CN112558640A - 无人机、无人机控制方法以及机艇协同系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无人机，所述无人机包括：控制模块，用于基于飞行指令，获得无人机的飞行加速度和飞行角速度，并生成获取指令；检测模块，用于基于获取指令，获取无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量；控制模块，用于基于负载重力、负载重力臂、总质量、转动惯量、飞行加速度和飞行角速度，获得喷水流量、喷水角度和抽水流量；抽水模块，用于基于抽水流量，获取与抽水流量对应的水；所述喷水模块，用于基于喷水流量和喷水角度，将获取的水喷射出无人机。本发明还公开了一种无人机控制方法和机艇协同系统。本申请的无人机相较于现有的旋翼无人机，推重比较高。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机、无人机控制方法以及机艇协同系统。
背景技术
目前，相关技术中提出了一种新的目标检测方法，通过无人在目标区域运动，进行目标探测、侦察和巡逻等任务。旋翼无人机是目前应用较多的无人机。
旋翼无人机和直升机的原理相近，通过发动机带动机翼的转动，产生升力，推动旋翼无人机在空中飞行。
但是，现有旋翼无人机的推重比较小。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种无人机、无人机控制方法以及机艇协同系统，旨在解决现有技术中旋翼无人机的推重比较小的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种无人机，所述无人机包括：检测模块、控制模块、抽水模块和喷水模块；
所述控制模块，用于基于接收到的飞行指令，获得所述无人机的飞行加速度和飞行角速度，并生成获取指令；
所述检测模块，用于基于所述获取指令，获取所述无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量；
所述控制模块，用于基于所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水模块的喷水流量、所述喷水模块的喷水角度和所述抽水模块的抽水流量；
所述抽水模块，用于基于所述抽水流量，获取与所述抽水流量对应的水；
所述喷水模块，用于基于所述喷水流量和所述喷水角度，将所述抽水模块获取的水喷射出所述无人机。
可选的，
所述检测模块，还用于基于所述获取指令，获取所述无人机的环境阻力和环境阻力臂；
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量。
可选的，所述无人机还包括方向翼；
所述检测模块，还用于基于所述获取指令，获取所述方向翼的平衡力和所述方向翼的平衡力臂；
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量。
可选的，所述抽水模块还包括水道系揽，
所述检测模块，还用于基于所述获取指令，获取所述水道系揽的系揽力和所述水道系揽的系揽力臂；
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量；
所述抽水模块，还用于通过所述水道系揽获取与所述抽水流量对应的水。
可选的，
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述无人机的推力和所述无人机的推力臂，并基于所述推力，获得所述喷水流量和所述抽水流量，基于所述推力臂，获得所述喷水角度。
可选的，
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，利用公式一，获得所述推力和所述推力臂；
所述公式一为：
其中，
为所述负载重力，
为所述负载重力矩，
为所述系揽力，
为所述系揽力臂，
为所述推力，
为所述推力臂，
为所述环境阻力，
为所述环境阻力臂，
为所述平衡力，
为所述平衡力臂，m为所述总质量，
为所述飞行加速度，
为所述飞行角速度，J为所述转动惯量。
可选的，所述喷水模块包括多个喷射单元，所述控制模块存有所述多个喷射单元的喷水截面面积；
所述控制模块，还用于基于所述喷水截面面积和所述推力，获得所述多个喷射单元的喷水流量和所述抽水流量。
可选的，
所述控制模块，还用于基于所述喷水截面面积和所述推力，利用公式二，获得所述多个喷射单元的喷水流速；并基于所述多个喷射单元的喷水流速和所述喷水截面面积，获得所述多个喷射单元的喷水流量和所述抽水流量；
所述公式二为：
其中，所述
为所述多个喷射单元中第i个喷射单元的推力，ρ为水的密度，所述vi为所述多个喷射单元中第i个喷射单元的喷水流速，所述si为所述喷水截面面积中第i个喷射单元的喷水截面面积，Fi为所述
的数值。
此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种无人机控制方法，用于无人机，所述无人机包括：检测模块、控制模块、抽水模块和喷水模块；所述方法包括以下步骤：
通过所述控制模块基于接收到的飞行指令，获得所述无人机的飞行加速度和飞行角速度，并生成获取指令；
通过所述检测模块基于所述获取指令，获取所述无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量；
通过所述控制模块基于所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水模块的喷水流量、所述喷水模块的喷水角度和所述抽水模块的抽水流量；
通过所述抽水模块基于所述抽水流量，获取与所述抽水流量对应的水；
通过所述喷水模块基于所述喷水流量和所述喷水角度，将所述抽水模块获取的水喷射出所述无人机。
此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种机艇协同系统，所述机艇协同系统包括如上述任一项所述的无人机和与所述无人机连接的无人艇。
本发明技术方案提出了一种无人机，所述无人机包括：检测模块、控制模块、抽水模块和喷水模块；所述控制模块，用于基于接收到的飞行指令，获得所述无人机的飞行加速度和飞行角速度，并生成获取指令；所述检测模块，用于基于所述获取指令，获取所述无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量；所述控制模块，用于基于所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水模块的喷水流量、所述喷水模块的喷水角度和所述抽水模块的抽水流量；所述抽水模块，用于基于所述抽水流量，获取与所述抽水流量对应的水；所述喷水模块，用于基于所述喷水流量和所述喷水角度，将所述抽水模块获取的水喷射出所述无人机。由于，现有的旋翼无人机，发动机功率和叶片大小有限，导致旋翼无人机的推重比较低，而本申请的无人机以水作动力，基于获得的喷水流量和喷水角度，将水射出无人机，以对无人机提供动力，本申请的喷水无人机通过提高喷水量可以产生较大的推力，本申请的无人机推重比较高，所以本申请的无人机相较于现有的旋翼无人机，推重比较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明无人机第一实施例的结构框图；
图2为本发明无人机控制方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明机艇协同系统第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
参照图1，为本发明无人机第一实施例的结构框图，所述无人机包括：检测模块10、控制模块20、抽水模块30和喷水模块40；
所述控制模块20，用于接收飞行指令，基于所述飞行指令，获得所述无人机的飞行加速度和飞行角速度，并生成获取指令。
需要说明的是，本发明的无人机还包括无线接收模块，用于通过无线协议接收飞行指令，无线接收模块可以是蓝牙模块、WiFi接收模块或红外接收模块等，本发明不做限制。通常，用户通过发送端发送飞行指令，发送端可以是移动终端或遥控器等，发送端通过无线发送模块与无人机的无线接收模块通信连接。通常飞行指令会包括无人机的飞行高度、飞行速度、飞行角速度和飞行加速度等，其中飞行加速度也可以是无人机的控制模块基于飞行高速和飞行速度确定的。
另外，获取指令是在接收到飞行指令时，基于飞行指令生成的，用于检测模块接收，并基于获取指令，获取对应的检测参数。
具体的，控制模块可以是各种类型的SOC或电子芯片等，本发明不做限制，控制模块的运算性能较高为优。
所述检测模块10，用于在接收到所述控制模块发送的所述获取指令时，基于所述获取指令，获取所述无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量。
所述控制模块20，用于接收所述检测模块20发送的所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量和所述转动惯量，基于所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水模块40的喷水、所述喷水模块40的喷水角度和所述抽水模块30的抽水流量。
需要说明的是，检测模块根据控制模块发送的获取指令，基于获取指令，获取所述无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量。无人机可能无负载，无人机的负载重力即为本身的重力，无人机有负载时，无人机的负载重力即为负载的重力和无人机的重力之和，其中，无人机的总质量即为负载的质量与无人机的质量之和，可以通过负载重力与重力加速度的比获得，也可以是检测模块检测到的。可以理解的是，无人机的负载所处的位置不同，无人机的负载重力的重心不同，无人机的负载重力的负载重力臂也会不同，无人机的转动惯量也不同；同时，无人机的负载所处的位置相同，负载重量不同，无人机的负载重力的重心不同，无人机的负载重力的负载重力臂也会不同，无人机的转动惯量也不同，所以，需要检测模块进行实时检测，以获得负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量。
另外，无人机的控制模块，可以预置飞行算法，用于基于所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水模块的喷水流量、所述喷水模块的喷水角度和所述抽水模块的抽水流量。通过，预置飞行算法计算出来喷水流量、喷水角度以及抽水流量，其中喷水流量用于提供动力，流量越大，无人机的推力越大，飞行加速度越大，喷水角度用于提供角速度，喷水角度与飞行角速度对应，角速度越大，飞行角速度越大。可以理解的是，喷水流量和抽水流量是对应的，即喷水流量之和与抽水流量之和相同，若喷水流量之和小于抽水流量之和，无人机会一直积攒水，导致无人机总重量增加，无人机需要更大的腔体储存水，浪费无人机成本；若喷水流量之和大于抽水流量之和，抽水流量供不应求，导致喷水流量不合要求，进而使得无人机的推力不满足条件，无法正常飞行。再次，喷水模块通常具有喷射口，喷射口的角度可以调整，通过调整喷射口的角度调整无人机的喷水模块的喷水角度。
由于，本发明无人机的动力是需要水来支持的，所以无人机的目标区域通常具有水源，例如湖泊、海域或河流等，无人机可通过目标区域的水源获得水，作为动力。可以理解的是，水可以由其他液体代替。
进一步的，所述检测模块10，还用于基于所述获取指令，获取所述无人机的环境阻力和环境阻力臂；
所述控制模块20，用于接收所述检测模块10发送的所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力和所述负载重力臂，基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述无人机的总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量。
需要说明的是，环境阻力通常为风力阻力，无人机在飞行过程中会受到风力阻力的干扰，需要获取到风力阻力(即环境阻力)和风力阻力臂(即环境阻力臂)。
与此同时，无人机的控制模块，利用预置飞行算法，基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量。可以理解的是，此时，预置飞行算法相较于上一实施例的预置飞行算法，多了环境阻力和环境阻力臂这两个参数。
进一步的，所述无人机还包括方向翼；
所述检测模块10，还用于基于所述获取指令，获取所述方向翼的平衡力和所述方向翼的平衡力臂；
所述控制模块20，还用于接收所述检测模块10发送的所述平衡力和所述平衡力臂，基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量。
需要说明的是，无人机具有方向翼，方向翼用于帮助无人机调整方向和控制平衡等，方向翼会对无人机的飞行产生平衡力(一种阻力)和平衡力臂，此时需要通过检测模块，获取平衡力和平衡力臂。
同时，无人机的控制模块，利用预置飞行算法，基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量。可以理解的是，此时，预置飞行算法相较于上一实施例的预置飞行算法，多了平衡力和平衡力臂这两个参数。
进一步的，所述抽水模块30还包括水道系揽，
所述检测模块10，还用于基于所述获取指令，获取所述水道系揽的系揽力和所述水道系揽的系揽力臂；
所述控制模块20，还用于接收所述检测模块10发送的所述系揽力和所述系揽力臂，基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量；
所述抽水模块30，还用于通过所述水道系揽获取与所述抽水流量对应的水。
需要说明的是，无人机需要的水，是通过抽水模块利用所述水道系揽从目标区域的水源获取的，并非是无人机储存的水源，此时水流通过水道系缆会产生力，该力与水道系缆的重力之和即为系缆力，系缆力对无人机的力臂即是系缆力臂。
同时，无人机的控制模块，利用预置飞行算法，基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量。可以理解的是，此时，预置飞行算法相较于上一实施例的预置飞行算法，多了系缆力和系缆力臂这两个参数。
进一步的，所述控制模块20，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述无人机的推力和所述无人机的推力臂，并基于所述推力，获得所述喷水流量和所述抽水流量，基于所述推力臂，获得所述喷水角度。
需要说明的是，控制模块，利用预置飞行算法中的一部分算法，基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述无人机的推力和所述无人机的推力，并利用预置飞行算法中的另一部分算法，基于所述推力，获得所述喷水流量和所述抽水流量，基于所述推力臂，获得所述喷水角度。可以理解的是，此时，预置飞行算法已包括本申请中所有需要参考的参数。
可以理解的是，检测模块可以包括多个检测单元，每个检测单元用于检测无人机的参数，例如，检测模块包括用于检测负载重力和负载重力臂的重力检测单元、用于检测环境阻力和环境阻力臂的环境阻力检测单元、用于检测平衡力和平衡力臂的平衡力检测单元、用于检测系揽力和系揽力臂的系缆力检测单元、用于检测总质量的质量检测单元和用于检测转动惯量的惯量检测单元等。
进一步的，所述喷水模块40包括多个喷射单元，所述控制模块10存有所述多个喷射单元的喷水截面面积；
所述控制模块20，还用于基于所述喷水截面面积和所述推力，获得所述多个喷射单元的喷水流量和所述抽水流量。
需要说明的是，为了提高无人机的灵活性，无人机的喷射模块需要设置多个喷射单元，每个喷射单元均可进行喷水流量和喷水角度的调整，通常，各喷射单元喷水工作时，各个喷射单元分配的流量相同，多个喷射单元的流量可以基于所述喷水流量进行调整，喷水角度可能不同，喷水角度是基于所述推力臂确定。抽水模块通常只有一个抽水单元，该抽水单元的抽水截面面积即为抽水模块的抽水截面面积，抽水单元的流量可以基于所述抽水流量进行调整，通常抽水模块的抽水单元的截面面积之和与多个喷射单元的喷水截面面积之和相对应，以满足抽水总流量等于喷水总流量；由于抽水流量和喷水流量会有一个极大值限定，所以为了保证抽水总流量等于喷水总流量，抽水模块的抽水截面面积不能与多个喷射单元的喷水截面面积之和相差太多。例如，抽水模块只具有一个抽水单元时，该抽水单元的截面面积等于多个喷射单元的截面面积之和。
可以理解的是，多个喷射单元的喷水截面面积和所述抽水模块的抽水截面面积是具体参数，不会受到工作情况的影响，所以可以预先存储于控制模块中，以使控制模块可以直接用多个喷射单元的喷水截面面积和所述抽水模块的抽水截面面积。
具体的，所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，利用公式一，获得所述推力和所述推力臂；
所述公式一为：
其中，
为所述负载重力，
为所述负载重力矩，
为所述系揽力，
为所述系揽力臂，
为所述推力，
为所述推力臂，
为所述环境阻力，
为所述环境阻力臂，
为所述平衡力，
为所述平衡力臂，m为所述总质量，
为所述飞行加速度，
为所述飞行角速度，J为所述转动惯量。
同时，所述控制模块，还用于基于所述喷水截面面积和所述推力，利用公式二，获得所述多个喷射单元的喷水流速；并基于所述多个喷射单元的喷水流速和所述喷水截面面积，获得所述多个喷射单元的喷水流量和所述抽水流量；
所述公式二为：
其中，所述
为所述多个喷射单元中第i个喷射单元的推力，ρ为水的密度，所述vi为所述多个喷射单元中第i个喷射单元的喷水流速，所述si为所述喷水截面面积中第i个喷射单元的喷水截面面积，Fi为所述
的数值。
需要说明的是，本申请涉及到的所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述飞行加速度、所述飞行角速度均为矢量和每个喷射单元的推力均是矢量，具有方向，预置飞行算法是以矢量的运算方法为基础，获得的。其中，所述多个喷射单元中第i个喷射单元的推力值是一个标量，Fi为所述
的数值。
通常，再具体运算中，每个喷射单元的推力
是基于
平均分配获得。另外，Fi＝ρvi 2si是通过公式三推到获得，公式三为：
其中，mi为所述多个喷射单元中第i个喷射单元的喷射水的质量，vi为所述多个喷射单元中第i个喷射单元的喷水流速，d为求导；可以理解的是，
是通过动量定理Ft＝mv获得，由于，
即可得到公式Fi＝ρvi 2si。
另外，确定多个喷射单元的喷水流速后，基于公式四，确定抽水流量和多个喷射单元的喷水流量，公式四为：
其中，Qin为所述抽水流量，qi为所述多个喷射单元中第i个喷射单元的喷水流量，其中，由于Qin＝VinSin，可以基于抽水模块的抽水截面(Sin存储于控制模块中)和抽水模块的抽水流量，确定抽水模块的抽水流速Vin。可以理解的是，本申请以控制喷水流量和抽水流量为无人机的具体实施方式，在另一实施例中，也可以通过上述方法，获得抽水模块和喷水模块的流速，基于获得的流速，控制抽水模块和喷水模块的具体动作。
例如，无人机的喷射模块具有三个喷射单元，在无风条件下，风力载荷
侧翼受力
n＝3；无人机悬停在空中，飞行加速度
飞行角速度ω＝0，三个喷射单元呈120度均匀分布，喷射方向相同，每个喷射单元横截面积相等，即S1＝S2＝S3，每个喷射单元的喷射流速均相等，即v1＝v2＝v3，此时有：
基于上述四个公式可以确定抽水流量、抽水流速、喷水流速和喷水流量等，此时，喷射单元产生的推力克服负载重力和水道系缆的系缆力的影响。
所述抽水模块30，用于接收所述控制模块发送的所述抽水流量，基于所述抽水流量，获取与所述抽水流量对应的水；
所述喷水模块40，用于接收所述控制模块发送的所述喷水流量和所述喷水角度，基于所述喷水流量和所述喷水角度，将所述抽水模块获取的水喷射出所述无人机。
通过上述方法，确定抽水流量、喷水流量和喷水角度，由抽水模块和喷水模块输出对应的动作即可。
本发明技术方案提出了一种无人机，所述无人机包括：检测模块、控制模块、抽水模块和喷水模块；所述控制模块，用于基于接收到的飞行指令，获得所述无人机的飞行加速度和飞行角速度，并生成获取指令；所述检测模块，用于基于所述获取指令，获取所述无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量；所述控制模块，用于基于所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水模块的喷水流量、所述喷水模块的喷水角度和所述抽水模块的抽水流量；所述抽水模块，用于基于所述抽水流量，获取与所述抽水流量对应的水；所述喷水模块，用于基于所述喷水流量和所述喷水角度，将所述抽水模块获取的水喷射出所述无人机。由于，现有的旋翼无人机，发动机功率和叶片大小有限，导致旋翼无人机的推重比较低，而本申请的无人机以水作动力，基于获得的喷水流量和喷水角度，将水射出无人机，以对无人机提供动力，本申请的喷水无人机通过提高喷水量可以产生较大的推力，本申请的无人机推重比较高，所以本申请的无人机相较于现有的旋翼无人机，推重比较高。
参照图2，图2为本发明无人机控制方法第一实施例的流程示意图，所述方法用于无人机，所述无人机包括：检测模块、控制模块、抽水模块和喷水模块；所述方法包括以下步骤：
步骤S11：通过所述控制模块基于接收到的飞行指令，获得所述无人机的飞行加速度和飞行角速度，并生成获取指令；
步骤S12：通过所述检测模块基于所述获取指令，获取所述无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量；
步骤S13：通过所述控制模块基于所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水模块的喷水流量、所述喷水模块的喷水角度和所述抽水模块的抽水流量；
步骤S14：通过所述抽水模块基于所述抽水流量，获取与所述抽水流量对应的水；
步骤S15：通过所述喷水模块基于所述喷水流量和所述喷水角度，将所述抽水模块获取的水喷射出所述无人机。
无人机控制方法参照上述描述，此处不再赘述。
参照图3，图3为本发明机艇协同系统第一实施例的结构框图，机艇协同系统包括无人机和无人艇，无人机通过电缆系缆与无人艇连接，用于通过电缆系揽从无人艇获取电能，并通过水道系缆与无人艇的底部连接，水道系缆用于无人机从无人艇的底部直接获得水源。无人机结构参照上述任一实施例的无人机结构，此处不再赘述。
可以理解的是，在另一实施例中，无人机可以利用自己存储的电能进行无人机飞行的控制，不需要与无人艇通过电缆系缆连接。同时，无人机的水道系缆与无人艇的底部连接，用于固定水道系缆，以使无人机飞行时，水道系缆摆动幅度较小。
另外，无人机和无人艇可以通信连接，无人机将飞行加速度和飞行角速度发送给无人艇，以使无人艇与无人机同步运动。
机艇协同系统可以对海上运动目标进行探测、对周边海域进行侦察和巡逻等。这种机艇协同系统感知区域较大(由于无人机在空中，视角较远)，检测效能较高，任务成功率和突发事件应急能力也较高。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括：检测模块、控制模块、抽水模块和喷水模块；
所述控制模块，用于基于接收到的飞行指令，获得所述无人机的飞行加速度和飞行角速度，并生成获取指令；
所述检测模块，用于基于所述获取指令，获取所述无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量；
所述控制模块，用于基于所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水模块的喷水流量、所述喷水模块的喷水角度和所述抽水模块的抽水流量；
所述抽水模块，用于基于所述抽水流量，获取与所述抽水流量对应的水；
所述喷水模块，用于基于所述喷水流量和所述喷水角度，将所述抽水模块获取的水喷射出所述无人机。
2.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，
所述检测模块，还用于基于所述获取指令，获取所述无人机的环境阻力和环境阻力臂；
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量。
3.如权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括方向翼；
所述检测模块，还用于基于所述获取指令，获取所述方向翼的平衡力和所述方向翼的平衡力臂；
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量。
4.如权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述抽水模块还包括水道系揽，
所述检测模块，还用于基于所述获取指令，获取所述水道系揽的系揽力和所述水道系揽的系揽力臂；
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水流量、所述喷水角度和所述抽水流量；
所述抽水模块，还用于通过所述水道系揽获取与所述抽水流量对应的水。
5.如权利要求4所述的无人机，其特征在于，
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述无人机的推力和所述无人机的推力臂，并基于所述推力，获得所述喷水流量和所述抽水流量，基于所述推力臂，获得所述喷水角度。
6.如权利要求5所述的无人机，其特征在于，
所述控制模块，还用于基于所述环境阻力、所述环境阻力臂、所述负载重力、所述负载重力臂、所述平衡力、所述平衡力臂、所述系揽力、所述系揽力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，利用公式一，获得所述推力和所述推力臂；
所述公式一为：
其中，
为所述负载重力，
为所述负载重力矩，
为所述系揽力，
为所述系揽力臂，
为所述推力，
为所述推力臂，
为所述环境阻力，
为所述环境阻力臂，
为所述平衡力，
为所述平衡力臂，m为所述总质量，
为所述飞行加速度，
为所述飞行角速度，J为所述转动惯量。
7.如权利要求6所述的无人机，其特征在于，所述喷水模块包括多个喷射单元，所述控制模块存有所述多个喷射单元的喷水截面面积；
所述控制模块，还用于基于所述喷水截面面积和所述推力，获得所述多个喷射单元的喷水流量和所述抽水流量。
8.如权利要求7所述的无人机，其特征在于，
所述控制模块，还用于基于所述喷水截面面积和所述推力，利用公式二，获得所述多个喷射单元的喷水流速；并基于所述多个喷射单元的喷水流速和所述喷水截面面积，获得所述多个喷射单元的喷水流量和所述抽水流量；
所述公式二为：
其中，所述
为所述多个喷射单元中第i个喷射单元的推力，ρ为水的密度，所述vi为所述多个喷射单元中第i个喷射单元的喷水流速，所述si为所述喷水截面面积中第i个喷射单元的喷水截面面积，Fi为所述
的数值。
9.一种无人机控制方法，其特征在于，用于无人机，所述无人机包括：检测模块、控制模块、抽水模块和喷水模块；所述方法包括以下步骤：
通过所述控制模块基于接收到的飞行指令，获得所述无人机的飞行加速度和飞行角速度，并生成获取指令；
通过所述检测模块基于所述获取指令，获取所述无人机的负载重力、负载重力臂、总质量和转动惯量；
通过所述控制模块基于所述负载重力、所述负载重力臂、所述总质量、所述转动惯量、所述飞行加速度和所述飞行角速度，获得所述喷水模块的喷水流量、所述喷水模块的喷水角度和所述抽水模块的抽水流量；
通过所述抽水模块基于所述抽水流量，获取与所述抽水流量对应的水；
通过所述喷水模块基于所述喷水流量和所述喷水角度，将所述抽水模块获取的水喷射出所述无人机。
10.一种机艇协同系统，其特征在于，所述机艇协同系统包括如权利要求1-8任一项所述的无人机和与所述无人机连接的无人艇。
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