用于无人飞行器爬坡的控制方法、控制装置和无人飞行器制造方法及图纸

本发明专利技术实施方式提供一种用于无人飞行器爬坡的控制方法、控制装置和无人飞行器，属于无人飞行器领域。所述控制方法包括：检测在无人飞行器水平行进方向前方的阻挡物的斜率；根据斜率和无人飞行器的行进速度确定无人飞行器的期望爬升速度；根据预设竖直加速度确定无人飞行器达到期望爬升速度所需的加速时间；根据加速时间和行进速度确定无人飞行器的提前爬坡距离；在检测到无人飞行器与阻挡物之间的水平距离小于或等于提前爬坡距离的情况下，控制无人飞行器开始以预设竖直加速度爬升，直至无人飞行器达到期望爬升速度。通过上述技术方案，当无人飞行器遇到阻挡物时，可以提前进行爬升，从而有效避免与斜坡等阻挡物相撞的情况发生。

Control Method, Control Device and UAV for UAV Climbing

【技术实现步骤摘要】
用于无人飞行器爬坡的控制方法、控制装置和无人飞行器
本专利技术涉及无人飞行器领域，具体地涉及用于无人飞行器爬坡的控制方法、控制装置和无人飞行器。
技术介绍
当前社会，无人飞行器的应用越来越广泛，目前无人飞行器已经应用到航拍、农业、植保、快递运输和灾难救援等领域。随着无人飞行器的应用逐渐广泛，无人飞行器也需要应对更多的飞行环境。尤其对于植保无人机而言，需要应对各种地形变化，在山区作业时，需要根据地势变化及时调整飞行高度，以越过山坡等阻挡物。然而，当前的无人飞行器在进行爬坡时往往需要停止行进来进行爬升，从而影响植保无人机的工作效率，并且在遇到较陡的山坡时，还容易发生由于爬升不及时导致无人飞行器与山坡相撞的情况。
技术实现思路
为至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术实施方式的目的是提供一种用于无人飞行器爬坡的控制方法、控制装置和无人飞行器。为了实现上述目的，本专利技术实施方式提供一种用于无人飞行器爬坡的控制方法，所述控制方法包括：检测在所述无人飞行器水平行进方向前方的阻挡物的斜率；根据所述斜率和所述无人飞行器在水平方向上的行进速度确定所述无人飞行器沿所述阻挡物爬升所需的在竖直方向上的期望爬升速度；根据所述无人飞行器的预设竖直加速度确定所述无人飞行器达到所述期望爬升速度所需的加速时间；根据所述加速时间和所述行进速度确定所述无人飞行器在水平方向上的提前爬坡距离；以及在检测到所述无人飞行器与所述阻挡物之间的水平距离小于或等于所述提前爬坡距离的情况下，控制所述无人飞行器开始以所述预设竖直加速度爬升，直至所述无人飞行器达到所述期望爬升速度。可选地，所述检测在所述无人飞行器水平行进方向前方的阻挡物的斜率包括：检测所述无人飞行器的离地距离；检测所述阻挡物与所述无人飞行器之间的水平距离；以及根据所述无人飞行器的所述离地距离和所述水平距离确定所述阻挡物的斜率。可选地，所述控制方法包括：根据所述预设竖直加速度确定所述无人飞行器达到在竖直方向上的最大爬升速度所需的最长加速时间；根据所述最长加速时间和所述行进速度确定检测距离；以及在检测到所述水平距离小于或等于所述检测距离的情况下，根据所述离地距离和所述水平距离确定所述阻挡物的斜率。可选地，所述根据所述斜率和所述无人飞行器的行进速度确定所述无人飞行器沿所述阻挡物爬升所需的期望爬升速度包括：根据所述斜率和所述无人飞行器的最大爬升速度确定所述无人飞行器在水平方向上的最大允许行进速度；在所述无人飞行器当前的行进速度大于所述最大允许行进速度的情况下，控制所述行进速度降低至小于或等于所述最大允许行进速度；以及根据降低后的所述行进速度和所述斜率确定所述期望爬升速度。可选地，所述预设竖直加速度为所述无人飞行器的最大竖直加速度。可选地，所述根据所述无人飞行器的预设竖直加速度确定所述无人飞行器达到所述期望爬升速度所需的加速时间包括：确定所述无人飞行器当前的竖直移动速度与所述期望爬升速度之间的差值；以及根据所述差值和所述预设竖直加速度确定所述加速时间。可选地，所述控制方法还包括：检测所述无人飞行器处于不同爬升高度下，所述无人飞行器与所述阻挡物之间的水平距离；检测所述无人飞行器在爬升过程中沿水平方向上的行进距离；以及根据所述水平距离的变化量和与该变化量对应的所述行进距离确定所述阻挡物是否为障碍物。另一方面，本专利技术实施方式还提供一种用于无人飞行器爬坡的控制装置，所述控制装置包括：检测模块，被配置为检测在所述无人飞行器水平行进方向前方的阻挡物的斜率；控制模块，被配置为：根据所述斜率和所述无人飞行器在水平方向上的行进速度确定所述无人飞行器沿所述阻挡物爬升所需的在竖直方向上的期望爬升速度；根据所述无人飞行器的预设竖直加速度确定所述无人飞行器达到所述期望爬升速度所需的加速时间；根据所述加速时间和所述行进速度确定所述无人飞行器在水平方向上的提前爬坡距离；以及在所述检测模块检测到所述无人飞行器与所述阻挡物之间的水平距离小于或等于所述提前爬坡距离的情况下，控制所述无人飞行器开始以所述预设竖直加速度爬升，直至所述无人飞行器达到所述期望爬升速度。可选地，所述检测模块包括：竖直测距单元，被配置为检测所述无人飞行器的离地距离；水平测距单元，被配置为检测所述阻挡物与所述无人飞行器之间的水平距离；以及运算单元，被配置为根据所述无人飞行器的所述离地距离和所述水平距离确定所述阻挡物的斜率。可选地，所述控制模块还被配置为：根据所述预设竖直加速度确定所述无人飞行器达到在竖直方向上的最大爬升速度所需的最长加速时间；根据所述最长加速时间和所述行进速度确定检测距离；以及在所述水平测距单元检测到所述水平距离小于或等于所述检测距离的情况下，根据所述离地距离和所述水平距离确定所述阻挡物的斜率。可选地，所述控制模块还被配置为：根据所述斜率和所述无人飞行器的最大爬升速度确定所述无人飞行器在水平方向上的最大允许行进速度；在所述无人飞行器当前的行进速度大于所述最大允许行进速度的情况下，控制所述行进速度降低至小于或等于所述最大允许行进速度；以及根据降低后的所述行进速度和所述斜率确定所述期望爬升速度。可选地，所述预设竖直加速度为所述无人飞行器的最大竖直加速度。可选地，所述控制模块还被配置为：确定所述无人飞行器当前的竖直移动速度与所述期望爬升速度之间的差值；以及根据所述差值和所述预设竖直加速度确定所述加速时间。可选地，所述控制模块还被配置为：获取所述无人飞行器处于不同爬升高度下，所述无人飞行器与所述阻挡物之间的水平距离；获取所述无人飞行器在爬升过程中沿水平方向上的行进距离；以及根据所述水平距离的变化量和与该变化量对应的所述行进距离确定所述阻挡物是否为障碍物。相应地，本专利技术实施方式还提供一种无人飞行器，所述无人飞行器包括上述的控制装置。通过上述技术方案，当无人飞行器遇到斜坡等阻挡物时，可以提前进行爬升，从而有效避免与斜坡等阻挡物相撞的情况发生，并且根据阻挡物的斜率和无人飞行器的行进速度来确定提前爬坡距离，可以使得无人飞行器的飞行曲线更为圆滑，同时避免无人飞行器出现停顿现象。本专利技术实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施方式，但并不构成对本专利技术实施方式的限制。在附图中：图1示例性示出了本专利技术一种实施方式提供的用于无人飞行器爬坡的控制方法的流程图；图2示例性示出了本专利技术一种可选实施方式提供的无人飞行器遇到阻挡物时的示意图；图3和图4示例性示出了本专利技术一种可选实施方式提供的无人飞行器遇到障碍物时的示意图；图5示例性示出了本专利技术一种可选实施方式提供的无人飞行器遇到斜坡时的示意图；图6示例性示出了本专利技术一种实施方式提供的用于无人飞行器爬坡的控制装置的框图；以及图7示例性示出了本专利技术一种实施方式提供的检测模块的框图。附图标记说明10检测模块20控制模块11竖直测距单元12水平测距单元13运算单元具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。需要说明，若本专利技术实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无人飞行器爬坡的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：检测在所述无人飞行器水平行进方向前方的阻挡物的斜率；根据所述斜率和所述无人飞行器在水平方向上的行进速度确定所述无人飞行器沿所述阻挡物爬升所需的在竖直方向上的期望爬升速度；根据所述无人飞行器的预设竖直加速度确定所述无人飞行器达到所述期望爬升速度所需的加速时间；根据所述加速时间和所述行进速度确定所述无人飞行器在水平方向上的提前爬坡距离；以及在检测到所述无人飞行器与所述阻挡物之间的水平距离小于或等于所述提前爬坡距离的情况下，控制所述无人飞行器开始以所述预设竖直加速度爬升，直至所述无人飞行器达到所述期望爬升速度。

【技术特征摘要】
1.一种用于无人飞行器爬坡的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：检测在所述无人飞行器水平行进方向前方的阻挡物的斜率；根据所述斜率和所述无人飞行器在水平方向上的行进速度确定所述无人飞行器沿所述阻挡物爬升所需的在竖直方向上的期望爬升速度；根据所述无人飞行器的预设竖直加速度确定所述无人飞行器达到所述期望爬升速度所需的加速时间；根据所述加速时间和所述行进速度确定所述无人飞行器在水平方向上的提前爬坡距离；以及在检测到所述无人飞行器与所述阻挡物之间的水平距离小于或等于所述提前爬坡距离的情况下，控制所述无人飞行器开始以所述预设竖直加速度爬升，直至所述无人飞行器达到所述期望爬升速度。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述检测在所述无人飞行器水平行进方向前方的阻挡物的斜率包括：检测所述无人飞行器的离地距离；检测所述阻挡物与所述无人飞行器之间的水平距离；以及根据所述无人飞行器的所述离地距离和所述水平距离确定所述阻挡物的斜率。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：根据所述预设竖直加速度确定所述无人飞行器达到在竖直方向上的最大爬升速度所需的最长加速时间；根据所述最长加速时间和所述行进速度确定检测距离；以及在检测到所述水平距离小于或等于所述检测距离的情况下，根据所述离地距离和所述水平距离确定所述阻挡物的斜率。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述斜率和所述无人飞行器的行进速度确定所述无人飞行器沿所述阻挡物爬升所需的期望爬升速度包括：根据所述斜率和所述无人飞行器的最大爬升速度确定所述无人飞行器在水平方向上的最大允许行进速度；在所述无人飞行器当前的行进速度大于所述最大允许行进速度的情况下，控制所述行进速度降低至小于或等于所述最大允许行进速度；以及根据降低后的所述行进速度和所述斜率确定所述期望爬升速度。5.根据权利要求1至4任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述预设竖直加速度为所述无人飞行器的最大竖直加速度。6.根据权利要求1至4所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述无人飞行器的预设竖直加速度确定所述无人飞行器达到所述期望爬升速度所需的加速时间包括：确定所述无人飞行器当前的竖直移动速度与所述期望爬升速度之间的差值；以及根据所述差值和所述预设竖直加速度确定所述加速时间。7.根据权利要求1至4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：检测所述无人飞行器处于不同爬升高度下，所述无人飞行器与所述阻挡物之间的水平距离；检测所述无人飞行器在爬升过程中沿水平方向上的行进距离；以及根据所述水平距离的变化量和与该变化量对应的所述行进距离确定所述阻挡物是否为障碍物。8.一种用于无人飞行器爬坡的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈有生，
申请(专利权)人：广州极飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44