CN109885109A

CN109885109A - 一种转速控制方法、装置、设备和介质

Info

Publication number: CN109885109A
Application number: CN201910211709.9A
Authority: CN
Inventors: 朱彬; 陆继
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2019-06-14

Abstract

本申请提供了一种转速控制方法、装置、设备和介质，该方法包括：获取所述无人机的当前飞行速度信息和飞行总距离信息；基于所述飞行总距离信息，判断所述线缆控制器中是否具有线缆；若所述线缆控制器中具有线缆，则根据所述当前飞行速度信息，确定所述线缆控制器的当前控制速度；基于确定的当前控制速度控制所述线缆控制器的转速。

Description

一种转速控制方法、装置、设备和介质

技术领域

本申请涉及信息技术领域，具体而言，涉及一种转速控制方法、装置、设备和介质。

背景技术

系留无人机系统由多旋翼无人机、系留线缆、地面装置组成，无人机使用地面供电长时间滞空悬停，同时，机载设备采集的高清视频等数据可以通过线缆内置的光纤回传到地面，具有空中长时间作业、数据传输带宽大的优势，整个系统可独立式安装，也可以车载安装，并能自动同步跟随车辆移动。

由于目前自带能源无人机的续航局限性，在一些需要长时间留空作业的情况下，一般是通过系留无人机实现的，也就是说，将无人机通过线缆与地面装置连接，其中，线缆缠绕在地面装置中的线缆控制滚筒上，用户通过遥控器或地面站控制无人机的飞行，无人机在作业时，通过线缆拉动线缆控制滚筒转动，并通过线缆中的信号线将数据传输到后台，由于线缆也具有重量，无人机在带动线缆飞行时，增加了无人机的能耗，同时，线缆绕线缆控制滚筒转动会造成线缆磨损，进而导致线缆的寿命变短。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种转速控制方法、装置、设备和介质，以便于降低无人机的飞行能耗，并延长线缆的使用寿命。

第一方面，本申请实施例提供了一种转速控制方法，该方法包括：

获取无人机的当前飞行速度信息和飞行总距离信息；

基于所述飞行总距离信息，判断线缆控制器中是否具有线缆；

若所述线缆控制器中具有线缆，则根据所述当前飞行速度信息，确定所述线缆控制器的当前控制速度；

基于确定的当前控制速度控制所述线缆控制器的转速。

可选地，还包括：

若所述线缆控制器中不具有线缆，则生成提醒信息。

可选地，所述根据所述当前飞行速度信息，确定所述线缆控制器的当前控制速度，包括：

根据所述当前飞行速度信息，确定所述无人机的当前飞行距离信息；

基于当前飞行距离信息与控制速度之间的预设运算关系，确定所述线缆控制器的当前控制速度。

可选地，所述线缆中至少包括电源线、信号线以及作业器具。

第二方面，本申请实施例提供了一种转速控制装置，该装置包括：

获取模块，用于获取无人机的当前飞行速度信息和飞行总距离信息；

判断模块，用于基于所述飞行总距离信息，判断线缆控制器中是否具有线缆；

确定模块，用于若所述线缆控制器中具有线缆，则根据所述当前飞行速度信息，确定所述线缆控制器的当前控制速度；

控制模块，用于基于确定的当前控制速度控制所述线缆控制器的转速。

可选地，该装置还包括：生成模块，所述生成模块用于：

若所述线缆控制器中不具有线缆，则生成提醒信息。

可选地，所述确定模块具体用于：

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述任一项所述的方法的步骤。

本申请实施例提供的一种转速控制方法，获取无人机的当前飞行速度信息和飞行总距离信息，基于飞行总距离信息，判断所述线缆控制器中是否具有线缆，在线缆控制器中具有线缆时，则根据无人机的当前飞行速度信息，计算线缆控制器的当前控制速度，进而实现对线缆控制的转速的控制，这样，减少了现有技术中通过无人机带动线缆飞行带来的能耗，提高了无人机的作业效率。

为使本申请的上述目的、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申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种转速控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种缆绳缠绕示意图；

图3为本申请实施例提供的一种转速控制装置的第一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种转速控制装置的第二种结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种转速控制方法，如图1所示，应用于无人机控制设备中，其中，无人机控制设备可以为计算机设备、服务器等，该方法包括：

S101，获取无人机的当前飞行速度信息和飞行总距离信息。

这里，当前飞行速度信息为无人机当前时刻的飞行速度，飞行总距离信息为从无人机起飞到当前时刻无人机将缆绳拉出的总距离。

S102，基于所述飞行总距离信息，判断线缆控制器中是否具有线缆。

线缆控制器一般可以为线缆控制滚筒，线缆缠绕在线缆控制滚筒上，其中，线缆的一端与线缆控制器连接，另一端与无人机连接，无人机的飞行总距离受线缆长度的限制，在无人机飞行过程中，无人机控制设备实时获取无人机传输的无人机的飞行速度信息、飞行总距离信息、飞行轨迹等等。

线缆控制器中的线缆中至少包括电源线、信号线(如光纤)以及作业器具，其中，在线缆中设置有电源线时，连接在线缆控制器一端的电缆线连接在电源中，线缆另一端与无人机连接，无人机通过设置于地面装置上的电源进行供电，这样，避免现有技术中通过机载电池或燃油为无人机供电时，受电池电量或燃油量的限制，需要定时更换补给的缺点，提高了无人机的作业效率。

在线缆中设置有信号线时，无人机可以通过线缆将无人机获取的任务数据传输给位于地面的无人机控制器等，提高无人机中的数据的传输效率。此外，与无线传输相比，提高了控制信号的抗干扰能力。

在线缆中设置有作业器具(如液体管道)时，无人机可以通过线缆中的作业器具将液体传输到无人机中，例如，无人机应用于农业领域中为农作物或者植物喷洒农药时，由于无人机的承载重量有限，若无人机喷洒完当前的药液，无人机需要返回到地面取得药液，再次飞行到农作物上方继续作业，多次往返比较浪费时间，而且会对无人机带来损耗，因此，为了减少浪费时间，提高作业效率，通过线缆为无人机提供药液，避免了无人机多次往返地面，提高了无人机的作业效率。

不过应当理解，线缆中可以同时设置有信号线、作业器具和电源线，也可以仅设置有其中的任意两种或一种，可以根据实际情况设置，本申请对此不予限制。

在具体实现过程中，无人机控制设备获取无人机在当前时刻的飞行总距离信息，通过比对飞行总距离信息和预先设置的线缆的长度阈值，判断线缆控制器是否具有线缆，若线缆控制器仍具有线缆，则可以根据实际需求控制线缆控制器的转速，以便于满足无人机的飞行需求，若线缆控制器中不具有线缆了，此时，需要通过无人机控制器控制无人机处于悬停状态。其中，考虑到无人机起飞时，可能存在部分线缆位于线缆控制器的外部，因此，可以将位于线缆控制器外部的自由线缆的长度L_f设定为固定长度值，预设的线缆的长度阈值L₂一般为线缆的总长度L_T减去自由线缆的长度：

L₂＝L_T-L_f

例如，无人机控制设备获取无人机当前的飞行总距离信息为L₁，无人机控制设备中预先设置的线缆的长度为L₂，无人机控制设备通过比对L₁和L₂判断线缆控制器中是否具有剩余线缆。

S103，若所述线缆控制器中具有线缆，则根据所述当前飞行速度信息，确定所述线缆控制器的当前控制速度。

若所述线缆控制器中不具有线缆，则生成提醒信息。

在具体实现的时候，若飞行总距离信息小于线缆的长度阈值，则说明线缆控制器中还有剩余的线缆，需要无人机的当前飞行速度信息，控制线缆控制器的当前控制速度，使得线缆控制释放线缆的速度与无人机飞行的速度同步，减少了现有技术中直接通过无人机拉动线缆起飞给无人机带来的损耗，也减少了线缆的耗损。

若飞行总距离信息等于线缆的长度阈值，则说明线缆控制器中不具有剩余的线缆，此时，无人机控制器可以生成提醒信息，以便于提醒工作人员需要控制无人机悬停，避免工作人员继续控制无人机飞行由于线缆拉近导致的无人机损坏问题。

在根据所述当前飞行速度信息，确定所述线缆控制器的当前控制速度时，包括：

这里，当前飞行距离信息一般为当前时间段无人机飞行的距离，当前时间段一般为50毫秒，为了实现线缆控制器与无人机之间的配合准确度，时间段设置的越小越好，但是时间段设置的越小会增加计算难度，因此，将当前时间段设置为50毫秒。

在具体实施中，无人机在飞行过程中，无人机不会按照固定的速度飞行，假设无人机在t₁～t₂的极短时间段内，飞行速度为v，则无人机的当前飞行距离信息根据以下公式计算得到：

其中，S为无人机的飞行距离信息，v为无人机的飞行速度，t₁～t₂为无人机飞行时间段。

在线缆控制器为线缆控制筒时，线缆控制筒的半径为R，转速为ω(t)，线缆的半径为r，线缆在线缆控制筒上缠绕的层数为n层，则第n层和n-1层线缆的总半径R_n和R_n-1为：

R_n＝R+(2n-1)r (2)

R_n-1＝R+(2n-3)r (3)

由(1)得，在t₁～t₂极短时间段内线缆的伸缩量ΔL为：

t₁～t₂的极短时间段内，使得无人机的当前飞行距离信息S等于线缆的伸缩量ΔL，计算得到线缆控制的转速，由此实现无人机与线缆的同步，即：

S＝ΔL

参考图2，缆绳在滚筒上第n层的缠绕圈数m_n和第n-1层的缠绕圈数m_n-1分别为：

其中，r为线缆半径，l为滚筒的有效绕绳距离(也就是筒的宽度)，l_n为第n层的绕绳长度。为了节约滚筒的材料，缆绳在滚筒上紧密缠绕无间隙。

线缆总长度L_T：

其中，L₁为线缆放出的长度(即：飞行总距离)；L_f为自由线缆长度，一般为固定值；k₁为缠绕在滚筒上的线缆的自然伸长系数；k₂为已放出线缆的自然伸长系数；k₁和k₂与缆线的材质、构造及环境因素有关，均可通过实验获得。

对于特定系统线缆总长度L_T不变，层数n为正整数，将(2)、(3)、(4)、(5)、(6)式代入(7)式，可得到线缆在滚筒上缠绕的层数n与线缆放出长度L₁之间的关系。

例如，延续上一个示例，在L₁小于L₂时，获取无人机当前速度v，将v代入当前飞行距离信息计算公式得到当前时间段无人机的飞行距离，进一步，获取线缆控制器中线缆的层数n，使得无人机当前时间段的飞行距离变化与线缆控制器中的线缆的伸缩量ΔL相同，得到线缆控制器的转速，在L₁等于L₂时，无人机控制设备生成警示信息，警示信息可以为“线缆已到最大长度，请悬停无人机”。

S104，基于确定的当前控制速度控制所述线缆控制器的转速。

在具体实现过程中，在得到线缆控制器的当前控制速度(也就是，当前转速)，利用当前转速控制线缆控制的转速。

本申请实施例提供了一种转速控制装置，如图3所示，该装置包括：

获取模块31，用于获取无人机的当前飞行速度信息和飞行总距离信息；

判断模块32，用于基于所述飞行总距离信息，判断线缆控制器中是否具有线缆；

确定模块33，用于若所述线缆控制器中具有线缆，则根据所述当前飞行速度信息，确定所述线缆控制器的当前控制速度；

控制模块34，用于基于确定的当前控制速度控制所述线缆控制器的转速。

可选地，所述确定模块33具体用于：

本申请实施例还提供了一种转速控制装置，如图4所示，该装置与图3中的装置相比还包括：生成模块35，所述生成模块35用于：

若所述线缆控制器中不具有线缆，则生成提醒信息。

对应于图1中的转速控制方法，本申请实施例还提供了一种计算机设备，如图5所示，该设备包括存储器1000、处理器2000及存储在该存储器1000上并可在该处理器2000上运行的计算机程序，其中，上述处理器2000执行上述计算机程序时实现上述转速控制方法的步骤。

具体地，上述存储器1000和处理器2000能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器2000运行存储器1000存储的计算机程序时，能够执行上述转速控制方法，用于解决现有技术中无人机能耗较大的问题，本申请实施获取无人机的当前飞行速度信息和飞行总距离信息，基于飞行总距离信息，判断所述线缆控制器中是否具有线缆，在线缆控制器中具有线缆时，则根据无人机的当前飞行速度信息，计算线缆控制器的当前控制速度，进而实现对线缆控制的转速的控制，这样，减少了现有技术中通过无人机带动线缆飞行带来的能耗，提高了无人机的作业效率。

对应于图1中的转速控制方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述转速控制方法的步骤。

具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述转速控制方法，用于解决现有技术中无人机能耗较大的问题，本申请实施获取无人机的当前飞行速度信息和飞行总距离信息，基于飞行总距离信息，判断所述线缆控制器中是否具有线缆，在线缆控制器中具有线缆时，则根据无人机的当前飞行速度信息，计算线缆控制器的当前控制速度，进而实现对线缆控制的转速的控制，这样，减少了现有技术中通过无人机带动线缆飞行带来的能耗，提高了无人机的作业效率。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，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，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元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)执行本发明各个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。

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，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种转速控制方法，其特征在于，该方法包括：

获取无人机的当前飞行速度信息和飞行总距离信息；

基于确定的当前控制速度控制所述线缆控制器的转速。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述线缆控制器中不具有线缆，则生成提醒信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前飞行速度信息，确定所述线缆控制器的当前控制速度，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线缆中至少包括电源线、信号线以及作业器具。

5.一种转速控制装置，其特征在于，该装置包括：

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置还包括：生成模块，所述生成模块用于：

若所述线缆控制器中不具有线缆，则生成提醒信息。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述线缆中至少包括电源线、信号线以及作业器具。

9.一种计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至4任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至4任一项所述的方法的步骤。