CN111722640B - 无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质 - Google Patents

无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN111722640B
CN111722640B CN201910215892.XA CN201910215892A CN111722640B CN 111722640 B CN111722640 B CN 111722640B CN 201910215892 A CN201910215892 A CN 201910215892A CN 111722640 B CN111722640 B CN 111722640B
Authority
CN
China
Prior art keywords
unmanned aerial
aerial vehicle
control period
speed
obstacle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910215892.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111722640A (zh
Inventor
郑龙飞
沙承贤
郑行
巴航
景小飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jingbangda Trade Co Ltd
Beijing Jingdong Qianshi Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Jingdong Qianshi Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jingdong Qianshi Technology Co Ltd filed Critical Beijing Jingdong Qianshi Technology Co Ltd
Priority to CN201910215892.XA priority Critical patent/CN111722640B/zh
Publication of CN111722640A publication Critical patent/CN111722640A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111722640B publication Critical patent/CN111722640B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本公开涉及一种无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质，涉及无人机技术领域。本公开的方法包括：根据无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，确定无人机是否进入避障模式；在无人机进入避障模式的情况下，根据无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定无人机在当前控制周期内的加速度期望；根据无人机在当前控制周期内的加速度期望，控制无人机的加速度，以便躲避障碍物。本公开的方案实现了自动检测无人机进入避障模式以及避障时速度的自动控制，降低了操控人员的控制不及时或事物导致无人机遇障碍物相撞的几率，提高了无人机避障的有效性和及时性，提高了无人机飞行的安全性。

Description

无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质
技术领域
本公开涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质。
背景技术
随着无人机技术的发展和控制系统的逐渐成熟，越来越多的无人机被用于航拍、安防、巡检等领域。受限于高精度相机等机载设备有效的探测距离，无人机在进行工作时一般飞行高度较低，飞行路线上障碍物较多，飞行环境复杂多变，因此需要进行有效的避障控制。
无人机避障是无人机安全飞行的保障，现有的避障控制方法主要是手动模式下的避障，无人机由操控人员进行手动控制，操控人员根据无人机实时传输回地面的视频进行操控，躲避飞行路线上的障碍物。
发明内容
发明人发现：手动模式下的无人机避障控制，受限于操控人员的操控水平和反应能力，特别是在无人机飞行速度较快，在复杂环境中穿越飞行时，留给操控人员的反应时间极短，一旦操控失误，极容易导致无人机与障碍物相撞。与此同时，传输回地面的视频通常为无人机前进方向上的画面，当无人机调整飞行方向时，需要首先调整相机云台的方向，极大影响了穿越飞行的连贯性。视频的清晰程度和时间延迟受限于通信质量和传输速率，一旦通信被干扰，导致视频不清晰或时间延迟较长，则极大影响了操控人员的判断，容易导致无人机与障碍物相撞而坠毁。
本公开所要解决的一个技术问题是：如何提高无人机避障的有效性和及时性，提高无人机飞行的安全性。
根据本公开的一些实施例，提供的一种无人机的控制方法，包括：根据无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，确定无人机是否进入避障模式；在无人机进入避障模式的情况下，根据无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定无人机在当前控制周期内的加速度期望；根据无人机在当前控制周期内的加速度期望，控制无人机的加速度，以便躲避障碍物。
在一些实施例中，根据无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，确定无人机是否进入避障模式包括：判断无人机到障碍物的距离是否小于第一距离阈值，无人机当前的速度是否大于第一速度阈值；在无人机到障碍物的距离小于第一距离阈值，无人机当前的速度大于第一速度阈值的情况下，确定无人机进入避障模式。
在一些实施例中，无人机到障碍物的距离是根据无人机上测距传感器的输出频率和无人机的最大速度，对测距传感器测量的无人机到障碍物的距离进行限幅滤波后获得的。
在一些实施例中，无人机在当前控制周期内的速度期望根据以下方法确定：根据上一控制周期内的速度期望和周期时间长度，确定由上一控制周期的速度期望下降到速度为第二速度阈值的情况下的估计加速度；在估计加速度大于无人机的最大加速度的情况下，根据上一控制周期内的速度期望、无人机的最大加速度和控制周期的时间长度，确定无人机在当前控制周期内的速度期望；在估计加速度小于或等于无人机的最大加速度的情况下，确定无人机在当前控制周期内的速度期望为第二速度阈值；其中，在上一控制周期内无人机没有进入避障模式的情况下，上一控制周期内的速度期望为无人机在上一控制周期内的实际速度。
在一些实施例中，根据无人机在当前控制周期内的加速度期望，控制无人机以便躲避障碍物包括：根据无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量，确定无人机在当前控制周期内的与避障方向对应的姿态角期望；根据无人机在当前控制周期内加速度期望和姿态角期望，控制无人机的加速度和姿态角，以便躲避障碍物。
在一些实施例中，在无人机进行前向避障的情况下，确定的无人机在当前控制周期内的姿态角期望为俯仰角期望；或者，在无人机进行水平方向避障的情况下，确定的无人机在当前控制周期内的姿态角期望为横滚角期望。
在一些实施例中，根据无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量，确定无人机在当前控制周期内的姿态角期望包括：将无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量的比值的反正弦值，确定为无人机在当前控制周期内的姿态角期望。
在一些实施例中，该方法还包括：根据无人机到障碍物的距离、无人机当前的速度和遥控器的指令中至少一项，确定无人机是否退出避障模式。
根据本公开的另一些实施例，提供的一种无人机的控制装置，包括：模式确定模块，用于根据无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，确定无人机是否进入避障模式；参数确定模块，用于在无人机进入避障模式的情况下，根据无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定无人机在当前控制周期内的加速度期望；控制模块，用于根据无人机在当前控制周期内的加速度期望，控制无人机的加速度，以便躲避障碍物。
在一些实施例中，模式确定模块用于判断无人机到障碍物的距离是否小于第一距离阈值，无人机当前的速度是否大于第一速度阈值；在无人机到障碍物的距离小于第一距离阈值，无人机当前的速度大于第一速度阈值的情况下，确定无人机进入避障模式。
在一些实施例中，无人机到障碍物的距离是根据无人机上测距传感器的输出频率和无人机的最大速度，对测距传感器测量的无人机到障碍物的距离进行限幅滤波后获得的。
在一些实施例中，无人机在当前控制周期内的速度期望根据以下方法确定：根据上一控制周期内的速度期望和周期时间长度，确定由上一控制周期的速度期望下降到速度为第二速度阈值的情况下的估计加速度；在估计加速度大于无人机的最大加速度的情况下，根据上一控制周期内的速度期望、无人机的最大加速度和控制周期的时间长度，确定无人机在当前控制周期内的速度期望；在估计加速度小于或等于无人机的最大加速度的情况下，确定无人机在当前控制周期内的速度期望为第二速度阈值；其中，在上一控制周期内无人机没有进入避障模式的情况下，上一控制周期内的速度期望为无人机在上一控制周期内的实际速度。
在一些实施例中，控制模块用于根据无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量，确定无人机在当前控制周期内的与避障方向对应的姿态角期望；根据无人机在当前控制周期内加速度期望和姿态角期望，控制无人机的加速度和姿态角，以便躲避障碍物。
在一些实施例中，在无人机进行前向避障的情况下，确定的无人机在当前控制周期内的姿态角期望为俯仰角期望；或者，在无人机进行水平方向避障的情况下，确定的无人机在当前控制周期内的姿态角期望为横滚角期望。
在一些实施例中，控制模块用于将无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量的比值的反正弦值，确定为无人机在当前控制周期内的姿态角期望。
在一些实施例中，模式确定模块还用于根据无人机到障碍物的距离、无人机当前的速度和遥控器的指令中至少一项，确定无人机是否退出避障模式。
根据本公开的又一些实施例，提供的一种无人机的控制装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行如前述任意实施例的无人机的控制装置。
根据本公开的再一些实施例，提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现前述任意实施例的无人机的控制装置。
本公开中由无人机的控制装置自动根据无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，判断无人机是否进入避障模式，在进入避障模式的情况下，进一步根据在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定无人机在当前控制周期内的加速度期望，根据加速度期望控制无人机的加速度，以便躲避障碍物。本公开的方案实现了自动检测无人机进入避障模式以及避障时速度的自动控制，降低了操控人员的控制不及时或事物导致无人机遇障碍物相撞的几率，提高了无人机避障的有效性和及时性，提高了无人机飞行的安全性。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出本公开的一些实施例的无人机的控制方法的流程示意图。
图2示出本公开的另一些实施例的无人机的控制方法的流程示意图。
图3示出本公开的一些实施例的无人机的控制装置的结构示意图。
图4示出本公开的另一些实施例的无人机的控制装置的结构示意图。
图5示出本公开的又一些实施例的无人机的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
本公开提出一种无人机的控制方法，下面结合图1描述本公开的一些实施例。
图1为本公开无人机的控制方法一些实施例的流程图。如图1所示，该实施例的方法包括：步骤S102～S106。
在步骤S102中，根据无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，确定无人机是否进入避障模式。
无人机上可以设置激光、视觉或微波雷达等测距传感器，利用测距传感器可以实时监测无人机和飞行方向上的障碍物之间的距离。在一些实施例中，测距传感器的检测距离可以调整，检测方向上没有障碍物的情况下，可以将测距传感器的检测距离调整为第一检测距离，在检测到无人机和障碍物的距离小于第二检测距离的情况下，可以将测距传感器的检测距离调整为第二检测距离，第一检测距离大于第二检测距离。
例如，假设测距传感器的有效距离测量范围为(dmin,dmax)，当检测方向上无障碍物时，可以令测距传感器的检测距离为d＝dmax，可以使无人机及时检测到障碍物。当无人机检测到无人机和障碍物的距离小于dmin时，可以令d＝dmin。这样节省无人机的能量。
在一些实施例中，无人机到障碍物的距离是根据无人机上测距传感器的输出频率和无人机的最大速度，对测距传感器测量的无人机到障碍物的距离进行限幅滤波后获得的。测距传感器可能因为受到干扰等情况出现测量不准确的情况，因此，可以对测距传感器测得的无人机到障碍物的距离进行限幅滤波。如果测距传感器测量的当前无人机到障碍物的距离与上一测量周期内无人机到障碍物的距离的差值。大于无人机的最大速度与测距传感器的输出频率的比值，则将当前无人机到障碍物的距离设置为上一测量周期内无人机到障碍物的距离。
例如，假设测距传感器的输出频率为f，则每更新一次传感器数据。测距传感器测量的当前无人机到障碍物的距离为di。对测量数据进行滤波处理，以限幅滤波为例：上一测量数据滤波后得到的无人机到障碍物的距离Di-1，无人机飞行过程中的在与障碍物对应的方向上最大速度为vmax，假设真实的当前无人机到障碍物的距离为Di。若|di-Di-1|>(vmax/f)，则Di＝Di-1，若|di-Di-1|≤(vmax/f)，则Di＝di。
在一些实施例中，判断无人机到障碍物的距离是否小于第一距离阈值，无人机当前的速度是否大于第一速度阈值；在无人机到障碍物的距离小于第一距离阈值，无人机当前的速度大于第一速度阈值的情况下，确定无人机进入避障模式，否则，确定无人机不进入避障模式。无人机到障碍物距离较小，且无人机速度较大的情况下，则自动进入避障模式。
在一些实施例中，无人机的控制装置对无人机进行自动控制的方法可以和无人机手动控制方式相结合，仍然可以接收遥控器的一些控制指令，可以称为半自主避障功能。可以设置半自主避障功能的标志位，可以通过接收遥控器或地面站的指令的方式开启半自主避障功能，将半自主避障功能的标志位置为真，否则置为假。进一步，在半自主避障功能的标志位置为真的情况下，根据无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，确定无人机是否进入避障模式。如果半自主避障功能未开启，则无人机只接受地面控制。
例如，假设半自主避障功能的标志位为P1，如果半自主避障功能被激活，则P1＝true，否则P1＝false。假设距离判断标志位为P2，第一距离阈值Din(例如为10m～50m中的数值)，如果Di<Din，则P2＝true，否则P2＝false。假设速度标志位为P3，根据导航模块，得到无人机在机体坐标系下的与障碍物对应的方向速度为vx，第一速度阈值为vT1，若vx>vT1，则P3＝true，否则P3＝false。假设进入避障模式的标志位为P，若无人机半自主避障功能、距离、速度均满足相应的条件，即P1＝P2＝P3＝true，则P＝true，否则P＝false。
在步骤S104中，在无人机进入避障模式的情况下，根据无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定无人机在当前控制周期内的加速度期望。
无人机的控制装置可以周期性的对无人机实现避障控制，例如每10ms为一个控制周期。在每个控制周期内，无人机的控制装置可以判断无人机是否在避障模式下，如果在避障模式下，则执行根据无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定无人机在当前控制周期内的加速度期望。如果无人机没有在避障模式下，可以不执行上述确定加速度期望的方法。
在一些实施例中，无人机在当前控制周期内的速度期望根据以下方法确定。根据上一控制周期内的速度期望和周期时间长度，确定由上一控制周期的速度期望下降到速度为第二速度阈值的情况下的估计加速度；在估计加速度大于无人机的最大加速度的情况下，根据上一控制周期内的速度期望、无人机的最大加速度和控制周期的时间长度，确定无人机在当前控制周期内的速度期望；在估计加速度小于或等于无人机的最大加速度的情况下，确定无人机在当前控制周期内的速度期望为第二速度阈值。在上一控制周期内无人机没有进入避障模式的情况下，上一控制周期内的速度期望为无人机在上一控制周期内的实际速度。在每个控制周期内，如果无人机没有进入避障模式，则该控制周期内的速度期望为该控制周期内的实际速度。
在一些实施例中，将无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度作为输入值，利用PID(比例积分微分)算法计算无人机在当前控制周期内的加速度期望。
例如，假设无人机当前速度期望为vi，上一控制周期中的速度期望为vi-1。计算vi-1下降到第二速度阈值vT2(例如为0)的情况下的估计加速度：dt为控制周期的时间长度。设无人机减速所允许的最大速度变化率为amax，若a>amax，则vi＝vi-1-amax·dt，否则vi＝vT2，根据当前控制周期的速度期望vi和实际速度vx，利用PID算法可以得到加速度期望asp。vT2、dt和amax等均可以根据实际需求进行设置。
在步骤S106中，根据无人机在当前控制周期内的加速度期望，控制无人机的加速度，以便躲避障碍物。
根据加速度期望可以控制无人机减速，例如控制无人机减速为零避免撞到障碍物，或者，控制无人机减速到很慢的速度，给操控人员足够的反应时间可以控制无人机转向等躲避障碍物。通过多个控制周期逐步调整无人机的速度，可以使无人机平缓减速，避免速度急速下降给无人机造成损害。
上述实施例中由无人机的控制装置自动根据无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，判断无人机是否进入避障模式，在进入避障模式的情况下，进一步根据在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定无人机在当前控制周期内的加速度期望，根据加速度期望控制无人机的加速度，以便躲避障碍物。上述实施例的方案实现了自动检测无人机进入避障模式以及避障时速度的自动控制，降低了操控人员的控制不及时或事物导致无人机遇障碍物相撞的几率，提高了无人机避障的有效性和及时性，提高了无人机飞行的安全性。
下面结合图2描述本公开的无人机的控制方法的另一些实施例。
图2为本公开无人机的控制方法一些实施例的流程图。如图2所示，该实施例的方法包括：步骤S202～S210。
在步骤S202中，无人机的控制装置根据半自主控制功能的状态、无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，确定无人机是否进入避障模式。如果进入避障模式则执行步骤S204，否则，重复步骤S202。
在步骤S204中，无人机的控制装置根据无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定无人机在当前控制周期内的加速度期望。
在步骤S206中，无人机的控制装置根据无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量，确定无人机在当前控制周期内的姿态角期望。
在一些实施例中，在无人机进行前向避障的情况下，确定的无人机在当前控制周期内的姿态角期望为俯仰角期望；或者，在无人机进行水平方向避障的情况下，确定的无人机在当前控制周期内的姿态角期望为横滚角期望。在无人机机体坐标系下，无人机具有前向速度，障碍物在无人机飞行的前方的情况下，可以调整无人机的俯仰角。在无人机机体坐标系下，无人机具有水平方向速度，障碍物在无人机飞行水平方向上的情况下，可以调整无人机的横滚角。根据无人机飞行的方向和障碍物相对于无人机的方向，可以确定调整哪个方向的加速度和调整哪个姿态角。
在一些实施例中，将无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量的比值的反正弦值，确定为无人机在当前控制周期内的姿态角期望。例如，asp表示无人机前向的加速度期望，则俯仰角期望其中az为遥控器油门量。可以进一步对俯仰角期望进行限幅处理，使得/>为手动控制模式下允许的最大俯仰角。
在一些实施例中，通过无人机的控制装置调整与无人机避障方向相对应的姿态角，无人机其他飞行角度的调整可以通过地面控制台或遥控器进行控制。例如，无人机进行前向避障的情况下，无人机俯仰角度的期望不再根据遥控器输入进行映射。横滚角和航向角的期望可以根据遥控器输出映射得到。
在步骤S208中，无人机的控制装置根据无人机在当前控制周期内加速度期望和姿态角期望，控制无人机的加速度和姿态角，以便躲避障碍物。
无人机的控制装置通过调整无人机的加速度使无人机减速，通过调整无人机的姿态角使无人机改变飞行方向，以便躲避障碍物。
在步骤S210中，无人机的控制装置根据无人机到障碍物的距离、无人机当前的速度和遥控器的指令中至少一项，确定无人机是否退出避障模式。
在无人机退出避障模式的情况下，则回到步骤S202重新开始执行。否则，重新回到步骤S204开始执行。在一些实施例中，判断无人机到障碍物的距离是否大于第二距离阈值，无人机当前的速度是否小于第三速度阈值；是否收到遥控器发送的预设指令；在无人机到障碍物的距离大于第二距离阈值，或者无人机当前的速度小于第三速度阈值的情况下，或者收到遥控器发送的预设指令，确定无人机退出避障模式。第二距离阈值可以大于等于前述的第一距离阈值，第三速度阈值可以与前述的第一距离阈值相同或不同。遥控器的预设指令可以为调整与避障方向对应的姿态角，使无人机远离障碍物。例如，调整与避障方向对应的姿态角小于角度阈值。
例如，假设脱离避障模式的距离判断标志位为Q2，第二距离阈值为Dout。如果Di>Do#t，则Q2＝true，否则Q2＝false。假设脱离避障模式的速度标志位为Q3，根据导航模块，得到无人机在机体坐标系下的避障方向速度为vx，第三速度阈值为vT3，若vx>vT3，则Q3＝true，否则Q3＝false。假设脱离避障模式的姿态角标志位为Q4，根据接收机，得到遥控器的俯仰角指令x，设定俯仰角门限值为x0(例如为-0.1～-0.3)，若x<x0，则Q4＝true,否则为false。若进入避障模式的标志位为P，若无人机脱离避障模式，则P＝false。若Q2＝true时，无人机脱离避障模式，即P＝false。或者Q3＝true，或者Q4＝true，则无人机脱离避障模式，即P＝false。
通过及时判断无人机是否脱离避障模式，可以减少无人机的控制装置的计算量，节约资源，使无人机及时进入正常飞行模式。
本公开还提供一种无人机的控制装置，该控制装置可以设置在无人机上，下面结合图3进行描述。
图3为本公开无人机的控制装置的一些实施例的结构图。如图3所示，该实施例的装置30包括：模式确定模块302，参数确定模块304，控制模块306。
模式确定模块302，用于根据无人机到障碍物的距离和无人机当前的速度，确定无人机是否进入避障模式。
在一些实施例中，模式确定模块302用于判断无人机到障碍物的距离是否小于第一距离阈值，无人机当前的速度是否大于第一速度阈值；在无人机到障碍物的距离小于第一距离阈值，无人机当前的速度大于第一速度阈值的情况下，确定无人机进入避障模式。
在一些实施例中，无人机到障碍物的距离是根据无人机上测距传感器的输出频率和无人机的最大速度，对测距传感器测量的无人机到障碍物的距离进行限幅滤波后获得的。
在一些实施例中，模式确定模块302还用于根据无人机到障碍物的距离、无人机当前的速度和遥控器的指令中至少一项，确定无人机是否退出避障模式。
参数确定模块304，用于在无人机进入避障模式的情况下，根据无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定无人机在当前控制周期内的加速度期望。
在一些实施例中，无人机在当前控制周期内的速度期望根据以下方法确定：根据上一控制周期内的速度期望和周期时间长度，确定由上一控制周期的速度期望下降到速度为第二速度阈值的情况下的估计加速度；在估计加速度大于无人机的最大加速度的情况下，根据上一控制周期内的速度期望、无人机的最大加速度和控制周期的时间长度，确定无人机在当前控制周期内的速度期望；在估计加速度小于或等于无人机的最大加速度的情况下，确定无人机在当前控制周期内的速度期望为第二速度阈值；其中，在上一控制周期内无人机没有进入避障模式的情况下，上一控制周期内的速度期望为无人机在上一控制周期内的实际速度。
控制模块306，用于根据无人机在当前控制周期内的加速度期望，控制无人机的加速度，以便躲避障碍物。
在一些实施例中，控制模块306用于根据无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量，确定无人机在当前控制周期内的与避障方向对应的姿态角期望；根据无人机在当前控制周期内加速度期望和姿态角期望，控制无人机的加速度和姿态角，以便躲避障碍物。
在一些实施例中，在无人机进行前向避障的情况下，确定的无人机在当前控制周期内的姿态角期望为俯仰角期望；或者，在无人机进行水平方向避障的情况下，确定的无人机在当前控制周期内的姿态角期望为横滚角期望。
在一些实施例中，控制模块306用于将无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量的比值的反正弦值，确定为无人机在当前控制周期内的姿态角期望。
本公开的实施例中的无人机的控制装置可各由各种计算设备或计算机系统来实现，下面结合图4以及图5进行描述。
图4为本公开无人机的控制装置的一些实施例的结构图。如图4所示，该实施例的装置40包括：存储器410以及耦接至该存储器410的处理器420，处理器420被配置为基于存储在存储器410中的指令，执行本公开中任意一些实施例中的无人机的控制方法。
其中，存储器410例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据库以及其他程序等。
图5为本公开无人机的控制装置的另一些实施例的结构图。如图5所示，该实施例的装置50包括：存储器510以及处理器520，分别与存储器410以及处理器420类似。还可以包括输入输出接口530、网络接口540、存储接口550等。这些接口530，540，550以及存储器510和处理器520之间例如可以通过总线560连接。其中，输入输出接口530为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口540为各种联网设备提供连接接口，例如可以连接到数据库服务器或者云端存储服务器等。存储接口550为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种无人机的控制方法，包括：
根据无人机到障碍物的距离和所述无人机当前的速度，确定所述无人机是否进入避障模式；
在所述无人机进入避障模式的情况下，根据所述无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定所述无人机在当前控制周期内的加速度期望，包括：根据上一控制周期内的速度期望和周期时间长度，确定由上一控制周期的速度期望下降到速度为第二速度阈值的情况下的估计加速度，在所述估计加速度大于所述无人机的最大加速度的情况下，根据所述上一控制周期内的速度期望、所述无人机的最大加速度和控制周期的时间长度，确定所述无人机在当前控制周期内的速度期望，在所述估计加速度小于或等于所述无人机的最大加速度的情况下，确定所述无人机在当前控制周期内的速度期望为第二速度阈值，其中，在上一控制周期内所述无人机没有进入避障模式的情况下，上一控制周期内的速度期望为所述无人机在上一控制周期内的实际速度；
根据所述无人机在当前控制周期内的加速度期望，控制所述无人机的加速度，以便躲避障碍物。
2.根据权利要求1的无人机的控制方法，其中，
所述根据无人机到障碍物的距离和所述无人机当前的速度，确定所述无人机是否进入避障模式包括：
判断所述无人机到障碍物的距离是否小于第一距离阈值，所述无人机当前的速度是否大于第一速度阈值；
在所述无人机到障碍物的距离小于第一距离阈值，所述无人机当前的速度大于第一速度阈值的情况下，确定所述无人机进入避障模式。
3.根据权利要求1的无人机的控制方法，其中，
所述无人机到障碍物的距离是根据所述无人机上测距传感器的输出频率和所述无人机的最大速度，对所述测距传感器测量的所述无人机到障碍物的距离进行限幅滤波后获得的。
4.根据权利要求1的无人机的控制方法，其中，
所述根据所述无人机在当前控制周期内的加速度期望，控制所述无人机以便躲避障碍物包括：
根据所述无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量，确定所述无人机在当前控制周期内的与避障方向对应的姿态角期望；
根据所述无人机在当前控制周期内加速度期望和姿态角期望，控制所述无人机的加速度和姿态角，以便躲避障碍物。
5.根据权利要求4的无人机的控制方法，其中，
在所述无人机进行前向避障的情况下，确定的所述无人机在当前控制周期内的姿态角期望为俯仰角期望；
或者，在所述无人机进行水平方向避障的情况下，确定的所述无人机在当前控制周期内的姿态角期望为横滚角期望。
6.根据权利要求4的无人机的控制方法，其中，
所述根据所述无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量，确定所述无人机在当前控制周期内的姿态角期望包括：
将所述无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量的比值的反正弦值，确定为所述无人机在当前控制周期内的姿态角期望。
7.根据权利要求1-6任一项的无人机的控制方法，还包括：
根据无人机到障碍物的距离、所述无人机当前的速度和遥控器的指令中至少一项，确定所述无人机是否退出避障模式。
8.一种无人机的控制装置，包括：
模式确定模块，用于根据无人机到障碍物的距离和所述无人机当前的速度，确定所述无人机是否进入避障模式；
参数确定模块，用于在所述无人机进入避障模式的情况下，根据所述无人机在当前控制周期内的速度期望和当前实际速度，确定所述无人机在当前控制周期内的加速度期望，包括：根据上一控制周期内的速度期望和周期时间长度，确定由上一控制周期的速度期望下降到速度为第二速度阈值的情况下的估计加速度，在所述估计加速度大于所述无人机的最大加速度的情况下，根据所述上一控制周期内的速度期望、所述无人机的最大加速度和控制周期的时间长度，确定所述无人机在当前控制周期内的速度期望，在所述估计加速度小于或等于所述无人机的最大加速度的情况下，确定所述无人机在当前控制周期内的速度期望为第二速度阈值，其中，在上一控制周期内所述无人机没有进入避障模式的情况下，上一控制周期内的速度期望为所述无人机在上一控制周期内的实际速度；
控制模块，用于根据所述无人机在当前控制周期内的加速度期望，控制所述无人机的加速度，以便躲避障碍物。
9.根据权利要求8所述的无人机的控制装置，其中，
所述控制模块用于根据所述无人机在当前控制周期内的加速度期望和当前遥控器油门量，确定所述无人机在当前控制周期内的与避障方向对应的姿态角期望；根据所述无人机在当前控制周期内加速度期望和姿态角期望，控制所述无人机的加速度和姿态角，以便躲避障碍物。
10.一种无人机的控制装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1-7任一项所述的无人机的控制方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
CN201910215892.XA 2019-03-21 2019-03-21 无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质 Active CN111722640B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910215892.XA CN111722640B (zh) 2019-03-21 2019-03-21 无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910215892.XA CN111722640B (zh) 2019-03-21 2019-03-21 无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111722640A CN111722640A (zh) 2020-09-29
CN111722640B true CN111722640B (zh) 2024-04-09

Family

ID=72562551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910215892.XA Active CN111722640B (zh) 2019-03-21 2019-03-21 无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111722640B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114902151A (zh) * 2020-12-30 2022-08-12 深圳市大疆创新科技有限公司 无人机控制方法、装置、无人机、终端、系统及存储介质
US20230244249A1 (en) * 2022-02-01 2023-08-03 Lockheed Martin Corporation Collision prevention flight control mode
CN114445929A (zh) * 2022-04-11 2022-05-06 广东电网有限责任公司佛山供电局 无人机巡检系统及无人机巡检的控制方法和控制装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11254996A (ja) * 1999-01-26 1999-09-21 Denso Corp 車間距離調整機能を備えた定速走行制御装置
JP2009075680A (ja) * 2007-09-18 2009-04-09 Yaskawa Electric Corp 移動体の指令生成方法および指令生成装置
CN103180791A (zh) * 2010-10-13 2013-06-26 欧姆龙株式会社 控制装置、控制系统及控制方法
CN105974938A (zh) * 2016-06-16 2016-09-28 零度智控（北京）智能科技有限公司 避障方法、装置、载体及无人机
CN206057975U (zh) * 2016-08-25 2017-03-29 大连楼兰科技股份有限公司 一种避障装置及植保无人机
CN107168361A (zh) * 2017-05-26 2017-09-15 南京航空航天大学 基于双层声呐传感器的四旋翼无人机避障飞行装置及方法
GB201803371D0 (en) * 2018-03-01 2018-04-18 Norwegian Univ Sci & Tech Ntnu Drone control system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180165974A1 (en) * 2015-05-29 2018-06-14 Anthony Bonkoski Vehicle collision prevention

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11254996A (ja) * 1999-01-26 1999-09-21 Denso Corp 車間距離調整機能を備えた定速走行制御装置
JP2009075680A (ja) * 2007-09-18 2009-04-09 Yaskawa Electric Corp 移動体の指令生成方法および指令生成装置
CN103180791A (zh) * 2010-10-13 2013-06-26 欧姆龙株式会社 控制装置、控制系统及控制方法
CN105974938A (zh) * 2016-06-16 2016-09-28 零度智控（北京）智能科技有限公司 避障方法、装置、载体及无人机
CN206057975U (zh) * 2016-08-25 2017-03-29 大连楼兰科技股份有限公司 一种避障装置及植保无人机
CN107168361A (zh) * 2017-05-26 2017-09-15 南京航空航天大学 基于双层声呐传感器的四旋翼无人机避障飞行装置及方法
GB201803371D0 (en) * 2018-03-01 2018-04-18 Norwegian Univ Sci & Tech Ntnu Drone control system

Also Published As

Publication number Publication date
CN111722640A (zh) 2020-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109144097B (zh) 障碍物或地面识别及飞行控制方法、装置、设备及介质
CN111722640B (zh) 无人机的控制方法、装置和计算机可读存储介质
US9358976B2 (en) Method for operating a driver assistance system of a vehicle
EP3018027B1 (en) Control arrangement arranged to control an autonomous vehicle, autonomous drive arrangement, vehicle and method
EP3893221A1 (en) Event detection method and apparatus for cloud control platform, device, and storage medium
CN113734163A (zh) 无人车的控制方法、装置、存储介质及电子设备
CN109903592A (zh) 一种基于误差理论的高精度航空器自动近地防撞系统地形扫描方法
CN112799098A (zh) 雷达盲区监测方法、装置、电子设备和存储介质
CN110654380B (zh) 用于控制车辆的方法和装置
US11320818B2 (en) Method, apparatus, device and storage medium for controlling unmanned vehicle
CN115158306B (zh) 车辆避让方法、装置、终端设备以及存储介质
CN114212108B (zh) 自动驾驶方法、装置、车辆、存储介质及产品
CN114802153B (zh) 一种机场无人驾驶飞机引导车的紧急制动方法和系统
CN109215365B (zh) 路况监测的方法、装置、设备及存储介质
CN115755970A (zh) 无人机编队中无人机的控制方法、无人机及无人机编队
CN113433965B (zh) 无人机避障方法，装置，存储介质及电子设备
CN117651924A (zh) 飞行器的悬停控制方法、飞行器及存储介质
CN113795804A (zh) 可移动平台及其控制方法和装置
CN114274968B (zh) 一种车辆控制方法、装置、计算设备及存储介质
CN112136166B (zh) 控制运载工具的系统和方法
CN115817461A (zh) 自动驾驶车辆及其行驶控制方法、装置、设备和介质
CN114155732A (zh) 车辆周围障碍物监测方法、电子设备及存储介质
CN117681910A (zh) 一种无人车紧急制动方法、装置、电子设备及存储介质
CN114604241A (zh) 车辆驾驶风险评估方法、装置、电子设备及边缘计算设备
CN117585022A (zh) 基于PyQt5的数据处理方法、装置、设备和存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210302

Address after: Room a1905, 19 / F, building 2, No. 18, Kechuang 11th Street, Daxing District, Beijing, 100176

Applicant after: Beijing Jingdong Qianshi Technology Co.,Ltd.

Address before: 101, 1st floor, building 2, yard 20, Suzhou street, Haidian District, Beijing 100080

Applicant before: Beijing Jingbangda Trading Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20210302

Address after: 101, 1st floor, building 2, yard 20, Suzhou street, Haidian District, Beijing 100080

Applicant after: Beijing Jingbangda Trading Co.,Ltd.

Address before: 100086 8th Floor, 76 Zhichun Road, Haidian District, Beijing

Applicant before: BEIJING JINGDONG SHANGKE INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Applicant before: BEIJING JINGDONG CENTURY TRADING Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant