改善多旋翼无人机降落时发生弹跳的方法、系统及应用与流程

本发明属于无人机，尤其涉及改善多旋翼无人机降落时发生弹跳的方法、系统及应用。

背景技术：

1、多旋翼无人机凭借其结构简单，成本低，可垂直起降，携带方便等特点，在航拍、巡检、农业以及军事等领域应用广泛。在多旋翼无人机进行航拍或执行巡检任务时，通常需要经历解锁，起飞，执行规定任务后返航，再降落上锁这一系列复杂的过程。

2、在多旋翼无人机降落的过程中，无人机的内部控制器保证其以预先设定好的降落速度匀速下降，当无人机检测到降落过程完毕已经着陆后关闭电机加锁。但是，受到环境(如大风、地面材质、地面平整程度等)或自身传感器的影响，无人机并不总能保持匀速下降，并且接触到地面后由于速度不为0，无人机会向上弹起再下落，进而会产生多次弹跳。这种弹跳会导致无人机脚架受损，或者无人机侧翻导致桨叶以及其他重要部件受损，尤其是在机群大型表演后因弹跳产生的水平方向位移会影响附近的无人机，因此多旋翼无人机的平稳降落至关重要。

3、还有，目前四旋翼无人机的降落过程主要分为两个步骤，第一步以预设速度匀速下降，第二步是在下降结束后进行落地检测，落地检测分为两个个阶段：第一阶段判断与地面接触，判断条件是飞机在垂直地面方向不移动，并且油门小于悬停油门持续一段时间；第二阶段要求在第一步水平方向没有运动，并且机体不旋转，油门接近于最小油门持续一段时间，在两个阶段完成后认为无人机已经落地，此时关闭四旋翼无人机电机输出，并且加锁。因此如果无人机在降落时产生了弹跳现象，目前采用的落地检测方案无法生效，也就是说无人机无法及时上锁，容易造成无人机的侧倾或翻转，损坏无人机桨叶以及内部传感器，如果附近存在其他无人机还有可能造成其他无人机的损伤。

4、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中，四旋翼无人机飞行任务处于降落阶段时，由于自身传感器或者环境影响，导致无人机落地时具有一定速度，导致撞击地面产生弹跳，会造成无人机内部传感器损伤，或者产生侧翻损坏桨叶与机臂等结构，如果附近存在其他无人机还会与附近无人机造成碰撞，十分危险。而且也影响了飞机地飞行成功率。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了改善多旋翼无人机降落时发生弹跳的方法、系统及应用。

2、所述技术方案如下：一种改善多旋翼无人机降落弹跳的方法包括以下步骤：

3、无人机降落时，判断无人机当前是否处在降落模式；

4、判断若处于降落模式，则计算距离地面的相对距离，如果相对距离小于规定阈值则开启降落弹跳的判断。

5、在一个实施例中，无人机降落时，判断无人机当前是否处在降落模式前，需进行：

6、在四旋翼无人机起飞前，利用融合算法将惯性测量单元(imu)与gps数据融合，记录下无人机起飞点的高度信息。

7、在一个实施例中，如果相对距离小于规定阈值则开启降落弹跳的判断包括：

8、无人机降落时垂向速度vz＞0，若满足以下公式，无人机速度方向由向下突变为向上，又从向上变为向下，则判断发生弹跳，立刻切断无人机输出，并且上锁；

9、

10、在一个实施例中，所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法具体执行以下步骤改善多旋翼无人机降落弹跳：

11、步骤1，无人机进行初始化；若是初始化成功则执行下一步，若初始化不成功，则进一步再继续执行初始化，直到成功；

12、步骤2，无人机起飞执行任务；

13、步骤3，记录无人机起飞点位置信息；

14、步骤4，判断是否处于降落模式；若是，执行下一步；若否，则执行不进行降落弹跳控制步骤；

15、步骤5，计算距地面相对距离；

16、步骤6，距地面距离是否满足阈值；若是，则执行下一步；若否，则返回步骤5；

17、步骤7，利用垂直速度判断是否发生弹跳；若是，执行下一步；若否，则返回步骤5；

18、步骤8，停止电机输出并上锁。

19、本发明的另一目的在于提供一种改善多旋翼无人机降落弹跳的控制系统包括：

20、无人机起飞点高度信息获取模块，用于在四旋翼无人机起飞之前，利用融合算法将惯性测量单元与gps数据融合，记录下无人机起飞点的高度信息；

21、降落模式判断模块，用于无人机降落时，判断无人机当前是否处在降落模式；

22、距离地面相对距离判断模块，处于降落模式时，用于计算距离地面的相对距离；

23、降落弹跳判断模块，用于判断相对距离小于规定阈值，则开启降落弹跳指令，切断无人机输出，并且上锁。

24、本发明的另一目的在于提供一种控制器，所述控制器执行所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法。

25、本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法。

26、本发明的另一目的在于提供一种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，使得所述处理器执行所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法。

27、本发明的另一目的在于提供一种编队飞机，所述编队飞机搭载所述的改善多旋翼无人机降落弹跳的控制系统.

28、本发明的另一目的在于提供一种所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法在航拍、巡检、农业以及军事勘察无人机返航降落上的应用。

29、结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

30、第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

31、本发明旨在改善四旋翼无人机飞行任务处于降落阶段时，降落弹跳问题。在四旋翼无人机执行各项任务的最后阶段——降落过程中，由于自身传感器或者环境影响，导致无人机落地时具有一定速度，导致撞击地面产生弹跳，会造成无人机内部传感器损伤，或者产生侧翻损坏桨叶与机臂等结构，如果附近存在其他无人机还会与附近无人机造成碰撞，十分危险。因此，改善无人机降落弹跳，保证平稳降落至关重要。

32、第二、把技术方案看作一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

33、本发明提出一种有效改善多旋翼无人机降落时发生弹跳的方法。通过这一方法可以简单有效的改善多旋翼无人机降落时的弹跳情况，提升飞行成功率。通过在飞控软件中增加对于降落弹跳的检测，及时关闭电机输出并加锁，减少弹跳次数，防止对本机或周围无人机产生损伤。

技术特征：

1.一种改善多旋翼无人机降落弹跳的方法，其特征在于，所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的改善多旋翼无人机降落弹跳的方法，其特征在于，无人机降落时，判断无人机当前是否处在降落模式前，需进行：

3.根据权利要求1所述的改善多旋翼无人机降落弹跳的方法，其特征在于，如果相对距离小于规定阈值则开启降落弹跳的判断包括：

4.根据权利要求1所述的改善多旋翼无人机降落弹跳的方法，其特征在于，所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法具体执行以下步骤改善多旋翼无人机降落弹跳：

5.一种实施权利要求1-4任意一项所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法的改善多旋翼无人机降落弹跳的控制系统，其特征在于，所述改善多旋翼无人机降落弹跳的控制系统包括：

6.一种控制器，其特征在于，所述控制器执行权利要求1-4任意一项所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法。

7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-4任意一项所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法。

8.一种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，使得所述处理器执行权利要求1-4任意一项所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法。

9.一种编队飞机，其特征在于，所述编队飞机搭载权利要求5所述的改善多旋翼无人机降落弹跳的控制系统。

10.一种如权利要求1-4任意一项所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法在航拍、巡检、农业以及军事勘察无人机返航降落上的应用。

技术总结
本发明属于无人机技术领域，公开了改善多旋翼无人机降落时发生弹跳的方法、系统及应用。所述改善多旋翼无人机降落弹跳的方法包括：无人机降落时，判断无人机当前是否处在降落模式；判断若处于降落模式，则计算距离地面的相对距离，如果相对距离小于规定阈值则开启降落弹跳的判断。本发明改善了四旋翼无人机飞行任务处于降落阶段时，降落弹跳问题。本发明可以简单有效的改善多旋翼无人机降落时的弹跳情况，提升飞行成功率。通过在飞控软件中增加对于降落弹跳的检测，及时关闭电机输出并加锁，减少弹跳次数，防止对本机或周围无人机产生损伤。

技术研发人员：赵士磊,马镇炜,吴冲,马志成
受保护的技术使用者：一飞(海南)科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12