CN106553767B - 无人机打桨的判定方法、装置和无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的无人机打桨的判定方法、装置和无人机，应用于无人机技术领域。其中，所述无人机打桨的判定方法包括：根据第一电机的转速均差值与临界打桨状态的第一阈值的大小关系，判断所述无人机是否处于打桨状态，在判定无人机为打桨状态时执行打桨保护措施。通过所获取的第一电机的设定转速与实时转速在第一时段内的平均差值的变化，及时、准确地判定出无人机的桨叶状态，以便在打桨发生时及时采取有效措施避免危险事故的发生，也避免了由于无人机表演需要的转速骤变而误判为打桨状态时所发生的坠机事故。

Description

无人机打桨的判定方法、装置和无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及无人机打桨的判定方法、装置和无人机。

背景技术

无人机的电机带动桨叶旋转，从而产生动力，执行无人机的飞行操作。桨叶在遇到撞击、卡桨等特殊情况时，桨叶因受到外界阻力，转速变低或者停转。因此在打桨发生时，此时若不及时获取桨叶状态并执行停机等措施，可能会造成无人机失去控制状态的飞行，极有可能引发较大安全事故。同时电机较长时间工作在异常状态，也极易烧坏。

目前，需要对无人机的桨叶的打桨状态进行判定时，主要通过电机的转速进行下降沿的检测。在飞行过程中，如果检测到电机的转速骤然下降，即判定无人机的桨叶已经碰触到物体了，立即对该无人机执行停止电机运转的保护措施。但是在某些情况中，例如无人机进行特技表演或者在空中做大动作时，可能会出现电机的转速骤然下降但并非打桨的情况。由于用户在瞬间推满无人机油量，又瞬间将之拉到最低，那么电机的转速会急速下降。此时该无人机可能就会被误判为打桨状态，触发到无人机打桨保护算法，执行停机停油等措施。使得无人机在空中被停机停油，导致无人机炸机坠毁。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种无人机打桨的判定方法、装置和无人机，旨在改善上述问题。

本发明实施例提供的一种无人机打桨的判定方法，所述方法包括：获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值，其中，所述转速均差值为所述第一电机的设定转速与实时转速的平均差值。判断所述第一电机的转速均差值是否大于第一阈值。如果所述转速均差值大于所述第一阈值，判定所述无人机的所述第一电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

本发明实施例提供的一种无人机打桨的判定装置，所述无人机打桨的判定装置包括：转速均差值获取模块，用于获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值，其中，所述转速均差值为所述第一电机的设定转速与实时转速的平均差值。阈值判断模块，用于判断所述第一电机的转速均差值是否大于第一阈值。打桨保护模块，用于如果所述转速均差值大于所述第一阈值，判定所述无人机的所述第一电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

本发明实施例提供的一种无人机，所述无人机包括：无人机本体、电机、存储器、与所述存储器电性连接的处理器；及无人机打桨的判定装置。所述无人机打桨的判定装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块。所述无人机打桨的判定装置包括：转速均差值获取模块，用于获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值，其中，所述转速均差值为所述第一电机的设定转速与实时转速的平均差值。阈值判断模块，用于判断所述第一电机的转速均差值是否大于第一阈值。打桨保护模块，用于如果所述转速均差值大于所述第一阈值，设定所述无人机的所述第一电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

本发明实施例提供的无人机打桨的判定方法、装置和无人机，获取无人机的第一电机的设定转速与实时转速的平均差值作为转速均差值，通过转速均差值与临界打桨状态的第一阈值的大小判定所述无人机的第一电机的打桨状态。无人机在进行特技表演或者是在空中做较大动作时，实时转速与设定转速会一起增大或者减小，所述设定转速与实时转速的平均差值不会发生突变，达到了通过连续的监控周期的转速均差值持续、及时、准确地判断无人机的打桨状态的技术效果，有效避免了仅通过转速的骤降即判定无人机为打桨状态时所造成的状态误判并导致炸机事故的技术问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例提供的无人机的方框图；

图2是本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤流程图；

图3是本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤S201的子步骤流程图；

图4是本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤S203的子步骤流程图；

图5是本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤S401和步骤S402的子步骤流程图；

图6是本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤S401和步骤S402的子步骤流程图；

图7是本发明第二实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤流程图；

图8是本发明第三实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤流程图；

图9是本发明第四实施例提供的无人机打桨的判定装置的功能模块图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

本发明提供的无人机打桨的判定方法和装置，应用于本发明实施例提供的无人机，主要应用于多旋翼无人机或者共轴双桨的无人机，包括三轴、四轴、六轴、八轴等类型的无人机。当然，本发明实施例提供的无人机或者无人机打桨的判定方法和装置所应用的无人机还可以包括固定翼无人机，或者其它需要进行打桨状态判定的无人机，在此不做限定。

图1是本发明实施例提供的无人机100的方框示意图。所述无人机100包括：无人机本体和电机，所述无人机本体由所述电机提供动力，执行用户需求的飞行动作。所述无人机100还包括：无人机打桨的判定装置101、存储器102、存储控制器103、处理器104、外设接口105、输入输出单元106和显示单元107。所述存储器102、存储控制器103、处理器104、外设接口105、输入输出单元106、显示单元107各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述无人机打桨的判定装置101存储于所述存储器102中，其包括一个或者多个软件功能模块或固件(firmware)模块。所述处理器104用于执行存储器102中存储的可执行模块，例如所述无人机打桨的判定装置101包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器102可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read－Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read－Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read－Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器102用于存储程序，所述处理器104在接收到执行指令后，执行所述程序，后续本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的服务器/计算机所执行的方法可以应用于处理器104中，或者由处理器104实现。

处理器104可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器104可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述外设接口105将各种输入输出单元106耦合至处理器104以及存储器102。在一些实施例中，外设接口105、处理器104以及存储控制器103可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

输入输出单元106用于提供给用户输入数据实现用户与所述云台的交互。所述输入输出单元106可以是，但不限于，触摸屏、鼠标和键盘等，用于响应用户的操作而输出对应的信号。

显示单元107在所述无人机与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。

请参阅图2，是本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤流程图。下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S201，获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值。

在无人机的正常飞行中，无人机的处理器生成设定转速至电机，以控制电机按照所述设定转速转动。由于机电产品的延迟性，电机的实时转速并不能及时跟随所述设定转速进行变换，具有一定的滞后性。正常情况下，设定转速与实时转速的差值维持在一个较小的范围内。若桨叶出现打桨状态，螺旋桨卡住不能及时跟随转速变化，则无人机的电机的设定转速与实际转速的差值会比较大，超过预设的范围，因此可以通过监测无人机的电机的设定转速与实时转速的差值，判定无人机的打桨状态。进一步地，为了避免一次性数据误差所引起的状态误判，优选获取电机在一段时间内的设定转速与实时转速的平均差值，以便进行桨叶状态的准确判断。

无人机内可以包括一个或者多个电机，可以将所述无人机内的一个电机或者多个电机均称为第一电机，或者将无人机内的多个电机编号为：第一电机、第二电机、、、第K电机、、、第N电机，其中，N为与无人机打桨状态关联的电机的总数。

获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值的步骤可以参见图3，下面将对图3所示的过程进行具体解释。

在无人机起转后，设定第一时段，获取第一时段内的第一电机的设定转速与实时转速的平均差值。可以将所述第一时段设置为监控周期，依次监控每个监控周期内的所述第一电机的设定转速与实时转速的差值。所述第一时段的设定可以根据第一电机的本身参数、无人机飞行任务的不同等来设定，以保证不同参数的第一电机在执行不同的飞行任务时的监控周期不同，进而适应不同场景的需要。

在其它实施方式中，可以将所述第一时段优选设定为50ms－300ms，以使其既能准确监控到一段时间内的平均转速差值，又不会因为监控周期过长而错过打桨状态的判定及打桨保护措施的执行时机，进一步保障了无人机的安全飞行。

步骤S301，获取所述第一电机在预设的第一时段内的每个计算时刻的所述实时转速和所述设定转速。

将所述第一时段分为多个计算时刻，获取所述第一电机在每个计算时刻的实时转速和设定转速。

步骤S302，根据每个所述计算时刻的设定转速与所述实时转速的差值，获取所述第一电机在所述第一时段内的转速的平均设定值和平均输出值。

根据所获取的所述第一电机在所述第一时段内的多个计算时刻的设定转速，获取所述第一电机在所述第一时段内的转速的平均设定值。根据所获取的所述第一电机在所述第一时段内的多个计算时刻的实时转速，获取所述第一电机在所述第一时段内的转速的平均输出值。

步骤S303，根据所述第一电机在所述第一时段内的转速的平均设定值和平均输出值，获取所述第一电机的转速均差值。

根据所述第一电机在所述第一时段内的平均设定值和平均输出值，获取所述第一电机在所述第一时段内的转速均差值。

根据所述第一时段内的转速的平均设定值的大小，选取不同的阈值进行判断。

在一种实施方式中，可以从所述处理器直接获取每个计算时刻的设定转速，在每个计算时刻获取第一电机的实时转速，根据预先获取的多个时刻的设定转速获取所述第一电机的转速的平均设定值。

在其它实施方式中，还可以在每个计算时刻从所述处理器获取该计算时刻的设定转速，根据实时获取的第一电机在多个计算时刻的设定转速获取所述第一电机的转速的平均设定值。

步骤S202，判定所述第一电机的转速均差值是否大于第一阈值。

如果所述第一电机的转速均差值大于所述第一阈值，执行步骤S203判定所述无人机的所述第一电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

依据上述步骤获取所述第一电机在所述第一时段内的转速均差值后，进行无人机的桨叶状态判定，设定无人机处于临界打桨状态时，所述转速均差值为第一阈值。

如果所获取的所述第一时段内的所述第一电机的转速均差值大于打桨状态的临界值即第一阈值时，则可判定所述无人机为打桨状态，执行打桨保护措施。所述打桨保护措施可以包括，停机停油等，使得碰撞到物体后的打桨状态的无人机失去动力而坠落，防止其继续以较大动力冲撞物体或者失控飞行导致更严重的碰撞事故。

在上述实施例的基础上，考虑到转速均差值为第一电机的设定转速和实时转速在一段时间内的平均差值，不同电机的机电延迟性和起转速度不同，因此可以根据所述第一电机的设定转速、电机参数等的不同时，设定不同的第一阈值。尤其地，需要针对桨叶高速旋转和低速旋转两种情况，设定不同的第一阈值。具体地，在步骤S202的步骤之前，还可以增设第一阈值的获取过程，主要包括：

获取预设的多个转速区间中与所述第一电机的设定转速匹配的目标转速区间，其中，每个所述转速区间对应有各自的参考值。将所述目标转速区间对应的参考值作为所述第一阈值。

设定第一电机的设定转速可以有多个转速区间，每个转速区间对应一个用于进行后续的桨叶状态判断的参考值。例如，设定转速区间包括：高速区间和低速区间等，高速区间对应的参考值为A，低速区间对应的参考值为B。若所获取的第一电机的设定转速与低速区间匹配时，则将所述低速区间对应的参考值B作为第一阈值。

例如，无人机在正常情况下的转速均差值小于1000rpm。低速区间设置为(0，5000)，其对应的参考值设定为1200rpm，高速区间设置为(5000，10000)，其对应的参考值设定为2000rpm。无人机的第一电机的设定转速小于5000rpm即为匹配低速区间时，所述第一阈值取低速区间对应的参考值即为1200rpm。无人机的第一电机的设定转速大于5000rpm即匹配高速区间时，所述第一阈值取高速区间对应的参考值即为2000rpm。若所述第一时段内，所述无人机的第一电机的设定转速为3400rpm，其所获取的转速均差值为1500rpm。由于所述第一电机的设定转速为3400rpm，属于设定转速小于5000rpm，因此所述第一阈值为1200rpm。由于所获取的转速均差值为1500rpm，大于设定转速所对应的第一阈值，因此设定所述无人机为打桨状态，执行打桨保护措施。

在其它实施方式中，还可以设置所述第一阈值为一个变量，其随着第一电机的设定转速值的改变而改变。可以确定第一阈值与第一电机的设定转速之间的函数关系，根据确定的第一电机的设定转速即可获得与之对应的第一阈值。例如，设置所述第一阈值为第一电机的设定转速的20％，但所述第一阈值的转速不能少于1000rpm。该第一阈值与第一电机的设定转速的关系为根据实际的工程试验中拟合出来的函数关系，可以随具体场景而设置，在此不做限定。

上述本发明实施例提供的无人机打桨的判定方法，根据第一电机的转速均差值与临界打桨状态的第一阈值的大小关系，判断所述无人机是否处于打桨状态，在判定无人机为打桨状态时执行打桨保护措施。通过所获取的第一电机的设定转速与实时转速在第一时段内的平均差值的变化，及时、准确地判定出无人机的桨叶状态，以便在打桨发生时及时采取有效措施避免危险事故的发生，也避免了由于无人机表演需要的转速骤变而误判为打桨状态时所发生的坠机事故。

上述本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法，在通过无人机的第一电机的转速均差值与第一阈值的大小关系判定打桨状态的基础上，还可以增设通过第一电机的关联电流参数变化量进一步判断无人机的打桨状态的过程。请参见图4，下面将对本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤S203的子步骤具体实施过程进行解释。

步骤S401，获取所述第一电机在第一计算时刻的第一关联电流参数和所述第一电机在第二计算时刻的第二关联电流参数。

在无人机的正常飞行中，无人机的电机的电流主要跟随于转速。因此，可以通过与第一电机的运行电流方值成正相关，且与电机的实时转速成负相关的数据进行打桨状态的判定。本发明实施例提供了通过关联电流参数变化量对无人机打桨的判定技术，可以进一步有效提供桨叶状态判定的准确性，减小误判炸机事故的发生。

所述无人机的关联电流参数可以包括电机负荷、阻力、电流方值、电流方值转速比等与电机的电流方值成正相关的数据。

设定多个计算时刻，选取两个相邻的计算时刻作为第一计算时刻和第二计算时刻。在第一计算时刻获取所述第一电机的关联电流参数，作为第一关联电流参数。在第二计算时刻获取所述第一电机的关联电流参数，作为第二关联电流参数。

步骤S402，根据所述第一关联电流参数和所述第二关联电流参数的差值，获取所述第一电机的关联电流参数变化量。

依据上述步骤获取第一关联电流参数和第二关联电流参数后，获取第一关联电流参数和第二关联电流参数的差值。将所述第一关联电流参数和所述第二关联电流参数的差值，作为所述无人机的第一电机的关联电流参数变化量。根据所述第一电机的关联电流参数的变化量，可以推算电机负荷以及第一电机的实时转速的变化趋势，进而及时判定无人机是否发生打桨。

步骤S403，如果所述关联电流参数变化量大于第五阈值，判定所述第一电机为打桨状态。

设定临界打桨状态时，无人机的第一电机的关联电流参数变化量为第五阈值。如果所获取的所述第一电机的关联电流参数变化量大于所述第五阈值，则判定所述无人机的第一电机为打桨状态。

在上述实施例的基础上，所述关联电流参数可以为无人机的第一电机的电机负荷。电机负荷为电机运行过程中的负荷量，电机负荷的来源主要包括：外界风速阻尼、电机阻尼和桨叶受到的阻尼。外界风速阻尼是螺旋桨正常旋转时切风所产生的阻尼。一般情况下，无人机的桨叶在起转后，电机负荷不会发生突变，因为风速阻尼和电机阻尼均不会发生突变。所以只有在桨叶受到突然引入的阻尼或者风速阻尼突然消失时，才会导致电机负荷发生突变。桨叶受到突然引入的阻尼，即可推断为桨叶打到外界物体，即为发生了打桨。获取所述第一电机的电机负荷的过程可以包括：

获取所述第一电机的实时电流和实时转速，根据所获取的所述实时电流和所述实时转速计算所述无人机的电机负荷。

通过电机的提供桨叶旋转的动力的电流闭合回路获取电机的实时电流，通过与电机的转轴或者桨叶机械连接的速度传感器获取电机的实时转速。

依据上述步骤获取电机的实时电流和实时转速之后，计算无人机的电机负荷。计算无人机的电机负荷的方式可以为：根据所述电机负荷计算公式：

计算所述无人机的电机负荷。在上述电机负荷计算公式中，L表示所述电机负荷，I表示所述实时电流，n表示所述实时转速，C表示衰减系数。

将所获取的无人机的实时电流I和实时转速n代入上述电机负荷计算公式，即可获取电机的电机负荷。

上述本发明实施例提供的用于判定无人机桨叶状态的关联电流参数变化量也可以为阻力变化量。请参见图5，为本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤S401和步骤S402的子步骤流程图。下面将对图5所示的步骤进行具体描述。

步骤S501，获取所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电压、实时电流和实时转速。

由上述实施例可知，电机负载的变化可准确推断桨叶的状态。电机的瞬时输出功率是和电机负载相关联的，可以通过电机的输出功率的变化反映出电机负载的实时变化。所述电机负载与电机功率的关系表达式如下：

P＝U*I2＝M*n＝F*r*n＝r*F*n (二)

上述表达式中，U表示电机的实时电压，I表示电机的实时电流；M表示载荷的等效力矩，n表示电机的实时转速；等效力矩M可以进一步等效为阻力F与一个等效半径r的成绩，此处r是一个与桨叶的叶面相关的固定常数，因此上述关系表达式可以进一步简化为：

因此，由上述两式可以推出阻力计算公式：

其中，T₁表示阻力，K为阻力匹配系数。由上述阻力计算公式可得，需要获取电机的实时电压、实时电流和实时转速。

在第一计算时刻，获取所述第一电机的实时电压、实时电流和实时转速。

步骤S502，根据所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电压、实时电流、实时转速和所述阻力计算公式，计算所述第一电机的第一阻力。

依据上述步骤获取所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电压、实时电流和实时转速，将所获得的数据代入所述阻力计算公式：

获取所述电机在所述第一计算时刻的第一阻力。

步骤S503，获取所述第一电机在所述第二计算时刻的实时电压、实时电流和实时转速。

同上述获取第一电机在第一计算时刻的第一阻力的过程，在所述第二计算时刻，获取所述第一电机的实时电压、实时电流和实时转速。

步骤S504，根据所述第一电机在所述第二计算时刻的实时电压、实时电流、实时转速和阻力计算公式，计算所述第一电机的第二阻力。

将所获取的第一电机在所述第二计算时刻的实时电压、实时电流和实时转速，代入阻力计算公式

获取所述第一电机在所述第二计算时刻的第二阻力。

步骤S505，根据所述第一阻力和所述第二阻力的差值，获取所述第一电机的阻力变化量。

依据上述步骤获取所述第一电机在所述第一计算时刻的第一阻力，和所述第一电机在所述第二计算时刻的第二阻力后，获取所述第一阻力和所述第二阻力的差值，将所述第一阻力和所述第二阻力的差值作为所述第一电机的阻力变化量。

获取临界打桨状态时对应阻力变化量的第一阈值，如果阻力变化量大于第一阈值，认为无人机明显受到了来自外界的突发阻力，可以判定为桨叶打到了物体，出现打桨状态。通过所述阻力变化量与第一阈值的大小关系，及时、准确地判定所述电机的桨叶状态。

上述本发明实施例提供的用于判定无人机桨叶状态的关联电流参数变化量可以为电流方值转速比变化量。请参见图6，为本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤S401和步骤S402的子步骤流程图。下面将对图6所示的步骤进行具体描述。

步骤S601，获取所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电流和实时转速。

由上述实施例可知，阻力变化量可以准确推断桨叶的状态。阻力与电机的实时电流方值和实时电压成正比，而所述第一电机的实时电压一般是保持不变或者是仅发生小幅度变化，因此可以将所述阻力计算公式进一步简化为：

因此，由上述两式可以推算出电流方值转速比计算公式：

可以得出，所述第一电机在某时刻的电流方值转速比仅与第一电机在该时刻的实时电流和实时转速相关。在第一计算时刻，获取所述第一电机的实时电流和实时转速。

步骤S602，根据所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电流、实时转速和电流方值转速比计算公式，获取所述第一电机的第一电流方值转速比。

依据上述步骤获取所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电流和实时转速，将所获取的数据代入所述电流方值转速比计算公式：

获取所述第一电机在所述第一计算时刻的第一电流方值转速比。

步骤S603，获取所述第一电机在所述第二计算时刻的实时电流和实时转速。

同上述获取第一电机在第一计算时刻的第一阻力的过程，在所述第二计算时刻，获取所述第一电机的实时电流和实时转速。

步骤S604，根据所述第一电机在所述第二计算时刻的实时电流、实时转速和电流方值转速比计算公式，获取所述第一电机的第二电流方值转速比。

将所获取的第一电机在所述第二计算时刻的实时电流和实时转速，代入电流方值转速比计算公式：

获取所述第一电机在所述第二计算时刻的第二电流方值转速比。

步骤S605，根据所述第一电流方值转速比和所述第二电流方值转速比的差值，获取所述第一电机的电流方值转速比变化量。

依据上述步骤获取所述第一电机在所述第一计算时刻的第一电流方值转速比，和所述第一电机在所述第二计算时刻的第二电流方值转速比后，获取所述第一电流方值转速比与所述第二电流方值转速比的差值，将所述第一电流方值转速比和所述第二电流方值转速比的差值作为所述第一电机的电流方值转速比变化量。

获取临界打桨状态时对应电流方值转速比变化量的第五阈值，如果电流方值转速比变化量大于第五阈值，认为无人机明显受到外界突发阻力，可以判定无人机为打桨状态。通过所述电流方值转速比变化量与第五阈值，可以及时、准确地判定所述第一电机的桨叶状态。

在上述实时方式中，考虑到关联电流参数取电机负荷、阻力或电流方值转速比等不同参考值时，其实际获取的数据大小不同。因此对应不同的关联电流参数的取值类型，选取与所选取的取值类型对应的第五阈值。

上述本发明第一实施例提供的无人机打桨的判定方法中，通过第一电机的转速均差值与临界打桨状态的第一阈值的大小关系进行无人机打桨状态的初步筛选。通过第一电机的阻力、电机负荷或者电流方值转速比等的变化量与临界打桨状态的第五阈值的大小关系进行无人机打桨状态的二次判定。在双重判断无人机的第一电机的相关数据超过临界阈值时准确判定无人机为打桨状态，及时采取打桨保护等措施。

请参见图7，为本发明第二实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤流程图。在上述实施例的基础上，在步骤S201的获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值的步骤之前，增设第一电机的实时转速的方向判断的过程。下面将对图7所示的过程进行具体解释。

步骤S701，判断所述第一电机的所述实时转速是否为正值。

如果所述第一电机的所述实时转速为正值，执行步骤S201，获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值。

如果所述第一电机的所述实时转速不是为正值，执行骤S702，执行打桨保护措施。

无人机在正常飞行时，其电机方向是固定的，绕一个固定方向转动，设定所述固定方向为正方向。异常状态时，无人机的第一电机的转速可能会发生反转。

获取所述第一电机的所述实时转速，判断所获取的所述第一电机的所述实时转速是否为正值，即为判断所述第一电机是否在绕正常方向转动。

如果所获取的所述第一电机的实时转速为正值，证明所述第一电机未发生反向旋转，则可以继续执行步骤S201，获取所述无人机的第一电机的转速均差值的步骤。获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值的步骤及其后续的处理过程可参照上述实施例，在此不再赘述。

如果所获取的所述第一电机的所述实时转速为负值，证明所述第一电机发生反向旋转，即可判定无人机为打桨状态，不需要再进行后续的打桨状态的判定过程，即可执行停机停油等打桨保护措施。

本发明实施例提供的无人机打桨的判定方法，首先获取无人机的第一电机的实时转速，通过所述实时转速的正负判断所述第一电机是否绕正常方向旋转。若检测到所述第一电机的转速反向，即可判定无人机处于打桨状态，执行打桨保护措施。若检测到所述第一电机的转速正常，则继续执行上述实施例的通过转速均差值判定无人机的桨叶状态的步骤。通过第一电机的转速方向首先进行打桨状态的筛选，能更为及时、有效、准确的判定无人机的桨叶状态。

请参见图8，为本发明第三实施例提供的无人机打桨的判定方法的步骤流程图。在上述实施例的基础上，在步骤S203中，如果所述转速均差值大于所述第一阈值判定无人机为打桨状态的基础上，增设通过第一电机的实时电流的过流时长的判断过程。下面将对图8所示的过程进行具体解释。

步骤S801，获取第二时段内所述第一电机的实时电流。

如果无人机处于打桨状态，第一电机长时间堵转，其工作电流会长时间超过其额定工作电流，这时候会产生较大热量导致电机烧毁。

设定第二时段，监控第二时段内的第一电机的实时电流。

步骤S802，判断所述第二时段内，所述第一电机的实时电流大于第二阈值的时长是否大于第三阈值。

如果所述第二时段内所述第一电机的实时电流大于所述第二阈值的时长大于所述第三阈值，执行步骤S803，判定所述无人机为打桨状态，执行打桨保护措施。

设定所述第一电机的额定工作电流的值为第二阈值，无人机处于临界打桨状态时，无人机的第一电机的实时电流超过第二阈值的时长超过第三阈值。

在所述无人机的第一电机的实时电流超过第二阈值的时长超过第三阈值时，可以判定所述无人机的所述第一电机为打桨状态。

通过所述无人机的第一电机超过第二阈值的时长与第三阈值的关系，可以进一步准确判断无人机的桨叶是否出现打桨状态，以减少无人机的意外损坏。

上述本发明实施例提供的用于判定无人机打桨状态的判定过程：通过第一电机的实时转速的正负、通过第一电机的转速均差值和通过所述第一电机的实时电流超过第二阈值的时长等，其先后顺序不止上面实施例说明的方式，其它能实现无人机打桨的判定的方式均可适用于本实施例，在此不做限定。

在上述实施例的基础上，还可以对无人机上的多个电机执行打桨状态的判定。所述无人机包括多个第一电机，可以依据上述实施例提供的无人机打桨的判定方式判定多个所述第一电机的打桨状态，在检测到多个所述第一电机中的任意一个所述第一电机被判定为打桨状态时，执行打桨保护措施。

无人机的第一电机的桨叶状态包括：打桨状态和非打桨状态。所述非打桨状态可以包括：无任何异常发生的正常状态、桨叶射出的射桨状态等不同于桨叶打到物体上的打桨状态的其他情况。

判定多个所述第一电机的桨叶状态并进行无人机是否为打桨状态的判定的方式可以为：同时获取多个所述第一电机的打桨状态，并对所获取的多个所述第一电机的打桨状态进行整体判定，一旦检测到某个第一电机出现打桨状态，即判定所述无人机为打桨状态，执行打桨保护措施。也可以将多个(设定无人机中电机的总数量为N，其中，N大于1)电机进行编号，例如，第一电机、第二电机、、、、第K电机、、、第N电机，按照编号或者其它顺序依次获取每个电机的打桨状态，一旦检测到某个电机出现打桨状态，即可判定无人机为打桨状态，即可停止后续电机的打桨状态的监控，对无人机执行打桨保护措施。依次获取无人机的多个电机的打桨状态的方式可以如下：

依据上述实施例提供的第一电机的桨叶状态的判定方法获取所述第一电机的转速均差值，如果所述第一电机的转速均差值小于或者等于所述第一阈值，判定所述无人机的所述第一电机为非打桨状态。

设定K＝1，获取所述无人机的第(K+1)个电机的打桨状态。

如果所述第(K+1)个电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

如果所述第(K+1)个电机为非打桨状态，将K的值加1，继续执行获取所述无人机的第(K+1)个电机的打桨状态的步骤，直至K＝N。

首先获取第一电机的打桨状态，如果所述第一电机为打桨状态，停止后续电机的打桨状态的判定，判定所述无人机为打桨状态，执行打桨保护措施。如果所述第一电机为非打桨状态，获取第二电机的打桨状态。如果第二电机为打桨状态，停止后续电机的打桨状态的判定，判定所述无人机为打桨状态，执行打桨保护措施。如果所述第二电机为非打桨状态，获取第三电机的打桨状态。依次类推，如果所有电机的打桨状态均为非打桨状态，即为完成了所述无人机的所有电机的一次检测。可以按照预设周期继续执行所述无人机的所有电机的下一次检测操作，也可以停止此次飞行的所以电机的桨叶状态的判定操作。

在上述实施例的基础上，还可以在进行无人机打桨的判定之前增加起转保护时延步骤。电机起转主要跟随飞控模块输出的电机速度控制量(vm)。由于电流是瞬间超前于转速，电流是超前控制，而转速是一个累积过程。因此在电机起转的瞬间，实时转速和实时电流均具有较大的非线性，若依据上述实施例的桨叶状态的判定方法进行桨叶状态判定的话，容易在电机起转瞬间错误判断无人机为打桨状态。

如果所述无人机的第一电机启动，延时第三时段。在所述延时第三时段的操作结束时，表示无人机的电机已正常工作，可以执行S201所示的，获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值的步骤。

所述第三时段的设定可以根据第一电机的相关参数进行，例如，可以根据第一电机的起转速度、额定功率等设定所述第三时段。如果所述第一电机的起转速度较快，可以将所述第三时段设置为较短时段。如果所述第一电机的起转速度较慢，则可以将所述第一时段设置为较长时段。当然，也可以设置为用户已经判断无人机的电机已经正常工作后执行第一电机的转速均差值的获取步骤。在进行无人机的桨叶状态判定之前，增设起转保护时延环节，能进一步有效避免无人机打桨的误判，进一步保护无人机不会被错误强制炸机。

请参见图9，是本发明第四实施例提供的无人机打桨的判定装置的功能模块图。所述无人机打桨的判定装置包括：转速均差值获取模块901、阈值判断模块902和打桨保护模块903。

所述转速均差值获取模块901，用于获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值，其中，所述转速均差值为所述第一电机的设定转速与实时转速的平均差值。

所述阈值判断模块902，用于判断所述第一电机在预设的第一时段内的转速均差值是否大于第一阈值

所述打桨保护模块903，用于如果所述转速均差值大于所述第一阈值，判定所述无人机的所述第一电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

本发明第四实施例提供的无人机打桨的判定装置，应用于无人机。通过无人机的第一电机的转速均差值与临界打桨状态的第一阈值的大小关系，判定所述无人机是否处于打桨状态，在判定所述无人机为打桨状态时执行打桨保护措施。通过所获取的第一电机的设定转速与实时转速在第一时段内的平均差值的变化，及时、准确地判定出无人机的桨叶状态，以便在打桨发生时及时采取有效措施避免危险事故的发生，也避免了由于无人机表演需要的转速骤变而误判为打桨状态所发生的坠机事故。本发明实施例提供的无人机打桨的判定装置的具体实施过程可参见上述无人机打桨的判定方法的具体实施过程，在此不再一一赘述。

请继续参见图1和图9，本发明第五实施例提供的无人机100，所述无人机100包括：无人机本体、电机、存储器102、与所述存储器电性连接的处理器104；及无人机打桨的判定装置101，所述无人机打桨的判定装置101安装于所述存储器102中并包括一个或多个由所述处理器104执行的软件功能模块，所述无人机打桨的判定装置101包括：

转速均差值获取模块901，用于获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值，其中，所述转速均差值为所述第一电机的设定转速与实时转速的平均差值；

阈值判断模块902，用于判断所述第一电机在预设的第一时段内的转速均差值是否大于第一阈值；

打桨保护模块903，用于如果所述转速均差值大于所述第一阈值，设定所述无人机的所述第一电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

上述本发明实施例提供的无人机，通过第一电机的转速均差值与临界打桨状态的第一阈值的大小关系，判定所述无人机是否处于打桨状态，在判定所述无人机为打桨状态时执行打桨保护措施。通过所获取的第一电机的设定转速与实时转速在第一时段内的平均差值的变化，及时、准确地判定出无人机的桨叶状态，以便在打桨发生时及时采取有效措施避免危险事故的发生，也避免了由于无人机表演需要的转速骤变而误判为打桨状态所发生的坠机事故。本发明实施例提供的无人机的具体实施过程可参见上述无人机打桨的判定方法的具体实施过程，在此不再一一赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种无人机打桨的判定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值，其中，所述转速均差值为所述第一电机的设定转速与实时转速的平均差值；

判断所述第一电机的转速均差值是否大于第一阈值；

如果所述转速均差值大于所述第一阈值，判定所述无人机的所述第一电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述第一电机的转速均差值是否大于第一阈值的步骤之前，所述方法还包括：

获取预设的多个转速区间中与所述第一电机的设定转速匹配的目标转速区间，其中，每个所述转速区间对应有各自的参考值；

将所述目标转速区间对应的参考值作为所述第一阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值的步骤之前，所述方法还包括：

判断所述第一电机的所述实时转速是否为正值；

如果所述第一电机的所述实时转速为正值，执行获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值的步骤；

如果所述第一电机的所述实时转速为负值，执行打桨保护措施。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述转速均差值大于所述第一阈值，所述方法还包括：

获取第二时段内所述第一电机的实时电流；

判断所述第二时段内，所述第一电机的实时电流大于第二阈值的时长是否大于第三阈值；

所述判定所述无人机的所述第一电机为打桨状态包括：

如果所述第二时段内所述第一电机的实时电流大于所述第二阈值的时长大于所述第三阈值，判定所述无人机为打桨状态，执行打桨保护措施。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机包括多个所述第一电机，如果多个所述第一电机中的任意一个被判定为打桨状态，执行打桨保护措施。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机包括N个电机，设定N大于1，设定K＝1,判断所述第一电机的转速均差值是否大于第一阈值的步骤之后，所述方法还包括：

如果所述第一电机的转速均差值小于或者等于所述第一阈值，判定所述无人机的所述第一电机为非打桨状态；

获取所述无人机的第K+1个电机的打桨状态；

如果所述第K+1个电机为打桨状态，执行打桨保护措施；

如果所述第K+1个电机为非打桨状态，将K的值加1，继续执行获取所述无人机的第K+1个电机的打桨状态的步骤，直至K＝N。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获取所述无人机的第K+1个电机的打桨状态的步骤包括：

获取所述无人机的第K+1个电机的转速均差值，其中，所述转速均差值为所述第K+1个电机的设定转速与实时转速的平均差值；

判断所述第K+1个电机的转速均差值是否大于第四阈值；

如果所述转速均差值大于所述第四阈值，判定所述无人机的所述第K+1个电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述转速均差值大于所述第一阈值，所述方法还包括：

获取所述第一电机在第一计算时刻的第一关联电流参数和所述第一电机在第二计算时刻的第二关联电流参数，根据所述第一关联电流参数和所述第二关联电流参数的差值，获取所述第一电机的关联电流参数变化量；所述判定所述无人机的所述第一电机为打桨状态包括：

如果所述关联电流参数变化量大于第五阈值，判定所述第一电机为打桨状态。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述关联电流参数变化量为阻力变化量，阻力计算公式为：,其中，T₁表示阻力，K为阻力匹配系数，U表示实时电压，I表示实时电流，n表示实时转速，获取所述第一电机在第一计算时刻的第一关联电流参数和所述第一电机在第二计算时刻的第二关联电流参数，根据所述第一关联电流参数和所述第二关联电流参数的差值，获取所述第一电机的关联电流参数变化量的步骤包括：

获取所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电压、实时电流和实时转速；

根据所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电压、实时电流、实时转速和所述阻力计算公式，计算所述第一电机的第一阻力；

获取所述第一电机在所述第二计算时刻的实时电压、实时电流和实时转速；

根据所述第一电机在所述第二计算时刻的实时电压、实时电流、实时转速和所述阻力计算公式，计算所述第一电机的第二阻力；

根据所述第一阻力和所述第二阻力的差值，获取所述第一电机的阻力变化量。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述关联电流参数变化量为电流方值转速比变化量，电流方值转速比计算公式为：,其中，T₂表示电流方值转速比，I表示实时电流，n表示所述实时转速，获取所述第一电机在第一计算时刻的第一关联电流参数和所述第一电机在第二计算时刻的第二关联电流参数，根据所述第一关联电流参数和所述第二关联电流参数的差值，获取所述第一电机的关联电流参数变化量的步骤包括：

获取所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电流和实时转速；

根据所述第一电机在所述第一计算时刻的实时电流、实时转速和电流方值转速比计算公式，计算所述第一电机的第一电流方值转速比；

获取所述第一电机在所述第二计算时刻的实时电流和实时转速；

根据所述第一电机在所述第二计算时刻的实时电流、实时转速和电流方值转速比计算公式，计算所述第一电机的第二电流方值转速比；

根据所述第一电流方值转速比和所述第二电流方值转速比的差值，获取所述第一电机的电流方值转速比变化量。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值的步骤具体包括：

如果所述无人机的第一电机启动，延时第三时段，再执行获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值的步骤。

12.一种无人机打桨的判定装置，其特征在于，所述无人机打桨的判定装置包括：

转速均差值获取模块，用于获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值，其中，所述转速均差值为所述第一电机的设定转速与实时转速的平均差值；

阈值判断模块，用于判断所述第一电机的转速均差值是否大于第一阈值；

打桨保护模块，用于如果所述转速均差值大于所述第一阈值，判定所述无人机的所述第一电机为打桨状态，执行打桨保护措施。

13.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括：无人机本体、电机、存储器、与所述存储器电性连接的处理器；及

无人机打桨的判定装置，所述无人机打桨的判定装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述无人机打桨的判定装置包括：

转速均差值获取模块，用于获取无人机的第一电机在预设的第一时段内的转速均差值，其中，所述转速均差值为所述第一电机的设定转速与实时转速的平均差值；

阈值判断模块，用于判断所述第一电机的转速均差值是否大于第一阈值；

打桨保护模块，用于如果所述转速均差值大于所述第一阈值，设定所述无人机的所述第一电机为打桨状态，执行打桨保护措施。