CN113110585A - 一种编队舞步状态切换飞行的方法、系统、无人机及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无人机技术领域，公开了一种编队舞步状态切换飞行的方法、系统、无人机及应用，编队舞步状态切换飞行的方法包括：设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态；通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。本发明通过设计飞机舞步运行和状态切换状态机，实现无人机群能够实现一次上电多次飞行，无需通过飞机断电的方式恢复飞机初始状态，大大降低表演过程中的人力成本，解决因为飞行之后飞机状态未知而无法实现整体状态控制的问题，提高编队飞机整体飞行控制的效率。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种编队舞步状态切换飞行的方法、系统、无人机及应用。
背景技术
目前，编队表演过程中，有时候涉及测试舞步飞行、表演舞步飞行等环节，需要无人机群能够实现一次上电多次表演飞行。
目前编队飞机因为受到电池容量限制，多数不需要进行一次上电多次飞行的过程，但是少数四旋翼无人机电池电量设计很大，支持多次飞行，在飞机一次飞行结束或者飞行取消、降落、返航之后要求飞机能够实现再次飞行，此时对飞机飞行状态切换、飞机初始化状态恢复就有很高的需求。
目前行业内因为受到飞机电池电量的影响，一般一个电池只支持一次完整舞步的飞行，当出现在编队飞行表演过程中需要先飞行飞机测试舞步，确定飞机飞行状态时，多数飞机状态此时可能处于不可飞状态，需要进行一次整体飞机断电再上电以恢复飞机初始状态，实现飞机二次飞行。每次飞行之后如果想进行再次飞行，就需要人为的上电下电一次。这种方法严重的影响表演过程中的运行效率，提高了维护和运营成本。
同时，现有飞机飞行状态切换的方法中，由于飞行之后飞机状态未知，而存在无法实现整体状态控制的问题。因此，亟需一种新的无人机编队舞步状态切换飞行的方法。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有方法严重影响表演过程中的运行效率，提高维护和运营成本。
(2)现有飞机飞行状态切换的方法中，由于飞行之后飞机状态未知，而存在无法实现整体状态控制的问题。
解决以上问题及缺陷的意义为：
降低编队机群表演的运营成本和维护成本，可以不进行断电复位实现多场舞步飞行表演，提高飞机飞行状态可见性行和可切换性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种编队舞步状态切换飞行的方法、系统、无人机及应用。
本发明是这样实现的，一种编队舞步状态切换飞行的方法，所述编队舞步状态切换飞行的方法包括：
设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态；通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
进一步，所述飞机飞行状态机各种状态的设计，包括：
飞机飞行状态包括：空闲状态、起飞等待状态、工作飞行状态、降落状态、返航状态、加锁状态等等。
空闲状态：飞机静止在地面，没有进行飞行；
起飞等待状态：飞机收到起飞指令后，且通过飞行检测后，等待起飞；
工作飞行状态：飞机进行飞行控制，按飞行航点进行飞行，保持灯光变化；
返航状态：飞机在状态异常或者收到地面站返航指令后，进行返航；
降落状态：飞机在状态异常或者收到地面站降落指令后，进行降落；
加锁状态：飞机在状态异常或者收到地面站加锁指令后，飞机电机加锁；
进一步，所述编队舞步状态切换飞行的方法，还包括：
飞机飞行过程中，在初始状态或者没有接收到地面站控制指令的情况下：
飞机处于IDLE状态，该状态的特点是初始化完成或进行一次初始化，可以接收和处理飞机的起飞指令、降落指令、加锁指令、返航指令，支持切换到起飞等待、降落、加锁和返航状态；
飞机处于起飞等待状态，该状态下，可以接收降落指令、加锁指令和返航指令，切换到降落、加锁和返航状态；如果在等待时间内，没有收到其他指令，则默认进入WORKING，即工作状态；
飞机处于工作状态时，可以接收降落指令、加锁指令和返航指令，切换到降落、加锁和返航状态；如果正常飞行至舞步结束，没有收到其他指令，则默认进行一次飞机变量初始化，然后回到IDLE状态；
飞机在接收到降落指令后，会切换至降落状态，当飞机降落到地面后，进行一次飞机使用变量的初始化，然后回到IDLE状态；
飞机在接收到返航指令后，会切换至返航状态，当飞机返航到地面后，进行一次飞机使用变量的初始化，然后回到IDLE状态；
飞机在接收到加锁指令后，会切换至加锁状态，当飞机电机加锁后，进行一次飞机使用变量的初始化，然后回到IDLE状态；
回到IDLE状态后，飞机可进行再次飞行，所有状态都是过程状态，在过程结束后都会回到IDLE状态，实现多次飞行支持。
进一步，所述编队舞步状态切换飞行的方法，还包括：
通过飞机安装智能电池，听过地面站控制电池定时上下电，实现飞机复位；复位后的飞机进过再次初始化，实现断电再上电过程的冷启动，初始化。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的编队舞步状态切换飞行的方法的编队舞步状态切换飞行的系统，所述编队舞步状态切换飞行的系统包括：
飞行状态设计模块，用于设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态；
飞行控制和记录模块，用于通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；
数据初始化和赋值模块，用于当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态，通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态，通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
本发明的另一目的在于提供一种编队舞步状态切换无人飞机，所述编队舞步状态切换无人飞机搭载所述的编队舞步状态切换飞行的系统。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用所述的编队舞步状态切换飞行的方法。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的编队舞步状态切换飞行的方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的编队舞步状态切换飞行的方法，通过设计飞机舞步运行和状态切换状态机，实现无人机群能够实现一次上电多次飞行，无需通过飞机断电的方式恢复飞机初始状态，大大的降低了表演过程中的人力成本，解决了因为飞行之后飞机状态未知而无法实现整体状态控制的问题。
本发明通过对飞机飞行状态记录和切换，设置最终状态的方法，实现了编队机群飞机在飞行过程中支持一次上电多次飞行的效果，实现了地面站指令一键统一机群飞机状态的效果，大大的降低了运营过程中的人力成本，提高了编队飞机整体飞行控制的效率。
本发明提供的飞机状态切换系统，能够实现飞机能够正常的切换状态，每次飞行结束后都能实现初始化，在不进行断电的情况下，恢复机群状态到一种可以再次飞行的状态。
本发明还可以通过飞机安装智能电池，听过地面站控制电池定时上下电，实现飞机复位，复位后的飞机进过再次初始化，实现断电再上电过程的冷启动，初始化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述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获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的编队舞步状态切换飞行的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的编队舞步状态切换飞行的系统结构框图；
图中：1、飞行状态设计模块；2、飞行控制和记录模块；3、数据初始化和赋值模块。
图3是本发明实施例提供的飞机状态机切换结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种编队舞步状态切换飞行的方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的编队舞步状态切换飞行的方法包括以下步骤：
S101，设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态；
S102，通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；
S103，当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
本发明提供的编队舞步状态切换飞行的方法，通过设计飞机舞步运行和状态切换状态机，实现无人机群能够实现一次上电多次飞行，无需通过飞机断电的方式恢复飞机初始状态，大大的降低了表演过程中的人力成本，解决了因为飞行之后飞机状态未知而无法实现整体状态控制的问题。
如图2所示，本发明实施例提供的编队舞步状态切换飞行的系统包括：
飞行状态设计模块1，用于设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态；
飞行控制和记录模块2，用于通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；
数据初始化和赋值模块3，用于当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
本发明提供的飞机状态切换系统，能够实现飞机能够正常的切换状态，每次飞行结束后都能实现初始化，在不进行断电的情况下，恢复机群状态到一种可以再次飞行的状态。
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明编队飞行表演中，机群通过一种状态机控制的方法实现一次上电支持多次舞步飞行，实现飞机能够正常的切换状态，每次飞行结束后都能实现初始化，在不进行断电的情况下，恢复机群状态到一种可以再次飞行的状态。
本发明的技术方案如下：
设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态，通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录，当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
飞机飞行状态机各种状态设计如下：
飞机飞行状态包括：空闲状态、起飞等待状态、工作飞行状态、降落状态、返航状态、加锁状态等等。
空闲状态：飞机静止在地面，没有进行飞行；
起飞等待状态：飞机收到起飞指令后，且通过飞行检测后，等待起飞；
工作飞行状态：飞机进行飞行控制，按飞行航点进行飞行，保持灯光变化；
返航状态：飞机在状态异常或者收到地面站返航指令后，进行返航；
降落状态：飞机在状态异常或者收到地面站降落指令后，进行降落；
加锁状态：飞机在状态异常或者收到地面站加锁指令后，飞机电机加锁；
语言程序为：
状态切换：
inline bool SetStatus(DanceStatus_t status)
{
uav_status.pre_dance_status＝uav_status.cur_dance_status；
uav_status.cur_dance_status＝status；
}
获取当前状态机状态：
inline DanceStatus_t GetCurStatue(void)
{
return uav_status.cur_dance_status；
}
获取前一刻状态：
inline DanceStatus_t GetPreStatue(void)
{
return uav_status.pre_dance_status；
}。
飞机飞行过程中，在初始状态或者没有接收到地面站控制指令的情况下：
飞机处于IDLE状态，该状态的特点是初始化完成(或进行一次初始化)，可以接收和处理飞机的起飞指令、降落指令、加锁指令、返航指令，支持切换到起飞等待、降落、加锁、返航等状态；
飞机处于起飞等待状态，该状态下，可以接收降落指令、加锁指令、返航指令，切换到降落、加锁、返航等状态，如果在等待时间内，没有收到其他指令，则默认进入WORKING(工作状态)；
飞机处于工作状态时，可以接收降落指令、加锁指令、返航指令，切换到降落、加锁、返航等状态，如果正常飞行至舞步结束，没有收到其他指令，则默认进行一次飞机变量初始化，然后回到IDLE状态；
飞机在接收到降落指令后，会切换至降落状态，当飞机降落到地面后，进行一次飞机使用变量的初始化，然后回到IDLE状态；
飞机在接收到返航指令后，会切换至返航状态，当飞机返航到地面后，进行一次飞机使用变量的初始化，然后回到IDLE状态；
飞机在接收到加锁指令后，会切换至加锁状态，当飞机电机加锁后，进行一次飞机使用变量的初始化，然后回到IDLE状态；
回到IDLE状态后，飞机可进行再次飞行，所有状态都是过程状态，在过程结束后都会回到IDLE状态，实现多次飞行支持。
飞机状态机切换结构如图3所示。
本发明的替代方案包括：个体飞机状态实时回传，地面站端设计具体的故障等级判断和处理方法，对个体飞机进行单独控制。
本发明通过对飞机飞行状态记录和切换，设置最终状态的方法，实现了编队机群飞机在飞行过程中支持一次上电多次飞行的效果，实现了地面站指令一键统一机群飞机状态的效果，大大的降低了运营过程中的人力成本，提高了编队飞机整体飞行控制的效率。
本发明还可以通过飞机安装智能电池，听过地面站控制电池定时上下电，实现飞机复位，复位后的飞机进过再次初始化，实现断电再上电过程的冷启动，初始化。
下面结合实验效果对本发明地技术方案作进一步描述。
在单机进行了两次飞行的数据信息验证中，飞机数据存数的特性是每断电一次进行一次新的存储，验证该数据信息为单次上电多次飞行的验证；
其中flag_armed参数为电机解锁转动和加锁状态，从该参数状态可以看出，飞机电机经历了：加锁->解锁->加锁->解锁->加锁的过程，体现两次飞行特性；
从飞机舞步状态存储的状态可以看出，飞机实现了多状态的切换和再次飞行，从空闲态到起飞等待，飞行，然后降落，再次空闲态，之后起飞等待，飞行，然后再次降落回到空闲态，证明实现了多次飞行的设计；
Gps高度数据可以看出，飞机飞行的高度变化，刚开始海拔高度为两米，然后飞到海报高度为5米的高度，然后降落到两米，然后再次飞行到5米，之后降落到2米地面，证明了飞机飞行的实际高度状态变化。
起飞时间变化可以看出，飞机确实收到了两次起飞命令，起飞时间不同，是两次不同起飞控制的飞行。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种编队舞步状态切换飞行的方法，其特征在于，所述编队舞步状态切换飞行的方法包括：
设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态；通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
2.如权利要求1所述的编队舞步状态切换飞行的方法，其特征在于，所述飞机飞行状态机各种状态的设计，包括：
飞机飞行状态包括：空闲状态、起飞等待状态、工作飞行状态、降落状态、返航状态、加锁状态；
空闲状态：飞机静止在地面，没有进行飞行；
起飞等待状态：飞机收到起飞指令后，且通过飞行检测后，等待起飞；
工作飞行状态：飞机进行飞行控制，按飞行航点进行飞行，保持灯光变化；
返航状态：飞机在状态异常或者收到地面站返航指令后，进行返航；
降落状态：飞机在状态异常或者收到地面站降落指令后，进行降落；
加锁状态：飞机在状态异常或者收到地面站加锁指令后，飞机电机加锁。
3.如权利要求1所述的编队舞步状态切换飞行的方法，其特征在于，所述编队舞步状态切换飞行的方法，还包括：
飞机飞行过程中，在初始状态或者没有接收到地面站控制指令的情况下：
飞机处于IDLE状态，该状态的特点是初始化完成或进行一次初始化，可以接收和处理飞机的起飞指令、降落指令、加锁指令、返航指令，支持切换到起飞等待、降落、加锁和返航状态；
飞机处于起飞等待状态，该状态下，可以接收降落指令、加锁指令和返航指令，切换到降落、加锁和返航状态；如果在等待时间内，没有收到其他指令，则默认进入WORKING，即工作状态；
飞机处于工作状态时，可以接收降落指令、加锁指令和返航指令，切换到降落、加锁和返航状态；如果正常飞行至舞步结束，没有收到其他指令，则默认进行一次飞机变量初始化，然后回到IDLE状态；
飞机在接收到降落指令后，会切换至降落状态，当飞机降落到地面后，进行一次飞机使用变量的初始化，然后回到IDLE状态；
飞机在接收到返航指令后，会切换至返航状态，当飞机返航到地面后，进行一次飞机使用变量的初始化，然后回到IDLE状态；
飞机在接收到加锁指令后，会切换至加锁状态，当飞机电机加锁后，进行一次飞机使用变量的初始化，然后回到IDLE状态；
回到IDLE状态后，飞机可进行再次飞行，所有状态都是过程状态，在过程结束后都会回到IDLE状态，实现多次飞行支持。
4.如权利要求1所述的编队舞步状态切换飞行的方法，其特征在于，所述编队舞步状态切换飞行的方法，还包括：
通过飞机安装智能电池，听过地面站控制电池定时上下电，实现飞机复位；复位后的飞机进过再次初始化，实现断电再上电过程的冷启动，初始化。
5.一种应用如权利要求1～4任意一项所述的编队舞步状态切换飞行的方法的编队舞步状态切换飞行的系统，其特征在于，所述编队舞步状态切换飞行的系统包括：
飞行状态设计模块，用于设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态；
飞行控制和记录模块，用于通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；
数据初始化和赋值模块，用于当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态，通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
设计编队飞机飞行过程中状态机的多种状态，通过飞行状态检索和飞行状态切换，实现飞机飞行控制和记录；当飞机实现一次飞行，在飞行结束的时候，对飞机飞行依赖的各种变量和数据进行重新初始化和赋值，实现编队机群飞机在不断电的情况下支持多次飞行。
8.一种编队舞步状态切换无人飞机，其特征在于，所述编队舞步状态切换无人飞机搭载如权利要求5所述的编队舞步状态切换飞行的系统。
9.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机应用如权利要求1～4任意一项所述的编队舞步状态切换飞行的方法。
10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1～4任意一项所述的编队舞步状态切换飞行的方法。
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