CN108803645B - 无人机迫降方法、装置、自动驾驶仪及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出了一种无人机迫降方法、装置、自动驾驶仪及无人机，涉及飞行控制技术领域，该方法包括：确定无人机处于第一应急状态，其中，第一应急状态表征无人机处于需要被调整为悬停的状态；调整输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，使无人机处于悬停状态；判断无人机的当前水平速率值是否小于第一预设速率值且持续第一预设时间；当无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值且持续第一预设时间时，确定无人机处于第二应急状态，以调整输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使无人机着陆。本发明实施例所提供的一种无人机迫降方法、装置、自动驾驶仪及无人机，提升了无人机飞行时的安全性。

Description

无人机迫降方法、装置、自动驾驶仪及无人机

技术领域

本发明涉及飞行控制技术领域，具体而言，涉及一种无人机迫降方法、装置、自动驾驶仪及无人机。

背景技术

多旋翼飞行器或具有多旋翼飞行模式的组合飞行器在飞行器本体上部署多个主要产生向上拉力的动力系统，在多旋翼模式下协调改变各个动力系统产生的拉力和转动阻力矩产生飞行控制所需的拉力(T)、滚转力矩(L)、俯仰力矩(M)以及滚转力矩(N)。具有多旋翼的飞行器作为中立稳定的动力学系统，对控制力和力矩的快速及精确响应具有较高的要求，而动力系统在快速响应控制指令的过程中容易产生失效，短时间就出现姿态失稳、大幅度高度波动等严重影响飞行器安全的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机迫降方法、装置、自动驾驶仪及无人机，提升了无人机飞行时的安全性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机迫降方法，应用于无人机中的自动驾驶仪，所述无人机搭载有多个垂直旋翼动力系统，所述方法包括：确定所述无人机处于第一应急状态，其中，所述第一应急状态表征所述无人机处于需要被调整为悬停的状态；调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，使所述无人机处于悬停状态；判断所述无人机的当前水平速率值是否小于第一预设速率值且持续第一预设时间；当所述无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值且持续第一预设时间时，确定所述无人机处于第二应急状态，以调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使所述无人机着陆，其中，所述第二应急状态表征达到需要触发调整多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值以使所述无人机着陆的状态。

第二方面，本发明实施例提供了一种无人机迫降装置，应用于无人机中的自动驾驶仪，所述无人机搭载有多个垂直旋翼动力系统，所述装置包括：第一判断模块，用于判断所述无人机是否处于第一应急状态，其中，所述第一应急状态表征所述无人机处于需要被调整为悬停的状态；水平输出调整模块，用于调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，使所述无人机处于悬停状态；第二判断模块，用于判断所述无人机的当前水平速率值是否小于第一预设速率值且持续第一预设时间；垂直输出调整模块，用于调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使所述无人机着陆，其中，所述第二应急状态表征达到需要触发调整多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值以使所述无人机着陆的状态。

第三方面，本发明实施例提供了一种自动驾驶仪，所述电子设备包括存储器，用于存储一个或多个程序；处理器。当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现上述的无人机迫降方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种无人机，所述无人机包括上述的自动驾驶仪。

相对于现有技术，本发明实施例所提供的一种无人机迫降方法、装置、自动驾驶仪及无人机，通过在确定无人机处于第一应急状态时，调整输出给无人机的多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，以使无人机由飞行状态调整为悬停状态后，在判定无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值且持续第一预设时间，确定无人机处于第二应急状态时，调整输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使无人机着陆，相比于现有技术，使无人机在被确定为第一应急状态时，通过依次调整多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值和垂直速率指令值，控制无人机由飞行状态最终着陆，提升了无人机飞行时的安全性。

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它相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种自动驾驶仪的一种示意性结构图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种无人机迫降方法的一种示意性流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种无人机迫降装置的一种示意性结构图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种无人机迫降装置的第一判断模块的一种示意性结构图。

图中：10-自动驾驶仪；110-存储器；120-处理器；130-存储控制器；140-外设接口；160-通讯总线/信号线；200-无人机迫降装置；210-第一判断模块；211-第一判断单元；212-第二判断单元；213-第三判断单元；220-水平输出调整模块；230-第二判断模块；240-垂直输出调整模块；250-第三判断模块。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

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。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。

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。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

由于具有多旋翼的飞行器，比如多旋翼无人机或者是复合翼无人机，动力系统在快速响应控制指令的过程中容易产生失效，导致飞行器在短时间内出现姿态失稳、大幅度高度波动等紧急现象。一般来说，当出现上述紧急现象时，常规的处理方式为控制飞行器在控制定位悬停。

在上述现有技术的处理方式中，由于飞行器定位悬停在空中仍然会受到空气阻力等的影响，使得动力系统仍然需要输出力矩以保持飞行器在空中处于定位悬停。但由于动力系统的响应已经出现失效，可能会导致飞行器难以保持在空中定点悬停的姿态，从而导致飞行器发生坠落等影响飞行器安全的事故。

基于上述现有技术的缺陷，发明人于本发明实施例所提供的一种解决方式为：在无人机被确定为第一应急状态时，通过依次调整多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值和垂直速率指令值，控制无人机由飞行状态最终着陆。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例所提供的一种自动驾驶仪10的一种示意性结构图，该自动驾驶仪10应用于无人机(图未示)。在本发明实施例中，所述自动驾驶仪10包括存储器110、存储控制器130，一个或多个(图中仅示出一个)处理器120、外设接口140等。这些组件通过一条或多条通讯总线/信号线160相互通讯。

存储器110可用于存储软件程序以及模组，如本发明实施例所提供的无人机迫降装置200对应的程序指令/模组，处理器120通过运行存储在存储器110内的软件程序以及模组，从而执行各种功能应用以及数据处理，如本发明实施例所提供的无人机迫降方法。

其中，所述存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。

处理器120可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述的处理器120可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)、语音处理器以及视频处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列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120也可以是任何常规的处理器等。

外设接口140将各种输入/输入装置耦合至处理器120以及存储器110。在一些实施例中，外设接口140，处理器120以及存储控制器130可以在单个芯片中实现。在本发明其他的一些实施例中，他们还可以分别由独立的芯片实现。

其中，该无人机具有多个垂直旋翼动力系统(图中仅示出一个)，比如多旋翼无人机或者是复合翼无人机，自动驾驶仪10通过外设接口140分别与多个垂直旋翼动力系统耦合，以使处理器120向多个垂直旋翼动力系统发送控制指令。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，自动驾驶仪10可以包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

具体地，请参阅图2，图2示出了本发明实施例所提供的一种无人机迫降方法的一种示意性流程图，该无人机迫降方法应用于如图1所示的自动驾驶仪10，在本发明实施例中，该无人机迫降方法包括以下步骤：

步骤S100，判断无人机是否处于第一应急状态？当为是时，执行步骤S200。

自动驾驶仪10在控制无人机的飞行过程中，实时的检测无人机的飞行状态，比如飞行姿态，或者动力系统的输出，例如滚转角、俯仰角、动力系统输出指令值等。自动驾驶仪10依据无人机的飞行姿态，判断无人机是否处于第一应急状态，其中，第一应急状态表征无人机处于需要被调整为悬停的状态，自动驾驶仪10判断是否需要将无人机的当前状态由飞行状态调整为第一应急状态的依据为：无人机的飞行姿态误差超过预设的阀值导致无人机无法按照预设的飞行姿态保持飞行，或者是自动驾驶仪10输出给动力系统的输出指令力矩已经达到预设的限值，导致自动驾驶仪10没有力矩调整余量以控制无人机按照预设的飞行姿态保持飞行。

其中，当自动驾驶仪10判定无人机处于第一应急状态时，执行步骤S200；当自动驾驶仪10不处于第一应急状态时，结束。

具体地，作为一种实施方式，自动驾驶仪10在判断无人机是否处于的方式包括以下的任一种或多种：

无人机的滚转角误差值或俯仰角误差值大于第一预设误差阀值，且垂直速率误差值大于第二预设误差阀值，其中，滚转角误差值为滚转角指令值与滚转角测量值之间的差值，俯仰角误差值为俯仰角指令值与俯仰角测量值之间的差值；无人机的滚转角误差值或俯仰角误差值大于第一预设误差阀值，且持续第三预设时间；输出给所有动力系统的控制指令值均大于第一预设指令阀值。

其中，当无人机的滚转角误差值或者是俯仰角误差值大于第一预设误差阀值，且垂直速率误差值大于第二预设误差阀值时，表征无人机此时在滚转姿态角、俯仰姿态角以及高度这三个维度上均不能维持预设的飞行姿态保持飞行，无人机需要结束飞行状态而处于悬停状态，此时自动驾驶仪10即判定无人机处于第一应急状态；同时，当无人机的滚转角误差值或者是俯仰角误差值大于第一预设误差阀值，且持续第三预设时间时，表征无人机此时已经在第三预设时间的范围内均不能按照预设的飞行滚转角或者是飞行姿态角保持飞行，无人机需要结束飞行状态而处于悬停状态，此时自动驾驶仪10也判定无人机处于第一应急状态；并且，当自动驾驶仪10输出给所有动力系统的控制指令值均大于第一预设指令阀值时，即使当前无人机按照预设的飞行姿态保持飞行，但由于自动驾驶仪10输出给所有动力系统的控制指令值均大于第一预设指令阀，若此时无人机受到额外的空气阻力，自动驾驶仪10已经没有其他的力矩调整余量输出给无人机的动力系统，便不能调整无人机的动力系统以克服额外的空气阻力使无人机保持预先设置的飞行姿态，故，此时自动驾驶仪10也判定无人机处于第一应急状态。

值得说明的是，由于图1所示的自动驾驶仪10即可以应用在多旋翼无人机，也可以应用在复合翼无人机，只要是具有多个垂直旋翼动力系统的无人机均可。若是应用在多旋翼无人机上，则自动驾驶仪10判断“输出给所有动力系统的控制指令值是否均大于第一预设指令阀值”时是判断输出给所有垂直旋翼动力系统的控制指令值是否均大于第一预设指令阀值；而若是应用在复合翼无人机上，由于复合翼无人机在飞行姿态是依靠固定翼操纵面保持飞行的，则此时自动驾驶仪10判断“输出给所有动力系统的控制指令值是否均大于第一预设指令阀值”时是判断输出给所有固定翼操纵面的控制指令值是否均大于第一预设指令阀值。

步骤S200，调整输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，使无人机处于悬停状态。

当自动驾驶仪10确定无人机处于第一应急状态时，自动驾驶仪10即调整输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，使无人机由飞行状态调整为悬停状态。

具体地，作为一种实施方式，自动驾驶仪10调整输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值的方式为：滤波处理输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，以使处理后的水平速率指令值为0。

例如，该滤波处理的方式可以为在自动驾驶仪10的控制算法中增加低通滤波器的算法，以该低通滤波器处理输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，以使处理后的水平速率值为0，进而使无人机在水平方向上的实际速率逐渐减小，最后使无人机在空中处于悬停状态。

当然，可以理解，在本发明实施例其他的一些实施方式中，该滤波处理的方式还可以采用其他的滤波器，比如说带通滤波器。

步骤S300，判断无人机的当前水平速率值是否小于第一预设速率值且持续第一预设时间？当为是时，确定无人机处于第二应急状态，执行步骤S500。

由上述步骤S200可知，自动驾驶仪10在判定无人机处于第一应急状态时，仅仅是调整输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，以使无人机处于悬停状态。但无人机能否在空中处于定点悬停，不仅跟自动驾驶仪10输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值有关，还跟无人机在空中受到的空气阻力有关。

因此，自动驾驶仪10在调整输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值后，自动驾驶仪10实时的检测无人机的当前水平速率值，并判断无人机的当前水平速率值是否小于第一预设速率值。该第一预设速率值为无人机的悬停状态判断阀值，当自动驾驶仪10判定无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值时，自动驾驶仪10则判定无人机此时在水平方向上，速率已经处于可控范围内；自动驾驶仪10此时再判断无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值是否持续了第一预设时间，其中，当自动驾驶仪10判定无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值且持续第一预设时间时，自动驾驶仪10即确定无人机处于第二应急状态，执行步骤S500，其中，第二应急状态表征达到需要触发调整多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值以使无人机着陆的状态，即是说，当无人机处于第二应急状态时，自动驾驶仪10即控制无人机着陆。

值得说明的是，虽然自动驾驶仪10在经步骤S200调整输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值后，使无人机处于悬停状态，但并不是一定要求无人机处于悬停状态后才判断无人机是否处于第二应急状态，只要无人机的当前水平速率值是否小于第一预设速率值且持续第一预设时间，即是说，只要无人机的当前水平速率值很小，小到虽然不等于0，但是小于第一预设速率值，且持续了第一预设时间，自动驾驶仪10即确定无人机处于第二应急状态。

步骤S500，调整输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使无人机着陆。

相应地，当自动驾驶仪10确定无人机处于第二应急状态时，自动驾驶仪10即调整输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使无人机将当前状态调整为悬停状态。

具体地，作为一种实施方式，自动驾驶仪10调整输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值的方式为：滤波处理输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，以使处理后的垂直速率指令值为第二预设速率值。

例如，该滤波处理的方式可以为在自动驾驶仪10的控制算法中增加低通滤波器的算法，以该低通滤波器处理输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，以使处理后的水平速率值为第二预设速率值，进而使无人机在垂直方向上以第二预设速率值保持飞行，最后使无人机按照该第二预设速率值着陆。

值得说明的是，该第二预设速率值可以是固定不变的值，也可以是预设的速率变化曲线，只要自动驾驶仪10滤波处理后输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值为第二预设速率值即可。

基于上述设计，本发明实施例所提供的一种无人机迫降方法，通过在确定无人机处于第一应急状态时，调整输出给无人机的多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，以使无人机由飞行状态调整为悬停状态后，在判定无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值且持续第一预设时间，确定无人机处于第二应急状态时，调整输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使无人机着陆，相比于现有技术，使无人机在被确定为第一应急状态时，通过依次调整多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值和垂直速率指令值，控制无人机由飞行状态最终着陆，提升了无人机飞行时的安全性。

按照上述步骤S300的判断过程，只有当无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值且持续第一预设时间时，自动驾驶仪10才会执行步骤S500使无人机着陆。但无人机在实际飞行过程中，受到了空气阻力等的影响，即使自动驾驶仪10已经调整输出给多个垂直旋翼动力，无人机的当前水平速率值可能也会迟迟不能满足小于第一预设速率值的条件，自动驾驶仪10也就不会确定无人机当前已经处于第二应急状态，进而也就不会控制无人机着陆。

但无人机在空中时的当前水平速率值并不满足悬停的要求，那么此时若长时间按照第一应急状态停留在空中，则存在安全隐患。因此，作为一种实施方式，请继续参阅图2，在步骤S200之后，该无人机迫降方法还包括以下步骤：

步骤S400，判断第一应急状态的持续时间是否达到第二预设时间？当为是时，确定无人机处于第二应急状态，执行步骤S500。

自动驾驶仪10在确定无人机处于第一应急状态，并依据步骤S200调整输出给多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，以使无人机处于悬停状态后，自动驾驶仪10即记录确定无人机处于第一应急状态的持续时间，当自动驾驶仪10记录到的无人机处于第一应急状态的持续时间达到第二预设时间时，自动驾驶仪10即判定无人机若继续以第一应急状态停留在空中，可能会发生安全事故，此时自动驾驶仪10即记录无人机处于第二应急状态，并执行步骤S500，避免无人机因长时间无法进入悬停状态而无法着陆。

即是说，只要步骤S300和步骤S400中，满足任一项条件，自动驾驶仪10即确定无人机处于第二应急状态。或者说，自动驾驶仪10同时执行步骤S300和步骤S400两项判断条件，当任一项条件满足时，自动驾驶仪10均确定无人机处于第二应急状态，此时均执行步骤S500以控制无人机着陆。

请参阅图3，图3示出了本发明实施例所提供的一种无人机迫降装置200的一种示意性结构图，该无人机迫降装置200应用于如图1所示的自动驾驶仪10，在本发明实施例中，该无人机迫降装置200包括第一判断模块210、水平输出调整模块220、第二判断模块230及垂直输出调整模块240。

第一判断模块210用于判断所述无人机是否处于第一应急状态，其中，所述第一应急状态表征所述无人机处于需要被调整为悬停的状态。

具体地，请参阅图4，图4示出了本发明实施例所提供的一种无人机迫降装置200的第一判断模块210的一种示意性结构图，在本发明实施例中，该第一判断模块210包括第一判断单元211、第二判断单元212及第三判断单元213。

第一判断单元211用于判断所述无人机的滚转角误差值或俯仰角误差值是否大于第一预设误差阀值，且垂直速率误差值大于第二预设误差阀值，其中，所述滚转角误差值为滚转角指令值与滚转角测量值之间的差值，所述俯仰角误差值为俯仰角指令值与俯仰角测量值之间的差值。

第二判断单元212用于判断所述无人机的滚转角误差值或俯仰角误差值是否大于第一预设误差阀值，且持续第三预设时间。

第三判断单元213用于判断输出给所有动力系统的控制指令值是否均大于第一预设指令阀值。

请继续参阅图3，水平输出调整模块220用于调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，使所述无人机处于悬停状态。

第二判断模块230用于判断所述无人机的当前水平速率值是否小于第一预设速率值且持续第一预设时间。

垂直输出调整模块240用于确定所述无人机处于第二应急状态时，调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使所述无人机着陆，其中，所述第二应急状态表征达到需要触发调整多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值以使所述无人机着陆的状态。

作为一种实施方式，请继续参阅图3，在本发明实施例中，该无人机迫降装置200还包括第三判断模块250，该第三判断模块250用于判断所述第一应急状态的持续时间是否达到第二预设时间，其中，当所述第三判断模块250判定所述第一应急状态的持续时间达到所述第二预设时间时，确定所述无人机处于第二应急状态，所述垂直输出调整模块240调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使所述无人机着陆。

本发明实施例还提供了一种无人机(图未示)，该无人机包括上述的自动驾驶仪10。

在本申请所提供的实施例中，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。

综上所述，本发明实施例所提供的一种无人机迫降方法、装置、自动驾驶仪10及无人机，通过在确定无人机处于第一应急状态时，调整输出给无人机的多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，以使无人机由飞行状态调整为悬停状态后，在判定无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值且持续第一预设时间，确定无人机处于第二应急状态时，调整输出给多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使无人机着陆，相比于现有技术，使无人机在被确定为第一应急状态时，通过依次调整多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值和垂直速率指令值，控制无人机由飞行状态最终着陆，提升了无人机飞行时的安全性；还通过在判定无人机在第一应急状态的持续时间达到第二预设时间时，即确定无人机处于第二应急状态，进而控制无人机着陆，避免无人机因长时间无法进入悬停状态而无法着陆。

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。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种无人机迫降方法，其特征在于，应用于无人机中的自动驾驶仪，所述无人机搭载有多个垂直旋翼动力系统，所述方法包括：

确定所述无人机处于第一应急状态，其中，所述第一应急状态表征所述无人机处于需要被调整为悬停的状态；

调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，使所述无人机处于悬停状态；

判断所述无人机的当前水平速率值是否小于第一预设速率值且持续第一预设时间；

当所述无人机的当前水平速率值小于第一预设速率值且持续第一预设时间时，确定所述无人机处于第二应急状态，以调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使所述无人机着陆，其中，所述第二应急状态表征达到需要触发调整多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值以使所述无人机着陆的状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值的步骤，包括：

滤波处理输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，以使处理后的所述垂直速率指令值为第二预设速率值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，使所述无人机处于悬停状态的步骤之后，所述方法还包括：

判断所述第一应急状态的持续时间是否达到第二预设时间；

当所述第一应急状态的持续时间达到所述第二预设时间时，执行所述确定所述无人机处于第二应急状态，以调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使所述无人机着陆的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值的步骤，包括：

滤波处理输出给所述多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，以使处理后的所述水平速率指令值为0。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述无人机处于第一应急状态的步骤，包括以下任一种或多种：

所述无人机的滚转角误差值或俯仰角误差值大于第一预设误差阈 值，且垂直速率误差值大于第二预设误差阈 值，其中，所述滚转角误差值为滚转角指令值与滚转角测量值之间的差值，所述俯仰角误差值为俯仰角指令值与俯仰角测量值之间的差值；

所述无人机的滚转角误差值或俯仰角误差值大于第一预设误差阈 值，且持续第三预设时间；

输出给所有动力系统的控制指令值均大于第一预设指令阈 值。

6.一种无人机迫降装置，其特征在于，应用于无人机中的自动驾驶仪，所述无人机搭载有多个垂直旋翼动力系统，所述装置包括：

第一判断模块，用于判断所述无人机是否处于第一应急状态，其中，所述第一应急状态表征所述无人机处于需要被调整为悬停的状态；

水平输出调整模块，用于调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的水平速率指令值，使所述无人机处于悬停状态；

第二判断模块，用于判断所述无人机的当前水平速率值是否小于第一预设速率值且持续第一预设时间；

垂直输出调整模块，用于确定所述无人机处于第二应急状态时，调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使所述无人机着陆，其中，所述第二应急状态表征达到需要触发调整多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值以使所述无人机着陆的状态。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三判断模块，用于判断所述第一应急状态的持续时间是否达到第二预设时间；

其中，当所述第三判断模块判定所述第一应急状态的持续时间达到所述第二预设时间时，确定所述无人机处于第二应急状态，所述垂直输出调整模块调整输出给所述多个垂直旋翼动力系统的垂直速率指令值，使所述无人机着陆。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一判断模块包括：

第一判断单元，用于判断所述无人机的滚转角误差值或俯仰角误差值是否大于第一预设误差阈 值，且垂直速率误差值大于第二预设误差阈 值，其中，所述滚转角误差值为滚转角指令值与滚转角测量值之间的差值，所述俯仰角误差值为俯仰角指令值与俯仰角测量值之间的差值；

第二判断单元，用于判断所述无人机的滚转角误差值或俯仰角误差值是否大于第一预设误差阈 值，且持续第三预设时间；

第三判断单元，用于判断输出给所有动力系统的控制指令值是否均大于第一预设指令阈 值。

9.一种自动驾驶仪，其特征在于，包括：

存储器，用于存储一个或多个程序；

处理器；

当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

10.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括权利要求9所述的自动驾驶仪。

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