CN107655470B - 无人机偏航角度值的校准方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人机偏航角度值的校准方法和系统，其是分别获取移动终端和无人机的磁场传感器的磁偏角度值，利用两者的差值对移动终端生成的用于操作无人机的偏航角度值进行补偿，再将补偿后的偏航角度值发送至无人机，无人机根据补偿后的偏航角度值调整机头朝向，由于对偏航角度值进行了补偿，移动终端控制无人机机头朝向时就不存在夹角，有效提高了无人机控制的精准度，保证无人机的飞行安全。

Description

无人机偏航角度值的校准方法和系统
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机偏航角度值的校准方法和系统。
背景技术
在无人机技术领域中，目前一般通过分别对无人机和移动终端进行磁场传感器校准来保证移动终端控制无人机时偏航角的精准性，而各种移动终端中使用的传感器精度参差不齐，甚至于很多移动终端的磁场传感器校准完成后和正常值还是有较大偏差，当移动终端和无人机的磁场传感器精度不一致时，移动终端控制无人机机头朝向时会存在一个夹角，从而导致无法利用移动终端的磁场传感器精准地控制无人机的机头朝向，由此会引发无人机控制不精准，甚至于炸机。
发明内容
基于此，有必要针对传统的利用移动终端的磁场传感器无法精准地控制无人机的机头朝向的问题，提供一种无人机偏航角度值的校准方法和系统。
一种无人机偏航角度值的校准方法，包括以下步骤：
当移动终端处于与无人机对准的预设位置时，获取第一磁偏角度值，第一磁偏角度值是移动终端的磁场传感器的磁偏角度值；
获取第二磁偏角度值，第二磁偏角度值是无人机的磁场传感器的磁偏角度值；
计算第一磁偏角度值与第二磁偏角度值之间的差值；
将移动终端生成的偏航角度值加上或者减去差值，获得补偿后的偏航角度值；
将补偿后的偏航角度值发送至无人机，以使得无人机根据补偿后的偏航角度值调整机头朝向。
一种无人机偏航角度值的校准系统，包括以下单元：
第一获取单元，用于当移动终端处于与无人机对准的预设位置时，获取第一磁偏角度值，第一磁偏角度值是移动终端的磁场传感器的磁偏角度值；
第二获取单元，用于获取第二磁偏角度值，第二磁偏角度值是无人机的磁场传感器的磁偏角度值；
补偿单元，用于计算第一磁偏角度值与第二磁偏角度值之间的差值，将移动终端生成的偏航角度值加上或者减去差值，获得补偿后的偏航角度值；
发送单元，用于将补偿后的偏航角度值发送至无人机，以使得无人机根据补偿后的偏航角度值调整机头朝向。
根据上述本发明的无人机偏航角度值的校准方法和系统，其是分别获取移动终端和无人机的磁场传感器的磁偏角度值，利用两者的差值对移动终端生成的操作无人机的偏航角度值进行补偿，再将补偿后的偏航角度值发送至无人机，无人机根据补偿后的偏航角度值调整机头朝向，由于对偏航角度值进行了补偿，移动终端控制无人机机头朝向时就不存在夹角，有效提高了无人机控制的精准度，保证无人机的飞行安全。
附图说明
图1为其中一个实施例的无人机偏航角度值的校准方法的流程示意图；
图2为其中一个实施例的无人机偏航角度值的校准方法的实际应用示意图；
图3为其中一个实施例的无人机偏航角度值的校准系统的结构示意图；
图4为其中一个实施例的无人机偏航角度值的校准系统的结构示意图；
图5为其中一个实施例的无人机偏航角度值的校准系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
参见图1所示，为本发明一个实施例中无人机偏航角度值的校准方法的流程示意图。该实施例中的无人机偏航角度值的校准方法包括以下步骤：
步骤S101：当移动终端处于与无人机对准的预设位置时，获取第一磁偏角度值，第一磁偏角度值是移动终端的磁场传感器的磁偏角度值；
步骤S102：获取第二磁偏角度值，第二磁偏角度值是无人机的磁场传感器的磁偏角度值；
步骤S103：计算第一磁偏角度值与第二磁偏角度值之间的差值；
步骤S104：将移动终端生成的偏航角度值加上或者减去差值，获得补偿后的偏航角度值；
步骤S105：将补偿后的偏航角度值发送至无人机，以使得无人机根据补偿后的偏航角度值调整机头朝向。
上述步骤S101至S104均是在移动终端中执行。
在本实施例中，分别获取移动终端和无人机的磁场传感器的磁偏角度值，利用两者的差值对移动终端生成的操作无人机的偏航角度值进行补偿，再将补偿后的偏航角度值发送至无人机，无人机根据补偿后的偏航角度值调整机头朝向，由于对偏航角度值进行了补偿，移动终端与无人机机头之间就不存在夹角，有效提高了无人机控制的精准度，保证无人机的飞行安全。
在获取移动终端与无人机的磁场传感器的磁偏角度值时，移动终端处于与无人机对准的预设位置可以避免因位置的不同对磁偏角度值产生影响。
移动终端包括智能手机(Smart Phone)、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助理等。
具体的，无人机偏航角度值的校准方法是通过设有一APP(应用程序)的移动终端来实施的，包括以下步骤：
当移动终端处于与无人机对准的预设位置时，移动终端的里面的APP获取第一磁偏角度值A，第一磁偏角度值A是移动终端的磁场传感器的磁偏角度值；
移动终端里的APP获取第二磁偏角度值B，第二磁偏角度值B是无人机的磁场传感器的磁偏角度值；
移动终端里的APP计算第一磁偏角度值A与第二磁偏角度值B之间的差值D，差值D可以是第二磁偏角度值B减去第一磁偏角度值A的值，也可以是第一磁偏角度值A减去第二磁偏角度值B的值；
当无人机在空中飞行执行任务时移动终端将生成偏航角度C值来控制无人机的机头方向，移动终端里的APP将偏航角度C值加上差值D得到一个新的偏航角度值C’，即为以下公式：B-A＝D，C+D＝C’；或者A-B＝D，C-D＝C’；此步骤为对偏航角度值C的补偿；
将补偿后的偏航角度值C’发送至无人机，其中，无人机根据补偿后的偏航角度值C’调整机头朝向。
上述过程均是在移动终端的APP中执行。
在其中一个实施例中，在获取第一磁偏角度值的步骤之前还包括以下步骤：
通过移动终端的拍摄装置对无人机进行扫描，在扫描画面中识别无人机的轮廓；
判断轮廓是否与预设轮廓相匹配，若是，则确定移动终端当前处于与无人机对准的预设位置。
在本实施例中，主要是通过移动终端的拍摄装置对无人机进行扫描，无人机在扫描得到的画面中，比较无人机在扫描得到的画面中的轮廓与预设轮廓是否匹配，若匹配，则表示移动终端当前处于与无人机对准的预设位置。上述过程实质上是对拍摄装置扫描的无人机图像进行动态识别，可以保证快速又便捷地确定移动终端处于与无人机对准的预设位置。
优选的，确定移动终端当前处于与无人机对准的预设位置的过程可以在移动终端一方中进行，预设轮廓可以显示在移动终端的屏幕上，如在屏幕中央显示一个无人机的外形轮廓，无人机的外形轮廓中的区域为移动终端的拍摄装置(摄像头)扫描的区域，在拍摄装置对无人机进行扫描时，只要扫描到的画面中的无人机与屏幕中央显示的无人机的外形轮廓一致，即扫描到的画面中的无人机的轮廓与预设轮廓相匹配，就可以确定此时移动终端当前处于与无人机对准的预设位置。
在其中一个实施例中，在获取第一磁偏角度值的步骤之前还包括以下步骤：
通过移动终端的拍摄装置对无人机进行扫描，在扫描画面中识别无人机的轮廓；
判断轮廓是否与预设轮廓的偏差是否在预设范围内，若是，则确定移动终端处于与无人机对准的预设位置。
在本实施例中，主要是通过移动终端的拍摄装置对无人机进行扫描，无人机在扫描得到的画面中，判断无人机在扫描得到的画面中的轮廓与预设轮廓的偏差是否在预设范围内，若是，则表示移动终端当前处于与无人机对准的预设位置。上述过程实质上是对拍摄装置扫描的无人机图像进行动态识别，可以保证快速又便捷地确定移动终端处于与无人机对准的预设位置。另外，本实施例中，预先设置了一个与预设轮廓关联的偏差范围，只要这一范围设置合适，并不会对移动终端和无人机的磁偏角度值的差值计算产生较大误差，而且由于设置了偏差范围，可以更加灵活地确定移动终端处于与无人机对准的预设位置。
在其中一个实施例中，获取第一磁偏角度值的步骤包括以下步骤：
初始化移动终端的磁场传感器，监听移动终端的磁场传感器的传感数据，根据传感数据获取第一磁偏角度值。
在本实施例中，获取移动终端的磁场传感器的磁偏角度值，首先需要对移动终端的磁场传感器进行初始化，之后根据移动终端的磁场传感器的传感数据可以计算获得移动终端的磁场传感器的磁偏角度值。由于磁场传感器的磁偏角度值可能因各种因素而在使用过程中产生变化，因此，在确定移动终端处于与无人机对准的预设位置后，初始化移动终端的磁场传感器可以获取最新的磁场传感器的磁偏角度值，排除之前磁场传感器使用过程中各种因素的影响。
在其中一个实施例中，获取第二磁偏角度值的步骤包括以下步骤：
通过与无人机进行无线通信来获取第二磁偏角度值。
在本实施例中，无人机具备无线通信功能，可以将自身的磁场传感器的磁偏角度值以无线通信的方式发送出去，外部设备通过与无人机进行无线通信就可以获取无人机的磁场传感器的磁偏角度值，无需与无人机进行有线连接，以此种方式可以非常方便快捷地获取无人机的磁场传感器的磁偏角度值。
在一个具体的实施例中，无人机偏航角度值的校准方法可以应用在手机应用软件中，如图2所示，移动终端可以为手机，移动终端和无人机的磁场传感器均可以为磁罗盘，用户打开手机中用于控制无人机的应用软件，该应用软件具备无人机偏航角度值校准功能，打开磁罗盘辅助校准界面，此时的手机摄像头打开，此时磁罗盘辅助校准界面中显示有一个无人机的外形轮廓，用户将手机放至无人机的上方，手机机身前端的朝向与无人机机头的朝向一致，无人机平放在地面上，手机的摄像头对准无人机，对无人机进行实时扫描，当手机移动到某一位置时，手机扫描到的画面中的无人机外形与磁罗盘辅助校准界面中显示的无人机的外形轮廓相吻合，此时手机就处于与无人机对准的位置。手机处于与无人机对准的位置后，应用软件对手机的磁罗盘进行初始化，监听磁罗盘的相关数据，从而计算获得磁罗盘的磁偏角，再通过与无人机进行无线通信的方式获取无人机的磁偏角；根据手机的磁罗盘的磁偏角和无人机的磁罗盘的磁偏角的差值对发送给无人机的偏航角度进行补偿；偏航角度是用于控制无人机的机头朝向的，偏航角度的一个重要参数为磁偏角，手机的前端代表着无人机的机头方向，具体操作如下，初始时，若用户手持手机，屏幕水平朝上，手机的前端朝向用户前方(假设为正北方向)，则对应的飞行器的机头方向也朝向用户的前方(正北方向)接下来，若用户将手机在水平面内转动，使其前端指向用户的左手方向(即正西方向)，则对应的飞行器的机头也将在其所在的水平面内转动直到指向正西方向)；或者，若用户将手机在水平面内转动，使其前端指向用户的左前方45度的方向(即西北向45度)，则对应的飞行器的机头也将在其所在的平面内转动直到指向西北向45度。本方案对偏航角度进行了补偿，手机控制无人机机头朝向时就不存在夹角，有效提高了无人机控制的精准度，保证无人机的飞行安全。
根据上述无人机偏航角度值的校准方法，本发明还提供一种无人机偏航角度值的校准系统，以下就本发明的无人机偏航角度值的校准系统的实施例进行详细说明。
参见图3所示，为本发明一个实施例中无人机偏航角度值的校准系统的结构示意图。该实施例中的无人机偏航角度值的校准系统包括以下单元：
第一获取单元210，用于当移动终端处于与无人机对准的预设位置时，获取第一磁偏角度值，第一磁偏角度值是移动终端的磁场传感器的磁偏角度值；
第二获取单元220，用于获取第二磁偏角度值，第二磁偏角度值是无人机的磁场传感器的磁偏角度值；
补偿单元230，用于计算第一磁偏角度值与第二磁偏角度值之间的差值，将移动终端生成的偏航角度值加上或者减去差值，获得补偿后的偏航角度值；
发送单元240，用于将补偿后的偏航角度值发送至无人机，以使得无人机根据补偿后的偏航角度值调整机头朝向。
在其中一个实施例中，如图4所示，无人机偏航角度值的校准系统还包括识别单元250和第一判断单元260；
识别单元250用于通过移动终端的拍摄装置对无人机进行扫描，在扫描画面中识别无人机的轮廓；
第一判断单元260用于判断轮廓是否与预设轮廓相匹配，若是，则确定移动终端当前处于与无人机对准的预设位置。
在其中一个实施例中，如图5所示，无人机偏航角度值的校准系统还包括识别单元250和第二判断单元270；
识别单元250用于通过移动终端的拍摄装置对无人机进行扫描，在扫描画面中识别无人机的轮廓；
第二判断单元270用于判断轮廓与预设轮廓的偏差是否在预设范围内，若是，则确定移动终端当前处于与无人机对准的预设位置。
在其中一个实施例中，第一获取单元210用于初始化移动终端的磁场传感器，监听移动终端的磁场传感器的传感数据，根据传感数据获取第一磁偏角度值。
在其中一个实施例中，第二获取单元220通过与无人机进行无线通信来获取第二磁偏角度值。
本发明的无人机偏航角度值的校准系统与本发明的无人机偏航角度值的校准方法一一对应，在上述无人机偏航角度值的校准方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于无人机偏航角度值的校准系统的实施例中。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种无人机偏航角度值的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
当移动终端处于与无人机对准的预设位置时，获取第一磁偏角度值，所述第一磁偏角度值是所述移动终端的磁场传感器的磁偏角度值，其中，通过所述移动终端的拍摄装置对所述无人机进行扫描，在扫描画面中识别所述无人机的轮廓，判断所述轮廓是否与预设轮廓相匹配，若是，则确定所述移动终端当前处于与无人机对准的预设位置，或者，判断所述轮廓是否与预设轮廓的偏差在预设范围内，若是，则确定所述移动终端处于与所述无人机对准的预设位置；
获取第二磁偏角度值，所述第二磁偏角度值是所述无人机的磁场传感器的磁偏角度值；
计算所述第一磁偏角度值与所述第二磁偏角度值之间的差值；
将所述移动终端生成的偏航角度值加上或者减去所述差值，获得补偿后的偏航角度值；
将所述补偿后的偏航角度值发送至所述无人机，以使得所述无人机根据所述补偿后的偏航角度值调整机头朝向。
2.根据权利要求1所述的无人机偏航角度值的校准方法，其特征在于，所述获取第一磁偏角度值的步骤包括以下步骤：
初始化所述移动终端的磁场传感器，监听所述移动终端的磁场传感器的传感数据，根据所述传感数据获取所述第一磁偏角度值。
3.根据权利要求1所述的无人机偏航角度值的校准方法，其特征在于，所述获取第二磁偏角度值的步骤包括以下步骤：
通过与所述无人机进行无线通信来获取所述第二磁偏角度值。
4.一种无人机偏航角度值的校准系统，其特征在于，包括以下单元：
第一获取单元，用于当移动终端处于与无人机对准的预设位置时，获取第一磁偏角度值，所述第一磁偏角度值是所述移动终端的磁场传感器的磁偏角度值；
识别单元，用于通过所述移动终端的拍摄装置对所述无人机进行扫描，在扫描画面中识别所述无人机的轮廓；
第一判断单元，用于判断所述轮廓是否与预设轮廓相匹配，若是，则确定所述移动终端当前处于与无人机对准的预设位置，或者，第二判断单元，用于判断所述轮廓是否与预设轮廓的偏差在预设范围内，若是，则确定所述移动终端处于与所述无人机对准的预设位置；
第二获取单元，用于获取第二磁偏角度值，所述第二磁偏角度值是所述无人机的磁场传感器的磁偏角度值；
补偿单元，用于计算所述第一磁偏角度值与所述第二磁偏角度值之间的差值，将所述移动终端生成的偏航角度值加上或者减去所述差值，获得补偿后的偏航角度值；
发送单元，用于将补偿后的偏航角度值发送至所述无人机，以使得所述无人机根据所述补偿后的偏航角度值调整机头朝向。
5.根据权利要求4所述的无人机偏航角度值的校准系统，其特征在于，所述第一获取单元用于初始化所述移动终端的磁场传感器，监听所述移动终端的磁场传感器的传感数据，根据所述传感数据获取所述第一磁偏角度值。
6.根据权利要求4所述的无人机偏航角度值的校准系统，其特征在于，所述第二获取单元通过与所述无人机进行无线通信来获取所述第二磁偏角度值。
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