CN102495634A - 无人机的控制方法和装置及无人机的操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机的控制方法和装置及无人机的操作装置，其中，该方法包括：获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数；根据获取到的飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令；将调整命令发送给无人机，其中，调整命令用于无人机执行与待执行任务的状态参数对应的调整动作。本发明解决了相关技术中小型无人机在飞行过程中不能调整预先设定好的任务参数进行飞行的问题，进而达到了精确控制小型无人机飞行的技术效果。

Description

无人机的控制方法和装置及无人机的操作装置

技术领域

本发明涉及航空领域，具体而言，涉及一种无人机的控制方法和装置及无人机的操作装置。

背景技术

随着航空技术的发展，小型无人机以其体积小，在执行任务时隐蔽性好，机动灵活，便于部署，成本低廉，便于携带等特点，在低空军事侦察、火力支援、目标搜索、中继通讯、航空摄影、气象灾害监测以及道路交通监控等各领域都有着广泛的应用前景。伴随着应用领域向无人机小型化上的拓展，我们对小型无人机精确制导和控制也提出了更高的要求，如何高效、准确的控制小型无人机的飞行，成为小型无人机发展的关键技术问题之一。

现有的小型无人机飞行控制过程，往往是通过预先输入的任务状态参数来控制小型无人机的飞行过程。而在无人机的实际飞行过程中，无人机的飞行状态参数与上述预先输入的任务状态参数之间会存在差异，这就使得小型无人机不能的按照预先设定好的任务参数进行飞行，造成小型无人机飞行控制的不精确。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种无人机的控制方法和装置及无人机的操作装置，以解决相关技术中小型无人机在飞行过程中不能调整预先设定好的任务参数进行飞行的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种无人机的控制方法，包括：获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数；根据获取到的飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令；将调整命令发送给无人机，其中，调整命令用于无人机执行与待执行任务的状态参数对应的调整动作。

优选地，获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数的步骤包括：接收以无线电传输方式发送的携带有飞行状态参数的遥测数据流；以帧为单位从接收到的遥测数据流中获取飞行状态参数。

优选地，在接收以无线电传输方式发送的携带有飞行状态参数的遥测数据流之前，还包括：无人机循环发送遥测数据流中的用于表示飞行状态参数的数据帧。

优选地，在将调整命令发送给无人机之后，还包括：无人机的操作系统根据接收到的调整命令对存储的任务的状态参数进行修改；无人机的操作系统根据修改后的任务的状态参数对飞行状态进行调整。

优选地，根据获取到的飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令的步骤包括：将获取到的飞行状态参数中与待执行任务的状态参数对应的飞行状态参数与待执行任务的状态参数进行比较，将两者的差值作为调整命令中的调整量。

根据本发明的另一方面，提供了一种无人机的控制装置，包括：获取单元，用于获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数；生成单元，用于根据获取到的飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令；发送单元，用于将调整命令发送给无人机，其中，调整命令用于无人机执行与待执行任务的状态参数对应的调整动作。

优选地，该装置的获取单元包括：接收模块，用于接收以无线电传输方式发送的携带有飞行状态参数的遥测数据流；获取模块，用于以帧为单位从接收到的遥测数据流中获取飞行状态参数。

优选地，该装置的生成单元包括：比较模块，用于将获取到的飞行状态参数中与待执行任务的状态参数对应的飞行状态参数与待执行任务的状态参数进行比较；生成模块，用于将获取到的飞行状态参数中与待执行任务的状态参数对应的飞行状态参数与待执行任务的状态参数之间的差值作为调整命令中的调整量。

根据本发明的另一方面，提供了一种无人机的操作装置，该装置位于无人机中，包括：发送单元，用于循环发送遥测数据流中的用于表示飞行状态参数的数据帧；接收单元，用于接收根据数据帧以及待执行任务的状态参数生成的调整命令；控制单元，用于根据调整命令执行与待执行任务的状态参数对应的调整动作。

优选地，该无人机的操作装置的控制单元包括：修改模块，用于根据接收到的调整命令对存储的任务的状态参数进行修改；调整模块，用于根据修改后的任务的状态参数对飞行状态进行调整。

在本发明中，通过获取调整命令来调整无人机的飞行，解决了相关技术中小型无人机在飞行过程中不能调整预先设定好的任务参数进行飞行的问题，进而达到了精确控制小型无人机进行飞行的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的无人机的控制方法的一种优选的流程图；

图2是根据本发明实施例的无人机的控制装置的一种优选的结构框图；

图3是根据本发明实施例的无人机的控制装置的另一种优选的结构框图；

图4是根据本发明实施例的无人机的操作装置的一种优选的结构框图；

图5是根据本发明实施例的无人机的操作装置的另一种优选的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本发明提供了一种的无人机的控制方法，优选的，如图1所示，该无人机的控制方法包括：

S102，获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数；

S104，根据获取到的飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令；

S106，将调整命令发送给无人机，其中，调整命令用于无人机执行与待执行任务的状态参数对应的调整动作。

在上述优选的实施例中，通过生成调整命令来调整无人机的飞行，解决了相关技术中小型无人机在飞行过程中不能调整预先设定好的任务参数进行飞行的问题，进而达到了精确控制小型无人机进行飞行的技术效果。

为了获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数，本发明还提供了一种获取方法，具体的，获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数的步骤包括：接收以无线电传输方式发送的携带有飞行状态参数的遥测数据流；以帧为单位从接收到的遥测数据流中获取飞行状态参数。通过接收以无线电传输数据流，保证了对无人机飞行状态参数的遥测数据流的远程接收。

本发明还提供了另一种的无人机的控制方法，优选的，在接收以无线电传输方式发送的携带有飞行状态参数的遥测数据流之前，无人机的控制方法还包括：无人机循环发送遥测数据流中的用于表示飞行状态参数的数据帧。上述优选的技术方案的实施，使得无人机的飞行状态参数以帧为单位有序的发送。

优选的，遥测数据流用于向地面站发回飞机状态信息和任务设备状态信息，这些数据组成在遥测数据帧中，然后通过无线电数据链路发往地面站。优选的，遥测数据流包含但不局限于控制指令状态、飞机状态、数据链状态、动力系统状态、机载电源电压、GPS定位信息以及导航状态等回报的信息。

优选的，遥测数据流共有4个副帧，每20ms发一个副帧，每80ms为一个循环，滚动发送。每1个副帧的前两个字节为0xEB、0x90，是数据头。第三个字节为帧指示字节，0x01、0x02、0x03、0x04分别表明是第一副帧、第二副帧、第三副帧、第四副帧。优选的，为保证一定的纠错能力，每一个副帧的最后一个字节设置为前面31个字节的累加校验和。

优选的，第一副帧主要包含的是状态字和监控信号，其中，状态字和监控信号包括但不局限于飞行控制指令回报、飞行状态字、系统状态字、电动机转速、动力电池放电电流、动力电池电压、动力电池剩余电量、设备电池放电电流、设备电池电压以及设备电池剩余电量。

优选的，第二副帧主要包含的是无人机姿态、位置以及控制参数等信息，其中，无人机姿态、位置以及控制参数包括但不局限于俯仰角速率、滚转角速率、偏航角速率；俯仰角、滚转角、偏航角；倾斜角、磁罗盘航向角、气压高度、空速、加速度、陀螺温度、升降舵指令、方向舵指令、左副翼指令、右副翼指令、电动机指令、惯导地速、惯导地速方向以及惯导爬升率。

优选的，第三副帧主要包含不局限于故障状态字、GPS接收机类型及定位模式、GPS定位卫星数、UTC时、UTC分、UTC秒、纬度、经度、海拔高度、偏航距、目标航线、目标航点。

优选的，第四副帧主要包含的是俯仰角速率、滚转角速率、偏航角速率、俯仰角、滚转角、偏航角、倾斜角、磁罗盘航向角、气压高度、空速、加速度、陀螺温度、升降舵指令、方向舵指令、左副翼指令、右副翼指令、电动机指令、惯导纬度、惯导经度以及惯导高度。

上述优选的技术方案的实施，可减少无人机各个飞行状态参数之间互相干扰。

本发明还提供了另一种的无人机的控制方法，优选的，在将调整命令发送给无人机之后，无人机的控制方法还包括：无人机的操作系统根据接收到的调整命令对存储的任务的状态参数进行修改；无人机的操作系统根据修改后的任务的状态参数对飞行状态进行调整。上述技术方案的实施，使得无人机的任务的状态参数可调整，以达到对无人机飞行的精确控制的技术效果。

为了生成调整命令，本申请还提供了一种优选的方法，具体的，根据获取到的飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令的步骤包括：将获取到的飞行状态参数中与待执行任务的状态参数对应的飞行状态参数与待执行任务的状态参数进行比较，将两者的差值作为调整命令中的调整量。上述优选技术方案的实施，可以获得无人机当前飞行状态与待执行任务的状态参数之间的差异，然后根据差值进行调整，进一步保证对无人机飞行的精确控制。

实施例2

在上述实施例1的基础上，本发明还提供了一种无人机的控制装置，如图2所示，该装置包括：

获取单元202，用于获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数；

生成单元204，用于根据获取到的飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令；

发送单元206，用于将调整命令发送给无人机，其中，调整命令用于无人机执行与待执行任务的状态参数对应的调整动作。

在上述优选的实施例中，通过生成单元生成调整命令来调整无人机的飞行，解决了相关技术中小型无人机在飞行过程中不能调整预先设定好的任务参数进行飞行的问题，进而达到了精确控制小型无人机进行飞行的技术效果。

为了获取单元202获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数，本发明还对无人机的控制装置进行了改进，具体的，如图3所示，获取单元202包括：接收模块2022，用于接收以无线电传输方式发送的携带有飞行状态参数的遥测数据流；获取模块2024，用于以帧为单位从接收到的遥测数据流中获取飞行状态参数。通过接收模块2022接收以无线电传输数据流，保证了对无人机飞行状态参数的遥测数据流的远程接收。

本发明还对上述生成单元204进行了改进，具体的，如图3所示，生成单元204包括：比较模块2042，用于将获取到的飞行状态参数中与待执行任务的状态参数对应的飞行状态参数与待执行任务的状态参数进行比较；生成模块2044，用于将获取到的飞行状态参数中与待执行任务的状态参数对应的飞行状态参数与待执行任务的状态参数之间的差值作为调整命令中的调整量。上述优选技术方案的实施，可以获得无人机当前飞行状态与待执行任务的状态参数之间的差异，然后根据差值进行调整，进一步保证对无人机飞行的精确控制。

实施例3

在上述实施例2的基础上，本发明还提供了一种无人机的操作装置，图4为该装置的结构框图，优选的，该无人机的操作装置位于无人机中，包括：发送单元402，用于循环发送遥测数据流中的用于表示飞行状态参数的数据帧；接收单元404，用于接收根据数据帧以及待执行任务的状态参数生成的调整命令；控制单元406，用于根据调整命令执行与待执行任务的状态参数对应的调整动作。

上述优选技术方案的实施，通过无人机通过发送单元402和接收单元404与地面控制装置，(如实施例2中的无人机的控制装置)进行数据交互，并通过控制单元406对无人机进行控制，保证对无人机飞行过程的精确控制。

本发明还对上述控制单元406进行了改进，具体的，如图5所示，控制单元406包括：修改模块4062，用于根据接收到的调整命令对存储的任务的状态参数进行修改；调整模块4064，用于根据修改后的任务的状态参数对飞行状态进行调整。上述技术方案的实施，使得无人机的任务的状态参数可调整，进而达到对无人机飞行的精确控制的技术效果。

本发明还保护一种无人机的控制系统，包括上述的无人机的控制装置和无人机的操作装置。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

通过生成调整命令来调整无人机的飞行，解决了相关技术中小型无人机不能很好的按照预先设定好的任务参数进行飞行的问题，进而达到了精确控制小型无人机按照预定的任务参数进行飞行的技术效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机的控制方法，其特征在于，包括：

获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数；

根据获取到的所述飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令；

将所述调整命令发送给所述无人机，其中，所述调整命令用于所述无人机执行与所述待执行任务的状态参数对应的调整动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数的步骤包括：

接收以无线电传输方式发送的携带有所述飞行状态参数的遥测数据流；

以帧为单位从所述接收到的遥测数据流中获取所述飞行状态参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在接收以无线电传输方式发送的携带有所述飞行状态参数的遥测数据流之前，还包括：

所述无人机循环发送所述遥测数据流中的用于表示所述飞行状态参数的数据帧。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述调整命令发送给所述无人机之后，还包括：

所述无人机的操作系统根据接收到的所述调整命令对存储的任务的状态参数进行修改；

所述无人机的操作系统根据修改后的任务的状态参数对飞行状态进行调整。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据获取到的所述飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令的步骤包括：

将所述获取到的所述飞行状态参数中与所述待执行任务的状态参数对应的飞行状态参数与所述待执行任务的状态参数进行比较，将两者的差值作为所述调整命令中的调整量。

6.一种无人机的控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取无人机在飞行过程中发回的飞行状态参数；

生成单元，用于根据所述获取到的飞行状态参数以及待执行任务的状态参数生成调整命令；

发送单元，用于将所述调整命令发送给所述无人机，其中，所述调整命令用于所述无人机执行与所述待执行任务的状态参数对应的调整动作。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括：

接收模块，用于接收以无线电传输方式发送的携带有所述飞行状态参数的遥测数据流；

获取模块，用于以帧为单位从所述接收到的遥测数据流中获取所述飞行状态参数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述生成单元包括：

比较模块，用于将所述获取到的飞行状态参数中与所述待执行任务的状态参数对应的飞行状态参数与所述待执行任务的状态参数进行比较；

生成模块，用于将所述获取到的飞行状态参数中与所述待执行任务的状态参数对应的飞行状态参数与所述待执行任务的状态参数之间的差值作为所述调整命令中的调整量。

9.一种无人机的操作装置，位于所述无人机中，其特征在于，包括：

发送单元，用于循环发送遥测数据流中的用于表示飞行状态参数的数据帧；

接收单元，用于接收根据所述数据帧以及待执行任务的状态参数生成的调整命令；

控制单元，用于根据所述调整命令执行与所述待执行任务的状态参数对应的调整动作。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：

修改模块，用于根据接收到的所述调整命令对存储的任务的状态参数进行修改；

调整模块，用于根据修改后的任务的状态参数对飞行状态进行调整。

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