m/s，如果所述无人机在2分钟内没有成功从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式，则可以控制所述无人机强行切换回所述旋翼飞行模式。

本发明实施例中，飞行控制设备在获取到指示无人机的飞行模式从固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式的飞行模式切换指令时，控制所述无人机的姿态角小于预设角度阈值，并将所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式。通过这种实施方式，可以提高无人机在切换过程中的稳定性、可靠性以及安全性。

请参见图5，图5是本发明实施例提供的一种飞行控制设备的结构示意图。具体的，所述飞行控制设备包括：存储器501、处理器502。

在一种实施例中，所述飞行控制设备还包括数据接口503，所述数据接口503，用于传递飞行控制设备和其他设备之间的数据信息。

所述存储器501可以包括易失性存储器(volatilememory)；存储器501也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)；存储器501还可以包括上述种类的存储器的组合。所述处理器502可以是中央处理器(centralprocessingunit，cpu)。所述处理器502还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)，可编程逻辑器件(programmablelogicdevice，pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammablelogicdevice，cpld)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或其任意组合。

所述存储器501用于存储程序指令，所述处理器502可以调用存储器501中存储的程序指令，用于执行如下步骤：

获取飞行模式切换指令，所述飞行模式切换指令用于指示无人机的飞行模式在旋翼飞行模式和固定翼飞行模式之间切换；

根据所述无人机当前的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处环境信息，确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件；

当所述无人机满足飞行模式切换条件时，对所述无人机当前的飞行模式进行切换。

进一步地，所述飞行状态信息包括位置误差信息、姿态误差信息、速度误差信息、加速度误差信息、角加速度误差信息、角速度误差信息中的任意一种或多种。

进一步地，所述环境信息包括环境风信息和/或障碍物信息。

进一步地，所述飞行模式切换指令用于指示将所述无人机的飞行模式由所述旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式，所述处理器502还用于：

获取所述无人机的侧向速度误差信息或侧偏距误差信息；

根据所述侧向速度误差信息或所述侧偏距误差信息，确定所述无人机的目标姿态角；

在将所述无人机的飞行模式由所述旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式的过程中，根据所述目标姿态角对所述无人机的姿态进行控制。

进一步地，所述处理器502还用于：

获取所述无人机的旋翼电机的力矩以及固定翼舵面的力矩；

根据所述旋翼电机的力矩和第一预设权重，以及所述固定翼舵面的力矩和第二预设权重，对所述无人机的姿态进行控制。

进一步地，当所述无人机满足以下一种或多种条件时，则确定所述无人机成功切换至固定翼飞行模式：

所述无人机加速至预设速度范围，且所述无人机的飞行高度误差小于预设误差值；或者，

所述无人机的旋翼电机的推力在预设时间范围内小于预设推力值，且所述无人机的飞行高度误差小于预设误差值。

进一步地，所述处理器502还用于：

当所述无人机在第一指定时间范围内没有成功从旋翼飞行模式切换至固定翼飞行模式时，则控制所述无人机切换回所述旋翼飞行模式。

进一步地，所述飞行模式切换指令用于指示将所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式，

所述处理器502将所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式之前，还用于：控制所述无人机的姿态角小于预设角度阈值。

进一步地，所述处理器502还用于：

获取所述无人机在所述固定翼飞行模式下的环境风速；

根据所述环境风速确定所述无人机的目标俯仰角；

控制所述无人机以所述目标俯仰角减速飞行。

进一步地，所述处理器502还用于：

在所述无人机的飞行模式由所述固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式的过程中，实时地获取环境风速和所述无人机的飞行速度；

根据所述环境风速和所述无人机的飞行速度，确定目标俯仰角；

控制所述无人机以所述目标俯仰角减速飞行。

进一步地，所述处理器502还用于：

获取所述无人机的侧向速度误差信息或侧偏距误差信息；

根据所述侧向速度误差信息或所述侧偏距误差信息，确定所述无人机的目标姿态角；

在将所述无人机当前的固定翼飞行模式切换至旋翼飞行模式的过程中，根据所述目标姿态角对所述无人机的姿态进行控制。

进一步地，当所述无人机满足以下条件时，则确定所述无人机成功切换至所述旋翼飞行模式：

所述无人机减速至预设速度阈值。

进一步地，所述处理器502还用于：

当所述无人机在所述第二指定时间范围内没有从所述固定翼飞行模式切换至所述旋翼飞行模式时，则控制所述无人机切换至所述旋翼飞行模式。

进一步地，所述处理器502还用于：

当检测到所述无人机不满足飞行模式切换条件时，向控制终端输出提示信息；其中，所述提示信息用于提示用户对所述无人机的飞行状态进行调整。

进一步地，所述处理器502还用于：

在所述无人机切换飞行模式的起始时刻，结束时刻以及中间过程，向控制终端输出提示信息。

本发明实施例中，飞行控制设备在获取到飞行模式切换指令时，可以根据所述无人机当前的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处环境信息，确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件；当确定出所述无人机满足飞行模式切换条件时，所述飞行控制设备可以对所述无人机当前的飞行模式进行切换，从而提高无人机在飞行过程中进行模式切换的可靠性和安全性。

本发明实施例还提供了一种无人机，所述无人机具有旋翼飞行模式和固定翼飞行模式，所述无人机包括：机身；配置在机身上的动力系统，用于为无人机提供移动的动力；以及上述飞行控制设备。

本发明实施例中，无人机在获取到飞行模式切换指令时，可以根据所述无人机当前的飞行状态信息和/或所述无人机当前所处环境信息，确定所述无人机是否满足飞行模式切换条件；当确定出所述无人机满足飞行模式切换条件时，可以对所述无人机当前的飞行模式进行切换，从而提高无人机在飞行过程中进行模式切换的可靠性和安全性。

本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明图3或图4所对应实施例中描述的方法，也可实现图5所述本发明所对应实施例的设备，在此不再赘述。

所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的设备的内部存储单元，例如设备的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述设备的外部存储设备，例如所述设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述计算机可读存储介质还可以既包括所述设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

以上所揭露的仅为本发明部分实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。