CN110998266B - 数据处理设备、驱动控制设备、数据处理方法和存储介质 - Google Patents

数据处理设备、驱动控制设备、数据处理方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明根据从移动体获取的信息以高准确度确定由风对移动体施加的影响的幅度。该数据处理设备被提供具有：加速度获取单元，其获取移动体的加速度，该移动体装备有用于生成推进力的机构并且装备有用于测量移动体被暴露于的风的至少一个方向分量的强度的测量仪器；风信息获取单元，其获取指示风的吹送方向和风的强度的风信息，其两者均是从由测量仪器测量的值被标识的；外力估计单元，其基于加速度以及推进力的方向和幅度来估计由风对移动体施加的外力的幅度；以及生成单元，其生成关系信息，关系信息指示风强度与外力的所估计的幅度之间的关系。

Description

数据处理设备、驱动控制设备、数据处理方法和存储介质
技术领域
本公开涉及与移动体所接收的力相关的数据的处理。
背景技术
使用小型移动体(诸如多旋翼直升机)的服务已经被积极地开发。为了通过小型移动体来适当地实现各种服务，用于合适地执行与移动体的移动有关的控制(下文中也称为“移动控制”)的技术是重要的。PTL 1至4公开了与针对飞行对象的移动控制有关的技术。
PTL 1公开了在调整飞行高度的同时跟随进入监控区域的入侵者并且捕获入侵者的自主飞行机器人。
PTL 2公开了用于通过使用来自诸如相机、激光扫描器、全球定位系统(GPS)收发器、以及加速度计的多个传感器的信息来控制小型飞行对象的自主飞行的系统。
PTL 3公开了通过设计飞行对象的结构和移动方法来减少当飞行对象在桥上等行进时侧风的影响的技术。
PTL 4公开了估计飞行器在飞行期间所接收的风的向量(空速)并基于所估计的向量来生成地面速度目标信号的自动飞行控制设备。
另外，关于在地面上或跨海行进的移动体的移动，在PTL 5至PTL 7中公开了用于在给出对干扰的考虑的情况下执行控制的技术。
在PTL 5和PTL 6中公开的技术是用于执行主要在船上的移动控制的技术。该技术通过检测风方向并以使得船头的方向(推进力的方向)与检测到的风方向相反的方式控制船的方向来使在船上的移动控制稳定。
PTL 7中公开的技术是与在车辆上的移动控制有关的技术。PTL 7中公开的干扰抑制控制系统检测风强度，引起驾驶员的注意，并执行抵消由风对车辆施加的在水平方向上的力的控制。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL 1]日本专利No.6029446
[PTL 2]日本待审专利申请公开No.2016-540211
[PTL 3]日本待审专利申请公开No.2016-043922
[PTL 4]日本待审专利申请公开No.2006-306254
[PTL 5]国际专利公开No.2016/104031
[PTL 6]日本待审专利申请公开No.2012-179968
[PTL 7]日本待审专利申请公开No.2014-113905
发明内容
[技术问题]
由于小型移动体特别更易受风的影响，所以重要的是更准确地感知风对移动体的影响以便精密地执行与小型移动体的移动有关的控制。
PTL 1、2和3不包括与执行针对方向和风强度的测量、估计等有关的描述。
PTL 5和6描述了基于风方向的控制，但是没有具体地描述根据风强度来执行什么种类的处理。至少PTL 5和6中描述的技术不能指定移动体从风接收的力实际上所对应的推进力的程度。
PTL 4和7描述了用于通过基于空气动力学的公式从检测到的(或估计的)风的向量来得出抵消掉风的影响的控制信号的技术。然而，所准备的公式不一定很好地应用于实际情形。为了得出更准确的控制信号，相比使用预定公式，更期望根据情况使用指示移动体实际上所接收的风与风的影响之间的关系的信息。
本发明的目的之一是提供能够根据从移动体获取的信息来准确地感知风对移动体的影响的数据处理设备、数据处理方法等。
[问题的解决方案]
作为一个方面，在本发明中记载的一种数据处理设备包括：
加速度获取装置，用于获取移动体的加速度，移动体包括生成推进力的机构以及测量由该移动体接收的风的至少一个方向分量的强度的测量仪器；
风信息获取装置，用于获取关于风方向和风强度的风信息，风方向和风强度通过使用由该测量仪器测量的测量值被指定；
外力估计装置，用于基于加速度、以及推进力的方向和幅度来估计外力的幅度，该外力是该移动体从风接收的力；以及
生成装置，用于生成关系信息，关系信息是关于风强度与该外力的所估计的幅度之间的关系的信息。
作为一个方面，在本发明中记载的一种数据处理方法包括：
获取移动体的加速度，该移动体包括生成推进力的机构以及测量由该移动体接收的风的至少一个方向分量的强度的测量仪器；
获取关于风方向和风强度的风信息，风方向和风强度通过使用由该测量仪器测量的测量值被指定；
基于加速度、以及推进力的方向和幅度来估计外力的幅度，该外力是该移动体从风接收的力；以及
生成关系信息，该关系信息是关于风强度与该外力的所估计的幅度之间的关系的信息。
作为一个方面，在本发明中记载的一种程序，该程序使计算机执行：
获取移动体的加速度，该移动体包括用于生成推进力的机构以及测量由该移动体接收的风的至少一个方向分量的强度的测量仪器；
获取风信息，风信息从由该测量仪器测量的值被标识，风信息是指示风吹的方向和风的强度的信息；
基于加速度、以及推进力的方向和幅度来估计该移动体从风接收的外力的幅度；并且
生成关系信息，关系信息是指示风的强度与所估计的外力的幅度之间的关系的信息。
[本发明的有益效果]
本发明能够根据从移动体获取的信息来准确地感知风对移动体的影响。
附图说明
图1是图示了根据本发明的第一示例实施例的飞行对象的示例的示意图。
图2是图示了根据第一示例实施例的飞行对象的配置的框图。
图3是图示了飞行对象中的风传感器和图像设备的位置的示例的示意图。
图4是图示了根据第一示例实施例的飞行对象的操作的流程的流程图。
图5是图示了当从by轴方向上观察时的飞行对象和施加到飞行对象的力的示意图。
图6是图示了方向和风强度与两个测量值之间的关系的示意图。
图7是图示了存储在存储单元中的数据的示例的示图。
图8是图示了根据本发明的第二示例实施例的飞行对象的配置的框图。
图9是图示了根据本发明的第三示例实施例的飞行对象的配置的框图。
图10是图示了根据第三示例实施例的飞行对象的操作的流程的流程图。
图11是图示了根据本发明的第四示例实施例的数据处理设备的配置的框图。
图12是图示了根据第四示例实施例的移动体的配置的框图。
图13是图示了根据第四示例实施例的数据处理设备的操作的流程的一个示例的流程图。
图14是图示了构成根据本发明的示例实施例中的每一个中包括的每个单元的硬件的示例的框图。
具体实施方式
[示例实施例]
在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的示例实施例。
注意，在本公开中“×”表示乘积的计算，并且“/”表示的除法。
<<第一示例实施例>>
首先，将描述根据本发明的第一示例实施例。第一示例实施例是其中数据处理设备11被应用到如图1所示的飞行对象1a的示例实施例。
图1是图示了装备有包括数据处理设备11的壳体3的飞行对象1a的示例的示意图。然而，飞行对象1a的三维结构不限于图1中例示的结构。
飞行对象1a例如是多轴直升机(也称为多旋翼直升机、多旋翼、等等)。没有人在机上的多轴直升机也称为无人驾驶飞行器(UAV)、小型无人驾驶飞机、或无人机。
注意，在以下描述中，以飞行对象1a的重心为原点的固定到飞行对象1a的三维坐标系被用作应用到飞行对象1a的坐标系。三维坐标系由彼此正交的三个轴bx轴、by轴和bz轴表示。bz轴与当飞行对象1a未被倾斜时(即，当飞行对象1a以使得处于无风状态的飞行对象1a的位置稳定的方式飞行时)施加到飞行对象1a的重心的重力的方向一致。bx轴与飞行对象1a的机头方向一致。注意，机头方向是作为针对飞行对象1a的基准的方向。机头方向可以在任何时间改变(参见稍后描述的修改示例<2>)，但是在下面的本示例实施例的描述中假设机头方向对于飞行对象1a是预定的。
<配置>
如图1所示，飞行对象1a包括转子叶片2和壳体3。
转子叶片2是改变飞行对象1a的推进力和姿态的构件。在图1所示的示例中，有四个转子叶片2。飞行对象1a通过使转子叶片2旋转来获取推进力和旋转力(扭矩)。例如，四个转子叶片2以相等的旋转速度来旋转，并且因此飞行对象1a获取对bz轴的负方向的推进力。当根本不存在干扰并且推进力的方向是竖直向上方向并且推进力等于施加到飞行对象1a的重力时，飞行对象1a是稳定的。另外，当四个转子叶片2的旋转速度不同时，飞行对象1a可以被倾斜并且可以绕着bz轴旋转。注意，转子叶片2由致动器9旋转。转子叶片2的旋转由稍后描述的驱动控制设备21控制。
当飞行对象被倾斜时，推进力的方向不是竖直向上方向，并且因此飞行对象1a获取具有水平方向的分量的推进力。倾斜的方向不受限制，但是在本示例实施例的示例中，假设当驱动控制设备21使飞行对象1a倾斜时飞行对象1a绕着by轴倾斜。通过绕着by轴的倾斜，机头相对于水平平面被指向下，并且因此飞行对象1a获取在机头指向的方向上具有水平分量的推进力。
壳体3容纳执行与飞行对象1a有关的信息处理的设备。
图2是图示了飞行对象1a的配置的框图。如图2所示，除了转子叶片2和使转子叶片2旋转的致动器9之外，飞行对象1a还包括风传感器5、图像设备8、驱动控制设备21、以及数据处理设备11。如图2所示，例如，驱动控制设备21和数据处理设备11被包括在壳体3中，并且风传感器5和图像设备8位于壳体3外部。
[驱动控制设备21]
驱动控制设备21通过控制转子叶片2的旋转驱动来控制飞行对象1a的推进力和姿态。
例如，驱动控制设备21可以控制以下方式。
·飞行对象1a中所生成的推进力的幅度
·(机头所指向的轴承)绕着飞行对象1a的by轴旋转的量
·机头降低的角度(相对于水平方向的倾斜度，俯仰角)。
具体地，驱动控制设备21包括控制信号生成单元211。
控制信号生成单元211生成用于控制飞行对象1a的推进力和姿态的控制信号。具体地，控制信号生成单元211生成如下的控制信号，该控制信号用于以使得将推进力和姿态设置为目标推进力和目标姿态的方式来控制飞行对象1a的四个转子叶片2中的每个转子叶片的旋转速度。
控制信号生成单元211可以从通过来自飞行对象1a外部的通信而获取的控制指令，来获取目标推进力和目标姿态。备选地，控制信号生成单元211可以由安装在飞行对象1a上并生成控制指令的部件从控制指令，获取目标推进力和目标姿态，该部件诸如根据第三示例实施例的稍后描述的测量条件控制单元110和推进向量得出单元222。
驱动控制设备21通过将由控制信号生成单元211生成的控制信号发送给致动器9来控制飞行对象1a的推进力和姿态。
[风传感器5]
风传感器5是测量风强度的测量仪器。具体地，风传感器5被安装在飞行对象1a上，并测量飞行对象1a接收的风强度。例如，由风传感器5测量的值(下文中称为测量值)的单位可以是“m/s”、“节”以及“m3/min”中的任一个，并且可以是除了这些以外的其他单位。测量值可以是定量地指示由风传感器5接收的风强度的值。风传感器5的示例包括风力计、气流计、压力计、麦克风(其获取根据风强度而变化的体积)等。
由于风传感器5被安装在飞行对象1a上，所以风传感器5接收的风是飞行对象1a接收的风。
多个风传感器5可以被安装在飞行对象1a上。图3图示了根据本示例实施例的安装在飞行对象1a上的风传感器5的布置的示例。如图3所示，四个风传感器5可以以使得关于bz轴方向对称的方式(以使得具有旋转对称性的方式)被设置在飞行对象1a上。稍后描述的风信息的准确性可以通过获取多个风传感器5的测量值来改善。
由风传感器5进行的测量的灵敏度可以具有方向性。换言之，风传感器5可以是测量风传感器5接收的特定风方向的分量的测量仪器。在以下描述中，特定方向被称为“测量方向”。
在图3中图示的示例中，四个风传感器5之一以使得风传感器5的测量方向是bx轴方向的方式被附接到飞行对象1a。
风传感器5可以是能够独立地测量方向和风强度的测量仪器。
风传感器5将测量值发送给数据处理设备11。测量值由数据处理设备11中的测量条件控制单元110和风信息获取单元111使用。
[图像设备8]
图像设备8是捕获图像的设备。图像设备8例如为相机。图像设备8例如通过以预定帧率连续地捕获图像设备8的图像捕获范围来获取移动图像。图像设备8可以基于指明图像捕获的定时的图像捕获命令来获取静止图像。图像捕获命令可以从被包括在壳体3或图像设备8中并且生成图像捕获命令的电路被接收，或者可以从飞行对象1a的外部远程地被接收。当基于图像捕获命令来捕获图像时，图像设备8至少在三个时间点处捕获图像，并且在每个时间点处获取图像。
图像设备8将由图像设备8获取的图像(下文中称为“捕获的图像”)连同关于捕获的图像被获取的时间的信息一起发送给数据处理设备11。
图3图示了根据本示例实施例的飞行对象1a与图像设备8之间的位置关系的示例。例如，图像设备8在by轴方向上捕获图像。当在by轴方向上捕获图像并且因此机头被倾斜并且飞行对象1a在包括bx轴和bz轴的平面上移动时，图像捕获范围滑动到与图像捕获方向垂直的方向(即，捕获的图像的变化是最大的)。
[数据处理设备11]
在下文中，将参考图2描述被包括在数据处理设备11中的配置。数据处理设备11包括测量条件控制单元110、风信息获取单元111、推进力标识单元112、姿态标识单元113、移动计算单元114、合力计算单元115、外力估计单元116、关系估计单元117、以及数据存储单元119。
如稍后描述的，测量条件控制单元110、风信息获取单元111、推进力标识单元112、姿态标识单元113、移动计算单元114、合力计算单元115、外力估计单元116、以及关系估计单元117可以例如由包括基于程序而执行命令的一个或多个处理器和存储器的计算机构成。
数据存储单元119暂时地或非暂时地存储由数据处理设备11处置的数据。数据存储单元119是所谓的工作存储器。数据存储单元119可以是非易失性存储介质。数据可以由被包括在数据处理设备11中的另一部件自由地写入数据存储单元119并从数据存储单元119读取。
数据存储单元119可以以表格的格式保持数据，例如，该表格将由风传感器5测量的测量值和与在测量值被测量的时间点处飞行对象1a的情况有关的各种信息(诸如姿态、推进力、获取的加速度、估计的合力、以及估计的外力)相关联。
测量条件控制单元110控制数据的测量的条件。具体地，测量条件控制单元110控制数据处理设备11的每个单元处理数据的定时，数据诸如风传感器5的测量值和图像设备8的捕获的图像、以及驱动控制设备21中所生成的信号。
风信息获取单元111基于风传感器5的测量值来获取风信息。风信息是指示由飞行对象1a接收的方向和风强度的信息。注意，在本公开中，“风方向”是风吹(吹和行进)的方向。风方向不限于水平方向。
例如，当风传感器5是测量风方向和风的强度的测量仪器(类似于风波和风力计)时，由风传感器5测量的测量值(其在这种情况下还包括关于方向的信息)可以按照原样被获取作为风信息。然而，风信息获取单元111可以将预定时间范围内的测量值的平均值设置为风信息。
当风传感器5是仅测量特定测量方向上的风强度的测量仪器时，风信息获取单元111可以从在多个测量方向上获取的测量值来标识风的方向和强度。理论上，可以利用指示三个线性独立方向分量中的每一个的风强度的测量值来标识方向和风强度。在测量方向不同的多个风传感器5被安装在飞行对象1a上的情况下，风信息获取单元111可以使用风传感器5中的每一个的测量值。在仅一个风传感器5被安装在飞行对象1a上的情况下，风信息获取单元111可以通过当飞行对象1a具有不同姿态时获取该风传感器5的测量值，来获取多个测量值，该多个测量值包括指示三个线性独立方向分量的风强度的至少一个测量值。
注意，关于风方向的信息可以由基于飞行对象1a的坐标系的方向指示，或者可以由基于真实空间的三维空间的坐标系的方向指示。
推进力标识单元112标识飞行对象1a的推进力。由于驱动控制设备21控制飞行对象1a的推进力，所以推进力标识单元112可以通过获取由驱动控制设备21的控制信号生成单元211生成的控制信号，来标识推进力。推进力的单位例如为“牛顿”。推进力标识单元112可以保持指示由控制信号生成单元211生成的控制信号与推进力之间的关系的信息，并且使用该信息以用于标识推进力。例如，假设由控制信号生成单元211生成的控制信号包括指示转子叶片2的旋转速度的信息。例如，当四个转子叶片2的相应旋转速度(ω1、ω2、ω3、ω4[旋转/秒])与推进力(Fd[N])之间的关系通过使用系数K被指示为Fd＝K×(ω1+ω2+ω3+ω4)时，推进力标识单元112可以基于控制信号和系数K的值来标识推进力Fd的值。
注意，“推进力”在本示例实施例中指示由飞行对象1a本身生成的推进力。从风接收的力被区别为“外力”。
推进力标识单元112将关于所标识的推进力的信息写入数据存储单元119。推进力标识单元112可以将关于所标识的推进力的信息发送给数据处理设备11的使用该信息的部件。
姿态标识单元113标识飞行对象1a的姿态。由于驱动控制设备21控制飞行对象1a的姿态，所以姿态标识单元113可以通过获取由驱动控制设备21的控制信号生成单元211生成的控制信号来标识姿态。
注意，假设在本示例实施例中，飞行对象1a的姿态不被风改变。在一个示例实施例中，当考虑飞行对象1a的姿态被风改变时，姿态标识单元113可以例如通过使用与由控制信号生成单元211生成的控制信号不同的信息来标识姿态。
例如，姿态标识单元113还可以通过陀螺传感器来标识飞行对象1a的姿态。备选地，例如，姿态标识单元113可以基于图像设备8的捕获的图像来标识飞行对象1a的姿态。除了以上描述的方法之外，姿态标识单元113还可以通过能够检测倾斜的方法来标识飞行对象1a的姿态。
移动计算单元114基于由图像设备8获取的捕获的图像来计算飞行对象1a的移动量和速度的变化量。然后，移动计算单元114通过估计来获取飞行对象1a的加速度。
首先，移动计算单元114基于在两个或更多个不同时间点中的每个时间点处获取的捕获的图像来计算例如运动向量。并且移动计算单元114基于所计算的运动向量来估计飞行对象1a的移动量。具体地，移动计算单元114计算被包括在捕获的图像中的特定点(其可以是多个特定点并且可以是区域或对象)在捕获的图像中的位置的移动量(运动向量)。特定点可以是预定位置的点，并且可以是由提取预定点的预定算法提取的点。在从图像设备8到真实空间中与特定点相对应的点的距离已知的假设下，移动计算单元114可以从该距离、特定点的运动向量、捕获的图像的大小、以及捕获的图像的视角(其可以从图像设备8的设置来标识)来得出图像设备8与真实空间中的特定点之间的相对位置关系的变化。换言之，移动计算单元114可以得出飞行对象1a的移动量。作为一个示例，移动计算单元114可以通过以下从DM＝2L×tan(ψ/2)×vp/d得出飞行对象1a的位置的水平方向上的移动量DM：使用到真实空间中与特定点相对应的点的距离L、捕获的图像的水平方向上的长度d、捕获的图像的水平方向上的视角Ψ、以及特定点的运动向量vp。竖直方向上的移动量也可以被类似地得出。注意，移动计算单元114可以使用针对多个特定点中的每个特定点而获取的值的统计值(平均值、众数、中值等)作为用于得出飞行对象1a的移动量的值(诸如vp和L)。
注意，从图像设备8到真实空间中与特定点相对应的点的距离可以是由能够测量到对象的距离的传感器(诸如距离传感器)获取的值，并且可以是临时设置的值。当从图像设备8到真实空间中与特定点相对应的点的距离未知时或者当距离被临时设置时，数据处理设备11的操作可以参考稍后描述的修改示例<7>和第二示例实施例的描述。
移动计算单元114在得出飞行对象1a的移动量之后得出两个或更多个时间点之间的时段内的速度。然后，移动计算单元114基于在两个或更多个不同时间点处的速度的变化量来估计在两个或更多个点之间的时段内的加速度。
移动计算单元114将通过估计而获取的、飞行对象1a的加速度的值写入数据存储单元119。
合力计算单元115基于由移动计算单元114获取的加速度来计算飞行对象1a接收的力。飞行对象1a接收的力是通过将推进力、外力、以及重力进行组合而获取的力(合力)。
从加速度来计算合力的方法可以是基于计算模型的方法，该计算模型指示加速度与合力之间的关系。指示加速度与合力之间的关系的计算模型例如是牛顿运动定律。
合力计算单元115将通过计算而标识的合力的值写入数据存储单元119。
外力估计单元116基于由合力计算单元115计算的合力、由推进力标识单元112标识的推进力、以及由姿态标识单元113标识的姿态，估计由飞行对象1a接收的外力。本示例实施例中的外力是从风接收的力。
外力估计单元116通过计算由合力计算单元115计算的合力与推进力之间的差来估计外力。
外力估计单元116将所估计的外力的值记录在数据存储单元119中。
关系估计单元117从由风信息获取单元111获取的风信息和由外力估计单元116估计的外力，来估计风的强度与所估计的外力的幅度之间的关系。将在稍后描述的步骤S18中的处理的示例的描述中详细描述方法的特定示例。
<操作>
将参考图4中的流程图来描述根据本示例实施例的飞行对象1a的操作的流程。
首先，假设飞行对象1a正在飞行。飞行对象1a可以是水平的或倾斜的。风传感器5测量在飞行期间风传感器5接收的风强度。
作为一个示例，当由风传感器5获取的测量值等于或大于阈值时，图4中的流程图中图示的处理开始。例如，测量条件控制单元110可以从风传感器5接收测量值，并且确定测量值是否等于或大于阈值。当存在多个风传感器5时，测量条件控制单元110可以确定多个测量值中的任一测量值是否等于或大于阈值。注意，阈值是由设计者等预设的值。作为阈值，例如，可设想为对飞行对象1a的位置具有显著影响的值的最小值被设置。
当测量值等于或大于阈值时，测量条件控制单元110执行步骤S11中的处理。在步骤S11中，测量条件控制单元110以使得将机头方向包括在包括风方向和重力方向的平面中的方式来执行控制。
具体地，当风的方向被标识时，测量条件控制单元110可以以使得机头方向的水平分量与风的方向的水平分量一致的方式，向驱动控制设备21的控制信号生成单元211指示绕着bz轴的旋转角。
当风的方向未被标识时，测量条件控制单元110可以以使得飞行对象1a的方向是如下方向的方式进行控制，测量方向与机头方向一致的风传感器5的测量值在该方向上最大。
更具体地，测量条件控制单元110首先通过使用控制姿态的功能，来指示驱动控制设备21使飞行对象1a绕着bz轴或重力方向旋转。接下来，测量条件控制单元110在飞行对象1a的旋转期间观测其测量方向是机头方向的风传感器5的测量值。然后，测量条件控制单元110标识其中测量值最大的飞行对象1a的方向。
然后，测量条件控制单元110指令驱动控制设备21将飞行对象1a的方向设置为所标识的方向。指令可以包括例如指示绕着bz轴的旋转角的幅度的数值。以这种方式，驱动控制设备21控制由致动器9对转子叶片2的旋转，并且使飞行对象1a绕着bz轴旋转指令中所指示的角度。因此，机头方向的水平方向分量与风的方向的水平方向分量相反。另外，在下文中，推进力的方向被包括在包括风的方向和重力方向的平面中，而不管俯仰角如何。
在步骤S12中，推进力标识单元112和姿态标识单元113标识飞行对象1a的推进力和姿态。
驱动控制设备21可以在步骤S11与步骤S12之间改变推进力和俯仰角(即，机头被降低的角度)。在至少步骤S12中和之后直到步骤S14的处理中，假设飞行对象1a的推进力和姿态被维持。
在步骤S13中，风信息获取单元111获取风信息。稍后将描述获取风信息的方法。
在步骤S14中，移动计算单元114基于由图像设备8获取的捕获的图像来得出飞行对象1a的移动量和加速度向量。
从步骤S12至步骤S14的处理的顺序可以不同于以上描述的顺序。
在步骤S15中，合力计算单元115基于加速度向量来计算施加到飞行对象1a的合力。
在步骤S16中，外力估计单元116基于推进力、俯仰角、以及加速度向量来估计外力。另外，外力估计单元116将所估计的外力记录于数据存储单元119中(步骤S17)。
然后，关系估计单元117从风信息和所估计的外力来估计风的强度与外力之间的关系(步骤S18)。
在下文中，指示了每个处理中的计算的特定示例。然而，如还在稍后描述的修改示例<6>中所描述的，下面介绍的计算仅是一个示例。用于得出每个估计的值的各种方程、计算模型等可以被设计，只要它们不违反数据处理的目标。
在下文中，竖直向下方向被定义为z方向，by轴方向被定义为y方向，并且当飞行对象1a未被倾斜时机头方向(bx轴方向)被定义为x方向。
注意，飞行对象1a的推进力的方向不可避免地是包括于根据以上描述的定义的xz平面中的方向。另外，由于飞行对象1a的方向通过步骤S11中的处理以使得机头方向的水平方向分量与风的方向的水平方向分量相反的方式被控制，所以风的方向是包括于xz平面中的方向。因此，飞行对象1a通过推进力、外力和重力而移动的方向也是包括于xz平面中的方向。
作为参考，图5是图示了当从by轴方向上观察时的飞行对象1a和施加到飞行对象1a的力的示意图。在以下描述中，施加到飞行对象1a的所有力由统一的正方向和负方向来描述。
[步骤S13]
在步骤S13中，例如，风信息获取单元111通过使用如下的测量值来标识风的方向和强度，该测量值由其测量方向与机头方向一致的风传感器5在by轴不同的两个时间点处测量。
例如，风信息获取单元111获取当飞行对象1a水平时的测量值(风速的x方向分量)W1和当俯仰角为θ时的测量值(风速的bx轴方向分量)W2。测量值W1可以在步骤S12之前的时间点处被测量。测量值W2可以在步骤S12之后被测量。
对于风的强度W0和风的仰角
Figure GDA0003297832950000141
由于
Figure GDA0003297832950000142
Figure GDA0003297832950000151
理论上成立(参见图6)，通过求解这个作为联立方程，可以得到
Figure GDA0003297832950000152
Figure GDA0003297832950000153
并且
Figure GDA0003297832950000154
Figure GDA0003297832950000155
注意，这些方程还在
Figure GDA0003297832950000156
的值为负时成立。
风信息获取单元111可以通过使用以上描述的方程从水平方向上的测量值W1和当俯仰角为θ时的测量值W2来得出风的强度W0和风的仰角
Figure GDA0003297832950000157
注意，不用说，风信息获取单元111还可以以类似的方式通过使用在不是水平的两个方向上的测量值W3和W4来得出风的强度W0和风的仰角
Figure GDA0003297832950000158
风信息获取单元111将所得出的风的方向和强度作为风信息记录在数据存储单元119中。
[步骤S14]
在步骤S14中，例如，移动计算单元114计算针对在两个或更多个不同时间点中的每个时间点处获取的捕获的图像的光流，并且基于所计算的光流来得出飞行对象1a的速度。在与图像设备8的图像捕获方向垂直的方向上的速度向量可以基于光流来得出。在本示例实施例中，图像设备8的图像捕获方向是by轴方向，并且因此所得出的速度向量是包括x方向和z方向的平面上的向量。换言之，所得出的速度向量可以由x方向分量和z方向分量的两个分量描述。注意，在飞行对象1a被倾斜时，图像设备8也被倾斜。因此，当速度向量由x方向分量和z方向分量的两个分量描述时，移动计算单元114基于由姿态标识单元113标识的飞行对象1a的俯仰角来标识x方向和z方向。
可以基于在某两个时间点处的速度变化来得出加速度。例如，假设移动计算单元114得出向量V1作为在第一时间点处的速度向量，并且得出向量V2作为在自第一时间点起的t秒之后的第二时间点处的速度向量。在这种情况下，移动计算单元114得出(V2-V1)/t作为加速度向量。
类似于速度向量，得出的加速度向量可以由x方向分量和z方向分量的两个分量来描述。
[步骤S15]
在步骤S15中，合力计算单元115从基于例如运动定律的方程来估计飞行对象1a接收的力的x方向分量和z方向分量。当假设飞行对象1a的加速度为“a”并且飞行对象1a的质量为“M”时，飞行对象1a接收的力“F”按运动定律通过F＝M×a来计算。当假设飞行对象1a接收的力的x方向分量是“Fx”并且x方向上的加速度是“ax”时，Fx＝M×ax成立。当假设飞行对象1a接收的力的z方向分量是“Fz”并且z方向上的加速度是“az”时，Fz＝M×az成立。
在本示例实施例的描述中，假设飞行对象1a的质量(“M”)是已知的。因此，合力计算单元115可以基于“M”、“ax”和“az”来估计飞行对象1a接收的力“Fx”和“Fz”的值。注意，将在修改示例<6>的描述中描述当“M”未知时的示例实施例。
合力计算单元115可以将“Fx”和“Fz”的组当作“合力向量”。当飞行对象1a的加速度由加速度向量(“ax”和“az”的组)施加时，合力计算单元115可以通过计算加速度向量和“M”的乘积来得出合力向量。
[步骤S16]
在步骤S16中，例如，外力估计单元116估计外力的x方向分量和z方向分量。
为了得出外力，外力估计单元116从推进力和俯仰角来计算推进力的x方向分量和z方向分量。例如，假设由推进力标识单元112标识的推进力是Fd，并且由姿态标识单元113标识的俯仰角是θ。如图5所示，由于推进力Fd从竖直方向倾斜了俯仰角θ，所以当假设推进力Fd的x方向分量是“Fdx”并且推进力Fd的z方向分量是“Fdz”时，Fdx＝Fd×sinθ和Fdz＝-Fd×cosθ成立。外力估计单元116可以通过以上方程来标识推进力的x方向分量和z方向分量。
另外，外力估计单元116计算飞行对象1a接收的重力。当假设飞行对象1a的质量为“M”并且重力加速度为“g”时，飞行对象1a接收的重力的幅度为“M×g”。
外力估计单元116通过使用如以上所描述的那样而被标识的值来计算外力。具体地，当假设外力的x方向分量是“Fwx”并且外力的z方向分量是“Fwz”时，外力估计单元116从Fwx＝Fx-Fdx和Fwz＝Fz-Fdz-M×g来计算“Fwx”和“Fwz”的值。
以上描述的计算与通过从合力向量减去推进力的向量和重力的向量来获取外力的向量(“Fwx”和“Fwz”的组)同义。
外力估计单元116将所计算的“Fwx”和“Fwz”的值作为所估计的外力记录在数据存储单元119中。
在图7中图示了基于从步骤S12到步骤S17的处理生成的表格的示例。在该表格中，风速的x方向分量Wx和z方向分量Wz被记录为风信息。该表格是多条信息中指示飞行对象1a接收的风强度与所估计的外力之间的关系的一条信息(在下文中也称为“关系信息”)。也可以说，由该表格中的一行指示的所估计的外力与风信息的组(数据集)是关系信息。
[步骤S18]
在步骤S18中，例如，关系估计单元117得出指示风的强度与外力之间的关系的值。
例如，基于其中由风速为V的风施加在对象上的力的幅度与V的平方成比例的流体力学的观点，计算模型|Fw|＝αV2可以被采用作为指示所估计的外力的幅度|Fw|与V之间的关系的计算模型。α是取决于接收风的对象的形状和面积、风的粘度和密度等的系数。当|Fw|和V的值已知时，α的值可以基于该计算模型来得出。
关系估计单元117可以基于所估计的外力和所测量的风速来得出以上描述的α的值。具体地，关系估计单元117可以获取在某个时间点处的存储于数据存储单元119中的所估计的外力的幅度|Fw|和风速的组，并且得出通过将|Fw|除以风速的平方而获取的值作为以上描述的α的值。
将参考图7中的示例描述α的值的计算的具体示例。例如，关系估计单元117从图7中图示的表格获取在时间0:00:00处的所估计的外力和风速。所估计的外力的x方向分量Fwx是-1.345，z方向分量Fwz是+0.156，风速的x方向分量Wx是-7.22，并且z方向分量Wz是+0.94。因此，关系估计单元117可以如下地计算α的值。
[方程1]
Figure GDA0003297832950000181
关系估计单元117可以通过使用两个或更多个数据集来得出α的多个值。当在图7中图示的表格中的时间0:00:10处的数据集上执行与以上描述的计算类似的计算时，“0.0241”被得出作为α的第二个值。
当得出α的多个值时，关系估计单元117可以得出α的多个值的代表性值。代表性值是例如α的多个值中的一个值，或者是α的多个值的平均值、众数或中值、等等。
当从在飞行对象1a的加速度更小的时间点处的数据集得出值时，α的值的准确性预计更高。这样的一个原因是，当加速度更小时，飞行对象的速度变化更小，并且测量的风的强度(相对强度)的变化也变得更小。基于此，关系估计单元117可以确定与所获取的加速度之中的最小加速度相关联的α的值作为α的代表性值。
<效果>
根据第一示例实施例的飞行对象1a可以获取指示由飞行对象1a接收的风强度与外力之间的关系的信息。作为具体示例，数据处理设备11可以获取由飞行对象1a接收的风强度和外力的数据集以及系数α。
通过确定系数α的值，飞行对象1a接收的风的多少力实际上被施加在飞行对象1a上变得清楚。例如，假设系数α的值被得出为0.0241。当飞行对象1a以风速9m/s接收风时，清楚的是，基于方程|Fw|＝αV2，飞行对象1a接收的外力的幅度是0.0241×92＝1.952N。
当由飞行对象1a接收的外力的幅度已知时，可以标识用于抵消风的影响的推进力和姿态。例如，在以上描述的示例中，推进力和姿态可以以使得飞行对象1a的推进力在与风的方向相反的方向上增加1.952N的方式来控制，以便抵消风的影响。以这种方式，飞行对象1a可以基于指示风的强度与外力之间的关系的信息，来感知风的影响以及用于抵消风的影响的推进力和姿态。
另外，由于由数据处理设备11获取的信息基于实际上测量的风强度与所获取的加速度之间的关系来得出，所以信息预计比基于理论而先前准备的信息更准确。
如以上所描述的，根据本示例实施例，风对移动体(飞行对象1a)的影响可以根据从移动体获取的信息来准确地感知。
<<修改示例>>
将描述以上描述的示例实施例的修改示例。
<1>
存储于数据存储单元119中的数据可以是利用其可以标识需要被保持的值的信息。例如，外力估计单元116可以将通过将外力除以质量M而获取的值而非外力写入表格，作为可以利用其标识外力的信息。
<2>
机头方向可以在任何时间被改变。换言之，驱动控制设备21可以使飞行对象1a倾斜到任何方向。倾斜的方向可以被描述为机头方向。
<3>
图像设备8的图像捕获方向可以被配置为不依赖于飞行对象1a的方向。
例如，通过以使得被指向关于bz轴的不同方向上的方式安装多个图像设备8，图像设备8中的任一个可以能够获取捕获的图像，利用该捕获的图像可以甚至在飞行对象1a的机头方向是任何方向时估计飞行对象1a的移动量和加速度。备选地，例如，图像设备8可以是能够一次捕获垂直于bz轴的所有方向的全向相机。
备选地，图像设备8可以以使得图像捕获方向可变的方式被安装。例如，图像设备8的图像捕获方向可以是绕着bz轴可旋转的，并且可以是可由控制图像捕获方向的控制单元(诸如测量条件控制单元110)控制的。
<4>
当机头方向可以在任何时间被改变并且图像设备8的图像捕获方向不依赖于飞行对象1a的方向时，步骤S11中的处理可以被省略。当图像捕获方向可变时，其中测量条件控制单元110以使得图像设备8的图像捕获方向垂直于风方向的方式来执行控制的步骤S21中的处理可以代替步骤S11中的处理被使用。通过这样的处理，图像设备8可以获取捕获的图像，利用该捕获的图像可以在不使飞行对象1a旋转的情况下估计飞行对象1a的移动量和加速度。
<5>
当存在多个风传感器5并且机头方向可变时，测量条件控制单元110可以在步骤S11中的处理中，以使得将风传感器5中的任一个的测量方向包括在包括风方向和重力的方向的平面中的方式来执行控制。当存在多(k)个风传感器5时，测量条件控制单元110可以通过以如下的方式执行控制来抑制飞行对象1a的旋转量，该方式将风传感器5的指示相应的风传感器5的测量值之中的最高值的测量方向包括在包括风方向和重力的方向的平面中。例如，当多(k)个风传感器5以使得具有关于飞行对象1a的bz轴的k重旋转对称性的方式而被设置时，飞行对象1a在步骤S11中的处理中被旋转的角度的范围可以在360°/k内。
注意，即使当以使得将风传感器5中的任一个的测量方向包括在包括风方向和重力的方向的平面中的方式来执行控制时，图像设备8可以被配置为能够获取捕获的图像，利用该捕获的图像可以估计飞行对象1a的移动量和加速度。
<6>
由数据处理设备11得出的值可以基于与以上描述的公式不同的公式来得出。
例如，当存在比以上描述的方程
Figure GDA0003297832950000201
和
Figure GDA0003297832950000202
Figure GDA0003297832950000203
好的指示风强度与测量值之间的关系的方程时，风信息获取单元111可以基于该方程来得出W0和
Figure GDA0003297832950000204
代替α＝|Fw|/V2，由关系估计单元117使用的方程可以例如是α＝|Fw|/V。
备选地，由关系估计单元117使用的方程可以是类似于
Figure GDA0003297832950000205
的方程，其使用根据风相对于飞行对象1a的相对方向(
Figure GDA0003297832950000206
Figure GDA0003297832950000207
的角)而改变的函数
Figure GDA0003297832950000208
同时考虑力的强度由于风的相对方向的差的变化。
除了以上描述的公式，本领域技术人员可以自由地设计与所估计的对象的值的估计有关的公式以更准确地估计所估计的对象的值。
<7>
具有要由关系估计单元117估计的值的对象，诸如α，可以不是一个。关系估计单元117可以通过使用测量值和所估计的外力的多个数据集来得出其值未知的参数的多个值。
作为示例，关系估计单元117可以将C1、C2、C3和C4的值设置为要利用Fwx、Fwz、Wx和Wz之间的如下关系估计的对象：
Fwx＝C1×f(Wx)+C2×g(Wz)，以及
Fwz＝C3×f(Wx)+C4×g(Wz).
然而，函数f和函数g是预定义函数。在这种情况下，要估计的对象(下文中也称为“所估计的对象”)是C1、C2、C3和C4中的四个，并且因此关系估计单元117可以通过使用数据集来估计与四个或更多个数据集匹配的C1、C2、C3和C4的值。估计值的方法的示例包括最小二乘法。注意，作为以上描述的示例的修改示例，未知参数可以进一步被设置在函数f和函数g之中。
作为另一示例，假设质量M未知。在这种情况下，基于Fwx＝M×ax-Fdx、Fwz＝M×az-Fdz-M×g、以及|Fw|＝αV2的方程，
[方程2]
Figure GDA0003297832950000211
被获取为方程。在该方程中，当假设M和α中的两者都是估计的对象时，M和α的值可以通过获取ax、az、Fdx、Fdz、Wx和Wz的两个或更多个数据集来估计。
类似地，数据处理设备11可以在与外力的估计和测量值有关的各种计算中设置多个所估计的对象，并且从多个数据集来对所估计的对象的值进行估计。
<<第二示例实施例>>
将描述根据第二示例实施例的飞行对象1b。图8是图示了飞行对象1b的配置的框图。除了被包括在数据处理设备11中的部件之外，飞行对象1b还包括参数校正单元128作为数据处理设备12的部件。除参数校正单元128以外的部件与飞行对象1a的部件相似。
参数校正单元128校正在用于得出至少由风信息获取单元111和外力估计单元116中的任一个基于关系信息而得出的值的计算中使用的至少一个参数。
例如，参数校正单元128可以在以下情况的时机校正参数。
·其中所估计的对象(诸如α)的估计的值的变化不满足基准的情况(其中最新的若干数据集中的所估计的对象的估计值中的最大值与最小值之差等于或大于预定值的情况，其中最新的若干数据集中的所估计的对象的估计值的方差等于或大于预定值的情况，等等)
·其中风方向与外力的方向之间的偏差不满足基准的情况(其中存在其中由风方向和外力的方向形成的角度等于或大于预定角度的数据集的情况，其中由最新的若干数据集中的风方向和外力的方向形成的角度的平均值等于或大于预定角度的情况，等等)
作为要校正的对象的参数可以被任意地设置。例如，质量M、指示控制信号与推进力之间的关系的系数K、根据相对于飞行对象1b的风方向在校正函数
Figure GDA0003297832950000221
中使用的常数、在光流的计算中使用的常数(诸如L)等可以是要校正的对象。注意，要校正的对象可以在设计数据处理设备12时被定义。注意，例如，参数的值被存储在数据存储单元119中。
参数校正单元128基于多个数据集来得出校正的对象的参数的最优值。具体地，例如，参数校正单元128以使得最新的若干数据集中的所估计的对象的值的变化最小化的方式，来标识校正的对象的参数的值。备选地，例如，参数校正单元128可以以使得由最新的若干数据集中的所估计的外力的方向和风方向形成的角度最小化的方式，来标识校正的对象的参数的值。参数校正单元128可以通过使用例如最小二乘法来标识校正的对象的参数的值。然后，参数校正单元128利用所标识的值来重写存储于数据存储单元119中的校正的对象的参数的值。
可以使用校正的对象的多个参数。即使当校正的对象的多个参数被使用时，每个参数的最优值也可以通过使用许多数据集来得出。
这样的配置改善由关系估计单元117估计的指示风强度与外力之间的关系的值的准确性。准确性改善的原因是根据基于经校正的参数的值的所估计的对象的值来估计外力。
<<第三示例实施例>>
将描述其中部件进一步被添加到第二示例实施例中的飞行对象1b的示例实施例作为第三示例实施例。
图9是图示了根据第三示例实施例的飞行对象1c的配置的框图。飞行对象1c的驱动控制设备22包括推进向量得出单元222。除推进向量得出单元222以外的部件与飞行对象1b的部件相似。
推进向量得出单元222在对飞行对象1c接收的风的影响给予考虑的情况下得出推进向量。推进向量是指示推进力的幅度和方向的向量。
例如，推进向量得出单元222得出减少飞行对象1c接收的风对飞行对象1c的加速度的影响的推进向量。具体地，推进向量得出单元222从数据处理设备12获取关于飞行对象1c接收的风的风信息和由关系估计单元117获取的关系信息。然后，推进向量得出单元222基于所获取的风信息和所获取的关系信息，得出由风施加在飞行对象1c上的外力的幅度和方向。然后，推进向量得出单元222得出减少由外力的加速度的推进向量。更具体地，例如，推进向量得出单元222可以得出抵消掉所得出的外力的推进向量作为该推进向量，即，在与外力的方向相反的方向上具有与外力相同幅度的力。
当作为飞行对象1c的目标的加速度不是“0”时，推进向量得出单元222可以进一步得出通过将实现作为目标的加速度的推进向量添加到抵消掉所得出的外力的推进向量而获取的推进向量。
推进向量得出单元222将控制指令发送给控制信号生成单元211，以向飞行对象1c生成所得出的推进向量。例如，推进向量得出单元222在控制指令中包括关于目标推进力和目标姿态的信息，以便将飞行对象1c的推进向量设置为所得出的推进向量。
控制信号生成单元211基于来自推进向量得出单元222的控制指令将控制信号发送给致动器9，并且控制飞行对象1c的推进力和姿态。
将参考图10中的流程图来描述飞行对象1c的操作的流程的示例。
飞行对象1c重复从步骤S31至步骤S38的处理直到做出终止操作的确定(步骤S39中的“是”)。步骤S39中的确定可以通过例如测量条件控制单元110来做出。在步骤S39中，测量条件控制单元110可以以特定时间段的流逝作为基础来确定操作的终止，或者可以以从外部接收操作终止指令作为基础来确定操作的终止。
在步骤S31中，飞行对象1c的数据处理设备12通过执行与图4中的流程图中的从步骤S11至步骤S16的处理相似的处理来执行风信息的获取和外力的估计。
在步骤S32中，数据处理设备12记录所估计的外力的值和风信息。
在步骤S33中，数据处理设备12的关系估计单元117估计所估计的对象的值。
在步骤S34中，参数校正单元128确定是否校正参数的值。作为示例，当记录了所估计的外力和风信息的预定数目或更大的数据集并且所估计的对象的最近估计的值超过阈值时，参数校正单元128确定参数要被校正。当确定参数要被校正(步骤S34中的“是”)时，参数校正单元128在步骤S35中校正参数。另外，在步骤S36中，关系估计单元117基于经校正的参数来估计所估计的对象的值。当确定参数不要被校正(步骤S34中的“否”)时，数据处理单元12执行步骤S37中的处理而不执行步骤S35和步骤S36中的处理。
在步骤S37中，推进向量得出单元222基于关于飞行对象1c接收的风的风信息和所估计的对象的值来得出推进向量。
在步骤S38中，控制信号生成单元211以使得将飞行对象1c的推进向量设置为所得出的推进向量的方式来执行控制。
根据如以上所描述的配置和操作，在飞行对象1c中，减小由风施加在飞行对象1c上的加速度的幅度的推进向量在步骤S37中的处理每次被执行时被更准确地得出。因此，即使当有风时，飞行对象1c的加速度和位置也可以如所意图的那样被控制。由于风强度与外力之间的关系被获取，所以可以甚至在风的强度改变时做出对加速度和位置的精密调整。
例如，当推进向量得出单元222得出抵消掉由风施加在飞行对象1c上的加速度的幅度的推进向量作为飞行对象1c的推进向量时，通过重复所估计的对象的值的得出和推进向量的得出，飞行对象1c的加速度预计接近“0”。
在本文中，当加速度大时，风相对于飞行对象1c的相对速度的变化大，并且因此风传感器5的测量值也改变。因此，风信息的准确性和基于风信息而估计的所估计的对象的值的准确性可能是不足的。相反，基于当飞行对象1c的加速度接近“0”时的数据集而估计的所估计的对象的值预计更准确。因此，当推进向量得出单元222得出抵消掉由风施加在飞行对象1c上的加速度的幅度的推进向量作为飞行对象1c的推进向量时，存在改善被估计的所估计的对象的值的准确性的效果。
另外，推进向量得出单元222可以通过使用基于当飞行对象1c的加速度的幅度最小时的数据集而估计的所估计的对象的值，得出推进向量。以这种方式，驱动控制设备22可以做出对加速度和位置的更精密调整。
<<第四示例实施例>>
将描述根据本发明的第四示例实施例。第四示例实施例是数据处理设备10处理与移动体1有关的数据的示例实施例。
图11是图示了数据处理设备10的配置的框图。数据处理设备10包括加速度获取单元101、风信息获取单元102、外力估计单元103、以及生成单元104。
要由数据处理设备10处理的数据是由移动体1获取的数据。
例如，如图12所示，数据处理设备10可以被安装在移动体10上或者可以不被安装在移动体1上。当数据处理设备10不被安装在移动体1上时，可以例如以无线方式执行与安装在移动体1上的每个设备的数据交换。
移动体1包括生成推进力的机构(推进力生成机构40)和测量移动体接收的风的至少一个方向分量的强度的测量仪器(测量仪器30)。移动体1还可以包括驱动控制设备20。
移动体1可以是在bz轴方向上生成推进力的飞行对象，诸如飞行对象1a至飞行对象1c，并且可以是在除bz轴方向以外的方向上生成推进力的飞行对象，诸如飞船和飞机。移动体1可以是在地面上或跨海行进的设备。
驱动控制设备20控制推进力生成机构40的驱动。驱动控制设备21和驱动控制设备22是驱动控制设备20的一个示例。
将描述数据处理设备10中的每个单元的功能。
加速度获取单元101获取移动体1的加速度。加速度获取单元101的一个示例是根据第一示例实施例至第三示例实施例的移动计算单元114。类似于移动计算单元114，加速度获取单元101可以通过图像处理来得出(获取)移动体的加速度，并且可以通过另一方法来获取加速度。例如，加速度获取单元101可以通过检测由设备通过使用诸如微机电系统(MEMS)的技术而生成的电容的变化、压电电阻的变化、光的波长的变化等来获取加速度。
风信息获取单元102获取指示从由测量仪器30测量的值而标识的移动体1接收的风吹的方向和风的强度的风信息。根据第一示例实施例至第三示例实施例的风信息获取单元111是风信息获取单元102的一个示例。
外力估计单元103基于由加速度获取单元101获取的加速度以及由推进力生成机构40生成的推进力的方向和幅度，估计移动体1从风接收的外力的幅度。外力例如是基于加速度得出的施加在移动体1上的力与推进力之间的差。当重力也贡献于移动体1的加速度时，外力是通过从差中进一步减去重力而获取的值(或向量)。外力估计单元116是外力估计单元103的一个示例。
生成单元104生成关系信息，关系信息指示移动体1接收的风的强度与由外力估计单元103估计的外力的幅度之间的关系。关系信息可以是指示风信息与所估计的外力之间的对应性的数据集，并且可以是指示基于数据集得出的风信息与所估计的外力之间的关系的值。第一示例实施例至第三示例实施例中的数据存储单元119以风信息与所估计的外力相关联的格式存储数据，并且因此是生成单元104的一个示例。关系估计单元117还得出指示风信息与所估计的外力之间的关系的信息(例如，诸如α的值)，并且因此是生成单元104的一个示例。
将参考图13中的流程图来描述数据处理设备10的操作的流程的一个示例。
加速度获取单元101获取移动体1的加速度(步骤S101)。风信息获取单元102获取指示从由测量仪器30测量的值而标识的移动体1接收的风吹的方向和风的强度的风信息(步骤S102)。外力估计单元103基于由加速度获取单元101获取的加速度以及由推进力生成机构40生成的推进力的方向和幅度，估计移动体从风接收的外力的幅度(步骤S103)。生成单元104生成关系信息，关系信息指示移动体1接收的风的强度与由外力估计单元103估计的外力的幅度之间的关系。
作为修改示例，数据处理设备10可以在步骤S101之前或在步骤S103之后执行S102中的处理。
根据数据处理设备10，风对移动体的影响能够根据从移动体获取的信息来准确地感知。这样的一个原因是生成单元104生成指示基于加速度而估计的外力与推进力的方向和幅度以及由测量仪器测量的风强度之间的关系的关系信息。
<实现示例实施例的每个单元的硬件的配置>
表示设备中的每个设备的部件中的每个部件的框被表示在根据以上描述的本发明的示例实施例中的每一个中的功能单元中。然而，表示部件的框可能不一定意味着部件中的每个部件由单独的模块构成。
部件中的每个部件的处理可以通过计算机系统例如读取并执行使得计算机系统执行该处理的程序来实现。程序被存储于计算机可读存储介质中。“计算机可读存储介质”例如为便携式介质，诸如光盘、磁盘、磁光盘、以及非易失性半导体存储器，以及存储设备，诸如内置于计算机系统中的只读存储器(ROM)和硬盘。“计算机可读存储介质”还包括：将程序动态地保持一短时间段的计算机可读存储介质，诸如经由诸如互联网的网络传输程序的通信线和诸如电话线的通信线；以及暂时地保持程序的计算机可读存储介质，诸如在这种情况下与服务器和客户端相对应的计算机系统内部的易失性存储器。另外，以上描述的程序可以实现以上提到的功能的一部分，并且还可以通过与已经存储于计算机系统中的程序的组合来实现以上提到的功能。
“计算机系统”是包括如在图14中图示为一个示例的计算机900的系统。计算机900包括以下配置。
·一个或多个中央处理单元(CPU)901
·ROM 902
·随机存取存储器(RAM)903
·加载到RAM 903中的程序904A和存储信息904B
·存储程序904A和存储信息904B的存储设备905
·对存储介质906进行读取和写入的驱动设备907
·连接到通信网络909的通信接口908
·输入和输出数据的输入输出接口910
·连接部件的总线911
例如，示例实施例中的每一个中的设备中的每个设备的部件中的每个部件由CPU901将实现部件的功能的程序904A加载到RAM 903中并执行程序904A来实现。例如，实现设备中的每个设备的部件中的每个部件的功能的程序904A先前被存储在存储设备905和ROM902中。然后，CPU 901根据需要读取程序904A。存储设备905例如为硬盘。程序904A可以经由通信网络909被供应到CPU 901，或者可以先前被存储在存储介质906中并且由驱动设备907读取以被供应到CPU 901。注意，存储介质906例如是便携式介质，诸如光盘、磁盘、磁光盘、以及非易失性半导体存储器。
一种实现设备中的每个设备的方法具有各种修改示例。例如，设备中的每个设备可以通过每个单独的计算机900和用于每个部件的程序的可能组合来实现。备选地，提供在设备中的每个设备中的多个部件可以由一个信息处理设备900和程序的任意组合来实现。
设备中的每个设备的部件中的每个部件的部分或全部可以由另一通用或专用电路、计算机等实现，或者由其组合实现。部件中的每个部件的部分或全部可以由单个芯片形成或由经由总线而彼此连接的多个芯片形成。
当设备中的每个设备的部件中的每个部件的部分或全部由多个计算机、电路等实现时，多个计算机、电路等可以以集中方式或分布式方式来布置。例如，计算机、电路等可以被实现为如下形式：每一项经由通信网络连接，诸如客户端服务器系统或云计算系统。
以上描述的示例实施例的部分或整体可以被描述为以下补充说明，但不限于以下内容。
<<补充说明>>
[补充说明1]
一种数据处理设备，包括：
加速度获取装置，用于获取移动体的加速度，移动体包括生成推进力的机构、以及测量由移动体接收的风的至少一个方向分量的强度的测量仪器；
风信息获取装置，用于获取关于风方向和风强度的风信息，风方向和风强度通过使用由测量仪器测量的测量值而被指定；
外力估计装置，用于基于加速度、以及推进力的方向和幅度来估计外力的幅度，外力是移动体从风接收的力；以及
生成装置，用于生成关系信息，关系信息是关于风强度与外力的所估计的幅度之间的关系的信息。
[补充说明2]
根据补充说明1的数据处理设备，还包括：
测量条件控制装置，用于以使得将推进力的方向包括在包括风方向和重力方向的平面中的方式来控制移动体的姿态。
[补充说明3]
根据补充说明2的数据处理设备，其中
测量条件控制装置以使得将移动体的姿态设置为能够通过使移动体绕着第一轴旋转而做出的姿态之中的、使测量装置的测量值最大化的姿态的方式，控制移动体的姿态，第一轴与测量仪器的测量方向不平行。
[补充说明4]
根据补充说明1的数据处理设备，其中
加速度获取装置
基于由被安装在移动体上的图像设备捕获的图像，来估计移动体的移动量，并且
基于所估计的移动量来估计加速度。
[补充说明5]
根据补充说明4的数据处理设备，还包括：
测量条件控制装置，用于以使得将图像设备的图像捕获方向设置为与风方向垂直的方向的方式来控制移动体的姿态。
[补充说明6]
根据补充说明1至5中的任一项的数据处理设备，还包括：
参数校正装置，用于基于关系信息来校正至少一个参数，该至少一个参数被使用在由风信息获取装置和外力估计装置中的至少一个执行的计算中。
[补充说明7]
一种驱动控制设备，包括：
推进向量得出装置，用于
从根据补充说明1至6中的任一项的数据处理设备，获取与移动体接收的风有关的风信息和关系信息，并且
以使得减少风对加速度的影响的方式，基于风信息和关系信息来得出移动体的推进力的幅度和方向；以及
控制信号生成装置，用于生成控制信号以控制机构，以便将移动体的推进力的幅度和方向设置为推进向量得出装置的推进力的所得出的幅度和方向。
[补充说明8]
根据补充说明7的驱动控制设备，其中
数据处理设备还包括
关系估计装置，用于得出指示风强度与移动体从风接收的力之间的关系的值作为关系信息，并且
推进向量得出装置通过在加速度最小的状态中使用该值来得出推进力的幅度和方向。
[补充说明9]
一种移动体，包括
根据补充说明1至6中的任一项的数据处理设备。
[补充说明10]
根据补充说明9的移动体，还包括
根据补充说明7或8的驱动控制设备。
[补充说明11]
一种数据处理方法，包括：
获取移动体的加速度，移动体包括生成推进力的机构、以及测量由移动体接收的风的至少一个方向分量的强度的测量仪器；
获取关于风方向和风强度的风信息，风方向和风强度通过使用由测量仪器测量的测量值而被指定；
基于加速度、以及推进力的方向和幅度来估计外力的幅度，外力是移动体从风接收的力；以及
生成关系信息，关系信息是关于风强度与外力的所估计的幅度之间的关系的信息。
[补充说明12]
根据补充说明11的数据处理方法，还包括：
以使得将推进力的方向包括在包括风方向和重力方向的平面中的方式来控制移动体的姿态。
[补充说明13]
根据补充说明12的数据处理方法，还包括：
以使得将移动体的姿态设置为能够通过使移动体绕着第一轴旋转而做出的姿态之中的、使测量装置的测量值最大化的姿态的方式，来控制移动体的姿态，第一轴与测量仪器的测量方向不平行。
[补充说明14]
根据补充说明11的数据处理方法，还包括
基于由被安装在移动体上的图像设备捕获的图像，来估计移动体的移动量，并且
基于所估计的移动量来估计加速度。
[补充说明15]
根据补充说明14的数据处理方法，还包括
以使得将图像设备的图像捕获方向设置为与风方向垂直的方向的方式来控制移动体的姿态。
[补充说明16]
根据补充说明11至15中的任一项的数据处理方法，还包括
基于关系信息来校正至少一个参数，该至少一个参数被使用在计算中以得出风信息和外力的幅度中的至少任一项。
[补充说明17]
一种驱动控制方法，包括：
从根据补充说明1至6中的任一项的数据处理设备，获取与移动体接收的风有关的风信息和关系信息，以及
以使得减少风对加速度的影响的方式，基于风信息和关系信息来得出移动体的推进力的幅度和方向；以及
生成控制信号以控制机构，以便将移动体的推进力的幅度和方向设置为推进力的所得出的幅度和方向。
[补充说明18]
根据补充说明17的驱动控制方法，其中
数据处理设备还包括
关系估计装置，用于得出指示风强度与移动体从风接收的力之间的关系的值作为关系信息，并且
驱动控制方法通过在加速度最小的状态中使用该值来得出推进力的幅度和方向。
[补充说明19]
一种存储程序的非暂态计算机可读存储介质，该程序使得计算机执行：
获取移动体的加速度，移动体包括生成推进力的机构、以及测量由移动体接收的风的至少一个方向分量的强度的测量仪器；
获取关于风方向和风强度的风信息，风方向和风强度通过使用由测量仪器测量的测量值而被指定；
基于加速度、以及推进力的方向和幅度来估计外力的幅度，外力是移动体从风接收的力；以及
生成关系信息，关系信息是关于风强度与外力的所估计的幅度之间的关系的信息。
[补充说明20]
根据补充说明19的非暂态计算机可读存储介质，其中
程序使得计算机进一步执行：
以使得将推进力的方向包括在包括风方向和重力方向的平面中的方式来控制移动体的姿态。
[补充说明21]
根据补充说明20的非暂态计算机可读存储介质，其中
程序使得计算机进一步执行：
以使得将移动体的姿态设置为能够通过使移动体绕着第一轴旋转而做出的姿态之中的、使测量装置的测量值最大化的姿态的方式，来控制移动体的姿态，第一轴与测量仪器的测量方向不平行。
[补充说明22]
根据补充说明19的非暂态计算机可读存储介质，其中
程序使得计算机进一步执行：
基于由被安装在移动体上的图像设备捕获的图像，来估计移动体的移动量，并且
基于所估计的移动量来估计加速度。
[补充说明23]
根据补充说明22的非暂态计算机可读存储介质，其中
程序使得计算机进一步执行：
以使得将图像设备的图像捕获方向设置为与风方向垂直的方向的方式来控制移动体的姿态。
[补充说明24]
根据补充说明19至23中的任一项的非暂态计算机可读存储介质，其中
程序使得计算机进一步执行：
基于关系信息来校正至少一个参数，该至少一个参数被使用在计算中以得出风信息和外力的幅度中的至少任一项。
[补充说明25]
一种存储程序的非暂态计算机可读存储介质，该程序使得计算机执行：
从根据补充说明1至6中的任一项的数据处理设备，获取与移动体接收的风有关的风信息和关系信息，并且
以使得减少风对加速度的影响的方式，基于风信息和关系信息来得出移动体的推进力的幅度和方向；以及
生成控制信号以控制机构，以便将移动体的推进力的幅度和方向设置为推进力的所得出的幅度和方向。
[补充说明26]
根据补充说明25的非暂态计算机可读存储介质，其中
数据处理设备还包括：
关系估计装置，用于得出指示风强度与移动体从风接收的力之间的关系的值作为关系信息，并且
在用以得出推进向量的处理中，推进力的幅度和方向通过在加速度最小的状态中使用该值而被得出。
本发明不限于以上描述的示例实施例。能够在所要求保护的本发明的范围内对所要求保护的本发明的配置和细节做出本领域技术人员能够理解的各种修改。
[附图标记列表]
1 移动体
1a,1b,1c 飞行对象
2 转子叶片
3 壳体
5 风传感器
8 图像设备
9 致动器
10,11,12 数据处理设备
20,21,22 驱动控制设备
30 测量仪器
40 推进力生成机构
101 加速度获取单元
102 风信息获取单元
103 外力估计单元
104 生成单元
110 测量条件控制单元
111 风信息获取单元
112 推进力标识单元
113 姿态标识单元
114 移动计算单元
115 合力计算单元
116 外力估计单元
117 关系估计单元
119 数据存储单元
128 参数校正单元
211 控制信号生成单元
222 推进向量得出单元
900 计算机
901 CPU
902 ROM
903 RAM
904A 程序
904B 存储信息
905 存储设备
906 存储介质
907 驱动设备
908 通信接口
909 通信网络
910 输入输出接口
911 总线。

Claims (12)

1.一种数据处理设备，包括：
加速度获取装置，用于获取移动体的加速度，所述移动体包括生成推进力的机构、以及测量由所述移动体接收的气流的至少一个方向分量的强度的测量仪器，所述至少一个方向分量与所述移动体的机头方向一致；
推进力标识装置，用于标识所述推进力的幅度；
姿态标识装置，用于标识所述移动体的姿态；
风信息获取装置，用于获取关于气流方向和气流强度的风信息，所述气流方向和所述气流强度通过使用由所述测量仪器测量的测量值而被指定；
外力估计装置，用于从所述移动体的所标识的所述姿态来设置所述推进力的方向，并且基于所述加速度、所述推进力的所设置的所述方向和所述推进力的所标识的所述幅度来估计外力的幅度，所述外力是所述移动体从所述气流接收的力；
生成装置，用于生成关系信息，所述关系信息是关于所述气流强度与所述外力的所估计的所述幅度之间的关系的信息；以及
参数校正装置，用于基于所生成的所述关系信息来校正至少一个参数，所述至少一个参数被使用在以下项的计算中：由所述外力估计装置对所述外力的所述幅度，
其中所述生成装置基于经校正的所述参数来再次生成关系信息。
2.根据权利要求1所述的数据处理设备，还包括：
测量条件控制装置，用于以使得将所述推进力的所述方向包括在包括所述气流方向和重力方向的平面中的方式，来控制所述移动体的姿态。
3.根据权利要求2所述的数据处理设备，其中
所述测量条件控制装置以使得将所述移动体的所述姿态设置为能够通过使所述移动体绕着第一轴旋转而做出的姿态之中的、使所述测量仪器的所述测量值最大化的姿态的方式，来控制所述移动体的所述姿态，所述第一轴与所述测量仪器的测量方向不平行。
4.根据权利要求1所述的数据处理设备，其中
所述加速度获取装置
基于由被安装在所述移动体上的图像设备捕获的图像，来估计所述移动体的移动量，并且
基于所估计的所述移动量来估计所述加速度。
5.根据权利要求4所述的数据处理设备，还包括：
测量条件控制装置，用于以使得将所述图像设备的图像捕获方向设置为与所述气流方向垂直的方向的方式，来控制所述移动体的姿态。
6.根据权利要求1所述的数据处理设备，其中所述至少一个参数被使用在以下至少一项的计算中：由所述推进力标识装置对所述推进力的所述幅度、以及由所述外力估计装置对所述外力的所述幅度。
7.一种驱动控制设备，包括：
推进向量得出装置，用于
从根据权利要求1所述的数据处理设备获取与所述移动体接收的所述气流有关的所述风信息和所述关系信息，并且
以使得减少所述气流对所述加速度的影响的方式，基于所述风信息和所述关系信息来得出所述移动体的所述推进力的所述幅度和所述方向；以及
控制信号生成装置，用于生成控制信号以控制所述机构，以便将所述移动体的所述推进力的所述幅度和所述方向设置为由所述推进向量得出装置所得出的所述推进力的所述幅度和所述方向。
8.根据权利要求7所述的驱动控制设备，其中
所述数据处理设备还包括
关系估计装置，用于得出指示所述气流强度与所述移动体从所述气流接收的力之间的关系的值作为所述关系信息，并且
所述推进向量得出装置通过在所述加速度最小的状态中使用所述值来得出所述推进力的所述幅度和所述方向。
9.一种数据处理方法，包括：
获取移动体的加速度，所述移动体包括生成推进力的机构、以及测量由所述移动体接收的气流的至少一个方向分量的强度的测量仪器，所述至少一个方向分量与所述移动体的机头方向一致；
标识所述推进力的幅度；
标识所述移动体的姿态；
获取关于气流方向和气流强度的风信息，所述气流方向和所述气流强度通过使用由所述测量仪器测量的测量值而被指定；
从所述移动体的所标识的所述姿态来设置所述推进力的方向；
基于所述加速度、所述推进力的所设置的所述方向和所述推进力的所标识的所述幅度来估计外力的幅度，所述外力是所述移动体从所述气流接收的力；
生成关系信息，所述关系信息是关于所述气流强度与所述外力的所估计的所述幅度之间的关系的信息；以及
基于所生成的所述关系信息来校正至少一个参数，所述至少一个参数被使用在以下项的计算中：所述外力的所述幅度，
其中所述关系信息基于经校正的所述参数被再次生成。
10.根据权利要求9所述的数据处理方法，其中所述至少一个参数被使用在以下至少一项的计算中：所述推进力的所述幅度、以及所述外力的所述幅度。
11.一种存储程序的非暂态计算机可读存储介质，所述程序使得计算机执行：
获取移动体的加速度，所述移动体包括生成推进力的机构、以及测量由所述移动体接收的气流的至少一个方向分量的强度的测量仪器，所述至少一个方向分量与所述移动体的机头方向一致；
标识所述推进力的幅度；
标识所述移动体的姿态；
获取关于气流方向和气流强度的风信息，所述气流方向和所述气流强度通过使用由所述测量仪器测量的测量值而被指定；
从所述移动体的所标识的所述姿态来设置所述推进力的方向；
基于所述加速度、所述推进力的所设置的所述方向和所述推进力的所标识的所述幅度来估计外力的幅度，所述外力是所述移动体从所述气流接收的力；
生成关系信息，所述关系信息是关于所述气流强度与所述外力的所估计的所述幅度之间的关系的信息；以及
基于所生成的所述关系信息来校正至少一个参数，所述至少一个参数被使用在以下项的计算中：所述外力的所述幅度，
其中所述关系信息基于经校正的所述参数被再次生成。
12.根据权利要求11所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述至少一个参数被使用在以下至少一项的计算中：所述推进力的所述幅度、以及所述外力的所述幅度。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020012996A1 (ja) * 2018-07-12 2020-01-16 ソニー株式会社 無人航空機および駆動方法、並びにプログラム
US20210325908A1 (en) * 2018-08-22 2021-10-21 Nec Corporation Selection device, selection method, and selection program
CN113508077A (zh) * 2019-03-06 2021-10-15 索尼集团公司 控制装置、控制方法和程序
US11279364B2 (en) * 2019-06-14 2022-03-22 Hyundai Motor Company Vehicle and method of calculating driving load therefor
US11407495B2 (en) * 2019-08-30 2022-08-09 Airbus Operations Gmbh Actuator assembly for a high-lift device, wing assembly and aircraft equipped with such an actuator arrangement
FR3111954A1 (fr) * 2020-06-26 2021-12-31 Supairvision Aérogyre télécommandé de mesure par établissement de points de contact
CN111976974A (zh) * 2020-09-02 2020-11-24 深圳市道通智能航空技术有限公司 一种飞行控制方法、无人机及存储介质
CN112373686B (zh) * 2020-11-26 2022-07-08 尚良仲毅(沈阳)高新科技有限公司 一种无人机及其矢量角度控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006306254A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Nec Corp 自動飛行制御装置、自動飛行制御方法及び自動飛行制御プログラム
FR2926637A1 (fr) * 2008-01-18 2009-07-24 Nicolas Clement Petit Procede et dispositif pour l'estimation de la vitesse par rapport a l'air d'un vehicule aerien
CN102163059A (zh) * 2011-04-27 2011-08-24 南京航空航天大学 推力变向无人机的姿态控制系统及控制方法
WO2013144508A1 (fr) * 2012-03-30 2013-10-03 Parrot Procede de pilotage d'un drone a voilure tournante a rotors multiples avec estimation et compensation du vent lateral et du biais des accelerometres.
JP2014113905A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Honda Motor Co Ltd 外乱抑制制御システムおよび外乱表示装置
CN105488296A (zh) * 2015-12-15 2016-04-13 中国电子科技集团公司信息科学研究院 一种考虑风场扰动的无人机建模方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6029446B2 (ja) 1979-10-22 1985-07-10 株式会社クボタ 茎葉切断機
JP4882678B2 (ja) * 2006-11-06 2012-02-22 富士通株式会社 風向および風速の監視方法、風向および風速の監視装置
US8866322B2 (en) * 2009-07-29 2014-10-21 Michigan Aerospace Corporation Atmospheric measurement system
JP2012179968A (ja) 2011-02-28 2012-09-20 Furuno Electric Co Ltd 自動操舵制御装置、自動操舵装置、自動操舵制御プログラム、及び自動操舵制御方法
NO344081B1 (no) * 2012-04-02 2019-09-02 FLIR Unmanned Aerial Systems AS Fremgangsmåte og anordning for å navigere et luftfartøy
IL222053A (en) * 2012-09-23 2016-11-30 Israel Aerospace Ind Ltd A device, method, and computerized product for aircraft management
JP6029446B2 (ja) 2012-12-13 2016-11-24 セコム株式会社 自律飛行ロボット
EP3074832A4 (en) 2013-11-27 2017-08-30 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Multi-sensor fusion for robust autonomous flight in indoor and outdoor environments with a rotorcraft micro-aerial vehicle (mav)
JP6624423B2 (ja) 2014-08-19 2019-12-25 国立大学法人 名古屋工業大学 陸上走行可能な飛行体
JP6370924B2 (ja) 2014-12-22 2018-08-08 古野電気株式会社 移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラム
DE102015121517B4 (de) * 2015-12-10 2017-08-03 Meteomatics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Geschwindigkeitsvektors eines in der Umgegebung eines Fluggeräts herrschenden Windes, und Fluggerät
US10012999B2 (en) * 2016-01-08 2018-07-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Exploiting or avoiding air drag for an aerial vehicle
US9663236B1 (en) * 2016-03-28 2017-05-30 Amazon Technologies, Inc. Selectively thrusting propulsion units for aerial vehicles
WO2019158222A1 (en) * 2018-02-19 2019-08-22 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Methods and user devices for determining wind speed
US11592838B2 (en) * 2018-02-28 2023-02-28 Instrumems Inc. Velocity sensing for aircraft
US11215630B2 (en) * 2019-01-22 2022-01-04 Here Global B.V. Airflow modeling from aerial vehicle pose

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006306254A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Nec Corp 自動飛行制御装置、自動飛行制御方法及び自動飛行制御プログラム
FR2926637A1 (fr) * 2008-01-18 2009-07-24 Nicolas Clement Petit Procede et dispositif pour l'estimation de la vitesse par rapport a l'air d'un vehicule aerien
CN102163059A (zh) * 2011-04-27 2011-08-24 南京航空航天大学 推力变向无人机的姿态控制系统及控制方法
WO2013144508A1 (fr) * 2012-03-30 2013-10-03 Parrot Procede de pilotage d'un drone a voilure tournante a rotors multiples avec estimation et compensation du vent lateral et du biais des accelerometres.
JP2014113905A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Honda Motor Co Ltd 外乱抑制制御システムおよび外乱表示装置
CN105488296A (zh) * 2015-12-15 2016-04-13 中国电子科技集团公司信息科学研究院 一种考虑风场扰动的无人机建模方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Measuring Atmospheric Winds from Quadrotor Motion;JAVIER GONZALEZ-ROCHA ET AL;《AIAA ATMOSPHERIC FLIGHT MECHANICS CONFERENCE》;20170105;摘要、正文第5、8、11-12、15-16 *
Self-motion and wind velocity estimation for small-scale UAVs;DAVE ZACHARIAH ET AL;《2011 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION》;20110509;第1166-1171页 *
Wind Disturbance Estimation and Rejection for Quadrotor Position Control;STEVEN L WASLANDER ETC.;《AIAA INFOTECH@AEROSPACE CONFERENCE》;20090401;正文第1-14页 *

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