CN105730707A - 一种无人机的手抛自动起飞方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人机的手抛自动起飞方法，包括：S1：无人机进入自动起飞逻辑；S2：监测到无人机的触发动作信号；S3：判断无人机姿态角度在安全解锁角度内；S4：解锁发动机，使发动机以全速转动；S5：操作员向前手抛无人机出手；S6：使无人机以最快速度累计空速，检测无人机的空速超过起飞安全空速；S7：确保无人机的爬升高度和保持无人机沿出手方向飞行；S8：判断无人机的飞行高度达到安全高度，是则自动起飞结束。本发明可以降低无人机起飞过程中，对飞控手的依赖与场地设备的依赖。另外，也可以避免飞行器起飞时由于环境影响或人为失误对飞行器的损坏，保证无人机安全起飞。

Description

一种无人机的手抛自动起飞方法
技术领域
本发明涉及无人机领域，尤其涉及的是一种无人机的手抛自动起飞方法。
背景技术
目前固定翼无人机起飞方式主要为飞行员手动控制飞行器起飞，部分固定翼无人机还需要起落架或者弹射装置辅助无人机累计空速。
这种方式需要无人机操控手具有很强的操控能力以及经验。尤其对于天气异常的环境下，由于人对外界环境影响无人机飞行状况的判断仅能通过肉眼观测，如果操控手操作失误还有可能损伤无人机甚至对地面人员造成伤害。
在起飞辅助装置方面，无论是起落架还是弹射装置，对无人机的结构强度都有严格的要求。如果强度不足，很容易对无人机造成损害。并且起落架需要一条相对较长的滑跑轨道，对起飞场地有特殊要求。而弹射架则需要笨重的弹射设备，便携性相对较差。
综上所述，目前固定翼无人机的起飞方式对人员环境场地设备要求很大。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种对飞控手和起飞场地设备无依赖，能保证无人机安全起飞的无人机的手抛自动起飞方法。
本发明的技术方案如下：一种无人机的手抛自动起飞方法，包括如下步骤：S1：无人机进入自动起飞逻辑；S2：实时监测无人机的触发动作信号，在监测到无人机的的触发动作信号后继续执行步骤S3；S3：判断无人机姿态角度是否在安全解锁角度内，是则继续步骤S4，否则返回步骤S2；S4：解锁发动机，使发动机以全速转动；S5：操作员向前手抛无人机出手；S6：使无人机以最快速度累计空速，并实时检测无人机的空速是否超过起飞安全空速，是则继续步骤S7，否则重复执行步骤S6；S7：确保无人机的爬升高度和保持无人机沿出手方向飞行；S8：判断无人机的飞行高度是否达到安全高度，是则自动起飞结束，否则重复步骤S7。
应用于上述技术方案，所述的手抛自动起飞方法中，步骤S2中，在实时监测无人机的触发动作信号时，是通过检测到向机头晃动无人机的信号作为触发动作信号。
应用于各个上述技术方案，所述的手抛自动起飞方法中，步骤S6中，在检测无人机空速未超过起飞安全空速前，通过无人机的飞行系统保持无人机滚转轴水平，通过无人机的俯仰轴保持无人机不会掉高平飞，并保证无人机不会做大机动且高度不会接地的前提下，以最快速度累积空速。
应用于各个上述技术方案，所述的手抛自动起飞方法中，步骤S7中，是通过放开目标俯仰角度限制，由纵向控制器计算给出，确保无人机的爬升高度；并且，通过放开目标滚转角度限制，由横侧向控制器计算给出，保持无人机沿出手方向飞行。
应用于各个上述技术方案，所述的手抛自动起飞方法中，步骤S7中，保持无人机沿出手方向飞行前，还获取无人机的出手方向，具体为使用解锁发动机GPS位置与出手后相对地面速度达到一定数值后的GPS位置的连线方向，并由横侧向控制器计算给出，保持无人机沿出手方向飞行。
采用上述方案，本发明通过在自动起飞时，通过发动机解锁触发条件来手抛无人机起飞，可以降低无人机起飞过程中，对飞控手的依赖与场地设备的依赖。另外，无人机在空速达到安全起飞空速前姿势姿态角度限制，也可以避免飞行器起飞时由于环境影响或人为失误对飞行器的损坏，保证无人机安全起飞。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本实施例提供了一种无人机的手抛自动起飞方法，其中，无人机手抛自动飞起的工作流程如图1所示，其包括步骤如下，首先，通过设置启动，使无人机进入自动起飞逻辑后，无人机会实时监测一个向前晃动无人机的触发动作，即向机头方向晃动无人机的触发动作。当无人机监测到这个动作时，通过设置去判断无人机姿势姿态角度是否在安全解锁角度内，如果无人机姿势姿态角度，即器俯仰角度、滚转角度，超过安全解锁角度，则认为此时解锁发动机属于误解锁，会伤害地面操作人员，无人机飞控系统拒绝解锁指令。如果无人机姿势姿态角度均小于安全解锁角度，则认为此时满足解锁要求，解锁发动机并使发动机以全速转动。
地面操作人员可以在发动机全速转动后，向前手抛无人机出手，手抛推送无人机起飞。在空速小于安全起飞空速之前，飞控系统会保持无人机滚转轴水平，俯仰轴保持不会让无人机掉高平飞，保证无人机不会做大机动且高度不会接地的前提下，飞快系统控制无人机以最快速度累积空速。
空速累积到安全空速前，横侧向飞行方向控制器和纵向高度速度控制器被锁定限制，当空速累积到安全空速后，检测到空速超过起飞安全空速时，即开启横侧向控制器以控制飞行方向沿出手方向飞行。开启纵向高度速度控制器，以最快速度爬升高度。在上述自动起飞的全部过程中，无人机的偏航阻尼器与侧滑控制器始终处于开启状态。当无人机爬升到安全高度后，通过判断高度达到安全高度后，认为自动起飞完成，结束自动起飞逻辑，开始执行后续逻辑，在判断高度未达到安全高度之前，即保持无人机沿出手方向飞行，并以最快速度继续爬升高度。
无人机的安全高度可以根据实际情况进行设置，一般可以设置为一个固定值，此处不做任何限制。
无人机在出手方向获取方面，如果使用罗盘会轻松获取飞行器机头指向方向，来定义出手方向。但罗盘在更换使用地点或者长时间未校准的时候，需要重新进行罗盘校准，并且校准方式复杂。所以本实施例自动起飞方式不使用罗盘获取出手方向，而是使用解锁发动机GPS位置与出手后相对地面速度达到一定数值后的GPS位置的连线方向。这种方式出手方向获取简单准确，而且避免了复杂的罗盘校准。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无人机的手抛自动起飞方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：无人机进入自动起飞逻辑；
S2：实时监测无人机的触发动作信号，在监测到无人机的触发动作信号后继续执行步骤S3；
S3：判断无人机姿态角度是否在安全解锁角度内，是则继续步骤S4，否则返回步骤S2；
S4：解锁发动机，使发动机以全速转动；
S5：操作员向前手抛无人机出手；
S6：使无人机以最快速度累计空速，并实时检测无人机的空速是否超过起飞安全空速，是则继续步骤S7，否则重复执行步骤S6；
S7：确保无人机的爬升高度和保持无人机沿出手方向飞行；
S8：判断无人机的飞行高度是否达到安全高度，是则自动起飞结束，否则重复步骤S7。
2.根据权利要求1所述的手抛自动起飞方法，其特征在于：步骤S2中，在实时监测无人机的触发动作信号时，是通过检测到向机头晃动无人机的信号作为触发动作信号。
3.根据权利要求1所述的手抛自动起飞方法，其特征在于：步骤S6中，在检测无人机空速未超过起飞安全空速前，通过无人机的飞行系统保持无人机滚转轴水平，通过无人机的俯仰轴保持无人机不会掉高平飞，并保证无人机不会做大机动且高度不会接地的前提下，以最快速度累积空速。
4.根据权利要求1所述的手抛自动起飞方法，其特征在于：步骤S7中，是通过放开目标俯仰角度限制，由纵向控制器计算给出，确保无人机的爬升高度；并且，通过放开目标滚转角度限制，由横侧向控制器计算给出，保持无人机沿出手方向飞行。
5.根据权利要求1-4任一所述的手抛自动起飞方法，其特征在于：步骤S7中，保持无人机沿出手方向飞行前，还获取无人机的出手方向，具体为使用解锁发动机GPS位置与出手后相对地面速度达到一定数值后的GPS位置的连线方向，并由横侧向控制器计算给出，保持无人机沿出手方向飞行。
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