CN112327895A - 配送无人机控制方法、装置、电子设备 - Google Patents

配送无人机控制方法、装置、电子设备 Download PDF

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CN112327895A CN202011166458.6A CN202011166458A CN112327895A CN 112327895 A CN112327895 A CN 112327895A CN 202011166458 A CN202011166458 A CN 202011166458A CN 112327895 A CN112327895 A CN 112327895A
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Abstract

本申请公开了一种配送无人机控制方法，属于自动控制技术领域，有助于提升配送无人机飞行的安全性。所述方法包括：接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量；根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，其中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值；通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务；在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角；根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数。

Description

配送无人机控制方法、装置、电子设备
技术领域
本申请实施例涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种配送无人机控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着物流、配送业务的发展，配送方式越来越多，如机器人配送、无人驾驶汽车配送，无人机作为一种新兴的作业工具，在配送业务中也逐渐被使用。通过在无人机下挂载货物箱，之后控制无人机将货物箱送达到指定地点，即可实现无人机配送。在无人机配送过程中，由于货物箱与无人机是可拆卸连接的，在配送过程中，对货物箱和无人机的运动状态进行实时检测和控制，以提升无人机执行配送作业的安全性，是需要重点解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种配送无人机控制方法，有助于提升配送无人机的飞行安全性。
第一方面，本申请实施例提供了一种配送无人机控制方法，包括：
接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量；
根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，其中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值；
通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务；
在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角；
根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数。
第二方面，本申请实施例提供了一种配送无人机控制装置，包括：
第一货物箱实时状态数据接收模块，用于接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量；
飞行控制参数确定模块，用于根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，其中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值；
第一飞行控制模块，用于通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务；
第二货物箱实时状态数据接收模块，用于在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角；
第二飞行控制模块，用于根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数。
第三方面，本申请实施例提供了一种用于无人机配送的货物箱，包括：实时状态检测模块、数据发送模块，其中，
所述实时状态检测模块，设置于所述货物箱底部内侧，用于检测所述货物箱的姿态角、所述货物箱中装载货物的质量；
所述数据发送模块，用于将所述实时状态检测模块检测到的所述货物箱的姿态角和/或所述货物箱中装载货物的质量发送至预先建立连接的无人机。
第四方面，本申请实施例还公开了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在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本申请实施例所述的配送无人机控制方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时本申请实施例公开的配送无人机控制方法的步骤。
本申请实施例公开的配送无人机控制方法，通过接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量；根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，其中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值；通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务；在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角；根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数，能够提升无人机执行配送任务的飞行安全性。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
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的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
图1是本申请实施例一的配送无人机控制方法流程图；
图2是本申请实施例一中的货物箱结构示意图之一；
图3是本申请实施例一中的货物箱结构示意图之二；
图4是本申请实施例一的配送无人机控制方法另一流程图；
图5是本申请实施例一的配送无人机控制方法中飞行控制参数设置原理示意图；
图6是本申请实施例二的配送无人机控制装置结构示意图之一；
图7是本申请实施例二的配送无人机控制装置结构示意图之二；
图8示意性地示出了用于执行根据本申请的方法的电子设备的框图；以及
图9示意性地示出了用于保持或者携带实现根据本申请的方法的程序代码的存储单元。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例一
本申请实施例公开的一种配送无人机控制方法，如图1所示，所述方法包括：步骤110至步骤150。
步骤110，接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据。
其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量。
在无人机进行货物配送的场景中，通常需要配送的货物是装载于货物箱中，无人机通过挂载装载有不同订单货物的货物箱执行相应的配送任务。例如，在无人机配送外卖餐品的应用领域，无人机通过挂载装有不同外卖订单餐品的餐箱，执行送餐任务。
本申请实施例中所述的货物箱与现有技术中的餐箱等货物箱相比，至少增加了智能处理功能。如图2所示，本申请实施例中公开了一种用于无人机配送的货物箱，所述货物箱200至少包括：设置于所述货物箱底部内侧的实时状态检测模块210、数据发送模块220，各模块的功能和具体实施方式如下。
所述实时状态检测模块210，用于检测所述货物箱的姿态角、所述货物箱中装载货物的质量。本申请的一些实施例中，如图3所示，所述实时状态检测模块210可以包括以下检测子模块210：加速度计2101、陀螺仪2102、压力传感器2103和中央处理单元2104。其中，加速度计2101用于测量货物箱的加速度，陀螺仪2102用于测量货物箱的角速度，压力传感器2103用于测量货物箱中装载的货物的质量；所述中央处理单元2104用于根据加速度计2101测量的货物箱的加速度和陀螺仪2102测量的货物箱的角速度，计算得到所述货物箱的姿态角。所述加速度计2101、陀螺仪2102和压力传感器2103，通过SPI总线或者IIC总线等数据总线与所述中央处理单元2104连接，将测量得到的数据发起送至所述中央处理单元2104。
所述数据发送模块220，用于将所述实时状态检测模块检测到的所述货物箱的姿态角和/或所述货物箱中装载货物的质量发送至预先建立连接的无人机。所述数据发送模块220可以设置于所述货物箱底部内侧，也可以设置与所述货物箱的其他位置。所述实时状态检测模块210和所述数据发送模块220通过数据线连接。本申请的一些实施例中，所述数据发送模块220可以为蓝牙模块、无线数据传输模块等非接触近距离数据通信模块。本申请的另一些实施例中，所述数据发送模块220也可以为有线数据通信模块，即所述数据发送模块220通过货物箱200与无人机的挂载装置进行电连接。
所述实时状态检测模块210通过所述中央处理单元2104将各传感器检测到的货物箱的状态数据进行计算或处理后，生成货物箱的实时状态数据，之后，通过所述数据发送模块220将货物箱的实时状态数据发送至预先建立连接的无人机。
本申请的一些实施例中，在接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，需要首先将货物箱挂载至无人机上，之后，启动货物箱200，使得货物箱上电，并启动实时状态检测模块210、数据发送模块220。货物箱200上电之后，首先和无人机建立通信连接，之后，在配送过程中，所述货物箱200的实时状态检测模块210、数据发送模块220将处于运行状态，并持续将货物箱200的实时状态数据发送至已经建立通信连接的无人机，直至结束配送。
本申请的一些实施例中，如图4所示，所述接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据之后，所述方法还包括：步骤160和步骤170。
步骤160，确定所述货物箱的整体质量是否大于所述无人机的预设载重阈值。
步骤170，响应于所述货物箱的整体质量大于所述无人机的预设载重阈值，控制所述无人机停止执行所述配送任务和控制所述无人机输出指示所述货物箱超重的信号。
即在无人机开始飞行之前，首先根据货物箱发送的实时状态数据判断货物箱装载的货物是否超重。若超重，则机制无人机执行配送任务，控制无人机停止飞行。同时，控制无人机输出警告信号，指示货物箱超重，以提升无人机的飞行安全性。若不超重，则执行步骤120，以设置无人机的飞行控制参数。
步骤120，根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数。
无人机在接收到货物箱200发送的货物箱200的实时状态数据之后，首先，根据实时状态数据中包括的所述货物箱200中装载货物的质量，调整无人机的飞行控制参数。本申请的一些实施例中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值。
无人机在飞行过程中，控制系统会根据设置的希望速度控制输出的拉力和调整无人机的姿态角，以试图达到设置的期望速度。因此，通过设置无人机的飞行速度期望值，或者，设置无人机的姿态角最大幅值，或者同时设置无人机的飞行速度期望值和姿态角最大幅值，都可以控制无人机的飞行速度和姿态。
下面分别举例说明以上两种飞行控制参数的确定方案。
第一种飞行控制参数：姿态角最大幅值。
本申请的一些实施例中，所述根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，包括：根据所述货物箱中装载货物的质量和所述货物箱的质量，确定所述货物箱的整体质量；根据所述无人机的质量和所述货物箱的整体质量，分别确定所述无人机和所述货物箱整体所受的重力；将无人机和货物箱所受的重力之和除以所述无人机输出的总拉力得到的商，作为无人机姿态角的余弦值；通过反余弦运算求解所述余弦值对应的姿态角，作为所述无人机的姿态角最大幅值。
首先参见图4所示的多旋翼无人机前飞受力图说明姿态角最大幅值和货物箱整体质量的关系。由图5可知，匀速飞行状态下，无人机控制系统输出的拉力T与无人机姿态角和无人机和货物箱整体所受总重力的关系可以通过公式：
Figure BDA0002745943360000061
其中，T为螺旋桨拉力，n为螺旋桨个数，k为阻力系数(可由实验测得)，G为无人机和关在的货物箱(包括装载的货物)受到的重力，θ为无人机的姿态角。螺旋桨的最大拉力为固定值，由公式可以得出，无人机的姿态角最大值与无人机和货物箱整体所受总重力负相关，可以通过公式
Figure BDA0002745943360000062
求得无人机在指定载重条件下的姿态角最大幅值。其中，无人机和货物箱整体所受总重力，即无人机所受重力和货物箱整体所受重力之和。无人机所受重力G飞根据无人机的自身质量m飞求得，G飞＝m飞*g，货物箱整体所受重力G箱根据货物箱与装载货物的总质量m箱求得，G箱＝m箱*g，其中，m箱等于货物箱的自身质量与装载货物的质量的和，g为重力加速度。货物箱的自身质量为已知的固定值，装载货物的质量为设置于货物箱中的实时状态检测模块210测量得到，并通过数据发送模块220发送至无人机。即无人机的姿态角最大幅值随着无人机与货物箱整机质量的增加而减小。
第二种飞行控制参数：飞行速度期望值。
本申请的一些实施例中，所述根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，包括：根据所述货物箱中装载货物的质量和所述货物箱的质量，确定所述货物箱的整体质量；根据所述无人机的质量和所述货物箱的整体质量，分别确定所述无人机和所述货物箱整体所受的重力；将无人机和货物箱所受的重力之和与所述无人机的姿态角最大幅值的正切值相乘，得到所述无人机的所述控制系统在飞行方向上输出的牵引力值；计算所述在飞行方向上输出的牵引力值与预设阻力系数的商，并将所述商的平方根，作为所述无人机的飞行速度期望值。
仍然参见图5所示的多旋翼无人机前飞受力图，由图5可知，匀速飞行状态下，无人机前行方向分力Fdrag与无人机的飞行速度的关系可以表示为：Fdrag＝kV2，而前行方向的分力Fdrag与无人机加货物箱所受总重力的关系可以表示为：Fdrag＝Gtanθ，其中，G为无人机和货物箱(包括装载的货物)受到的重力，θ为无人机的姿态角。无人机和货物箱(包括装载的货物)受到的重力参照前述方法确定。由此可见，无人机前行方向的飞行速度可以通过公式
Figure BDA0002745943360000071
计算得到。即无人机的最大飞行速度随着无人机与货物箱整机质量的增加而减小。
本申请的一些实施例中，考虑到飞行安全和控制冗余，上式中的螺旋桨拉力T应为螺旋桨最大拉力的60％-90％。具体实施时，螺旋桨拉力T根据无人机动力系统不同取不同数值。
步骤130，通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务。
在根据当前装载货物质量确定了无人机的飞行速度期望值或者无人机的姿态角最大幅值之后，可以通过调用无人机的控制系统提供的接口设置无人机的飞行控制参数。
本申请的一些实施例中，通过调整无人机角速度控制无人机的PID(即比例微分积分)控制器，由角速度PID控制器计算得到的就是电机的控制量，相当于电机的拉力期望。具体的，无人机控制系统的控制信号调制器接收根据所述飞行控制参数生成的PWM(脉冲宽度调制)控制信号，然后，控制信号调制器根据所述PWM控制信号去驱动电机。通常情况下，PWM控制信号的安全范围为1200us-1950us。无人机的飞行速度越大或姿态角越大，需要电机出力约多，对应的电机控制量越大。
具体实施过程中，可以预先在空机质量G1下，调试出最优的PID控制参数P1,I1,D1，在满载质量G2下，调输出最优的PID控制参数P2,I2,D2，然后，当整机质量为G时，根据以下公式整机质量为G时的PID控制参数:
Figure BDA0002745943360000081
根据飞行速度期望值或者无人机的姿态角最大幅值控制无人机飞行的具体方式参见现有技术，本申请实施例中不再赘述。
在配送过程中，初始设定的是速度期望，在无人机飞行过程中，控制系统根据期望速度和实际速度，通过PID控制器计算出期望的角度。通过约束期望速度和约束期望角度，对飞行安全实行双保护。
步骤140，在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角。
在无人机执行配送任务的过程中，所述货物箱将不断将检测到的自身的实时状态数据发送给无人机，无人机将存储接收到的实时状态数据，并根据所述实时状态数据调整飞行参数。同时，无人机会记录每次接收到的实时状态数据的时间，以对货物箱发送实时状态数据的时间间隔进行计时，便于监控货物箱的状态。
本申请的一些实施例中，如图4所示，在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角之后，还包括：
步骤180，响应于预设时长内未接收到所述货物箱发送的货物箱实时姿态角，控制所述无人机输出指示所述货物箱异常的报警信号。
例如，当预设时长为5秒时，如果在间隔5秒之后，无人机没有接收到货物箱发送的实时状态数据，则无人机将输出报警信号，以指示挂载的货物箱出现了异常状况，以提升无人机执行配送任务时的飞行安全性。例如，货物箱掉落了，或者货物箱中的数据发送模块出现了异常。
本申请的一些实施例中，如图5所示，所述响应于预设时长内未接收到所述货物箱发送的货物箱实时姿态角之后，还包括：步骤181和步骤182。
步骤181，获取所述控制系统输出的无人机电机控制量。
步骤182，响应于所述无人机电机控制量小于预设电机控制量安全范围，控制所述无人机上传实时飞行数据和控制所述无人机输出指示所述货物箱掉落的报警信号。
其中，所述实时飞行数据包括：所述无人机的实时位置，或者，所述无人机的实时位置和实时飞行速度。为了紧急处理货物箱掉落的情况，当无人机在预设时长内未接收到所述货物箱发送的实时状态数据之后，无人机进一步获取控制系统输出的无人机电机控制量。由于无人机电机控制量直接决定输出的拉力，在无人机与货物箱总体质量较大时，无人机电机控制量较大；在无人机与货物箱总体质量减小时，无人机电机控制量也会减小。因此，根据无人机电机控制量是否减小，可以判断货物箱是否掉落。如果无人机电机控制量小于预设安全范围，则可以认为货物箱已经掉落，此时，将控制所述无人机上传无人机的当前飞行速度和地理位置等实施飞行数据，同时，控制所述无人机输出报警信号，指示所述货物箱已经掉落。
本申请的一些实施例中，所述无人机向控制中心发送报警信号或上传实时飞行数据，便于控制中心及时发现配送异常。
本申请的一些实施例中，根据获取的所述无人机电机控制量，确定所述无人机电机控制量的变化趋势可以通过例如以下方法实现：间隔预设时长(如1秒)获取1次无人机电机控制量，在获取到多次(如5次)无人机电机控制量之后，根据多次获取的无人机电机控制量，可以确定如果无人机电机控制量不断降低，或者处于平稳状态；若无人机电机控制量逐渐降低至低于预设电机控制量安全范围(如PWM控制信号低于1200us)，或者无人机电机控制量平稳低于预设电机控制量安全范围(如PWM控制信号低于安全范围为1200us-1950us的最小值)，则确定所述变化趋势指示所述无人机电机控制量小于预设电机控制量安全范围。
步骤150，根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数。
本申请的一些实施例中，所述根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数，包括：响应于所述实时姿态角大于第一预设角度阈值，获取所述控制系统输出的所述无人机的实时姿态角；响应于所述无人机的实时姿态角大于或等于第二预设角度阈值，减小所述飞行控制参数中的任意一项或两项，并通过所述无人机的控制系统，基于减小后的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务。在配送过程中，当货物箱的倾斜角度(即货物箱的姿态角)过大时，可能是无人机的倾斜角度过大，也可能是货物箱挂载结构出现异常，例如，部分脱落，需要进一步判断无人机的倾斜角度(即无人机的姿态角)。如果无人机的倾斜角度也确实较大，则通过调整无人机的飞行控制参数限制无人机的飞行角度和飞行速度，保证配送货物的安全。
本申请的一些实施例中，所述根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数，包括：响应于所述实时姿态角大于第一预设角度阈值，获取所述控制系统输出的所述无人机的实时姿态角；响应于所述无人机的实时姿态角小于所述第二预设角度阈值，控制所述无人机启动安全降落模式和/或控制所述无人机输出指示所述货物箱出现异常的报警信号。如果在货物箱倾斜角度过大，但是无人机的倾斜角度不大时，可以认为是货物箱挂载结构出现异常，则控制无人机输出报警信号，指示货物箱出现异常，同时，控制无人机启动安全降落模式，以尽快降落，可有效减少无人机配送时造成货物损坏(如餐品撒漏)的问题，提升无人机配送的配送质量。
本申请实施例公开的配送无人机控制方法，通过接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量；根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，其中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值；通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务；在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角；根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数，能够提升无人机执行配送任务的飞行安全性。
本申请实施例公开的配送无人机控制方法，通过在货物箱中设置实时状态检测模块，以检测货物箱装载货物的质量和姿态角，并通过设置在货物箱中的数据发送模块将货物箱的实时状态数据发送到无人机，以对无人机的飞行状态进行调整，从而实现了无人机执行配送任务时的飞行安全性。并且，通过在检测到货物箱出现异常状态后，及时发出报警信号，以提升配送货物的安全性。
实施例二
本申请实施例公开的一种配送无人机控制装置，如图6所示，所述装置包括：
第一货物箱实时状态数据接收模块610，用于接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量；
飞行控制参数确定模块620，用于根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，其中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值；
第一飞行控制模块630，用于通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务；
第二货物箱实时状态数据接收模块640，用于在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角；
第二飞行控制模块650，用于根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数。
本申请的一些实施例中，所述第二飞行控制模块650进一步用于：
响应于所述实时姿态角大于第一预设角度阈值，获取所述控制系统输出的所述无人机的实时姿态角；
响应于所述无人机的实时姿态角大于或等于第二预设角度阈值，减小所述飞行控制参数中的任意一项或两项，并通过所述无人机的控制系统，基于减小后的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务。
本申请的一些实施例中，所述第二飞行控制模块650进一步用于：
响应于所述实时姿态角大于第一预设角度阈值，获取所述控制系统输出的所述无人机的实时姿态角；
响应于所述无人机的实时姿态角小于所述第二预设角度阈值，控制所述无人机启动安全降落模式和/或控制所述无人机输出指示所述货物箱出现异常的报警信号。
本申请的一些实施例中，所述飞行控制参数确定模块620进一步用于：
根据所述货物箱中装载货物的质量和所述货物箱的质量，确定所述货物箱的整体质量；
根据所述无人机的质量和所述货物箱的整体质量，分别确定所述无人机和所述货物箱整体所受的重力；
将无人机和货物箱所受的重力之和除以所述无人机输出的总拉力得到的商，作为无人机姿态角的余弦值；
通过反余弦运算求解所述余弦值对应的姿态角，作为所述无人机的姿态角最大幅值。
本申请的一些实施例中，所述飞行控制参数确定模块620进一步用于：
根据所述货物箱中装载货物的质量和所述货物箱的质量，确定所述货物箱的整体质量；
根据所述无人机的质量和所述货物箱的整体质量，分别确定所述无人机和所述货物箱整体所受的重力；
将无人机和货物箱所受的重力之和与所述无人机的姿态角最大幅值的正切值相乘，得到所述无人机的所述控制系统在飞行方向上输出的牵引力值；
计算所述在飞行方向上输出的牵引力值与预设阻力系数的商，并将所述商的平方根，作为所述无人机的飞行速度期望值。
本申请的一些实施例中，如图7所示，所述装置还包括：
第一报警模块660，用于响应于预设时长内未接收到所述货物箱发送的货物箱实时姿态角，控制所述无人机输出指示所述货物箱异常的报警信号。
本申请的一些实施例中，所述第一报警模块660还用于：
获取所述控制系统输出的无人机电机控制量；
响应于所述无人机电机控制量小于预设电机控制量安全范围，控制所述无人机上传实时飞行数据和控制所述无人机输出指示所述货物箱掉落的报警信号；其中，所述实时飞行数据包括：所述无人机的实时位置，或者，所述无人机的实时位置和实时飞行速度。
本申请的一些实施例中，如图7所示，所述装置还包括：
第二报警模块670，用于确定所述货物箱的整体质量是否大于所述无人机的预设载重阈值；以及，
响应于所述货物箱的整体质量大于所述无人机的预设载重阈值，控制所述无人机停止执行所述配送任务和控制所述无人机输出指示所述货物箱超重的信号。
本申请实施例公开的配送无人机控制装置，用于实现本申请实施例一中所述的配送无人机控制方法，装置的各模块的具体实施方式不再赘述，可参见方法实施例相应步骤的具体实施方式。
本申请实施例公开的配送无人机控制装置，通过通过接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量；根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，其中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值；通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务；在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角；根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数，能够提升无人机执行配送任务的飞行安全性。
本申请实施例公开的配送无人机控制方法，通过在货物箱中设置实时状态检测模块，以检测货物箱装载货物的质量和姿态角，并通过设置在货物箱中的数据发送模块将货物箱的实时状态数据发送到无人机，以对无人机的飞行状态进行调整，从而实现了无人机执行配送任务时的飞行安全性。并且，通过在检测到货物箱出现异常状态后，及时发出报警信号，以提升配送货物的安全性。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本申请提供的一种配送无人机控制方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其一种核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的电子设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
例如，图8示出了可以实现根据本申请的方法的电子设备。所述电子设备可以为PC机、移动终端、个人数字助理、平板电脑等。该电子设备传统上包括处理器810和存储器820及存储在所述存储器820上并可在处理器810上运行的程序代码830，所述处理器810执行所述程序代码830时实现上述实施例中所述的方法。所述存储器820可以为计算机程序产品或者计算机可读介质。存储器820可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器820具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的计算机程序的程序代码830的存储空间8201。例如，用于程序代码830的存储空间8201可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个计算机程序。所述程序代码830为计算机可读代码。这些计算机程序可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。所述计算机程序包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码在电子设备上运行时，导致所述电子设备执行根据上述实施例的方法。
本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例一所述的配送无人机控制方法的步骤。
这样的计算机程序产品可以为计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以具有与图8所示的电子设备中的存储器820类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩存储在所述计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质通常为如参考图9所述的便携式或者固定存储单元。通常，存储单元包括计算机可读代码830’，所述计算机可读代码830’为由处理器读取的代码，这些代码被处理器执行时，实现上面所描述的方法中的各个步骤。
本文中所称的“一个实施例”、“实施例”或者“一个或者多个实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在本申请的至少一个实施例中。此外，请注意，这里“在一个实施例中”的词语例子不一定全指同一个实施例。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种配送无人机控制方法，其特征在于，包括：
接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量；
根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，其中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值；
通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务；
在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角；
根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数的步骤，包括：
响应于所述实时姿态角大于第一预设角度阈值，获取所述控制系统输出的所述无人机的实时姿态角；
响应于所述无人机的实时姿态角大于或等于第二预设角度阈值，减小所述飞行控制参数中的任意一项或两项，并通过所述无人机的控制系统，基于减小后的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数的步骤，包括：
响应于所述实时姿态角大于第一预设角度阈值，获取所述控制系统输出的所述无人机的实时姿态角；
响应于所述无人机的实时姿态角小于所述第二预设角度阈值，控制所述无人机启动安全降落模式和/或控制所述无人机输出指示所述货物箱出现异常的报警信号。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数的步骤，包括：
根据所述货物箱中装载货物的质量和所述货物箱的质量，确定所述货物箱的整体质量；
根据所述无人机的质量和所述货物箱的整体质量，分别确定所述无人机和所述货物箱整体所受的重力；
将无人机和货物箱所受的重力之和除以所述无人机输出的总拉力得到的商，作为无人机姿态角的余弦值；
通过反余弦运算求解所述余弦值对应的姿态角，作为所述无人机的姿态角最大幅值。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数的步骤，包括：
根据所述货物箱中装载货物的质量和所述货物箱的质量，确定所述货物箱的整体质量；
根据所述无人机的质量和所述货物箱的整体质量，分别确定所述无人机和所述货物箱整体所受的重力；
将无人机和货物箱所受的重力之和与所述无人机的姿态角最大幅值的正切值相乘，得到所述无人机的所述控制系统在飞行方向上输出的牵引力值；
计算所述在飞行方向上输出的牵引力值与预设阻力系数的商，并将所述商的平方根，作为所述无人机的飞行速度期望值。
6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角的步骤之后，还包括：
响应于预设时长内未接收到所述货物箱发送的货物箱实时姿态角，控制所述无人机输出指示所述货物箱异常的报警信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述响应于预设时长内未接收到所述货物箱发送的货物箱实时姿态角的步骤之后，还包括：
获取所述控制系统输出的无人机电机控制量；
响应于所述无人机电机控制量小于预设电机控制量安全范围，控制所述无人机上传实时飞行数据和控制所述无人机输出指示所述货物箱掉落的报警信号；其中，所述实时飞行数据包括：所述无人机的实时位置，或者，所述无人机的实时位置和实时飞行速度。
8.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据的步骤之后，还包括：
确定所述货物箱的整体质量是否大于所述无人机的预设载重阈值；
响应于所述货物箱的整体质量大于所述无人机的预设载重阈值，控制所述无人机停止执行所述配送任务和控制所述无人机输出指示所述货物箱超重的信号。
9.一种配送无人机控制装置，其特征在于，包括：
第一货物箱实时状态数据接收模块，用于接收无人机挂载的货物箱发送的实时状态数据，其中，所述实时状态数据包括：所述货物箱中装载货物的质量；
飞行控制参数确定模块，用于根据无人机挂载的货物箱的整体质量，确定所述无人机的飞行控制参数，其中，所述飞行控制参数包括：飞行速度期望值和/或姿态角最大幅值；
第一飞行控制模块，用于通过所述无人机的控制系统，基于确定的所述飞行控制参数控制所述无人机飞行，以执行配送任务；
第二货物箱实时状态数据接收模块，用于在所述无人机执行配送任务的过程中，持续接收所述货物箱发送的货物箱实时姿态角；
第二飞行控制模块，用于根据所述实时姿态角调整所述无人机的所述飞行控制参数。
10.一种用于无人机配送的货物箱，其特征在于，包括：实时状态检测模块、数据发送模块，其中，
所述实时状态检测模块，设置于所述货物箱底部内侧，用于检测所述货物箱的姿态角、所述货物箱中装载货物的质量；
所述数据发送模块，用于将所述实时状态检测模块检测到的所述货物箱的姿态角和/或所述货物箱中装载货物的质量发送至预先建立连接的无人机。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的程序代码，其特征在于，所述处理器执行所述程序代码时实现权利要求1至8任意一项所述的配送无人机控制方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序代码，其特征在于，该程序代码被处理器执行时实现权利要求1至8任意一项所述的配送无人机控制方法的步骤。
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