CN107145157A - 无人机控制方法及系统 - Google Patents

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黄瑞锋
王中阁
赵永亮
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
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Abstract

本发明公开了一种无人机控制方法及系统，包括：获取无人机的参数信息；基于所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令；根据所述至少一条控制权分配指令，控制所述无人机执行相应的飞行模式。相比于现有技术，本发明能够适应多种机型。

Description

无人机控制方法及系统
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种无人机控制方法及系统。
背景技术
目前无人机飞行控制系统种类很多，但功能基本相似，最基本的功能包括自稳模式、定高模式、GPS模式飞行、航点规划等等，接口包括I2C、CAN总线、SPA、USB等。
现有技术中的无人机控制器，只能单独支持固定翼、或者多旋翼、一些优秀的飞行控制器会同时支持多旋翼和固定翼。但仍然无法同时支持固定翼、多旋翼以及垂直起降固定翼无人机。
发明内容
本发明主要目的旨在于提供一种能够同时支持多旋翼、固定翼以及垂直起降固定翼的无人机控制方法及系统。
为达到上述目的，本发明一方面提供一种无人机控制方法，包括：
实时获取无人机的参数信息；
基于所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令；
根据所述至少一条控制权分配指令，控制所述无人机执行相应的飞行模式。
在其中一个实施例中，所述参数信息包括所述无人机的机型信息以及所述无人机的位置信息。
在其中一个实施例中，所述飞行模式包括：多旋翼飞行模式、过渡飞行模式以及固定翼飞行模式。
在其中一个实施例中，基于所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令包括：
根据参数信息判断无人机的机型；
若无人机为多旋翼无人机，生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第一指令；
若无人机为固定翼无人机，生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第二指令。
在其中一个实施例中，当根据参数信息判断无人机为垂直起降固定翼无人机，则生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第一指令，并且还包括：
实时获取无人机运动时的运动状态信息；
基于所述运动状态信息，生成切换无人机控制权分配的第三指令；
根据所述至第三指令，控制无人机由多旋翼飞行模式转换为过渡飞行模式；
基于所述运动状态信息，生成切换无人机控制权分配的第四指令，
根据所述至第四指令，控制无人机由过渡飞行模式转换为固定翼飞行模式。
另一方面，本发明还提供一种无人机控制系统，包括：
参数信息获取模块，用于获取无人机的参数信息；
无人机控制权分配指令模块，用于基于所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令；
飞行模式执行模块，用于根据所述至少一条无人机控制权分配指令，控制所述无人机执行相应的飞行模式。
在其中一个实施例中，所述飞行模式执行模块包括：多旋翼飞行模块、过渡飞行模块以及固定翼飞行模块。
在其中一个实施例中，所述无人机控制系统还包括运动信息获取模块。
在其中一个实施例中，所述运动信息获取模块上设置有减震装置；所述运动信息获取模块容纳于所述减震装置内。
在其中一个实施例中，所述无人机控制系统还设置有GPS模块，用于显示所述飞行控制器的位置信息。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
本发明中，能够获取无人机的参数信息，并根据所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令，根据所述至少一条控制权分配指令，控制所述无人机执行相应的飞行模式。本发明中，提供三种飞行模式，当判断无人机机型后，能够根据机型信息选择对应的飞行模式，包括多旋翼飞行模式、固定翼飞行模式，当判断机型为垂直起降无人机时，可以选择首先通过多旋翼飞行模式起飞，当判断无人机的加速度和倾转角达到一定数值时，能够将无人机的飞行模式调整为过渡模式，再通过过渡模式切换至固定翼模式，从而使得本发明能够适应多种机型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的实施例1提供的无人机控制方法的流程图；
图2是本发明的实施例2提供的无人机控制方法的流程图；
图3是本发明的实施例3提供的无人机控制系统的结构框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
本实施例提供一种无人机控制方法，包括：
步骤100，获取无人机的参数信息。
其中，所述无人机的参数状态信息包括：无人机的机型信息、无人机旋翼或者固定翼数量，无人机的功率等多种信息中的一种或者多种。这里获取无人机的参数信息，主要是为了判断无人机的起飞类型，即无人机的旋翼设置方式、数量等。目前市场上的无人机的机型主要包括：固定翼、多旋翼、直升机、垂直起降固定翼等。
步骤110，基于所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令。
基于获取到的不同的无人机的参数信息，将生成不同的无人机控制权分配指令。本发明实施例生成的无人机控制权分配指令是指，在获取无人机的参数与无人机需要采用的起飞模式后，通过程序接口调用不同的控制模块，本发明中控制模块主要包括3种，即：能够使无人机以多旋翼飞行模式起飞的多旋翼飞行模块，能够使无人机以固定翼飞行模式起飞的过渡飞行模块，以及能够使无人机以多旋翼飞行模式起飞，并在一定时间后转换为过渡模式，再转为固定翼飞行模式的固定翼飞行模块。在无人机获取无人机控制权分配指令后，无人机的控制权交由相应的模块，并执行该模块所对应的控制功能，从而实现不同飞行模式的起飞以及切换功能。
例如，若无人机为多旋翼无人机，生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第一指令，若无人机为固定翼无人机，生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第二指令。
步骤120，根据所述至少一条控制权分配指令，控制所述无人机执行相应的飞行模式。
由于无人机的旋翼模式、无人机的体积形状均有区别，因此根据用户选择无人机的飞行模式不同，可以生成至少一条控制权分配指令。通过前述步骤中生成的无人机控制权分配指令，控制无人机执行不同的飞行模式。若无人机为多旋翼无人机，生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第一指令，并调用多旋翼飞行模块，控制无人机以多旋翼模式飞行，若无人机为固定翼无人机，生成分配无人机控制权给所述固定翼飞行模式的第二指令，并调用固定翼飞行模块，控制无人机以固定翼模式飞行。
实施例2
进一步的，如实施例1所述的无人机控制方法，当基于参数信息判断无人机类型后，会生成分配无人机控制权分配指令，当判断无人机为垂直起降固定翼无人机后，会生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第一指令，生成第一指令后，本实施例提供的控制方法还包括：实时获取无人机运动时的运动状态信息；基于所述运动状态信息，生成切换无人机控制权分配的第三指令；根据所述至第三指令，控制无人机由多旋翼飞行模式转换为过渡飞行模式；基于所述运动状态信息，生成切换无人机控制权分配的第四指令，根据所述至第四指令，控制无人机由过渡飞行模式转换为固定翼飞行模式。具体为：
步骤200，获取无人机的参数信息。
其中，所述无人机的参数状态信息包括：无人机的机型信息、无人机旋翼或者固定翼数量，无人机的功率等多种信息中的一种或者多种。这里获取无人机的参数信息，主要是为了判断无人机的起飞类型，即无人机的旋翼设置方式、数量等。
步骤210，无人机为垂直起降固定翼无人机，生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第一指令。
基于获取到的不同的无人机的参数信息，将生成不同的无人机控制权分配指令。本发明实施例获取的机型信息为无人机是垂直起降固定翼无人机，因此生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模块的第一指令。
步骤220，实时获取无人机运动时的运动状态信息。
根据获取的第一指令，调用多旋翼飞行模块，使无人机以多旋翼飞行模式起飞后，实时获取无人机运动时的运动状态信息，无人机的运动状态信息包括线速度、角速度、飞行高度、转角度过程中的加速度和倾转角等。
进一步的，实时获取无人机的运动状态信息包括：按照预设周期获取无人机运动时的运动状态信息。通常预设周期设置为很短，如30ms，因此，每隔一个预设周期获取一次无人机的运动状态信息，可以认为是实时获取无人机的运动状态信息。
无人机在用户外力控制下开始运动之后，无人机的线速度的方向可以为空中任意方向，即线速度包括但不限于水平方向线速度、竖直方向线速度。
具体实施时，无人机开始运动后，获取到的无人机的运动状态信息可能有以下几种情况：只有角速度和角加速度；只有水平方向线加速度；只有竖直方向线加速度；既有角速度和角加速度又有水平方向线加速度；既有角速度和角加速度又有竖直方向线加速度；只有水平方向线加速度和竖直方向线加速度；既有角速度和角加速度，又有水平方向线加速度和竖直方向线加速度。具体实施时，水平方向线加速度和竖直方向线加速度构成无人机的线加速度。
步骤230，基于所述运动状态信息，生成切换无人机控制权分配的第三指令。
根据获取的运动状态信息，判断无人机处于能够转换飞行模式的状态后，会生成第三指令，即切换无人机的控制权由多旋翼飞行模块转移至过渡飞行模块。
步骤240，根据所述至第三指令，控制无人机由多旋翼飞行模式转换为过渡飞行模式。
基于第三指令，调用相应的过渡飞行模块，将控制权从多旋翼飞行模块转移至过渡飞行模块，控制无人机由多旋翼飞行模式转换为过渡飞行模式。
步骤250，实时获取无人机运动时的运动状态信息。
继续实时获取无人机线速度、角速度、飞行高度、转角度过程中的加速度和倾转角等运动状态信息。
步骤260，基于所述运动状态信息，生成切换无人机控制权分配的第四指令。
根据获取的运动状态信息，判断无人机处于能够转换飞行模式的状态后，会生成第四指令，即切换无人机控制权由过渡飞行模块转换为固定翼飞行模块。
步骤270，根据所述至第四指令，控制无人机由过渡飞行模式转换为固定翼飞行模式。
调用相应的固定翼飞行模块，使无人机以固定翼飞行模式飞行。
本发明中，能够获取无人机的参数信息，并根据所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令，并根据所述至少一条控制权分配指令，控制所述无人机执行相应的飞行模式。本发明中，提供三种飞行模式，当判断无人机机型后，能够根据机型信息选择对应的飞行模式，包括多旋翼飞行模式、固定翼飞行模式，当判断机型为垂直起降无人机时，可以选择首先通过多旋翼飞行模式起飞，当判断无人机的加速度和倾转角达到一定数值时，能够将无人机的飞行模式调整为过渡模式，在通过过渡模式切换至固定翼模式，从而使得本发明能够适应多种机型。
本发明还提供了一种无人机控制系统，包括：
参数信息获取模块10，用于获取无人机的参数信息；
无人机控制权分配指令模块20，用于基于所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令；
飞行模式执行模块30，用于根据所述至少一条无人机控制权分配指令，控制所述无人机执行相应的飞行模式。
进一步的，飞行模式执行模块30包括：多旋翼飞行模块31、过渡飞行模块32以及固定翼飞行模块33。
进一步的，所述运动信息获取模块40上设置有减震装置50；所述运动信息获取模块40容纳于所述减震装置50内。本实施例中，减震装置50为铜块，铜块上设置有容纳槽，运动信息获取模块40容纳在容纳槽内，减震装置50能够隔离外部电磁干扰，提高运动信息获取模块40的测量精度。
进一步的，所述无人机控制系统还设置有GPS模块，用于显示所述飞行控制器的位置信息。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种无人机控制方法，其特征在于，包括：
获取无人机的参数信息；
基于所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令；
根据所述至少一条控制权分配指令，控制所述无人机执行相应的飞行模式。
2.根据权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述参数信息包括所述无人机的机型信息。
3.根据权利要求2所述的无人机控制方法，其特征在于，所述飞行模式包括：多旋翼飞行模式、过渡飞行模式以及固定翼飞行模式。
4.根据权利要求3所述的无人机控制方法，其特征在于，基于所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令包括：
若无人机为多旋翼无人机，生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第一指令；
若无人机为固定翼无人机，生成分配无人机控制权给所述固定翼飞行模式的第二指令。
5.根据权利要求4所述的无人机控制方法，其特征在于，若根据参数信息判断无人机为垂直起降固定翼无人机，则生成分配无人机控制权给所述多旋翼飞行模式的第一指令，并且还包括：
实时获取无人机运动时的运动状态信息；
基于所述运动状态信息，生成切换无人机控制权分配的第三指令；
根据所述至第三指令，控制无人机由所述多旋翼飞行模式转换为所述过渡飞行模式；
基于所述运动状态信息，生成切换无人机控制权分配的第四指令；
根据所述至第四指令，控制无人机由过渡飞行模式转换为固定翼飞行模式。
6.一种无人机控制系统，其特征在于，包括：
参数信息获取模块，用于获取无人机的参数信息；
无人机控制权分配指令模块，用于基于所述参数信息，生成至少一条无人机控制权分配指令；
飞行模式执行模块，用于根据所述至少一条无人机控制权分配指令，控制所述无人机执行相应的飞行模式。
7.根据权利要求6所述的无人机控制系统，其特征在于，所述飞行模式执行模块包括：多旋翼飞行模块、过渡飞行模块以及固定翼飞行模块。
8.根据权利要求7所述的无人机控制系统，其特征在于，所述无人机控制系统还包括运动信息获取模块。
9.根据权利要求8所述的无人机控制系统，其特征在于，所述运动信息获取模块上设置有减震装置；所述运动信息获取模块容纳于所述减震装置内。
10.根据权利要求8所述的无人机控制系统，其特征在于，所述无人机控制系统还设置有GPS模块，用于显示所述飞行控制器的位置信息。
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