无人机的控制方法和无人机技术

一种无人机(1a、1b、1c)的控制方法和无人机(1a、1b、1c)，该无人机(1a、1b、1c)的控制方法包括：生成返航指令，使所述无人机(1a、1b、1c)执行返航动作，所述返航动作至少包括一巡航阶段；在所述巡航阶段中，测量所述无人机(1a、1b、1c)的飞行参数，当根据所述飞行参数判断所述无人机(1a、1b、1c)处于大风阻滞状态时，所述无人机(1a、1b、1c)进入大风返航阶段；在所述大风返航阶段中，测量所述飞行参数，当根据所述飞行参数判断所述无人机(1a、1b、1c)退出大风阻滞状态时，所述无人机(1a、1b、1c)返回巡航阶段。

Control method and UAV

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无人机的控制方法和无人机
本公开涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机的控制方法和无人机。
技术介绍
无人机在返航、正常作业等飞行过程中可能会遭遇大风。当风力很大时，无人机的前飞分力可能不足以抵消风力，这会降低无人机的航速，甚至使无人机停滞。风力也可能使无人机的航向严重偏离预设航向。而现有技术并不会对大风进行检测，无人机也不会在飞行过程中对大风进行规避，容易造成无人机电量耗尽而无法到达目标点，影响无人机的飞行安全。
技术实现思路
本公开提供了一种无人机的控制方法，其中，包括：生成返航指令，使所述无人机执行返航动作，所述返航动作至少包括一巡航阶段；在所述巡航阶段中，测量所述无人机的飞行参数，当根据所述飞行参数判断所述无人机处于大风阻滞状态时，所述无人机进入大风返航阶段；在所述大风返航阶段中，测量所述飞行参数，当根据所述飞行参数判断所述无人机退出大风阻滞状态时，所述无人机返回巡航阶段。本公开还提供了一种无人机，其中，包括：机身，所述机身设置有控制器和至少一个测量装置；所述控制器用于生成返航指令，使所述无人机执行返航动作，所述返航动作至少包括一巡航阶段；在所述巡航阶段中，所述至少一个测量装置用于测量所述无人机的飞行参数，当所述控制器根据所述飞行参数判断所述无人机处于大风阻滞状态时，所述控制器控制所述无人机进入大风返航阶段；在所述大风返航阶段中，所述至少一个测量装置用于测量所述飞行参数，当所述控制器根据所述飞行参数判断所述无人机退出大风阻滞状态时，所述控制器控制所述无人机返回巡航阶段。从上述技术方案可以看出，本公开实施例至少具有以下有益效果：通过在巡航阶段检测无人机是否处于大风阻滞状态，并执行相应的返航策略，以避免大风对返航的影响，从而确保无人机能够安全返航，提高了无人机返航的可靠性和安全性。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，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公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1为本公开实施例无人机的控制方法的流程图。图2为本公开实施例无人机返航动作的流程图。图3为本公开一实施例无人机的皮托管的结构示意图。图4为本公开一实施例无人机的结构示意图。图5为本公开一实施例无人机的俯视图。图6为本公开另一实施例无人机的俯视图。图7为本公开又一实施例无人机的俯视图。【符号说明】1a、1b、1c-无人机；10a、10b、10c-机身；11a、11b、11c-控制器；12a、12b、12c-定位装置；13a、13c-空速计；131a、131c-皮托管；1311-总压孔；1312-静压孔；1313-总压导出管；1314-静压导出管；1315-对准柄；D-测头的直径；d-总压孔的直径；132a、132c-压力计；133a、133c-支撑管；14a、14b、14c-障碍物检测装置；20a、20b、20c-动力装置；θ-夹角；p1、p2-皮托管的位置；α-最大飞行倾角；R-气流影响区域；W-风向；W1-平行于巡航航向的分量；W2-垂直于巡航航向的分量；C-巡航航向；E-实际航向。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。本公开一实施例提供了一种无人机的控制方法，如图1所示，该控制方法包括以下步骤：步骤S101：通过向无人机发送返航指令，使无人机执行返航动作，返回动作至少包括一巡航阶段。如图2所示，返航动作包括：爬升阶段S1、巡航阶段S2以及降落阶段S3，巡航阶段S2包括一大风返航阶段S21。爬升阶段包括：返航准备、强制上升、航向对齐、自动上升等阶段。无人机首先执行刹车悬停操作，以做好返航准备。当无人机处于悬停状态、或者其航速小于预设航速、或者执行刹车悬停操作的时间已经超过预设时间时，无人机进入强制上升阶段。在强制上升阶段，无人机以预设速度上升。当无人机到达预设高度、或者强制上升的时间已经超过预设时间时，无人机进入航向对齐阶段。在航向对齐阶段，无人机悬停于预设高度并调整航向，与巡航航向对齐。无人机可以机头朝向返航点或者机尾朝向返航点。当无人机的实际航向与巡航航向的差值小于预设角度、或者航向调整的时间已经超过预设时间时，无人机进入自动上升阶段。在自动上升阶段，无人机以预设速度上升至巡航高度，巡航高度为预设的返航高度和无人机限高高度之间的较小者。当无人机升至巡航高度、或者自动上升的时间已经超过预设时间、或者无人机接收到油门杆操作指令时，无人机进入巡航阶段。在巡航阶段，无人机以预设速度向返航点飞行。当无人机到达返航点正上方时，巡航阶段结束，无人机进入降落阶段。在降落阶段，无人机以预设速度下降，直至落在目标点，返航动作完成。另外，无人机在巡航阶段会检测其当前位置与周边物体的距离，当该距离小于预设距离时，认为该周边物体为障碍物，此时，巡航阶段还可以包括避障阶段。在避障阶段，无人机首先执行刹车悬停操作并计算回退位置。然后无人机向回退位置后退。当无人机的位置与回退位置的距离小于预设距离、或者后退时间超过预设时间时，无人机开始避障上升。无人机在避障上升过程中持续检测与障碍物的距离，当与障碍物的距离大于预设距离、或者避障上升的时间超过预设时间时，以避障上升后的高度继续巡航至返航点。步骤S102：在巡航阶段中，测量无人机的飞行参数，当根据飞行参数判断无人机处于大风阻滞状态时，无人机进入大风返航阶段。在本实施例中，所述飞行参数包括无人机的空速和地速。无人机安装有定位装置和空速计，分别用于测量无人机飞行时的地速和空速。地速是指无人机相对于地面的速度，空速是指无人机相对于空气的速度。定位装置例如是GPS接收机和/或惯性测量器件。空速计包括安装于无人机机身外部的皮托管。当无人机在空中飞行时，来流迎向皮托管的总压孔产生滞压，皮托管的静压孔测量静压，空速计根据伯努利方程即可计算出动压，从而得到无人机的空速。本实施例的大风阻滞状态是指航速阻滞状态。对于返航动作而言，当风向W如图5所示与巡航航向相反时，无人机的空速较大，意味着两种可能的情况。一种情况是无人机处于无风、风速很小或风速较小的环境，无人机以高地速飞行。另一种情况就是航速阻滞状态，即风速很大，但无人机的地速很小甚至为零。在这种情况下，尽管空速计测量的空速很大，但由于风力的作用，无人机几乎不能再向返航点飞行，如果使无人机继续巡航，则很难完成返航动作。因此，在巡航阶段中，首先分别利用空速计和定位装置测量无人机的空速和地速，并计算无人机的空速与地速的差值。然后判断所述差值是否大于第一阈值。如果小于第一阈值，说明风速不大，不足以影响无人机的巡航。如果大于第一阈值，说明风速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机的控制方法，其中，包括：/n生成返航指令，使所述无人机执行返航动作，所述返航动作至少包括一巡航阶段；/n在所述巡航阶段中，测量所述无人机的飞行参数，当根据所述飞行参数判断所述无人机处于大风阻滞状态时，所述无人机进入大风返航阶段；/n在所述大风返航阶段中，测量所述飞行参数，当根据所述飞行参数判断所述无人机退出大风阻滞状态时，所述无人机返回巡航阶段。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无人机的控制方法，其中，包括：
生成返航指令，使所述无人机执行返航动作，所述返航动作至少包括一巡航阶段；
在所述巡航阶段中，测量所述无人机的飞行参数，当根据所述飞行参数判断所述无人机处于大风阻滞状态时，所述无人机进入大风返航阶段；
在所述大风返航阶段中，测量所述飞行参数，当根据所述飞行参数判断所述无人机退出大风阻滞状态时，所述无人机返回巡航阶段。


2.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述大风阻滞状态包括：航速阻滞状态与航向偏离状态的至少其中之一。


3.如权利要求2所述的控制方法，其中，所述大风阻滞状态为航速阻滞状态；所述飞行参数包括：无人机的空速和地速；
在所述巡航阶段中，判断所述空速与所述地速的差值是否大于第一阈值，如果是，则所述无人机处于航速阻滞状态；
在所述大风返航阶段中，判断所述空速与所述地速的差值是否大于第一阈值，如果否，则所述无人机退出航速阻滞状态。


4.如权利要求2所述的控制方法，其中，所述大风阻滞状态为航向偏离状态；所述飞行参数包括：无人机的实际航向；
在所述巡航阶段中，判断所述实际航向与巡航航向的差值是否大于第二阈值，如果是，则所述无人机处于航速阻滞状态；
在所述大风返航阶段中，判断所述实际航向与巡航航向的差值是否大于第二阈值，如果否，则所述无人机退出航速阻滞状态。


5.如权利要求2所述的控制方法，其中，所述大风阻滞状态包括航速阻滞状态和航向偏离状态；所述飞行参数包括：无人机的空速、地速和实际航向；
在所述巡航阶段中，判断所述空速与地速的差值是否大于第一阈值、以及所述实际航向与巡航航向的差值是否大于第二阈值；当二者中的至少一个成立时，则所述无人机处于大风阻滞状态；
在所述大风返航阶段中，判断所述空速与地速的差值是否大于第一阈值、以及所述实际航向与巡航航向的差值是否大于第二阈值，当二者均不成立时，则所述无人机退出大风阻滞状态。


6.如权利要求3或5所述的控制方法，其中，所述空速为所述无人机以最大飞行倾角巡航时的空速。


7.如权利要求3或5所述的控制方法，其中，利用所述无人机的气流影响区域之外的空气测量所述空速。


8.如权利要求1所述的控制方法，其中，在所述大风返航阶段中，所述无人机进入下降阶段；在所述下降阶段中，当所述无人机退出大风阻滞状态时，停止下降，返回巡航阶段。


9.如权利要求8所述的控制方法，其中，在所述下降阶段中，当所述无人机下方有障碍物时，无人机停止下降；当所述障碍物不再位于所述无人机下方时，无人机继续下降。


10.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述生成返航指令包括：当所述无人机处于飞行状态时，测量所述飞行参数，当根据所述飞行参数判断所述无人机处于所述大风阻滞状态时，生成所述返航指令。


11.一种无人机，其中，包括：机身，所述机身设置有控制器和至少一个测量装置；
所述控制器用于生成返航指令，使所述无人机执行返航动作，所述返航动作至少包括一巡航阶段；
在所述巡航阶段中，所述至少一个测量装置用于测量所述无人机的飞行参数，当所述控制器根据所述飞行参数判断所述无人机处于大风阻滞状态时，所述控制器控制所述无人机进入大风返航阶段；
在所述大风返航阶段中，所述至少一个测量装置用于测量所述飞行参数，当所述控制器根据所述飞行参数判断所述无人机退出大风阻滞状态时，所述控制器控制所述无人机返回巡航阶段。


12.如权利要求11所述的无人机，其中，所述大风阻滞状态包括：航速阻滞状态与航向偏离状态的至少其中之一。

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，陈晨，
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