CN106153025A - 多旋翼无人机及其电子罗盘的校准方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多旋翼无人机及其电子罗盘的校准方法、系统，该校准方法包括以下步骤：进行所述无人机的所述电子罗盘的地面校准；控制所述无人机空中悬停；接受所述无人机的空中校准指令；控制所述无人机原地旋转至少一周，通过所述电子罗盘测得第一磁场强度测量值，并将其与预先存取的第一磁场强度值进行比对，得到第一比对结果，并完成所述空中校准。在上述技术方案中，本发明提供的电子罗盘的校准方法，无人机悬停时，其机载设备处于工作状态，此时控制无人机原地旋转至少一周，如此，在该工作状态下可对电子罗盘进行校准，解除了电子罗盘实现方位辨别时产生偏差的可能性。

Description

多旋翼无人机及其电子罗盘的校准方法、系统

技术领域

本发明涉及无人机技术，具体涉及一种多旋翼无人机及其电子罗盘的校准方法、系统。

背景技术

近年来，无人机技术获得快速的发展，其中，多旋翼无人机是无人机的主要类型之一。多旋翼无人机依靠调节电机的转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而实现无人机的各种飞行方式。

现有技术中，多旋翼无人机采用电子罗盘实现方位的辨别，由于电子罗盘对磁场环境非常敏感，易受周围磁场影响，在使用前需要进行校准。一般在地面上校准电子罗盘，分别将待机状态下的无人机进行水平、垂直旋转，得到不同的磁场强度测量值，通过对该测量值的分析，对在周围环境磁场干扰下的电子罗盘进行了校准。

现有技术的不足之处在于，多旋翼无人机起飞后，电机等机载设备开始工作，电流产生的磁场会对电子罗盘产生干扰，但是在这种情况下，未对电子罗盘进行校准，导致电子罗盘方位辨别产生偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种多旋翼无人机及其电子罗盘的校准方法、系统，以解决在机载设备工作产生磁场干扰的情况下未对电子罗盘进行校准的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多旋翼无人机的电子罗盘的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

进行所述无人机的所述电子罗盘的地面校准；

控制所述无人机空中悬停；

接受空中校准指令；

控制所述无人机原地旋转至少一周，通过所述电子罗盘测得第一磁场强度测量值，并将其与预先存取的第一磁场强度值进行比对，得到第一比对结果，并完成所述空中校准。

上述的电子罗盘的校准方法，所述进行所述无人机的所述电子罗盘的地面校准的步骤包括：

进行所述无人机的所述电子罗盘的地面水平校准；

进行所述无人机的所述电子罗盘的地面垂直校准。

上述的电子罗盘的校准方法，所述进行所述无人机的所述电子罗盘的地面水平校准的步骤包括：

接受地面水平校准指令；

将所述无人机水平放置，且以竖直方向为轴心转动至少一周，通过所述电子罗盘测得第二磁场强度测量值，并将其与预先存取的第二磁场强度值进行比对，得到第二比对结果，并完成所述地面水平校准。

上述的电子罗盘的校准方法，所述进行所述无人机的所述电子罗盘的地面垂直校准的步骤包括：

接受地面垂直校准指令；

将所述无人机垂直于水平面放置，且以竖直方向为轴心转动至少一周，通过所述电子罗盘测得第三磁场强度测量值，并将其与预先存取的第三磁场强度值进行比对，得到第三比对结果，并完成所述地面垂直校准。

上述的电子罗盘的校准方法，所述第一磁场强度测量值为电子罗盘检测的所述无人机的机体内的磁场强度在水平面上的分量。

一种多旋翼无人机的电子罗盘的校准系统，包括：

地面校准模块，进行所述无人机的所述电子罗盘的地面校准；

控制模块，控制所述无人机空中悬停；

指令接收模块，接受空中校准指令；

空中处理模块，控制所述无人机原地旋转至少一周，通过所述电子罗盘测得第一磁场强度测量值，并将其与预先存取的第一磁场强度值进行比对，得到第一比对结果，并完成所述空中校准。

一种多旋翼无人机，包括所述一种多旋翼无人机的电子罗盘的校准系统。

在上述技术方案中，本发明提供的电子罗盘的校准方法，无人机悬停时，其机载设备处于工作状态，此时控制无人机原地旋转至少一周，如此，在该工作状态下可对电子罗盘进行校准，解除了电子罗盘实现方位辨别时产生偏差的可能性。

由于上述电子罗盘的校准方法具有上述技术效果，包含该电子罗盘的校准方法的多旋翼无人机以及电子罗盘的校准系统也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一实施方式的电子罗盘的校准方法的流程框图；

图2为本发明实施例提供的另一实施方式的电子罗盘的校准方法的流程框图；

图3为本发明实施例提供的电子罗盘的地面水平校准的状态示意图；

图4为本发明实施例提供的电子罗盘的地面水平校准方法的流程框图；

图5为本发明实施例提供的电子罗盘的地面垂直校准的状态示意图；

图6为本发明实施例提供的电子罗盘的地面垂直校准方法的流程框图；

图7为本发明实施例提供的一实施方式的电子罗盘的校准系统的流程框图。

附图标记说明：

1、地面校准模块；2、控制模块；3、指令接收模块；4、空中处理模块。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1所示，本发明实施例提供的一种多旋翼无人机的电子罗盘的校准方法，包括以下步骤：

101、进行无人机的电子罗盘的地面校准；

具体的，电子罗盘为无人机的方位辨别设备，包括三个相互垂直的磁阻传感器，三个磁阻传感器及其延伸方向分别代表空间直角坐标系的X、Y、Z轴，三个磁阻传感器可检测该无人机机体内的磁场强度，地面校准通过无人机在地面时的上下、左右以及前后的转向，以达到让无人机按操控人员预设的轨迹运动，并在运动过程中通过磁阻传感器持续检测磁场强度值。具体的，地面校准包括检测和纠正，进一步详细说明，地面校准为对电子罗盘是否受到周围磁场干扰进行检测，若受干扰，则通过分析、计算对电子罗盘进行调整，消除该磁场干扰，并提示地面校准完毕；若不受干扰，直接提示地面校准完毕。

102、控制无人机空中悬停；

具体的，悬停条件为无人机的机载设备以及动力设备均处于工作状态且无人机停留在一定高度，作为一种优选的实施方式，无人机的操作人员收到地面校准完毕的提示后，通过无人机控制器对其进行航前检查、通电自检以及启动检测等步骤(具体方法不做赘述)，并通过无人机控制器控制无人机起飞至一定高度，且使其悬停于该高度。可选的，也可以是当无人机收到地面校准完毕提示后，按照其校准程序自动执行上述各步骤。

显而易见，本实施例中的地面校准提示可以来自无人机的控制器也可以来自无人机本身。

103、接受空中校准指令；

具体的，空中校准指令为对无人机及其校准模块实施控制的指令，优选的，其来自无人机的控制器，如操作人员按下空中校准按键时，向无人机发送空中校准指令，使检测、纠正设备进入工作状态，并触发LED灯发蓝光，提示操作人员已经进入可对电子罗盘进行校准的状态。可选的，也可以是当无人机悬停后，按照无人机的校准程序自动执行上述各步骤。

104、控制无人机原地旋转至少一周，通过电子罗盘测得第一磁场强度测量值，并将其与预先存取的第一磁场强度值进行比对，得到第一比对结果，并完成空中校准。

具体的，第一磁场强度测量值为通过电子罗盘测得的无人机机体内的磁场的强度的总量，可以为电子罗盘上的某个磁阻传感器测得的X、Y、Z轴上的磁场强度的分量，也可以为某两个磁阻传感器测得的XY、XZ、YZ面上的磁场强度的分量。优选的，当无人机接收到来自无人机的控制器的空中校准指令后，操作人员通过控制器控制无人机原地旋转一周(大于等于一周均可)，此时电子罗盘上的磁阻传感器做切割磁感线运动，由此，可以根据其工作原理(不做赘述)测得第一磁场强度测量值，将该测量值与存储于无人机上的存储设备中的第一磁场强度值(地磁场强度)作比较，若两者之间的误差在预设误差值之内，即认为电子罗盘未受因机载设备工作而产生的磁场的影响，空中校准完毕；若两者之间的误差值在预设误差值之外，即认为电子罗盘受到因机载设备工作而产生的磁场的影响，则通过对检测到的各个数据进行分析、计算对电子罗盘进行调整，消除该磁场的影响，空中校准完毕，LED灯由蓝光转为绿光。可选的，当执行完空中校准指令后，无人机按照其校准程序自动执行旋转一周及之后的各步骤。

在上述技术方案中，本发明提供的电子罗盘的校准方法，无人机悬停时，其机载设备处于工作状态，此时控制无人机原地旋转至少一周，如此，在该工作状态下可对电子罗盘进行校准，解除了电子罗盘实现方位辨别时产生偏差的可能性。

如图2所示，本实施例中，步骤101中，进一步的，包括：

1011、进行无人机的电子罗盘的地面水平校准；

1012、进行无人机的电子罗盘的地面垂直校准。

具体的，地面校准分为两步，地面水平校准和地面垂直校准。

如图3-4所示，本实施例中，步骤1011中，进一步的，包括：

10111、接受地面水平校准指令；

具体的，地面水平校准指令为控制校准模块进入工作状态的控制指令，优选的，其来自无人机或者其无人机的控制器，如操控人员按下位于无人机或者无人机控制器上的水平校准按键，检测、纠正设备即进入工作状态，触发LED灯发蓝光，此时人员可进行地面水平校准。

10112、将无人机水平放置，且以竖直方向为轴心转动至少一周，通过电子罗盘测得第二磁场强度测量值，并将其与预先存取的第二磁场强度值进行比对，得到第二比对结果，并完成地面水平校准。

具体的，无人机水平放置即表明XY面与水平面平行，因此，水平放置时，第二磁场强度测量值即为两个磁阻传感器测得的XY面上的磁场强度的分量，优选的，执行完地面水平校准指令后，操作人员手持无人机，使其与水平面平行，并以自己为轴心转动一周(大于等于一周均可)，此时电子罗盘上代表Z轴的磁阻传感器未做切割磁感线运动，X、Y做切割磁感线运动，由此，可以根据其工作原理(不做赘述)测得XY面上的磁场强度的分量，即为第二磁场强度测量值，通过对该测量值以及预存的第二磁场强度值的分析、计算对电子罗盘进行地面水平校准(具体方式参照步骤104实施方式)，地面水平校准完毕后，LED灯由蓝光转为绿光。

如图5-6所示，本实施例中，步骤1012中，进一步的，包括：

10121、接受地面垂直校准指令；

10122、将无人机垂直于水平面放置，且以竖直方向为轴心转动至少一周，通过电子罗盘测得第三磁场强度测量值，并将其与预先存取的第三磁场强度值进行比对，得到第三比对结果，并完成地面垂直校准。

具体的，地面垂直校准指令为操作人员观察到LED灯由蓝光转为绿光，当上述状态发生时，即可进行地面垂直校准。

无人机垂直于水平面放置即表明XZ或者YZ面与水平面平行，因此，垂直于水平面放置时，第三磁场强度测量值即为某两个磁阻传感器测得的XY面或者YZ面上的磁场强度的分量，操作人员观察到LED灯由蓝光转为绿光后，手持无人机，将其与水平面垂直放置，之后的具体实施方式参照10112步骤中的实施方式，地面垂直校准完毕，LED灯由绿光转为白光，以此提示操作人员地面校准完毕。

本实施例中，步骤104中，进一步的，第一磁场强度测量值为电子罗盘检测的无人机的机体内的磁场强度在水平面上的分量。

具体的，即对无人机进行空中水平校准。

如图5所示，本发明实施例还提供一种多旋翼无人机的电子罗盘的校准系统，包括：

地面校准模块1，进行无人机的电子罗盘的地面校准；

控制模块2，控制无人机空中悬停；

指令接收模块3，接受无人机的空中校准指令；

空中处理模块4，控制无人机原地旋转至少一周，通过电子罗盘测得第一磁场强度测量值，并将其与预先存取的第一磁场强度值进行比对，得到第一比对结果，并完成空中校准。

本发明实施例还提供一种多旋翼无人机，包括：电子罗盘的校准系统。

具体的，通过地面校准模块1对电子罗盘是否受到周围磁场干扰进行检测，若受干扰，则通过分析、计算对电子罗盘进行调整，消除该磁场干扰，并提示地面校准完毕；若不受干扰，直接提示地面校准完毕。通过控制模块2控制无人机飞至一定高度并停留于该高度。通过指令接收模块3接收空中校准指令，使检测、纠正设备进入工作状态。通过空中处理模块4对磁场强度值进行检测，并对该测得值进行数据分析、计算完成干扰磁场对电子罗盘影响的纠正，空中校准完成，具体标新形式为LED灯由蓝光转为绿光。

由于上述电子罗盘的校准方法具有上述技术效果，包含该电子罗盘的校准方法的多旋翼无人机以及电子罗盘的校准系统也应具有相应的技术效果。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种多旋翼无人机的电子罗盘的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

进行所述无人机的所述电子罗盘的地面校准；

控制所述无人机空中悬停；

接受空中校准指令；

控制所述无人机原地旋转至少一周，通过所述电子罗盘测得第一磁场强度测量值，并将其与预先存取的第一磁场强度值进行比对，得到第一比对结果，并完成所述空中校准。

2.根据权利要求1所述的电子罗盘的校准方法，其特征在于，所述进行所述无人机的所述电子罗盘的地面校准的步骤包括：

进行所述无人机的所述电子罗盘的地面水平校准；

进行所述无人机的所述电子罗盘的地面垂直校准。

3.根据权利要求2所述的电子罗盘的校准方法，其特征在于，所述进行所述无人机的所述电子罗盘的地面水平校准的步骤包括：

接受地面水平校准指令；

将所述无人机水平放置，且以竖直方向为轴心转动至少一周，通过所述电子罗盘测得第二磁场强度测量值，并将其与预先存取的第二磁场强度值进行比对，得到第二比对结果，并完成所述地面水平校准。

4.根据权利要求2所述的电子罗盘的校准方法，其特征在于，所述进行所述无人机的所述电子罗盘的地面垂直校准的步骤包括：

接受地面垂直校准指令；

将所述无人机垂直于水平面放置，且以竖直方向为轴心转动至少一周，通过所述电子罗盘测得第三磁场强度测量值，并将其与预先存取的第三磁场强度值进行比对，得到第三比对结果，并完成所述地面垂直校准。

5.根据权利要求1所述的电子罗盘的校准方法，其特征在于，所述第一磁场强度测量值为电子罗盘检测的所述无人机的机体内的磁场强度在水平面上的分量。

6.一种多旋翼无人机的电子罗盘的校准系统，其特征在于，包括：

地面校准模块，进行所述无人机的所述电子罗盘的地面校准；

控制模块，控制所述无人机空中悬停；

指令接收模块，接受空中校准指令；

空中处理模块，控制所述无人机原地旋转至少一周，通过所述电子罗盘测得第一磁场强度测量值，并将其与预先存取的第一磁场强度值进行比对，得到第一比对结果，并完成所述空中校准。

7.一种多旋翼无人机，其特征在于，包括权利要求6中所述电子罗盘的校准系统。