CN107783552B - 控制无人机返航的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出控制无人机返航的方法及装置。方法包括：通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态或者通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，来检测各设备的运行状态；或者，检测无人机的电池电量消耗状态；根据无人机各设备的运行状态或者无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航。本申请能够精确控制无人机返航。

Description

控制无人机返航的方法及装置

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及控制无人机返航的方法及装置。

背景技术

无人驾驶机器人，如无人机，具有体积小、造价低、机动灵活、使用方便和对环境条件要求较低等诸多优点。从无人驾驶机器人诞生之日起，它就随着科学技术水平的不断提高而不断进步，并已逐步被广泛应用于军用、民用、警用等众多领域，所执行的任务包括：目标侦察、跟踪监视、目标打击、毁伤评估、抢险救灾、人员搜救、地形勘察等。

目前，无人机在返航时，是驾驶员自己根据电池的剩余电量来判断的，这样会导致判断并不精确。

发明内容

本申请实施例提供控制无人机返航的方法及装置，以实现对无人机返航的精确控制。

本申请的技术方案是这样实现的：

一种控制无人机返航的方法，该方法包括：

通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态或者通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，来检测各设备的运行状态；或者，

检测无人机的电池电量消耗状态；

根据无人机各设备的运行状态或者无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航。

所述通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态，来检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的传感器的输出数据表示该设备故障时，则确定该设备故障；

所述通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的相关设备检测到该设备不能正常输出数据时，则确定该设备故障；

所述根据无人机各设备的运行状态，控制无人机返航包括：

当检测到无人机上的一设备故障时，控制无人机返航。

所述检测无人机的电池电量消耗状态包括：

实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2；

所述根据无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航包括：

根据T1和T2，控制无人机返航。

所述实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：无人机向地面控制终端获取本无人机的地面返航点的位置信息，实时获取本无人机的位置信息，根据本无人机的位置信息和本无人机的地面返航点的位置信息，实时计算本无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度；且，所述实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2包括：无人机实时计算本无人机的电池电量消耗速度W，从本无人机的智能电池控制器实时获取电池的剩余电量E，实时计算本无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W；

或者，所述实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：地面控制终端确定无人机的地面返航点的位置信息，实时向无人机获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和地面返航点的位置信息，实时计算无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度；且，所述实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2包括：地面控制终端实时从无人机获取无人机的电池电量消耗速度W，实时从无人机获取无人机的电池的剩余电量E，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W。

所述根据T1和T2，控制无人机返航包括：

当T2＝T1时，强制无人机返航；

或/和，在T2＝a*T1时，提醒无人机驾驶员准备返航，1<a≤2；

或/和，在无人机返航过程中，实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2，根据T1和T2，确定是否控制无人机紧急降落。

一种控制无人机返航的装置，该装置包括：

监测模块：通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态或者通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，来检测各设备的运行状态；或者，检测无人机的电池电量消耗状态；

返航控制模块：根据无人机各设备的运行状态或者无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航。

所述监测模块通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态，来检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的传感器的输出数据表示该设备故障时，则确定该设备故障；

所述监测模块通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的相关设备检测到该设备不能正常输出数据时，则确定该设备故障；

所述返航控制模块具体用于，当检测到无人机上的一设备故障时，控制无人机返航。

所述监测模块检测无人机的电池电量消耗状态包括：

实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2；

所述返航控制模块根据无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航包括：

根据T1和T2，控制无人机返航。

所述监测模块实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：无人机向地面控制终端获取本无人机的地面返航点的位置信息，实时获取本无人机的位置信息，根据本无人机的位置信息和本无人机的地面返航点的位置信息，实时计算本无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度；且，所述监测模块实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2包括：无人机实时计算本无人机的电池电量消耗速度W，从本无人机的智能电池控制器实时获取电池的剩余电量E，实时计算本无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W；

或者，所述监测模块实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：地面控制终端确定无人机的地面返航点的位置信息，实时向无人机获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和地面返航点的位置信息，实时计算无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度；且，所述监测模块实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2包括：地面控制终端实时从无人机获取无人机的电池电量消耗速度W，实时从无人机获取无人机的电池的剩余电量E，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W。

所述返航控制模块根据T1和T2，控制无人机返航包括：

当T2＝T1时，强制无人机返航；

或/和，在T2＝a*T1时，提醒无人机驾驶员准备返航，1<a≤2；

或/和，在无人机返航过程中，实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2，根据T1和T2，确定是否控制无人机紧急降落。

可见，本申请能够精确控制无人机返航。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的控制无人机返航的方法流程图；

图2为本申请另一实施例提供的控制无人机返航的方法流程图；

图3为本申请又一实施例提供的控制无人机返航的方法流程图；

图4为本申请又一实施例提供的控制无人机返航的方法流程图；

图5为本申请实施例提供的控制无人机返航的装置的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图1为本申请一实施例提供的控制无人机返航的方法流程图，其具体步骤如下：

步骤101：通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态或者通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，来检测各设备的运行状态；或者，检测无人机的电池电量消耗状态。

步骤102：根据无人机各设备的运行状态或者无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航。

具体地，通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态，来检测各设备的运行状态包括：当无人机上的第一设备的传感器的输出数据表示第一设备故障时，则确定第一设备故障；

通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，检测各设备的运行状态包括：当无人机上的第二设备的相关设备检测到第二设备不能正常输出数据时，则确定第二设备故障；

当检测到无人机上的一设备故障时，控制无人机返航。

在具体应用时，例如：当检测到云台相机出现故障不能使用时，控制无人机返航；当检测到气压计、超声波传感器等设备出现故障时，也控制无人机返航；当检测到四旋翼无人机的一个旋翼电机出现故障时，也控制无人机返航。

另外，例如：处理器无法从相机获取图像数据了，或者飞控器无法从气压计获取高度数据了等时，都需要控制无人机返航。

图2为本申请一实施例提供的根据电池电量消耗状态控制无人机返航的方法流程图，其具体步骤如下：

步骤201：实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1。

步骤202：实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W。

在实际应用中，可以在电池供电口加装一个电池电量检测装置，以获得电池电量消耗速度W，根据公式T2＝E/W计算出T2的值。

步骤203：根据T1和T2，控制无人机返航。

具体地，当T2＝T1时，强制无人机返航。

进一步地，在T2＝a*T1时，提醒无人机驾驶员准备返航，1<a≤2。

在具体实施时，控制无人机返航可由无人机完成，也可由地面控制终端完成。

图3为本申请另一实施例提供的根据电池电量消耗状态控制无人机返航的方法流程图，其具体步骤如下：

步骤301：无人机的飞行控制器在无人机飞行开始时或者飞行过程中，向地面控制终端获取无人机的地面返航点的位置信息。

地面返航点的位置信息可以是GPS信息，包括经度、纬度等信息。

步骤302：无人机的飞行控制器在无人机飞行过程中，实时获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和地面返航点的位置信息，实时计算无人机与地面返航点的距离S。

飞行控制器可从无人机的GPS模块实时获取无人机的GPS位置信息。

步骤303：无人机的飞行控制器实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1＝S/V_返航。

V_返航即无人机的返航速度，是预先设定的固定值。

步骤304：无人机的飞行控制器在无人机飞行过程中，从电机传感器实时获取电机转速，根据电机转速和电机功率，实时计算无人机的智能电池的电量消耗速度W；同时，从智能电池控制器实时获取智能电池的剩余电量E，实时计算智能电池的剩余电量的消耗时长T2＝E/W。

智能电池的电量消耗速度W是随着时间曲线变化的，因此，为了得到准确的T2，必须实时计算W。

步骤305：无人机的飞行控制器根据实时计算得到的T1、T2，当发现T2＝T1时，强制无人机返航。

具体地，也可在T2＝a*T1时，提醒驾驶员电池电量不足，准备返航，1<a≤2。

图4为本申请又一实施例提供的根据电池电量消耗状态控制无人机返航的方法流程图，其具体步骤如下：

步骤401：在无人机飞行开始时或者飞行过程中，地面控制终端确定无人机的地面返航点的位置信息。

地面返航点的位置信息可以是GPS信息，包括经度、纬度等信息。

步骤402：在无人机飞行过程中，地面控制终端实时向无人机获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和地面返航点的位置信息，实时计算无人机与地面返航点的距离S。

无人机的位置信息可为无人机的GPS模块测得的GPS位置信息。

步骤403：地面控制终端实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1＝S/V_返航。

V_返航即无人机的返航速度，是预先设定的固定值。

步骤404：在无人机飞行过程中，地面控制终端实时从无人机获取无人机的智能电池的电量消耗速度W，同时实时从无人机获取智能电池的剩余电量E，实时计算智能电池的剩余电量的消耗时长T2＝E/W。

具体地，无人机根据电机传感器测得的电机转速以及电机功率，可以实时计算出智能电池的电量消耗速度W。

步骤405：地面控制终端根据实时计算得到的T1、T2，当发现T2＝T1时，强制无人机返航。

具体地，也可在T2＝a*T1时，提醒驾驶员电池电量不足，准备返航，1<a≤2。

另外，在无人机返航过程中，也可实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1；以及实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2；根据T1和T2，确定是否控制无人机紧急降落。

具体地，当T1>T2时，或者无人机的剩余电量等于或者小于预设的紧急降落电量阈值时，控制无人机紧急降落。

本申请实施例的有益技术效果如下：

通过实时计算无人机的返航时长以及电池剩余电量的消耗时长，从而实现了对返航的精确控制。

图5为本申请实施例提供的控制无人机返航的装置的组成示意图，该装置主要包括：监测模块51和返航控制模块52，其中：

监测模块51：通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态或者通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，来检测各设备的运行状态；或者，检测无人机的电池电量消耗状态；将检测的各设备的运行状态，或者无人机的电池电量消耗状态发送给返航控制模块52。

返航控制模块52：根据无人机各设备的运行状态或者无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航。

一实施例中，监测模块51通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态，来检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的传感器的输出数据表示该设备故障时，则确定该设备故障；

监测模块51通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的相关设备检测到该设备不能正常输出数据时，则确定该设备故障；

返航控制模块52具体用于，当检测到无人机上的一设备故障时，控制无人机返航。

一实施例中，监测模块51检测无人机的电池电量消耗状态包括：

实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2；

返航控制模块52根据无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航包括：

根据T1和T2，控制无人机返航。

一实施例中，监测模块51实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：

无人机向地面控制终端获取本无人机的地面返航点的位置信息，实时获取本无人机的位置信息，根据本无人机的位置信息和本无人机的地面返航点的位置信息，实时计算本无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度；且，

监测模块51实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2包括：

无人机实时计算本无人机的电池电量消耗速度W，从本无人机的智能电池控制器实时获取电池的剩余电量E，实时计算本无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W。

一实施例中，监测模块51实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：

地面控制终端确定无人机的地面返航点的位置信息，实时向无人机获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和地面返航点的位置信息，实时计算无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度；且，

监测模块51实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2包括：

地面控制终端实时从无人机获取无人机的电池电量消耗速度W，实时从无人机获取无人机的电池的剩余电量E，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W。

一实施例中，返航控制模块根据T1和T2，控制无人机返航包括：

当T2＝T1时，强制无人机返航；

或/和，在T2＝a*T1时，提醒无人机驾驶员准备返航，1<a≤2；

或/和，在无人机返航过程中，实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2，根据T1和T2，确定是否控制无人机紧急降落。

上述装置可位于无人机上。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种控制无人机返航的方法，其特征在于，该方法包括：

通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态或者通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，来检测各设备的运行状态；或者，

检测无人机的电池电量消耗状态；

根据无人机各设备的运行状态或者无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航；

所述检测无人机的电池电量消耗状态包括：

实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2；

所述根据无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航包括：

根据T1和T2，控制无人机返航；

所述实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2包括：

无人机在无人机飞行过程中，从电机传感器实时获取电机转速，根据电机转速和电机功率，实时计算本无人机的电池电量消耗速度W，从本无人机的智能电池控制器实时获取电池的剩余电量E，实时计算本无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W；或者，

在无人机飞行过程中，地面控制终端实时从无人机获取无人机的电池电量消耗速度W，实时从无人机获取无人机的电池的剩余电量E，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W，其中，无人机根据电机传感器测得的电机转速以及电机功率，实时计算出智能电池的电量消耗速度W。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态，来检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的传感器的输出数据表示该设备故障时，则确定该设备故障；

所述通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的相关设备检测到该设备不能正常输出数据时，则确定该设备故障；

所述根据无人机各设备的运行状态，控制无人机返航包括：

当检测到无人机上的一设备故障时，控制无人机返航。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：无人机向地面控制终端获取本无人机的地面返航点的位置信息，实时获取本无人机的位置信息，根据本无人机的位置信息和本无人机的地面返航点的位置信息，实时计算本无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度；

或者，所述实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：地面控制终端确定无人机的地面返航点的位置信息，实时向无人机获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和地面返航点的位置信息，实时计算无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据T1和T2，控制无人机返航包括：

当T2＝T1时，强制无人机返航；

或/和，在T2＝a*T1时，提醒无人机驾驶员准备返航，1<a≤2；

或/和，在无人机返航过程中，实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2，根据T1和T2，确定是否控制无人机紧急降落。

5.一种控制无人机返航的装置，其特征在于，该装置包括：

监测模块：通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态或者通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，来检测各设备的运行状态；或者，检测无人机的电池电量消耗状态；

返航控制模块：根据无人机各设备的运行状态或者无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航；

所述监测模块检测无人机的电池电量消耗状态包括：

实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2；

所述返航控制模块根据无人机的电池电量消耗状态，控制无人机返航包括：

根据T1和T2，控制无人机返航；

所述监测模块实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2包括：

在无人机飞行过程中，从电机传感器实时获取电机转速，根据电机转速和电机功率，实时计算本无人机的电池电量消耗速度W，从本无人机的智能电池控制器实时获取电池的剩余电量E，实时计算本无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W；或者，

在无人机飞行过程中，实时从无人机获取无人机的电池电量消耗速度W，实时从无人机获取无人机的电池的剩余电量E，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2＝E/W，其中，无人机根据电机传感器测得的电机转速以及电机功率，实时计算出智能电池的电量消耗速度W。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述监测模块通过无人机上各设备的传感器的输出数据状态，来检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的传感器的输出数据表示该设备故障时，则确定该设备故障；

所述监测模块通过无人机上各设备的相关设备的输出数据状态，检测各设备的运行状态包括：

当无人机上的任一设备的相关设备检测到该设备不能正常输出数据时，则确定该设备故障；

所述返航控制模块具体用于，当检测到无人机上的一设备故障时，控制无人机返航。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述监测模块实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：无人机向地面控制终端获取本无人机的地面返航点的位置信息，实时获取本无人机的位置信息，根据本无人机的位置信息和本无人机的地面返航点的位置信息，实时计算本无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度；

或者，所述监测模块实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1包括：地面控制终端确定无人机的地面返航点的位置信息，实时向无人机获取无人机的位置信息，根据无人机的位置信息和地面返航点的位置信息，实时计算无人机与地面返航点的距离S，计算T1＝S/V_返航，V_返航为无人机的返航速度。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述返航控制模块根据T1和T2，控制无人机返航包括：

当T2＝T1时，强制无人机返航；

或/和，在T2＝a*T1时，提醒无人机驾驶员准备返航，1<a≤2；

或/和，在无人机返航过程中，实时计算无人机到达地面返航点所需的时长T1，实时计算无人机的剩余电量的消耗时长T2，根据T1和T2，确定是否控制无人机紧急降落。

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