无人飞行器稳定性的控制方法、控制装置及无人飞行器制造方法及图纸

一种无人飞行器稳定性的控制方法、控制装置及无人飞行器，所述无人飞行器稳定性的控制方法包括确定所述无人飞行器的重心偏移量；基于所述重心偏移量调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。根据本实施例提供的方案，在无人飞行器整体的重心发生偏移时，能够获取重心偏移量，进而基于获得的重心偏移量对无人飞行器至少一条机臂的伸展量进行调整，以减小或者消除重心偏移量，拉近重心与无人飞行器的几何中心的距离，从而可平衡各机臂上的电机的负载，以保持各电机动力输出的均衡性，有利于提升无人飞行器飞行的稳定性和机动性。

Control method, control device and UAV stability

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无人飞行器稳定性的控制方法、控制装置及无人飞行器
本专利技术实施例属于无人飞行器控制
，尤其涉及一种无人飞行器稳定性的控制方法、无人飞行器稳定性的控制装置及无人飞行器。
技术介绍
多旋翼飞行器属于无人飞行器的一种，其采用多个螺旋桨作为动力，可以搭载各种负载，比如可以搭载小微型相机进行空中拍摄，也可以搭载各种探测、测量仪器用于环境、天气、地质灾害等的监测，应用领域十分广泛。现在的多旋翼飞行器多使用固定结构或折叠结构机臂，对单一飞行器来说，无论使用其中的哪种结构，其机臂长度都是单一固定的。具有固定长度的机臂的多旋翼飞行器在挂载负载的时候，当负载的质量分布不均匀或者负载挂载的位置偏离多旋翼飞行器的中心位置时，会导致负载和多旋翼飞行器的整体重心偏离多旋翼飞行器的中心位置，造成各机臂上电机的负载不均衡性的可能性大大增加，影响飞行器的飞行稳定性。此外，固定长度的机臂在一定程度上限制了多旋翼飞行器的旋翼直径、飞行的稳定性和机动性，以及限制了载重能力和应用场景。
技术实现思路
基于上述背景，本专利技术实施例提供一种无人飞行器稳定性的控制方法，主要解决现有技术中无人飞行器采用长度固定的机臂时容易因挂载负载引起重心偏移，而导致各机臂上电机的负载不均衡性，影响无人飞行器稳定性的问题；此外，本专利技术实施例还提供无人飞行器稳定性的控制装置及无人飞行器。本申请采用的技术方案具体如下。一种无人飞行器稳定性的控制方法，包括：确定所述无人飞行器的重心偏移量；基于所述重心偏移量调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。一种无人飞行器稳定性的控制装置，包括：重心偏移确定模块，用于确定所述无人飞行器的重心偏移量；机臂控制模块，用于基于所述重心偏移量调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。一种无人飞行器，包括机身和从所述机身向外延伸的多个机臂，每个所述机臂上对应设置有动力装置，当所述无人飞行器具有重心偏移量时，至少一条所述机臂的伸展量可被调整，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。本申请实施例提供的无人飞行器稳定性的控制方法、控制装置及无人飞行器，在无人飞行器整体的重心发生偏移时，能够获取重心偏移量，进而基于获得的重心偏移量对无人飞行器至少一条机臂的伸展量进行调整，以减小或者消除重心偏移量，拉近重心与无人飞行器的几何中心的距离，从而可平衡各机臂上的电机的负载，以保持各电机动力输出的均衡性，有利于提升无人飞行器飞行的稳定性和机动性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术实施例提供的无人飞行器稳定性的控制方法的流程图；图2为本专利技术实施例中确定所述无人飞行器的重心偏移量的处理流程图；图3为本专利技术实施例提供的四旋翼无人飞行器的简化构型；图4为本专利技术实施例提供的四旋翼无人飞行器在俯仰轴方向上发生重心偏移的状态图；图5为本专利技术实施例提供的四旋翼无人飞行器俯仰轴方向上发生重心偏移并调整机臂后的状态图；图6为本专利技术实施例提供的另一四旋翼无人飞行器在俯仰轴方向上发生重心偏移的状态图；图7为本专利技术实施例提供的另一四旋翼无人飞行器俯仰轴方向上发生重心偏移并调整机臂后的状态图；图8为本专利技术实施例提供的四旋翼无人飞行器在俯仰轴和横滚轴上均发生重心偏移并调整机臂后的状态图；图9为本专利技术实施例提供的无人飞行器的结构示意图；图10为本专利技术实施例提供的无人飞行器稳定性的控制装置的结构框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术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，不是旨在于限制本专利技术。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“包含”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。本专利技术实施例提供一种无人飞行器稳定性的控制方法，包括：确定所述无人飞行器的重心偏移量；基于所述重心偏移量调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。本专利技术实施例还提供一种无人飞行器稳定性的控制装置，包括：重心偏移确定模块，用于确定所述无人飞行器在悬停状态下的重心偏移量；机臂控制模块，用于基于所述重心偏移量调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。本专利技术实施例还提供一种无人飞行器，包括机身和从所述机身向外延伸的多个机臂，每个所述机臂上对应设置有动力装置，当所述无人飞行器在悬停状态下具有重心偏移量时，至少一条所述机臂的伸展量可被调整，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。本申请实施例提供的无人飞行器稳定性的控制方法、控制装置及无人飞行器，在无人飞行器整体的重心发生偏移时，能够获取重心偏移量，进而基于获得的重心偏移量对无人飞行器至少一条机臂的伸展量进行调整，以减小或者消除重心偏移量，拉近重心与无人飞行器的几何中心的距离，从而可平衡各机臂上的电机的负载，以保持各电机动力输出的均衡性，有利于提升无人飞行器飞行的稳定性和机动性。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术实施例提供一种无人飞行器稳定性的控制方法，可应用于机臂伸展量可调的无人飞行器，在本实施例中，所述的无人飞行器为旋翼无人飞行器，尤其指多旋翼无人飞行器，比如双旋翼、三旋翼、四旋翼、五旋翼、六旋翼、八旋翼等，在下述实施例中，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，包括：/n确定所述无人飞行器的重心偏移量；/n基于所述重心偏移量调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，包括：
确定所述无人飞行器的重心偏移量；
基于所述重心偏移量调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。


2.根据权利要求1所述的无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，所述调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量包括：
调整所述无人飞行器的俯仰轴两侧的机臂的伸展量和/或调整所述无人飞行器的横滚轴两侧的机臂的伸展量。


3.根据权利要求2所述的无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，所述调整所述无人飞行器的俯仰轴两侧的机臂的伸展量包括：
确定所述重心偏移量在所述俯仰轴上的分量的偏移方向；
增加所述偏移方向上的机臂的伸展量，和/或减小所述偏移方向的相反方向上的机臂的伸展量。


4.根据权利要求2所述的无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，所述调整所述无人飞行器的横滚轴两侧的机臂的伸展量包括：
确定所述重心偏移量在所述横滚轴上的分量的偏移方向；
增加所述偏移方向上的机臂的伸展量，和/或减小所述偏移方向的相反方向上的机臂的伸展量。


5.根据权利要求2所述的无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，所述机臂的伸缩量的调整过程为机臂的线性收缩伸展或者局部折叠伸展。


6.根据权利要求1至5任一项所述的无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，所述确定所述无人飞行器的重心偏移量包括：
获取无人飞行器的各个机臂上的动力装置的电机状态参数；
根据所述电机状态参数求取对应的动力装置的升力，其中任意一条机臂上的动力装置产生的升力与其他机臂中至少一条机臂上的动力装置产生的升力不相等；
基于所述无人飞行器所满足的抵抗力矩平衡关系，根据得到的所述电机状态参数和所述升力计算所述无人飞行器的所述重心偏移量。


7.根据权利要求6所述的无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，所述基于所述重心偏移量调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量包括：
基于所述无人飞行器在调整机臂的伸展量之后所满足的抵抗力矩平衡关系，计算所述无人飞行器的机臂的调整量与所述重心偏移量的转换关系；
根据计算得到的所述重心偏移量和所述转换关系获取所述无人飞行器上至少一条机臂的调整量。


8.根据权利要求6所述的无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，在获取无人飞行器的各个机臂上的动力装置的电机状态参数前，还包括：
确定所述无人飞行器各机臂的伸展状态，并在所述无人飞行器各机臂的伸展状态不同时将各机臂的伸展状态调整为一致。


9.根据权利要求1所述的无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，还包括：
在所述无人飞行器的各机臂的伸展量调整达到极限时，调整所无人飞行器的各机臂上的动力装置的电机状态，以对所述无人飞行器的重心的偏移进行补偿。


10.根据权利要求1所述的无人飞行器稳定性的控制方法，其特征在于，当所述无人飞行器的重心的偏移量为零时，所述无人飞行器各个机臂上的动力装置产生的升力相等。


11.一种无人飞行器稳定性的控制装置，其特征在于，包括：
重心偏移确定模块，用于确定所述无人飞行器的重心偏移量；
机臂控制模块，用于基于所述重心偏移量调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量，以调整所述无人飞行器的重心的偏移量至预设范围内，其中，所述预设范围为零至预设阈值。


12.根据权利要求11所述的无人飞行器稳定性的控制装置，其特征在于，所述调整所述无人飞行器上至少一条机臂的伸展量包括：
调整所述无人飞行器的俯仰轴两侧的机臂的伸展量和/或调整所述无人飞行器的横滚轴两侧的机臂的伸展量。


13.根据权利要求12所述的无人飞行器稳定性的控制装置，其特征在于，所述调整所述无人飞行器的俯仰轴两侧的机臂的伸展量包括：
确定所述重心偏移量在所述俯仰轴上的分量的偏移方向；
增加所述偏移方向上的机臂的伸展量，或者减小所述偏移方向的相反方向上的机臂的伸展量。


14.根据权利要求12所述的无人飞行器稳定性的控制装置，其特征在于，所述调整所述无人飞行器的横滚轴两侧的机臂的伸展量包括：
确定所述重心偏移量在所述横滚轴上的分量的偏移方向；
增加所述偏移方向上的机臂的伸展量，或者减小所述偏移方向的相反方向上的机臂的伸展量。


15.根据权利要求12所述的无人飞行器稳定性的控制装置，其特征在于，所述机臂的伸缩量的调整过程为机臂的线性收缩伸展或者局部折叠伸展。


16.根据权利要求11至15任一项所述的无人飞行器稳定性的控制装置，其特征在于，所述重心偏移确定模块包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜钊，杨康，高明明，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44