CN109656265A - 数据处理装置、无人机及其控制装置、方法及处理用程序 - Google Patents

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Abstract

提供一种根据电池电量控制飞行的无人机的技术。一种无人机控制装置，根据电池电量控制无人机，具有：飞行距离计算部，根据该无人机的着陆位置和任意时点的机体位置计算出飞行距离；电池情况获取部，获取该无人机的电池电量；电池预计消耗量计算部，计算该无人机飞行了由所述飞行距离计算部计算出的飞行距离时的电池预计消耗量；和返回判定部，基于所述无人机的电池电量和所述电池预计消耗量，判定能否通过飞行所述飞行距离进行返回。

Description

数据处理装置、无人机及其控制装置、方法及处理用程序
技术领域
本发明涉及一种根据电池电量控制飞行的无人驾驶飞机(以下，简称为无人机)的技术。
背景技术
专利文献1中公开了关于计算无人机返回所需的电池余量，并生成警报信号的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2017-521292号公报
发明内容
发明要解决的问题
在UAV(Unmanned Aerial Vehicle：无人驾驶飞行器)等无人机的飞行中，任意时点之后能够飞行的距离因该任意时点的电池电量而变化。尤其，在返回时，如果电池电量不足，则不得不就这样直接降落到地面上，导致有可能产生无人机被淹没或破损等风险。因此，本发明的目的在于，提供一种通过根据电池电量来控制飞行的无人机，从而确保其返回所需的电池电量的技术。
用于解决问题的手段
第一方案所述的发明为一种无人机控制装置，根据电池电量控制无人机，其具有：飞行距离计算部，根据该无人机的着陆位置和任意时点的机体位置，计算出飞行距离；电池情况获取部，获取该无人机的电池电量；电池预计消耗量计算部，计算该无人机飞行了由所述飞行距离计算部计算出的飞行距离时的电池预计消耗量；和返回判定部，基于所述无人机的电池电量和所述电池预计消耗量，判定能否飞行所述飞行距离进行返回。
第二方案所述的发明，其特征在于，在第一方案所述的发明中，所述电池情况获取部，获取该无人机的电池电量和与该无人机飞行时所进行的动作对应的电池消耗量。第三方案所述的发明，其特征在于，在第一方案或第二方案所述的发明中，所述电池情况获取部，获取该飞行开始以后的电池消耗量；所述电池预计消耗用计算部，基于所述电池消耗量计算所述电池预计消耗量。
第四方案所述的发明，其特征在于，在第一～三方案中任一项所述的发明中，所述电池消耗量计算部，根据所述飞行距离计算部所计算出的飞行距离或者所述飞行开始以后的电池消耗量中的至少一者，对计算出的电池预计消耗量进行补正。
第五方案所述的发明，在第四方案所述的发明中，在所述飞行距离计算部所计算出的飞行距离相对长时，以使所述电池预计消耗量相对变多的方式对所述电池预计消耗量进行补正；在所述飞行开始以后的电池消耗量相对多时，以使所述电池预计消耗量相对变多的方式对所述电池预计消耗量进行补正。第六方案所述的发明，其特征在于，在第一～五方案中任一项所述的发明中，具有返回信号生成部，生成提醒该无人机返回的信号。
第七方案所述的发明，其特征在于，在第一～六方案中任一项所述的发明中，具有返回信号生成部，生成能够使该无人机或者该无人机外的数据处理装置显示建议该无人机返回的信号。第八方案所述的发明，其特征在于，在第一～七方案中任一项所述的发明中，具有：着陆位置接收部，接收该无人机的一个或多个着陆位置信息；和机体位置接收部，接收该无人机的任意时点的机体位置信息。
第九方案所述的发明为具有第一～八方案中任一项所述的发明的无人机。第十方案所述的发明为具有第一～八方案中任一项所述的发明的数据处理装置。
第十一方案所的发明为一种无人机的控制方法，飞行距离计算步骤，根据该无人机的着陆位置和任意时点的机体位置计算飞行距离；电池情况获取步骤，获取该无人机的电池电量；电池预计消耗量计算步骤，计算该无人机飞行了由所述飞行距离计算步骤计算出的飞行距离时的电池预计消耗量；和返回判定步骤，基于所述无人机的电池电量和所述电池预计消耗量，判定能否飞行所述飞行距离进行返回。
第十二方案所述的发明为一种无人机控制用程序，其是由计算机读取并执行的根据电池电量控制无人机的控制程序，使计算机发挥如下功能：飞行距离计算部，根据该无人机的着陆位置和任意时点的机体位置计算飞行距离；电池情况获取部，获取该无人机的电池电量；电池预计消耗量计算部，计算该无人机飞行了由所述飞行距离计算部计算出的飞行距离时的电池预计消耗量；和返回判定部，基于所述无人机的电池电量和所述电池预计消耗量，判定能否飞行所述飞行距离进行返回。
发明的效果
根据本发明，根据电池电量来控制飞行中的UAV等无人机，由此获得能够确保返回所需的电池余量的技术。例如，一边使具有摄像头的UAV飞行，一边进行地形摄影测量时，UAV的飞行或由摄像头进行的摄影测量是降低电池的主要因素，这些主要因素在飞行中持续发生，因而通过持续进行返回所需电池余量的计算和根据计算出结果做出的返回判断，从而能够避免无法返回的情形。
附图说明
图1是实施方式的概念图。
图2是UAV的框图。
图3是无人机控制装置的框图。
图4是示出处理的一个例子的流程图。
具体实施方式
1.第一实施方式
(概要)
图1示出了实施方式的概念图。在本实施方式中，UAV100掌握自身的电池电量(电池余量)，并且一边将进行各飞行动作时所消耗的电池电量记录到飞行日志中一边飞行。并且，在飞行过程中计算出从自身的位置到着陆(返回)地点的飞行距离和飞行该距离所需的电池电量。将该计算出的电池电量与UAV100的电池余量进行比较，判断是否提醒返回。
此外，本实施方式所使用的UAV100既可以沿预定的飞行路线自主飞行，也可以为通过操作者的无线操纵来进行飞行控制的飞行形态。
(UAV的结构)
图2所示的UAV100具有：使用了GNSS的GNSS位置确定装置(GNSS接收器)101、IMU(惯性测量装置)102、高度计103、控制装置104、存储装置105、通信装置106、无人机控制装置107、其他方向传感器等。另外，这是UAV的通常结构，但UAV100具有产生用于飞行的推力的螺旋桨、驱动螺旋桨的马达、供给用于发动马达的电力的电池。本发明的对象是与该电池的余量相关的控制。另外，虽然省略了说明，但是UAV100中搭载有用于拍摄静止图像或视频的摄像头(camera)、各种传感器等。
GNSS位置确定装置101接收来自以GPS卫星为代表的导航卫星的导航信号，并基于该导航信号进行定位(确定位置)。通过GNSS位置确定装置101确定GNSS位置确定装置101(GNSS位置确定装置101的天线的位置)在地图坐标系中的位置(经度/纬度/高度)。地图坐标系是处理地图数据时使用的全局坐标系。通常GNSS位置确定装置(例如，通用的GPS接收器)所获得的位置的数据被作为地图坐标系中的数据获得。
就通过GNSS位置确定装置101进行的定位而言，由于通常的成本问题而使用单点定位(Point Positioning)，但是也可以采用能够高精度获取机体的位置信息的相对定位。作为相对定位的技术，例如，可列举出使用了RTK(Real Time Kinematic：实时动态)定位的高精度(误差在数cm以下)的位置测定。关于RTK定位，例如在日本国土地理院的主页(http://terras.gsi.go.jp/geo_info/GNSS_iroiro.html)上有记载。
在RTK定位中，在进行摄影测量的现场准备固定基站(GNSS或附有GNSS装置的TS(全站仪)等)，由固定基站、摄影用UAV100和加密点(passpoint)用UAV200一边进行通信一边进行定位。根据该定位，能够高精度地实现摄影用UAV100与加密点用UAV200间的位置关系。
另外，GNSS位置确定装置101具有时钟的功能，UAV100的位置信息与时刻的信息一起被存储在飞行日志中。
IMU102测量飞行中施加给UAV100的加速度。IMU102的输出，用于飞行中的UAV100的姿势控制。另外，根据IMU102的输出，获得关于飞行中的UAV100的姿势的信息。高度计103测定气压，并测量UAV100的高度。
控制装置104进行与UAV100相关的各种控制。在与UAV100相关的各种控制中，包括飞行控制、与存储在存储装置105中的数据的管理相关的控制、与通信装置106的动作相关的控制。
存储装置105存储用于在预定的飞行路径上飞行的飞行计划以及飞行日志。飞行日志是存储了飞行中的位置(经度、纬度、高度)、UAV100的电池电量(电池余量)和这些测量时刻的数据的数据。飞行中的位置以及电池电量的测定以每隔0.5秒或每隔1秒的特定时间间隔(当然，也可能有不规则的时间的情况)进行，将实时测量出的位置以及电池电量的数据与测定时刻相关联地存储在飞行日志中。另外，由IMU102测量出的与UAV100的姿势相关的数据、由高度计103测量出的高度的数据，也以与飞行日志相关联的状态被存储在存储装置105中。
通信装置106具有无线通信功能。通信装置106进行UAV100与操作设备(在地面上操作UAV100的操作者所操作的控制器)之间的通信。另外，通信装置106将各种数据(例如，拍摄的图像的数据或位置的数据等)发送到外部。
通信装置106除了具有无线通信功能之外，还具有有线通信功能。通信装置106使用有线通信功能进行非飞行状态(着陆的状态)下的UAV100与其他设备之间的通信。例如，通过通信装置106进行与飞行操作相关的信号的接收(来自操作控制器的控制信号的接收)、飞行计划的数据的接收、将飞行日志数据发送到其他设备等。此外，通信装置106也可以具有光通信功能。
无人机控制装置107，根据在任意时点UAV100为了返回所必须飞行的距离和在返回飞行中要执行各种飞行动作(机体上升、机体姿势控制等)时的电池消耗情况，计算出返回所需的电池电量。然后，通过将计算出的返回所需的电池电量与UAV100的电池电量(电池余量)进行比较，来进行UAV100的返回判断。此外，无人机控制装置107也可以采用作为控制装置104的功能部分之一的形态。
作为测定(计算)任意时点的电池电量的技术，有测定电池单元的端子电压的电压测定方式、根据流入电池单元的电流量和流出的电流量的加减运算来进行测定的库伦计量方式等，但是作为测定精度最高的技术，可列举出阻抗跟踪(Impedance track)方式。阻抗跟踪方式是指，对于电池的阻抗，在每次使用电池时收集和更新无负载时的放电特性或温度特性之后，测定阻抗，并计算出电池电量的方式。使用这些方式的电池电量(电池余量)的测量，是通过使用专用的IC来进行的。各种类型的该IC在市场上有供给。
(无人机控制装置的结构)
图3是无人机控制装置107的框图。无人机控制装置107具有：着陆位置接收部201、机体位置接收部202、飞行距离计算部203、电池情况获取部204、电池预计消耗量计算部205、返回判定部206、返回信号生成部207。
图3所示的无人机控制装置107的各功能部，例如由CPU(Central ProcessingUnit：中央处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、以FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)为代表的PLD(Programmable Logic Device：可编程逻辑器件)等电子电路构成。另外，也可以将一部分的功能由专用的硬件构成，将另一部分由通用的微型计算机构成。
考虑所需的运算速度、成本、功耗等，来决定各功能部由专用的硬件构成还是通过执行CPU中的程序由软件构成。此外，从实现特定功能的观点考虑，将功能部由专用的硬件构成和由软件构成是等价的。
着陆位置接收部201接收想要使UAV100返回或者着陆的地点的位置信息。此外，接收的位置信息不限定于一个，也可以是多个。
机体位置接收部202接收在任意时点由GNSS位置确定装置101确定的UAV100的位置信息。采用UAV100中不具有无人机控制装置107而在外部数据处理装置等中具有无人机控制装置107的实施方式时，通过从UAV100的通信装置106接收位置信息，来进行UAV100的位置信息的接收。由于本发明是在UAV100的飞行过程中使用的，因此UAV100的位置时刻在变化。因此，接收UAV100的位置信息的间隔设定得尽可能短。
飞行距离计算部203根据由着陆位置接收部201获得的返回(着陆)地点的位置信息和由机体位置接收部202获得的UAV100的位置信息，计算出用于返回的飞行距离。如果着陆位置接收部201接收到多个返回(着陆)地点的位置信息，则计算出与所接收的数量相同数量的飞行距离。此处，UAV返回时的一般的飞行方法为，为了避开障碍物，上升到飞行中的最高地点后，笔直地飞行到返回地点的上空，然后下降到返回地点。如果在本实施方式中也采用这种方法，则将UAV100的位置在三维坐标系中设为(Xn,Yn,Zn)，将从当前高度上升到最高飞行高度的距离设为Z，将返回(着陆)地点的位置在三维坐标系中设为(X0,Y0,Z0)，此时，UAV100的飞行距离R用以下的式1表示。
式1：
此外，在本发明中，无论设定了什么样的返回方法或路径，只要能够计算出飞行距离，就能够实施本发明，因而也可以是在无人机控制装置107中设置返回方法(路径)设定部从而能够设定任意的返回方法(路径)的实施方式。
电池情况获取部204获取UAV100的电池电量或与UAV100飞行时的各动作对应的电池消耗量。电池消耗量用例如每单位时间的电流量来定义。此外，采用在外部数据处理装置等中具有无人机控制装置107的实施方式时，与电池消耗相关的数据从UAV100所具有的通信装置106输出，并由电池情况获取部204获取该数据。另外，由于UAV100的电池电量因UAV100的飞行而不断变化(降低)，因而将获取间隔设置得尽可能短。
就与UAV100飞行时的各动作对应的电池消耗量而言，如果通过事先设定等方式来获得，则不一定需要由电池情况获取部204来获取。
然而，就与UAV100飞行时的各动作对应的电池消耗量而言，有时因为风对机体的影响、由搭载物的不同所导致的重量或空气阻力的变化、电池的老化等，导致在每次飞行时电池消耗量出现差异。因此，如果能够获得该飞行时受条件影响的电池消耗量，则会提高电池预计消耗量的计算精度(预计精度)。例如，在搭载于UAV100的搭载物较多，机体的重量比平时增大了的情况下，与飞行时的各动作对应的电池消耗量会与其成比例地增大，与此同时，电池预计消耗量也变大。
电池预计消耗量计算部205基于由电池情况获取部204获取的与UAV100飞行时的各动作对应的电池消耗量，计算出在飞行了由飞行距离计算部203计算出的飞行距离时所预计消耗的电池电量。如果在飞行距离计算部203中计算出了多个飞行距离，则分别计算出预计的电池消耗量。
对于预计的电池消耗量的计算出方法，例如，如果在返回时上升到飞行最高高度，再直线地飞向目的地上空，然后下降，则从飞行日志获得使UAV100上升1m所需的电池容量为Wu、直线飞行1m所需的电池容量为Ws、下降1m所需的电池容量为Wd，此时，在设式1中的Z、{(Xn－X0)2+(Yn－Y0)2}1/2以及{(Zn+Z)－Z0}的单位为m(米)时，返回时预计消耗的电池电量Wt能够用以下的式2来计算。
式2：
预计的电池消耗量的计算出方法也可以根据本发明使用者的需要或情况，采用计算出精度更高的方法或更低的方法。
返回判定部206将电池情况获取部204所获取的UAV100的电池电量和电池预计消耗量计算部205所计算出的返回飞行时预计的电池消耗量进行比较，从而判断是否提醒UAV100返回。具体地，尽管能够返回，但是也判定是否临近不能返回的时点，在判定为能够返回但是临近不能返回的时点时，作出提醒返回的判定。否则，搁置判定。
在返回判定部206判定为应该提醒UAV100返回时，返回信号生成部207生成返回信号。生成的返回信号可以是向UAV100发出返回动作的形态，也可以是向操作或监视UAV100的操作者发出警报的形态。
(处理的一个例子)
图4示出了本实施方式中的处理的一个例子。首先，UAV100接收着陆或者返回的地点的位置信息。此外，接收着陆或者返回位置的位置信息的时机可以在UAV100开始飞行前，也可以在飞行过程中(步骤S101)。此外，在稳定模式中，开始飞行，并将开始飞行地点设定为返回位置。接着，获取UAV100的当前位置信息(步骤S102)。接着，估算根据在步骤S101中接收的着陆或者返回的地点的位置信息和在步骤S102中获取的UAV100的位置信息计算出的飞行距离。此处计算出的飞行距离是返回所需的距离(步骤S103)。
接着，接收UAV100的电池电量和UAV100在飞行中进行各飞行动作时所消耗的电池电量(步骤S104)。根据在步骤S103中计算出的飞行距离和在步骤S104中接收的进行各飞行动作时所消耗的电池电量，计算出返回时预计的电池消耗量(步骤S105)。
将在步骤S104中接收的UAV100的电池电量与在步骤S105中计算出的预计电池消耗量进行比较，如果预计的电池消耗量在规定量(对预计电池消耗量加上富余量α而得到的量)以下，则判断为应提醒返回。并且，如果在规定量以上，则通过返回步骤S102并重复处理来管理UAV100的电池电量(步骤S106)。
在步骤S106中，在判断为应提醒返回时，生成返回信号，并结束处理(步骤S107)。例如，该返回信号被发送到控制装置104，控制装置104接收该返回信号后进行使UAV100返回的飞行控制。另外，该返回信号被发送到操纵者的控制器，通过控制器使用显示器或警告灯等执行通知处理。
在步骤S106中，使用了规定量作为判断返回的基准。就构成该规定量的富余量α而言，为了在UAV100返回期间出现强风等预料之外的电池消耗因素而准备该富余量α也是很必要的。预料之外的电池消耗因素的发生率随UAV100的飞行距离的增加而成比例地增加。因此，对飞行距离设定阈值，超过阈值时，通过增加富余量α的值，或者随飞行距离而成比例地改变富余量α的值，能够为预料之外的电池消耗因素的发生做准备。
即，在返回所需的返回距离相对较长时，预测发生一些强制电力消耗的因素(例如，风的影响或机体状况不良等)的可能性增大，因而将富余量α估计多些。例如，设返回距离为L，当L＜100m时，将α设定为预计的电池消耗量的10％；当100m≤L＜150m时，将α设定为预计的电池消耗量的20％；当150m≤L时，将α设定为预计的电池消耗量的30％。通过这样做，返回所需的距离越远，越多富余地设定电池消耗量，从而能够抑制因返回途中电池余量不足而导致发生事故。
另外，也可以基于在步骤S104中接收的、UAV100的电池电量和UAV100在飞行过程中进行各飞行动作时的电池消耗量，来改变富余量α的值。例如，在执行相同的飞行动作的情况下电池消耗比以往更快时，判断出现了电池老化或强制电池消耗的一些因素，从而增大富余量α。此外，富余量α也可以是将预计的电池消耗量乘以富余率而得出的值。另外，也可以采用根据电池电量和预定飞行距离这两者来设定富余量α的形态。
(变形例)
由着陆位置接收部201接收的着陆位置的信息也可以为多个。即，如果除了UAV100起飞的地点以外，还有可着陆的地点，则能够将该位置作为候选返回目的地来判定是否提醒返回。
作为有多个接收的位置信息时的处理，计算出与接收的着陆位置的数量相同数量的飞行距离，并计算出分别对应于各着陆位置的飞行距离的预计电池消耗量。
然后，使用与着陆位置接收部201所接收的着陆位置的数量相同数量的预计电池消耗量，判断是否应提醒返回。作为判断方法的例子，可列举出如下方法：从多个预计电池消耗量中选择最高的预计电池消耗量，如果其在规定量以下，则提醒返回。如果是该方法，则无论哪个着陆位置都能够返回。
2.其他
本发明不限定于UAV等无人机所具备的实施方式。例如，也可以是数据处理装置所具备的实施方式，该数据处理装置通过与UAV进行通信，能够获取该UAV的位置信息、电池电量以及该UAV飞行时进行各动作时所消耗的电池电量。另外，还可以是通过用TS(全站仪)等进行追踪定位来获取该UAV的位置信息的实施方式。
产业上的可利用性
本发明能够用于判断无人机的返回时点。

Claims (12)

1.一种无人机控制装置，根据电池电量来控制无人机，其特征在于，具有：
飞行距离计算部，根据所述无人机的着陆位置和任意时点的机体位置，计算出飞行距离；
电池情况获取部，获取所述无人机的电池电量；
电池预计消耗量计算部，计算所述无人机飞行了由所述飞行距离计算部计算出的飞行距离时的电池预计消耗量；和
返回判定部，基于所述无人机的电池电量和所述电池预计消耗量，判定能否飞行所述飞行距离进行返回。
2.根据权利要求1所述的无人机控制装置，其特征在于，
所述电池情况获取部，获取所述无人机的电池电量和与所述无人机飞行时所进行的动作对应的电池消耗量。
3.根据权利要求1或2所述的无人机控制装置，其特征在于，
所述电池情况获取部，获取所述飞行开始以后的电池消耗量，
所述电池预计消耗用计算部，基于所述电池消耗量计算所述电池预计消耗量。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的无人机控制装置，其特征在于，
所述电池消耗量计算部，根据所述飞行距离计算部所计算出的飞行距离或者所述飞行开始以后的电池消耗量中的至少一者，对计算出的电池预计消耗量进行补正。
5.根据权利要求4所述的无人机控制装置，其特征在于，
在所述飞行距离计算部所计算出的飞行距离相对长时，以使所述电池预计消耗量相对变多的方式对所述电池预计消耗量进行补正，
在所述飞行开始以后的电池消耗量相对多时，以使所述电池预计消耗量相对变多的方式对所述电池预计消耗量进行补正。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的无人机控制装置，其特征在于，
具有返回信号生成部，其生成提醒所述无人机返回的信号。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的无人机控制装置，其特征在于，
具有返回信号生成部，其生成能够使所述无人机或者所述无人机外的数据处理装置显示建议所述无人机返回的信号。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的无人机控制装置，其特征在于，具有：
着陆位置接收部，接收所述无人机的一个或多个着陆位置信息；和
机体位置接收部，接收所述无人机的任意时点的机体位置信息。
9.一种无人机，具有权利要求1～8中任一项所述的无人机控制装置。
10.一种数据处理装置，具有权利要求1～8中任一项所述的无人机控制装置。
11.一种无人机控制方法，根据电池电量来控制无人机，其特征在于，具有：
飞行距离计算步骤，根据所述无人机的着陆位置和任意时点的机体位置计算飞行距离；
电池情况获取步骤，获取所述无人机的电池电量；
电池预计消耗量计算步骤，计算所述无人机飞行了由所述飞行距离计算步骤计算出的飞行距离时的电池预计消耗量；和
返回判定步骤，基于所述无人机的电池电量和所述电池预计消耗量，判定能否飞行所述飞行距离进行返回。
12.一种无人机控制用程序，是由计算机读取并执行的根据电池电量控制无人机的控制程序，其特征在于，
使计算机发挥如下功能：
飞行距离计算部，根据所述无人机的着陆位置和任意时点的机体位置计算飞行距离；
电池情况获取部，获取所述无人机的电池电量；
电池预计消耗量计算部，计算所述无人机飞行了由所述飞行距离计算部计算出的飞行距离时的电池预计消耗量；和
返回判定部，基于所述无人机的电池电量和所述电池预计消耗量，判定能否飞行所述飞行距离进行返回。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113159386A (zh) * 2021-03-22 2021-07-23 中国科学技术大学 一种无人机返航状态估计方法及系统

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111684384B (zh) * 2019-05-29 2024-04-12 深圳市大疆创新科技有限公司 一种无人机的飞行控制方法、设备及无人机
CN110422079B (zh) * 2019-07-15 2023-06-09 南京航空航天大学 一种车载飞行器的电量管理以及续航控制方法
KR102230900B1 (ko) * 2019-07-30 2021-03-23 건국대학교 산학협력단 드론 배터리 관리 방법 및 이를 수행하는 장치
JP7413003B2 (ja) * 2019-12-20 2024-01-15 三菱重工業株式会社 誘導装置、飛行体、防空システム、および誘導プログラム
CN112180723B (zh) * 2020-09-15 2022-02-01 东北大学 一种基于能量分析的无人机任务规划方法及装置
CN112379691A (zh) * 2020-11-11 2021-02-19 苏州极目机器人科技有限公司 返航控制方法和装置
CN113671374B (zh) * 2021-08-03 2024-04-09 广州极飞科技股份有限公司 耗电量估算方法、装置、无人机及计算机可读存储介质
CN113865556B (zh) * 2021-09-23 2024-02-02 长安大学 一种分体式全景智能探测机器人及方法
US11710413B1 (en) * 2021-12-29 2023-07-25 Beta Air, Llc System for flight plan generation of an electric vertical takeoff and landing (eVTOL) aircraft and a method for its use
CN114625169A (zh) * 2022-03-24 2022-06-14 上海顺诠科技有限公司 空陆无人机近场感测消息传输与配对系统及其方法
US20230382265A1 (en) * 2022-05-25 2023-11-30 Caterpillar Inc. Battery consumption simulation of a machine based on fuel burn data of the machine
US11970294B2 (en) 2022-05-25 2024-04-30 Beta Air, Llc Apparatus and a method for determining a resource remaining datum of an electric aircraft
CN114779824B (zh) * 2022-06-20 2022-09-23 成都翼比特自动化设备有限公司 一种无人机智能返航的方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104166355A (zh) * 2014-07-16 2014-11-26 深圳市大疆创新科技有限公司 电动无人机及其智能电量保护方法
CN104881041A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 深圳市高巨创新科技开发有限公司 一种无人飞行器的电量预警方法及装置
KR101644151B1 (ko) * 2016-05-12 2016-08-11 (주)원지리정보 지능형 무인항공기를 이용한 3d공간정보 모니터링 시스템
US20170123420A1 (en) * 2014-07-16 2017-05-04 SZ DJI Technology Co., Ltd. Electric unmanned aerial vehicle and an intelligent method of protecting electricity thereof
CN106647779A (zh) * 2016-12-19 2017-05-10 北京小米移动软件有限公司 飞行设备降落方法及飞行设备

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9251698B2 (en) * 2012-09-19 2016-02-02 The Boeing Company Forest sensor deployment and monitoring system
GB2525900A (en) * 2014-05-07 2015-11-11 Imp Innovations Ltd Method of using a device capable of controlled flight
CN106068592B (zh) * 2014-08-08 2021-06-11 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器电池更换系统及方法
US9359074B2 (en) * 2014-09-08 2016-06-07 Qualcomm Incorporated Methods, systems and devices for delivery drone security
US9738380B2 (en) * 2015-03-16 2017-08-22 XCraft Enterprises, LLC Unmanned aerial vehicle with detachable computing device
US10144527B2 (en) * 2015-03-25 2018-12-04 Skyfront Corp. Flight controller with generator control
CN106062841B (zh) * 2015-04-24 2018-07-31 深圳市大疆创新科技有限公司 用于呈现移动平台的操作信息的方法、设备和系统
EP3104122A1 (en) * 2015-06-12 2016-12-14 Ecole Nationale de l'Aviation Civile Energy management system for vehicles
WO2017035841A1 (zh) * 2015-09-06 2017-03-09 深圳市大疆创新科技有限公司 无人机及其空中补给方法、以及浮空平台及其控制方法
US9778660B2 (en) * 2015-09-16 2017-10-03 Qualcomm Incorporated Unmanned aerial vehicle low-power operation
JP2019503295A (ja) * 2015-11-10 2019-02-07 マターネット， インコーポレイテッドＭａｔｔｅｒｎｅｔ， Ｉｎｃ． 無人航空機を使用した輸送のための方法及びシステム
JP6169671B2 (ja) * 2015-11-26 2017-07-26 株式会社オプティム 無人航空機、無人航空機制御方法、及び無人航空機制御プログラム
JP6357593B2 (ja) * 2015-12-29 2018-07-11 楽天株式会社 物流システム、荷物配送方法、及びプログラム
WO2017122278A1 (ja) * 2016-01-12 2017-07-20 楽天株式会社 情報提供システム、情報提供方法、及びプログラム
US10068489B2 (en) * 2016-08-31 2018-09-04 Skycatch, Inc. Managing energy during flight of unmanned aerial vehicles for safe return to ground
WO2018086140A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 SZ DJI Technology Co., Ltd. Flight path determination
US20180141656A1 (en) * 2016-11-22 2018-05-24 Sharper Shape Oy Method and system for monitoring operational status of drone
WO2018106235A1 (en) * 2016-12-07 2018-06-14 Intel Corporation Methods and apparatus for reducing energy consumed by drones during flight
CN110536834B (zh) * 2017-04-21 2023-04-04 乐天集团股份有限公司 电池安装系统、电池安装方法及程序
CN107238388B (zh) * 2017-05-27 2018-02-23 合肥工业大学 多无人机任务分配与航迹规划联合优化方法及装置
US10706381B2 (en) * 2017-07-05 2020-07-07 Omnitracs, Llc Vehicle and drone management system
US20190047701A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 Walmart Apollo, Llc Systems and methods for facilitating in-flight recharging of unmanned aerial vehicles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104166355A (zh) * 2014-07-16 2014-11-26 深圳市大疆创新科技有限公司 电动无人机及其智能电量保护方法
US20170123420A1 (en) * 2014-07-16 2017-05-04 SZ DJI Technology Co., Ltd. Electric unmanned aerial vehicle and an intelligent method of protecting electricity thereof
CN104881041A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 深圳市高巨创新科技开发有限公司 一种无人飞行器的电量预警方法及装置
KR101644151B1 (ko) * 2016-05-12 2016-08-11 (주)원지리정보 지능형 무인항공기를 이용한 3d공간정보 모니터링 시스템
CN106647779A (zh) * 2016-12-19 2017-05-10 北京小米移动软件有限公司 飞行设备降落方法及飞行设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113159386A (zh) * 2021-03-22 2021-07-23 中国科学技术大学 一种无人机返航状态估计方法及系统

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US20190114929A1 (en) 2019-04-18
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