旋翼无人机领航方法、相关计算机程序、电子设备和无人机技术

本发明专利技术公开了一种用于领航旋翼无人机(14)的方法，该方法由用于领航所述无人机(14)的电子设备实现，无人机(14)配置成具有机载相机(18)。该方法包括基于用于无人机移动的不同类型的领航指令(IP)来计算(160)无人机的不同类型的导航设定点，一种类型的领航指令(IP)能够至少修改无人机的姿态角和/或无人机的移动速度，每种类型的领航指令分别与一种类型的导航设定点相关联，对于至少一种类型的领航指令，所述计算包括：‑确定(162)相机(18)的瞄准轴(V)，‑基于相机(18)的瞄准轴(V)获得(166)与所述至少一种类型的领航指令(IP)相关联的至少一个导航设定点。

Rotor navigation methods, related computer programs, electronic devices and UAVs

The invention discloses a method for piloting a rotorcraft UAV (14), which is realized by an electronic device for piloting the UAV (14), which is configured with an Airborne Camera (18). This method includes calculating different types of navigation settings of (160) UAV based on different types of navigation instructions (IP) for UAV movement. One type of navigation instructions (IP) can modify at least the attitude angle of UAV and/or the moving speed of UAV, and each type of navigation instructions and one type of navigation settings respectively. Fixed-point correlation. For at least one type of pilot instruction, the calculation includes: (162) determining the aiming axis (V) of the camera (18), (166) obtaining (V) based on the aiming axis (V) of the camera (18) and at least one navigation setting point associated with the at least one type of pilot instruction (IP).

【技术实现步骤摘要】
旋翼无人机领航方法、相关计算机程序、电子设备和无人机
本专利技术涉及一种用于领航旋翼无人机的方法，该方法由用于领航无人机的电子设备实现，该无人机配置成具有机载相机。本专利技术还涉及一种包括软件指令的计算机程序，当由计算机执行时，该软件指令实现这种用于领航旋翼无人机的方法。本专利技术还涉及一种用于领航旋翼无人机的电子设备。本专利技术还涉及一种配置成具有机载相机的旋翼无人机，其包括至少一个前述类型的电子领航设备。
技术介绍
本专利技术涉及无人机(即，远程领航的飞行机动设备)领域。本专利技术特别适用于能够使用由至少一个电机致动的至少一个转子在空气中移动的旋翼无人机。存在诸如直升机的单旋翼无人机(即，单转子)，或诸如四轴飞行器(也称为四旋翼)的多旋翼无人机(即，多转子)或诸如六旋翼或八旋翼的其他过致动无人机等。例如，四旋翼类型的旋翼无人机能够保持固定点并且根据期望缓慢移动，这使得它们更容易领航，即使对于没有经验的用户也是如此。通常，对于设置有相机的旋翼无人机，其中相机包括图像传感器，无人机的领航(即，在飞行期间控制无人机的所有移动)简单地独立于由无人机上的相机完成的图像采集。由于图像采集目前没有影响到无人机的移动控制，因此对于用户来说实现适当领航以优化期望的图像采集并不总是很容易。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提出一种用于领航旋翼无人机的方法，该旋翼无人机配置成具有机载相机，使得可以便于用户领航以获得最佳图像采集。为此，本专利技术涉及一种用于领航旋翼无人机的方法，该方法由用于领航无人机的电子设备实现，该无人机配置成具有机载相机。该方法包括基于用于无人机移动的不同类型的领航指令来计算无人机的不同类型的导航设定点，一种类型的领航指令能够至少修改无人机的姿态角和/或无人机的移动速度，每种类型的领航指令分别与一种类型的导航设定点相关联，对于至少一种类型的领航指令，所述计算包括：-确定相机的瞄准轴，-基于相机的瞄准轴获得与所述至少一种类型的领航指令相关联的至少一个导航设定点。根据本专利技术的用于领航旋翼无人机的方法自动地考虑相机的瞄准轴以计算传输到旋翼无人机的发动机的导航设定点，随后使得可以实时优化领航以避免看不见用户希望获取一个或多个图像的目标。换句话说，相对于现有技术，执行设定点计算的修改以允许在无人机移动的同时，使用相机的定向指令对用户选择的目标进行最佳图像。因此，根据本专利技术的方法对应于基于图像采集区居中的相机的瞄准轴的无人机移动的从动。在下文中，“领航方法”是指根据本专利技术的自动方法，其使得可以将由用户输入的领航指令(即，包括在用户命令中)转换成电机命令。换句话说，根据本专利技术自动实现的领航方法允许实时帮助用户进行手动领航。根据本专利技术的其他有利方面，用于优化无人机的飞行倾斜的方法包括单独或根据所有技术上可能的组合考虑的以下特征中的一个或多个：-确定相机的瞄准轴包括处理由无人机的电子领航设备接收的和/或先前存储在无人机的电子领航设备的存储器中的相机的定向指令；-基于瞄准轴获得所述至少一个导航设定点使用无人机的电子领航设备自动地实现坐标系的变化，坐标系的变化基于获得用于计算导航设定点的当前三轴坐标系实现，当前三轴坐标系通过围绕用于计算导航设定点的先前三轴坐标系的不变轴旋转所述先前坐标系，将先前坐标系的其它两个轴中的一个转换成相机的瞄准轴来获得相机；-该方法包括检测相机的瞄准轴的变化，并且在每次检测到瞄准轴的变化时重复计算无人机的至少一个导航设定点；-该方法可以通过输入第一预定用户命令来激活；-该方法包括控制通过应用与每种类型的领航指令相关联的预定最小移动速度而修改的无人机速度，所述应用能够通过输入第二预定用户命令来激活；-当存在所述第二预定用户命令并且当所述类型的领航指令能够根据期望的滚转角来修改无人机的滚转角时，所述类型的相关联的导航设定点保持独立于相机的瞄准轴，然后，该方法包括确定与期望滚转角相关联的偏航角和相机的水平旋转速度设定点。本专利技术还涉及一种包括软件指令的计算机程序，所述软件指令在由计算机执行时实现如上所述的方法。本专利技术还涉及一种用于领航配置成具有机载相机的旋翼无人机的电子设备，该电子设备包括用于基于用于无人机移动的不同类型的领航指令计算无人机的不同类型的导航设定点的单元，一种类型的领航指令能够至少修改无人机的姿态角和/或无人机的移动速度，每种类型的领航指令分别与一种类型的导航设定点相关联，对于至少一种类型的领航指令，该计算单元包括：-用于确定相机的瞄准轴的模块，-用于基于相机的瞄准轴获得与所述至少一种类型的领航指令相关联的至少一个导航设定点的模块。本专利技术还涉及一种配置成具有机载相机的旋翼无人机，该无人机包括至少一个电子领航设备。附图说明本专利技术的这些特征和优点在阅读以下说明书时将更清楚，本说明书仅作为非限制性实例提供，并且参考附图进行描述，其中：-图1是用于引导根据本专利技术的无人机的电子系统的透视图，无人机包括旋翼无人机，能够在遥控设备的控制下在空中移动；-图2是用于控制根据本专利技术的无人机的电子设备的从动和领航辅助的不同元件的框图；-图3是根据本专利技术的无人机的领航方法的流程图；-图4是根据本专利技术基于相机的瞄准轴实现的坐标系变化的示意图；-图5和6示出了根据两个不同替代实施方案的用户在他的遥控器上可用的命令的人体工程学分布的实例。具体实施方式在本说明书的其余部分中，表述“基本上等于”是指在±10％内的相等关系，即，变化不超过10％，还优选地是指在±5％内的相等关系，即变化不超过5％。在图1中，用于引导无人机的电子系统使得用户12可以使用电子观看系统10来优化无人机14的引导。无人机14是能够尤其是通过允许用户12输入其飞行命令的控制杆16远程领航的机动飞行器。无人机14(即，机上无飞行员的飞机)包括相机18，相机18包括与图像传感器(未示出)相关联的镜头，镜头配置成获取包括多个物体的场景的图像。镜头是例如鱼眼类型的半球形镜头，即，覆盖大约180°或更大广角的视场。镜头位于图像传感器的前方，使得图像传感器通过镜头检测图像。当图像传感器与鱼眼镜头相关联时，用户可以通过使用控制杆16输入相机的定向指令来虚拟地定向相机的瞄准轴(即，观察轴)。实际上，用于捕获图像的方法使得可以通过选择相对于图像传感器的实际尺寸具有较小的尺寸的区域Zc来限定虚拟图像传感器，区域Zc在相机的瞄准轴上居中。从图像传感器的具有较小尺寸的区域Zc获得图像使得可以在与具有较小尺寸的区域Zc对应的相机的整个视场的窗口的方向上虚拟地定向相机的瞄准轴，而不改变相机的物理定向，该相机相对于旋翼无人机14保持不动。根据未示出的另一替代方案，相机旋转安装在无人机的专用万向节上，使得可以机械地而非通过如上所述的数字处理虚拟地修改其瞄准轴。无人机14是例如旋翼无人机，其包括由至少一个电机致动的至少一个转子20(或螺旋桨)。在图1中，无人机14包括多个转子20，因此被称为多转子无人机。在这个实例中，转子20的数量具体地等于四个，并且无人机14则是四转子无人机或四轴飞行器。无人机14还设置有传输模块22，以便优选无线地将图像传感器获取的图像发送到电子设备，例如电子观看系统10的接收模块(未示出)、控制杆16的接收模块(未示出)或者安装在控制杆16上的多媒体触摸屏数字平板23的接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于领航旋翼无人机(14)的方法，该方法由用于领航所述无人机(14)的电子设备实现，所述无人机(14)配置成具有机载相机(18)，所述方法包括基于用于所述无人机移动的不同类型的领航指令(IP)来计算(160)所述无人机的不同类型的导航设定点，其一种类型的领航指令(IP)能够至少修改所述无人机的姿态角和/或所述无人机的移动速度，每种类型的领航指令(IP)分别与一种类型的导航设定点(CN)相关联，对于至少一种类型的领航指令，所述计算包括：‑确定(162)所述相机(18)的瞄准轴(V)，‑基于所述相机(18)的瞄准轴(V)获得(166)与所述至少一种类型的领航指令(IP)相关联的至少一个导航设定点。

【技术特征摘要】
2017.04.19 FR FR17533801.一种用于领航旋翼无人机(14)的方法，该方法由用于领航所述无人机(14)的电子设备实现，所述无人机(14)配置成具有机载相机(18)，所述方法包括基于用于所述无人机移动的不同类型的领航指令(IP)来计算(160)所述无人机的不同类型的导航设定点，其一种类型的领航指令(IP)能够至少修改所述无人机的姿态角和/或所述无人机的移动速度，每种类型的领航指令(IP)分别与一种类型的导航设定点(CN)相关联，对于至少一种类型的领航指令，所述计算包括：-确定(162)所述相机(18)的瞄准轴(V)，-基于所述相机(18)的瞄准轴(V)获得(166)与所述至少一种类型的领航指令(IP)相关联的至少一个导航设定点。2.根据权利要求1所述的领航方法，其中，确定(162)所述相机(18)的瞄准轴(V)包括处理由所述无人机(14)的电子领航设备接收的和/或先前存储在所述无人机(14)的电子领航设备的存储器中的相机(18)的定向指令。3.根据权利要求1或2所述的领航方法，其中，基于瞄准轴获得(166)至少一个导航设定点使用所述无人机的电子领航设备自动地实现坐标系(168)的变化，坐标系(168)的变化是基于获得用于计算导航设定点的当前三轴坐标系来实现，所述当前三轴坐标系用于计算一个或多个导航设定点是通过围绕用于计算导航设定点的先前三轴坐标系的不变轴来旋转所述先前坐标系，将所述先前坐标系的其它两个轴中的一个轴转换成所述相机的瞄准轴来获得。4.根据权利要求1或2所述的领航方法，其中所述方法包括检测(164)所述相机的瞄准轴(V)的变化并且在每次检测到所述瞄准轴(V)变化时重复所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·莱恩，E·劳伦，
申请(专利权)人：派诺特无人机，
类型：发明
国别省市：法国,FR