CN108334102A - 无人机开发平台和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无人机开发平台和方法。在一些实施例中，无人机开发平台包括：数据获取模块，被配置为获取无人机的飞行控制数据；逻辑编程模块，被配置为根据飞行控制数据，通过逻辑编程获得飞行控制应用程序；软件开发工具包SDK封装模块，被配置为对飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置统一应用程序编程接口API，从而生成SDK模块。根据本发明实施例提供的无人机开发平台，可以通过无人机采集数据，在无人机开发平台上开放针对采集的数据的软件接口。
Description
技术领域
本发明涉及无人机开发领域，尤其涉及无人机开发平台和方法。
背景技术
随着无人机的应用越来越广，无人机已被广泛应用到航拍、遥感测绘、森林防火、电力巡线、搜索及救援、影视广告等工业及商业用途，同时也成为全球众多航模航拍爱好者的优选，伴随而来的是越来越多的无人机制造商或玩家对无人机的功能提出了更高的需求，例如对无人机实现更多自由控制，或者为无人机添加新功能，或者对现有的功能进行定制。
因此，需要提供一个无人机开发平台，使得无人机用户可以通过该平台提供的信息开发出更加适合本行业的产品。
发明内容
本发明实施例提供一种无人机开发平台和方法，实现了对飞行控制应用程序的封装，以生成SDK模块并为用户提供统一应用程序编程接口。
根据本发明实施例的一方面，提供一种无人机开发平台，包括：数据获取模块，被配置为获取无人机的飞行控制数据；逻辑编程模块，被配置为根据所述飞行控制数据，通过逻辑编程获得飞行控制应用程序；软件开发工具包SDK封装模块，被配置为对所述飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置统一应用程序编程接口API，从而生成SDK模块。
根据本发明实施例的另一方面，提供一种无人机开发方法，包括：获取无人机的飞行控制数据；根据所述飞行控制数据，通过逻辑编程获得飞行控制应用程序；对所述飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置统一应用程序编程接口API，从而生成SDK模块。
根据本发明实施例提供的无人机开发平台和方法，通过无人机采集数据，在无人机开发平台上开放针对采集的数据的软件接口，并将该接口向第三方用户开放，为第三方用户提供建立应用软件时的开放工具的集合。
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中所需要使用的附图作简单地介绍，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的附图。
图1是根据本发明一实施例的无人机开发平台的结构示意图；
图2是根据本发明另一实施例的无人机开发平台的结构示意图；
图3是示出根据本发明一实施例的无人机开发方法的流程图；
图4是示出本发明另一实施例提供的无人机开发方法的流程图；
图5是示出能够实现根据本发明实施例的无人机开发平台和方法的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、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详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，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……”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。
下面结合附图，详细描述根据本发明实施例的无人机开发平台和开发方法。
图1是示出了本发明一实施例提供的无人机开发平台的结构示意图。
如图1所示，本实施例中无人机开发平台100包括以下模块：
数据获取模块110，被配置为获取无人机的飞行控制数据。
逻辑编程模块120，被配置为根据飞行控制数据，通过逻辑编程获得飞行控制应用程序。
软件开发工具包SDK封装模块130，被配置为对飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置统一应用程序编程接口API，从而生成SDK模块。
根据本发明实施例提供的无人机开发平台，通过传感器获取无人机底层相应的飞行控制数据，通过逻辑编程获得飞行控制的应用程序，并封装得到SDK模块，以提供给外部用户使用。
在一些实施例中，飞行控制数据是通过预设的传感器、预设的图像采集设备或预设的信号采集设备中的至少一种所获取。
具体地，预设的图像采集设备可以用于对图像信息的采集，预设的图像采集设备可以包括成像模块和摄像头，成像模块例如可以包括红外热成像模块。
作为一个示例，无人机例如可以包括图像采集处理主控板，当该主控板接收到无人机飞行控制器的图像采集指令或图像处理信号之后，由成像模块或外接的摄像头完成拍摄动作，以对图像数据进行采集。
具体地，预设的信号采集设备可以用于对飞行控制、飞行状态等信号信息进行采集。
作为一个示例，预设的信号采集设备可以对无人机发出的指示灯信号进行采集。作为一个具体的示例，无人机可以包括具有多个数据信号输出引脚的单片机，这些具有多个数据信号输出引脚的单片机可以构成指示灯控制单元，通过指示灯发出飞行状态信号对无人机的飞行状态进行指示。
在一些实施例中，数据获取模块110中预设的传感器可以包括飞行状态传感器和/或飞行姿态传感器；飞行控制数据包括通过飞行状态传感器获得的飞行状态数据，和/或通过飞行姿态传感器获得的飞行姿态数据。
具体地，飞行状态传感器包括加速度计、电子罗盘和高度传感器中的至少一种，飞行状态数据包括无人机的加速度、磁场矢量信息和飞机高度信息中的至少一种。
具体地，飞行姿态传感器为倾角仪和/或陀螺仪，飞行姿态数据包括通过倾角仪和/或陀螺仪测量的无人机的角速率。
在一些实施例中，逻辑编程模块中的逻辑编程使用的程序设计语言是面向对象的程序设计语言C Plus Plus；并且，软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)封装模块生成的SDK支持安卓Andriod系统和苹果iOS系统(iphone Operation System，苹果公司的移动操作系统)。
在一些实施例中，预设的传感器还包括距离传感器和惯性传感器，飞行控制数据包括通过距离传感器获得的无人机与障碍物之间的距离，以及通过惯性传感器获得的用于补偿因无人机飞行时的倾斜而引起的距离误差。
在一些实施例中，逻辑编程模块还被配置为根据无人机与障碍物之间的距离和距离误差，自主控制无人机的飞行方向和飞行速度，从而控制无人机进行自主避障，并将实现自主避障的应用程序作为飞行控制应用程序。
通过本发明实施例提供的无人机开发平台获得的开发工具包SDK，对无人机的避障功能进行封装，以供外部的开发人员在此基础上进行调用和自定义的编程。
下面将参考图2描述根据本发明另一实施例的无人机开发平台。图2是示出根据本发明另一实施例的无人机开发平台的结构示意图。图2与图1中相同或等同的模块使用相同的标号。
如图2所示，图2所示的无人机开发平台200基本相同于无人机开发平台100，不同之处在于，无人机开发平台200还包括：
数据访问封装模块140，被配置为将所述数据获取模块获取的飞行控制数据进行封装，并为封装的数据提供数据访问接口。
作为一个示例，可以对飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置应用程序编程接口API，从而生成SDK模块，用户可以利用该软件开发工具包定制自己的应用软件。
在本发明的实施例中，API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)提供的是逻辑编程模块根据数据获取模块获取的飞行控制数据，通过逻辑编程获得的飞行控制应用程序，这些飞行控制应用程序作为预先定义的函数，可以对开发人员提供访问无人机相关的功能接口和服务，而又无需访问源码或理解内部工作机制的细节。
在一些实施例中，数据获取模块110还被配置为通过电池传感器获取电池信息，电池信息包括通过所述电池传感器获取的无人机所使用的电池的电流及开路电压，数据访问封装模块140还被配置为：将电池信息进行封装，并为封装的电池信息提供数据访问接口。
通过对电池信息的封装，将电池的电流和开路电压等信息提供给外部接口，这些电池的基础数据可以用于判断例如电池的使用状态，从而对电池做出相应的控制和管理功能。
在一些实施例中，无人机开发平台200还包括：
无线通讯模块150，被配置为利用小型无人载具通信协议MavLink将所述飞行控制数据发送给指定的通信接口。
MavLink(Micro Air Vehicle Link，微型飞行器通信协议)是一种小型无人机的通讯协议，在软件开发工具包SDK底层采用MavLink实现无人机的通讯功能。
SDK是一些被软件工程师用于为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等创建应用软件的开发工具的集合，它可以简单地为某个程序设计语言提供API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)的一些文件，也可以包括能与嵌入式系统通讯的硬件。
通过本发明实施例提供的无人机开发平台，通过无人机采集数据，在无人机开发平台上开放针对各种数据的软件接口，并将该接口向第三方开放，为第三方提供建立应用软件时的开放工具的集合。
下面结合附图3-4描述本发明一些实施例的无人机开发方法。应注意，这些实施例并不是用来限制本公开的范围。
图3是示出了根据本公开一些示例性实施例的无人机开发方法300的流程图。如图3所示，根据本公开实施例的制备压电陶瓷材料的方法300包括以下步骤S301-S303。
步骤S301，获取无人机的飞行控制数据。
步骤S302，根据飞行控制数据，通过逻辑编程获得飞行控制应用程序。
步骤S303，对飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置统一应用程序编程接口API，从而生成SDK模块。
通过本发明实施例中的无人机开发方法，将飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置统一应用程序编程接口API，从而生成SDK模块。
图4示出了根据本发明另一实施例的无人机开发方法的流程图。图4与图3相同或等同的步骤使用相同的标号。
如图4所示，无人机开发方法400包括：
步骤S301，获取无人机的飞行控制数据。
在一些实施例中，步骤S301中的飞行控制数据是通过预设的传感器、预设的图像采集设备或预设的信号采集设备中的至少一种所获取。
在一些实施例中，步骤S301中的传感器包括飞行状态传感器和/或飞行姿态传感器；飞行控制数据包括通过飞行状态传感器获得的飞行状态数据，和/或通过飞行姿态传感器获得的飞行姿态数据。
具体地，飞行状态传感器包括加速度计、电子罗盘和高度传感器中的至少一种，飞行状态数据包括无人机的加速度、磁场矢量信息和飞机高度信息中的至少一种。
飞行姿态传感器为倾角仪和/或陀螺仪，飞行姿态数据包括通过倾角仪和/或陀螺仪测量的无人机的角速率。
步骤S302，根据飞行控制数据，通过逻辑编程获得飞行控制应用程序。
在一些实施例中，步骤S302中的逻辑编程使用的程序设计语言是面向对象的程序设计语言C Plus Plus；并且，软件开发工具包SDK封装模块生成的SDK支持安卓Andriod系统和苹果iOS系统。
步骤S303，对飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置统一应用程序编程接口API，从而生成SDK模块。
在上述实施例中，预设的传感器还包括距离传感器和惯性传感器，飞行控制数据包括通过距离传感器获得的无人机与障碍物之间的距离，以及通过惯性传感器获得的用于补偿因无人机飞行时的倾斜而引起的距离误差。
在另一些实施例中，步骤S302中的通过逻辑编程获得飞行控制应用程序的步骤还包括：
S302-1，根据所述无人机与障碍物之间的距离和距离误差，自主控制无人机的飞行方向和飞行速度，从而控制无人机进行自主避障；
S302-2，并将实现自主避障的应用程序作为飞行控制应用程序。
继续参考图4，在一些实施例中，无人机开发平台400还包括：
步骤S304，将数据获取模块获取的飞行控制数据进行封装，并为封装的数据提供数据访问接口。
在一些实施例中，步骤S304具体可以包括：
步骤S304-1，通过电池传感器获取电池信息，电池信息包括通过电池传感器获取的无人机所使用的电池的电流及开路电压。
步骤S304-2，将电池信息进行封装，并为封装的电池信息提供数据访问接口。
在一些实施例中，无人机开发平台400还包括以下步骤：
步骤S305，利用MavLink协议将飞行控制数据发送给指定的通信接口。
通过本发明实施例的无人机开发平台和方法，可以为用户提供关于无人机飞行控制的软件开发工具包，以供开发者访问和调用。
结合图1至图4描述的根据本发明实施例的无人机开发平台和方法可以由可拆卸地或者固定地安装在无人机上的计算设备实现。图5是示出能够实现根据本发明实施例的无人机开发平台和方法的计算设备的示例性硬件架构的结构图。如图5所示，计算设备500包括输入设备501、输入接口502、中央处理器503、存储器504、输出接口505、以及输出设备506。其中，输入接口502、中央处理器503、存储器504、以及输出接口505通过总线510相互连接，输入设备501和输出设备506分别通过输入接口502和输出接口505与总线510连接，进而与计算设备500的其他组件连接。具体地，输入设备501接收来自外部(例如，无人机上安装的传感器)的输入信息，并通过输入接口502将输入信息传送到中央处理器503；中央处理器503基于存储器504中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器504中，然后通过输出接口505将输出信息传送到输出设备506；输出设备506将输出信息输出到计算设备500的外部供用户使用。
也就是说，图5所示的无人机开发平台也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1至图4描述的无人机开发平台和方法。这里，处理器可以与无人机飞行控制系统以及安装在无人机上的传感器例如飞行状态传感器和/或飞行姿态传感器通信，从而基于来自飞行状态传感器和/或飞行姿态传感器的相关信息执行计算机可执行指令，从而实现结合图1至图4描述的无人机开发平台和方法。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (22)
1.一种无人机开发平台，其特征在于，包括：
数据获取模块，被配置为获取无人机的飞行控制数据；
逻辑编程模块，被配置为根据所述飞行控制数据，通过逻辑编程获得飞行控制应用程序；
软件开发工具包SDK封装模块，被配置为对所述飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置统一应用程序编程接口API，从而生成SDK模块。
2.根据权利要求1所述的开发平台，其特征在于，
所述飞行控制数据是通过预设的传感器、预设的图像采集设备或预设的信号采集设备中的至少一种所获取。
3.根据权利要求2所述的开发平台，其特征在于，
所述预设的传感器包括飞行状态传感器和/或飞行姿态传感器；
所述飞行控制数据包括通过所述飞行状态传感器获得的飞行状态数据，和/或通过所述飞行姿态传感器获得的飞行姿态数据。
4.根据权利要求3所述的开发平台，其特征在于，
所述飞行状态传感器包括加速度计、电子罗盘和高度传感器中的至少一种；
所述飞行状态数据包括所述无人机的加速度、磁场矢量信息和飞机高度信息中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的开发平台，其特征在于，
所述飞行姿态传感器为倾角仪和/或陀螺仪，所述飞行姿态数据包括通过所述倾角仪和/或陀螺仪测量的所述无人机的角速率。
6.根据权利要求1所述的开发平台，其特征在于，
所述逻辑编程模块中的逻辑编程使用的程序设计语言是面向对象的程序设计语言CPlus Plus；并且，
所述软件开发工具包SDK封装模块生成的所述SDK支持安卓Andriod系统和苹果iOS系统。
7.根据权利要求2所述的开发平台，其特征在于，
所述传感器还包括距离传感器和惯性传感器，所述飞行控制数据包括通过所述距离传感器获得的所述无人机与障碍物之间的距离，以及通过所述惯性传感器获得的用于补偿因所述无人机飞行时的倾斜而引起的距离误差。
8.根据权利要求7所述的开发平台，其特征在于，
所述逻辑编程模块还被配置为根据所述无人机与障碍物之间的距离和所述距离误差，自主控制所述无人机的飞行方向和飞行速度，从而控制所述无人机进行自主避障，并将实现所述自主避障的应用程序作为所述飞行控制应用程序。
9.根据权利要求1所述的开发平台，其特征在于，还包括：
数据访问封装模块，被配置为将所述数据获取模块获取的飞行控制数据进行封装，并为封装的数据提供数据访问接口。
10.根据权利要求9所述的开发平台，其特征在于，所述数据获取模块还被配置为通过电池传感器获取电池信息，所述电池信息包括通过所述电池传感器获取的所述无人机所使用的电池的电流及开路电压，
所述数据访问封装模块还被配置为：将所述电池信息进行封装，并为封装的电池信息提供数据访问接口。
11.根据权利要求1所述的开发平台，其特征在于，还包括：
无线通讯模块，被配置为利用微型飞行器通信协议MavLink将所述飞行控制数据发送给指定的通信接口。
12.一种无人机开发方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获取无人机的飞行控制数据；
根据所述飞行控制数据，通过逻辑编程获得飞行控制应用程序；
对所述飞行控制应用程序进行封装，并为封装的程序配置统一应用程序编程接口API，从而生成SDK模块。
13.根据权利要求12所述的开发方法，其特征在于，
所述飞行控制数据是通过预设的传感器、预设的图像采集设备或预设的信号采集设备中的至少一种所获取。
14.根据权利要求13所述的开发方法，其特征在于，
所述预设的传感器包括飞行状态传感器和/或飞行姿态传感器；
所述飞行控制数据包括通过所述飞行状态传感器获得的飞行状态数据，和/或通过所述飞行姿态传感器获得的飞行姿态数据。
15.根据权利要求14所述的开发方法，其特征在于，
所述飞行状态传感器包括加速度计、电子罗盘和高度传感器中的至少一种；
所述飞行状态数据包括所述无人机的加速度、磁场矢量信息和飞机高度信息中的至少一种。
16.根据权利要求14所述的开发方法，其特征在于，
所述飞行姿态传感器为倾角仪和/或陀螺仪，所述飞行姿态数据包括通过所述倾角仪和/或陀螺仪测量的所述无人机的角速率。
17.根据权利要求13所述的开发方法，其特征在于，
所述逻辑编程使用的程序设计语言是面向对象的程序设计语言C Plus Plus；并且，
所述软件开发工具包SDK封装模块生成的SDK支持安卓Andriod系统和苹果iOS系统。
18.根据权利要求13所述的开发方法，其特征在于，
所述传感器还包括距离传感器和惯性传感器，所述飞行控制数据包括通过所述距离传感器获得的所述无人机与障碍物之间的距离，以及通过所述惯性传感器获得的用于补偿因所述无人机飞行时的倾斜而引起的距离误差。
19.根据权利要求18所述的开发方法，其特征在于，所述通过逻辑编程获得飞行控制应用程序的步骤还包括：
根据所述无人机与障碍物之间的距离和所述距离误差，自主控制所述无人机的飞行方向和飞行速度，从而控制所述无人机进行自主避障；
并将实现所述自主避障的应用程序作为所述飞行控制应用程序。
20.根据权利要求13所述的开发方法，其特征在于，还包括：
将所述数据获取模块获取的飞行控制数据进行封装，并为封装的数据提供数据访问接口。
21.根据权利要求20所述的开发方法，其特征在于，还包括：
通过电池传感器获取电池信息，所述电池信息包括通过所述电池传感器获取的所述无人机所使用的电池的电流及开路电压；
将所述电池信息进行封装，并为封装的电池信息提供数据访问接口。
22.根据权利要求13所述的开发方法，其特征在于，还包括：
利用MavLink协议将所述飞行控制数据发送给指定的通信接口。
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