CN113815859B - 无人设备起飞控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
无人设备起飞控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113815859B CN113815859B CN202111136670.2A CN202111136670A CN113815859B CN 113815859 B CN113815859 B CN 113815859B CN 202111136670 A CN202111136670 A CN 202111136670A CN 113815859 B CN113815859 B CN 113815859B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unmanned
- unmanned equipment
- equipment
- rotor
- take
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 60
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 claims description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 16
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012120 mounting media Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
- B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/12—Rotor drives
- B64C27/14—Direct drive between power plant and rotor hub
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/02—Dropping, ejecting, or releasing articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U10/00—Type of UAV
- B64U10/10—Rotorcrafts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U50/00—Propulsion; Power supply
- B64U50/10—Propulsion
- B64U50/19—Propulsion using electrically powered motors
-
- 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
- G05D1/04—Control of altitude or depth
- G05D1/06—Rate of change of altitude or depth
- G05D1/0607—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
- G05D1/0653—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
- G05D1/0661—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for take-off
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
- B64U2101/60—UAVs specially adapted for particular uses or applications for transporting passengers; for transporting goods other than weapons
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本申请实施例公开了一种无人设备起飞控制方法、装置、设备及存储介质。本申请实施例提供的技术方案包括:获取无人设备的起飞指令;响应于起飞指令,确定无人设备的旋翼旋转产生的升力;如果无人设备的升力等于或大于重力阈值,且无人设备不满足预设离地状态,则控制无人设备的旋翼停止旋转。通过上述技术手段,解决了现有技术危及无人设备安全的问题,避免超载飞行对无人设备造成的不可逆损失,保证无人设备的安全性。
Description
技术领域
本申请实施例涉及无人设备技术领域,尤其涉及一种无人设备起飞控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
为保证无人设备的安全飞行,无人设备需要限重,即无人设备的重量在规定的重量阈值之内。如果无人设备的重量超过规定的重量阈值,则无人设备处于超载飞行状态,超载飞行会对飞机本身造成损伤,例如可能导致电池输出功率过大烧毁电器元件或损坏电源本身,也可能导致无人设备控制余量不足,容易发生急刹炸机等事故。
目前检测无人设备是否超载需要无人设备起飞后悬停于空中,若无人设备超载,则离地悬停的过程已对无人设备造成损伤,而且无人设备确认超载后需要降落,但超载导致无人设备控制余量不足,降落过程也容易发生失控炸机。
发明内容
本申请实施例提供一种无人设备起飞控制方法、装置、设备及存储介质,解决了现有技术危及无人设备安全的问题,避免超载飞行对无人设备造成不可逆损伤,保证无人设备的安全性。
第一方面,本申请实施例提供了一种无人设备起飞控制方法,包括:
获取无人设备的起飞指令;
响应于所述起飞指令,确定所述无人设备的旋翼旋转产生的升力;
如果所述无人设备的升力等于或大于重力阈值,且所述无人设备不满足预设离地状态,则控制所述无人设备的旋翼停止旋转。
第二方面,本申请实施例提供了一种无人设备起飞控制装置,包括:
起飞指令获取模块,被配置为获取无人设备的起飞指令;
起飞升力确定模块,被配置为响应于所述起飞指令,确定所述无人设备的旋翼旋转产生的升力;
控制起飞停止模块,被配置为如果所述无人设备的升力等于或大于重力阈值,且所述无人设备不满足预设离地状态,则控制所述无人设备的旋翼停止旋转。
第三方面,本申请实施例提供了一种无人设备,包括:
一个或多个处理器;存储装置,存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的无人设备起飞控制方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的无人设备起飞控制方法。
本申请实施例通过获取无人设备的起飞指令;响应于起飞指令,确定无人设备的旋翼旋转产生的升力;如果无人设备的升力等于或大于重力阈值,且无人设备不满足预设离地状态,则控制无人设备的旋翼停止旋转。采用上述技术手段,在无人设备离地起飞前检测出无人设备是否超载,确定无人设备超载后取消无人设备本次的飞行,无需无人设备起飞悬停也能精确检测无人设备是否超载,避免超载飞行对无人设备造成不可逆损伤,保证无人设备的安全性。
附图说明
图1是本申请一个实施例提供的一种无人设备起飞控制方法的流程图;
图2是本申请实施例提供的四旋翼无人机的俯视结构示意图;
图3是本申请实施例提供的四旋翼无人机的升力示意图;
图4是本申请实施例提供的无人设备的受力示意图;
图5是本申请一个实施例提供的一种无人设备起飞控制装置的结构示意图;
图6是本申请一个实施例提供的一种无人设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是,一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理,但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外,各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止,但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
本申请实施例中提供的无人设备起飞控制方法可以由起飞控制设备执行,该起飞控制设备可以通过软件和/或硬件的方式实现,该起飞控制设备可以是两个或多个物理实体构成,也可以是一个物理实体构成。例如起飞控制设备可以直接是无人设备或者手机、平板和电脑这一类智能终端设备。示例性的,假设起飞控制设备为无人设备,则无人设备在接收到起飞指令后,开始执行该无人设备起飞控制方法,并在检测到自身超载后控制旋翼停止旋转以取消本次飞行,并向智能终端设备发送超载信息以告知工作人员该无人设备已超载,以便工作人员重新规划该无人设备的作业任务。假设起飞控制设备为智能终端设备,则向无人设备发送起飞指令,并在无人设备启动后接收无人设备发送的状态数据判断无人设备是否超载,若确定无人设备超载则向无人设备发送停飞指令,以使无人设备根据停飞指令控制旋翼停止旋转。
起飞控制设备安装有至少一类操作系统,其中,操作系统包括但不限定于安卓系统、Linux系统及Windows系统。起飞控制设备可以基于操作系统安装至少一个应用程序,应用程序可以为操作系统自带的应用程序,也可以为从第三方设备或者服务器中下载的应用程序,实施例中,起飞控制设备至少按照有可以执行无人设备起飞控制方法的应用程序,因此,起飞控制设备也可以是应用程序本身。
为便于理解,本实施例以该无人设备为执行无人设备起飞控制方法的主体为例,进行描述。
在一种方式中,确定无人设备是否超载需要无人设备起飞后悬停于空中,根据无人设备在悬停时电机的平均控制量等信息确定无人设备是否超载。但这种方式需要无人设备起飞后悬停,若无人设备超载,则离地悬停的过程已对无人设备造成一定的损伤,例如导致电池输出功率过大烧毁电器元件或损坏电源本身。同时,由于超载时无人设备的控制余量不足,因此飞行过程中失控炸机的风险会大大提高。
为解决上述问题,本申请提供了一种无人设备起飞控制方法。
图1给出了本申请一个实施例提供的一种无人设备起飞控制方法的流程图。参考图1,该无人设备起飞控制方法具体包括:
S110、获取无人设备的起飞指令。
其中,无人设备包括无人机等可以基于预设航线自行飞行的设备,无人设备可以是载物进行高空投放作业或载物运输的无人设备,也可以是载人的无人设备。起飞指令是指工作人员通过遥控器或智能终端设备向无人设备发送的指令,以使得无人设备进行起飞操作。当无人设备接收到起飞指令后开启电机,电机旋转带动对应的旋翼旋转,旋翼旋转产生的升力作用于无人设备,当无人设备的升力大于自身重力后,无人设备离地起飞。
示例性的,以无人设备为进行高空投放作业的无人设备为例进行描述。执行高空投放作业的无人机需要限重作业,即无人设备只能装载重量阈值以下的物品,其中,重量阈值是指无人设备飞行作业时最大允许装载的重量。如果无人设备装载超过重量阈值的物品,则无人设备在飞行时属于超载飞行,超载飞行无法保障作业安全和无人设备自身安全。
传统无人设备限重作业时主要在无人设备飞往作业区域前,控制无人设备去起飞并悬停于空中,根据无人设备悬停时无人设备的控制器给到电机的平均控制量或电池输出到电机的平均功率是否大于预先通过实验得到的阈值,来推断无人设备当前的装载重量是否超过重量阈值,即判断无人设备是否超载。或者,根据无人设备悬停时电机的转速预测无人设备的升力,以无人设备的升力推算无人设备当前的装载重量,进而判断无人设备是否超载。但无论是通过控制量、功率还是升力来判断无人设备是否超载,都需要控制无人设备悬停于空中。若该无人设备超载,那么无人设备的起飞并悬停过程已对无人设备造成损伤,如果超载严重甚至会对无人设备造成不可逆损失,缩短无人设备的使用寿命。而且在检测到悬停于空中的无人设备超载后,需要控制无人设备降落,但控制器大部分控制力都给到电机旋转,控制余量不足,同时超载无人设备的质量大,无人设备在做紧急刹停等动作时惯性较大,无人设备降落不受控,导致坠毁炸机。
针对传统无人设备起飞悬停检测无人设备超载可能危及无人设备安全的问题,本申请实施例提出的无人设备起飞控制方法,旨在无人设备离地起飞之前根据无人设备的升力和重量阈值,确定无人设备是否超载,以避免超载飞行对无人设备造成不可逆损伤,保证无人设备的安全性。
S120、响应于起飞指令,确定无人设备的旋翼旋转产生的升力。
示例性的,无人设备响应起飞指令启动电机,电机旋转带动对应旋翼旋转,旋翼旋转产生的升力作用于无人设备,将所有旋翼旋转产生的升力相加,得到无人设备的总升力。据此,确定无人设备的升力步骤具体包括S1201-S1203:
S1201、获取无人设备上每个旋翼的旋翼转速。
以无人设备为四旋翼无人机进行示例性描述。图2是本申请实施例提供的四旋翼无人机的俯视结构示意图。如图2,四旋翼无人机配置有四个电机11和四个旋翼12,每个电机11同轴连接对应的旋翼12。当无人设备控制电机11转动时,电机11转动带动对应的旋翼12转动。示例性的,电机转动后会给控制器反馈自身的电机转速,根据每个电机反馈的转速,确定对应同轴连接的旋翼的转速。
S1202、根据旋翼转速确定每个旋翼对应的升力。
示例性的,在无人设备进行起飞时,每个旋翼按照预设方向旋转产生升力。即每个旋翼旋转都会给到无人设备一定升力。但不同旋翼的转速不同,需要根据每个旋翼的旋翼转速计算对应旋翼旋转产生的升力。图3是本申请实施例提供的四旋翼无人机的升力示意图。如图3所示,四旋翼无人机需要分别计算四个旋翼旋转产生的升力F1、F2、F3和F4,但如果控制器给到四个电机的控制量相同,即四个电机的转速相同,那么四个旋翼的旋翼转速相同,旋转时产生的升力也相同,此种情况下只需要计算其中一个旋翼旋转产生的升力即可。可理解,对于电机转速相同的旋翼只需要计算一次旋翼旋转产生的升力。
进一步的,旋翼的旋翼转速与旋翼对应的升力满足二次函数关系,但不同结构的旋翼对应的二次函数关系式中的常量不同,因此可对台架试验测得的旋翼对应的升力数据和转速数据进行曲线拟合,得到该旋翼满足的二次函数关系式。示例性的,事先通过实验数据推算出该无人设备的旋翼满足的二次函数关系式,以在确定无人设备的升力时,调用对应的二次函数关系式计算旋翼旋转时产生的升力。其中,二次函数关系式为
F=k1×S2+k2×S+k3
F为旋翼旋转产生的升力,S为旋翼的旋翼转速,k1、k2、k3为常量。示例性的,进行台架试验时,将无人设备的电机与台架刚性连接,可实时获取电机带动旋翼旋转产生的拉力,也即旋翼旋转时给到无人设备的升力。采集大量不同转速下旋翼旋转产生的拉力数据和对应时间节点下的转速数据,对拉力数据和转速数据进行MATLAB拟合,推算出旋翼旋转产生的升力与旋翼转速之间的二次函数关系式。
S1203、将所有旋翼对应的升力求和,得到无人设备的升力。
示例性的,每个旋翼旋转产生的升力都作用于无人设备,且升力方向都竖直向上。由于物体受到的同一方向的作用力相加即可确定该物体在该方向上的总作用力,因此将无人设备受到的所有旋翼旋转产生的升力,即可确定无人设备受到的总升力。参考图3,将四个旋翼旋转分别产生的升力F1、F2、F3和F4相加,得到无人设备的升力F。
其中,重力阈值是指当无人设备的重量为重量阈值时受到的重力,当确定无人设备的重量阈值时,即可确定重力阈值。将重力阈值与无人设备的升力进行比较,即可确定重力阈值与升力之间的第一大小关系式。
在一个实施例中,重力阈值可以是预先根据无人设备的飞行性能设定的固定值。在一个实施例中,可以获取无人设备的剩余电量,根据剩余电量确定无人设备的重力阈值。示例性的,无人设备的最大可用升力与其剩余电量呈一定映射关系。如满电量的无人设备的最大可用升力为100%升力阈值,而一半电量的无人设备的最大可用升力为85%升力阈值,其中升力阈值是指无人设备能够产生的最大升力。因此,在不同的剩余电量下可以有不同的超重标准,比如满电量时,重力阈值可以是A,即无人机设备的升力大于A且无人设备仍不满足离地状态时,可以确定无人设备超重,停止旋翼,而在电量为50%时,重力阈值可以是B,B=85%*A,即无人机设备的升力大于B且无人设备仍不满足离地状态时,就可以确定无人设备超重,停止旋翼。
其中,预设离地状态是指无人设备刚刚离地时的状态。示例性的,无人设备在接收到遥控器或智能终端设备发送的起飞指令后,启动电机,电机转动带动无人设备的旋翼转动,旋翼转动后给无人设备提供向上运动的升力。无人设备在离地过程中只受到升力和重力的作用,由牛顿第二定律可知,当无人设备的升力大于重力时,无人设备产生一个向上的加速度然后离地起飞,无人设备的升力小于或等于重力,无人设备还未离地。因此可通过判断无人设备是否满足预设离地状态来确定无人设备的升力和重力之间的第二大小关系式。在该实施例中,确定无人设备是否满足预设离地状态的步骤具体包括S1204-S1206:
S1204、获取无人设备的高度和无人设备在高度方向上的速度。
示例性的,当无人设备的升力大于重力时,根据牛顿第二定律此时无人设备产生一个向上的加速度,使得无人设备的高度和高度方向的速度发生变化。因此通过无人设备的高度变化和高度方向的速度变化确定无人设备是否满足离地状态。具体的,通过惯性测量单元(IMU)和实时动态测量(RTK)分别测量无人设备的高度方向的速度和无人设备的高度。
S1205、确定无人设备的高度是否满足第一预设条件,以及无人设备的速度是否满足第二预设条件。
其中,第一预设条件是指无人设备刚离地时的高度状态,如果无人设备的高度满足刚离地时的高度状态,则确定无人设备刚离地。第二预设条件是指无人设备刚离地时的速度状态,如果无人设备的速度满足刚离地时的速度状态,则确定无人设备刚离地。
在一个实施例,第一预设条件包括无人设备当前时刻的高度和上一时刻的高度之间的高度差值大于第一阈值。示例性的,计算无人设备当前时刻的高度和上一时刻的高度之间的高度差值。无人设备刚离地时的高度状态为无人设备的高度突然增加。其中,第一阈值是指无人设备的高度增加时至少增加的高度量。如果前后时刻的高度差值大于第一阈值,则表明无人设备此时的高度增加;如果前后时刻的高度差值小于或等于第一阈值,则表明无人设备此时的高度没有增加,而当前时刻的高度变化是由于测量误差导致的。因此当前后时刻的高度差值大于第一阈值时,确定无人设备此时的高度突然增加,进而确定无人设备满足刚离地时的高度状态。
在一个实施例中,第二预设条件包括无人设备的速度大于第二阈值。示例性的,无人设备刚离地时的速度状态为无人设备的速度从零突然增加至某一速度值。其中,第二阈值是指无人设备的速度增加时至少增到的速度值。如果无人设备当前时刻的速度大于第二阈值,则表明无人设备此时的速度增加;如果无人设备当前时刻的速度小于或等于第二阈值,则表明无人此时的速度没有增加,而当前时刻的速度是由于测量误差导致的。因此在当前时刻的速度大于第二阈值时,确定无人设备此时的速度突然增加,进而确定无人设备满足刚离地时的速度状态。
S1206、当无人设备的高度满足第一预设条件,和/或无人设备的速度满足第二预设条件,确定无人设备满足预设离地状态。
示例性的,当确定无人设备满足刚离地时的高度状态,或者确定无人设备满足刚离地时的速度状态,都可确定无人设备满足预设离地状态。但由于测量误差的存在,只通过高度状态或速度状态判断无人设备是否满足预设离地状态的结果不够准确,因此可判断无人设备是否同时满足刚离地时的高度状态和速度状态来确定无人设备是否满足预设离地状态。因此当无人设备同时满足刚离地时的高度状态和速度状态时,确定无人设备满足预设离地状态。
进一步的,根据升力和重力之间的第二大小关系式,以及重力阈值与升力之间的第一大小关系式,可确定重力与重力阈值之间的第三大小关系式。当第三大小关系式为重力大于或等于重力阈值时,确定无人设备没有超载;当第三大小关系式为重力阈值大于重力时,确定无人设备超载。
S130、如果无人设备的升力等于或大于重力阈值,且无人设备不满足预设离地状态,则控制无人设备停止起飞。
示例性的,图4是本申请实施例提供的无人设备的受力示意图。如图4所示,当无人设备不满足预设离地状态时,确定无人设备处于未离地状态,则无人设备的升力和重力之间的第二大小关系式为F<G1,其中F为无人设备的升力,G1为无人设备的重力。此时如果升力等于或大于重力阈值,则无人设备的升力与重力阈值之间的第一大小关系式为F≥G2,G2为无人设备的重力阈值。因此当无人设备处于未离地状态且升力等于或大于重力阈值时,推得G2<G1,即无人设备的重力大于重力阈值,进而确定无人设备超载。当确定无人设备超载时,关闭无人设备的电机并停止旋翼旋转,以取消无人设备本次的飞行作业,避免超载飞行危及无人设备的安全。
在该实施例中,当无人设备处于未离地状态时,如果升力小于重力阈值,则确定F<G1,F<G2。此时无人设备的升力还较小,无法通过升力来判断重力与重力阈值之间的大小关系。因此如果无人设备的升力小于重力阈值,且无人设备不满足预设离地状态,则增加无人设备的旋翼转速,通过增加旋翼转速来提高无人设备的升力。需要说明的,当旋翼转速增加时,无人设备的升力属于爬坡变化过程而非阶跃变化过程,即升力会逐渐增加。如果无人设备超载即无人设备的重力G1大于重力阈值G2,则在升力F增加至G2时就能确定出无人设备超载。此时升力F=G2<G1,无人设备还未离地起飞,因此如果无人设备超载,本实施例在无人设备离地起飞之前就能检测出来,避免无人设备超载飞行,提高无人设备的安全性。
由于传统的悬浮测量无人设备的重量时,悬浮过程中无人设备的加速度不断变化,无人设备的升力除了抵消重力外,还要产生不同的加速度,如果加速度测量不准确则会导致计算出的无人设备的重量不准确。因此相比于传统的悬浮测量无人设备的重量,本实施例超载检测的准确度更高。
在一个实施例中,可通过无人设备起飞控制方法事先检测无人设备是否超载并生成超载结果,以便后续起飞时根据超载结果调整无人设备的装载量。示例性的,如果无人设备的升力小于重力阈值,且无人设备满足预设离地状态,确定无人设备没有超载,控制无人设备落地,通知工作人员该无人设备没有超载。在该实施例中,由牛顿第二定律可知,当无人设备刚离地时,无人设备的升力等于无人设备的重力。因此可在检测到无人设备满足预设离地状态时,可根据无人设备的升力确定无人设备的重量,进而确定无人设备的装载量。示例性的,确定无人设备的装载量的步骤具体包括S1301-S1302:
S1301、如果无人设备的升力小于重力阈值,且无人设备满足预设离地状态,则根据无人设备的升力确定无人设备的装载量。
示例性的,在到无人设备满足预设离地状态时,确定F=G1。由于无人设备在离地起飞之前一定会检测出是否超载,因此当无人设备满足预设离地状态时,默认无人设备未超载,即G1<G2,进而可确定F<G2。根据无人设备的重力确定无人设备的总重量,将无人设备的总重量减去无人设备的机身重量,得到无人设备的装载量。
S1302、根据无人设备的装载量和预设载重阈值,确定无人设备的剩余装载量。
示例性的,为提高无人设备的作业效率,可让无人设备装载较多的物品进行投放作业。因此根据无人设备此时的装载量与预设载重阈值,确定无人设备的剩余装载量,以使得无人设备再额外装载该剩余装载量的物品。其中预设载重阈值可理解为无人设备最多装载物品的重量。需要说明的,此时无人设备刚离地起飞,需控制无人设备降落后再进行物品装载。
在另一实施例中,如果无人设备的升力小于重力阈值,且无人设备满足预设离地状态,此时无人设备继续执行相应的飞行任务,并通知工作人员自身没有超载。可理解,由于检测到无人设备满足预设离地状态时,无人设备已经离地,而无人设备的离地和落地是非常消耗电量的。因此在检测到无人设备满足预设离地状态后,无人设备按照预设飞行任务执行后续的飞行操作,以节约落地和离地的耗电量。
综上,本申请实施例提供的无人设备起飞控制方法,通过获取无人设备的起飞指令;响应于起飞指令,确定无人设备的旋翼旋转产生的升力;如果无人设备的升力等于或大于重力阈值,且无人设备不满足预设离地状态,则控制无人设备的旋翼停止旋转。采用上述技术手段,在无人设备离地起飞前检测出无人设备是否超载,确定无人设备超载后取消无人设备本次的飞行,无需无人设备起飞悬停也能精确检测无人设备是否超载,避免超载飞行对无人设备造成不可逆损伤,保证无人设备的安全性。
图5为本申请一个实施例提供的一种无人设备起飞控制装置的结构示意图。参考图5,本实施例提供的无人设备起飞控制装置具体包括:起飞指令获取模块21、起飞升力确定模块22和控制起飞停止模块23。
其中,起飞指令获取模块,被配置为获取无人设备的起飞指令;
起飞升力确定模块,被配置为响应于起飞指令,确定无人设备的旋翼旋转产生的升力;
控制起飞停止模块,被配置为如果无人设备的升力等于或大于重力阈值,且无人设备不满足预设离地状态,则控制无人设备的旋翼停止旋转。
在上述实施例的基础上,起飞升力确定模块包括:旋翼转速获取单元,被配置为获取无人设备上每个旋翼的旋翼转速;旋翼升力确定单元,被配置为根据旋翼转速确定每个旋翼对应的升力;总升力确定单元,被配置为将所有旋翼对应的升力求和,得到无人设备的升力。
在上述实施例的基础上,旋翼的旋翼转速与旋翼对应的升力满足二次函数关系,二次函数关系由对台架试验测得的旋翼对应的升力数据和转速数据进行曲线拟合后得到。
在上述实施例的基础上,无人设备起飞控制装置还包括状态判断模块,状态判断模块包括:数据获取单元,被配置为获取无人设备的高度和无人设备在高度方向上的速度;状态判断单元,被配置为当无人设备的高度满足第一预设条件,和/或无人设备的速度满足第二预设条件,确定无人设备满足预设离地状态。
在上述实施例的基础上,第一预设条件包括:无人设备当前时刻的高度和上一时刻的高度之间的高度差值大于第一阈值。
在上述实施例的基础上,第二预设条件包括:无人设备的速度大于第二阈值。
在上述实施例的基础上,无人设备起飞控制装置还包括:旋翼转速增加模块,被配置为如果无人设备的升力小于重力阈值,且无人设备不满足预设离地状态,则增加无人设备的旋翼转速。
在上述实施例的基础上,无人设备起飞控制装置还包括:重力阈值确定模块,被配置为获取无人设备的剩余电量,根据剩余电量确定无人设备的重力阈值。
在上述实施例的基础上,无人设备起飞控制装置还包括:装载量确定模块,被配置为在确定无人设备是否满足预设离地状态之后,如果无人设备的升力小于重力阈值,且无人设备满足预设离地状态,则根据无人设备的升力确定无人设备的装载量;剩余装载量确定模块,被配置为根据无人设备的装载量和预设载重阈值,确定无人设备的剩余装载量。
上述,本申请实施例提供的无人设备起飞控制装置,通过获取无人设备的起飞指令;响应于起飞指令,确定无人设备的旋翼旋转产生的升力;如果无人设备的升力等于或大于重力阈值,且无人设备不满足预设离地状态,则控制无人设备的旋翼停止旋转。采用上述技术手段,在无人设备离地起飞前检测出无人设备是否超载,确定无人设备超载后取消无人设备本次的飞行,无需无人设备起飞悬停也能精确检测无人设备是否超载,避免超载飞行对无人设备造成不可逆损伤,保证无人设备的安全性。
本申请实施例提供的无人设备起飞控制装置可以用于执行上述实施例提供的无人设备起飞控制方法,具备相应的功能和有益效果。
图6是本申请一个实施例提供的一种无人设备的结构示意图,参考图6,该无人设备包括:处理器31、存储器32、通信模块33、输入装置34及输出装置35。该无人设备中处理器31的数量可以是一个或者多个,该无人设备中的存储器32的数量可以是一个或者多个。该无人设备的处理器31、存储器32、通信模块33、输入装置34及输出装置35可以通过总线或者其他方式连接。
存储器32作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块,如本申请任意实施例所述的无人设备起飞控制方法对应的程序指令/模块(例如,无人设备起飞控制装置中的起飞指令获取模块21、起飞升力确定模块22和控制起飞停止模块23)。存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外,存储器32可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中,存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
通信模块33用于进行数据传输。
处理器31通过运行存储在存储器32中的软件程序、指令以及模块,从而执行设备的各种功能应用以及数据处理,即实现上述的无人设备起飞控制方法。
输入装置34可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置35可包括显示屏等显示设备。
上述提供的无人设备可用于执行上述实施例一提供的无人设备起飞控制方法,具备相应的功能和有益效果。
本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种无人设备起飞控制方法,该无人设备起飞控制方法包括:获取无人设备的起飞指令;响应于起飞指令,确定无人设备的旋翼旋转产生的升力;如果无人设备的升力等于或大于重力阈值,且无人设备不满足预设离地状态,则控制无人设备的旋翼停止旋转。
存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括:安装介质,例如CD-ROM、软盘或磁带装置;计算机系统存储器或随机存取存储器,诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM,兰巴斯(Rambus)RAM等;非易失性存储器,诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储);寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外,存储介质可以位于程序在其中被执行的第一计算机系统中,或者可以位于不同的第二计算机系统中,第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到第一计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给第一计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。
当然,本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的无人设备起飞控制方法,还可以执行本申请任意实施例所提供的无人设备起飞控制方法中的相关操作。
上述实施例中提供的无人设备起飞控制装置、存储介质及无人设备可执行本申请任意实施例所提供的无人设备起飞控制方法,未在上述实施例中详尽描述的技术细节,可参见本申请任意实施例所提供的无人设备起飞控制方法。
上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明,但是本申请不仅仅限于以上实施例,在不脱离本申请构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本申请的范围由权利要求的范围决定。
Claims (10)
1.一种无人设备起飞控制方法,其特征在于,包括:
获取无人设备的起飞指令;
响应于所述起飞指令,确定所述无人设备的旋翼旋转产生的升力;其中,所述确定所述无人设备的旋翼旋转产生的升力包括:获取所述无人设备上每个旋翼的旋翼转速;根据所述旋翼转速确定每个旋翼对应的升力;将所有旋翼对应的升力求和,得到所述无人设备的升力;所述旋翼的旋翼转速与所述旋翼对应的升力满足二次函数关系,所述二次函数关系由对台架试验测得的旋翼对应的升力数据和转速数据进行曲线拟合后得到;
如果所述无人设备的升力等于或大于重力阈值,且所述无人设备不满足预设离地状态,则确定所述无人设备超载并控制所述无人设备的旋翼停止旋转。
2.根据权利要求1所述的无人设备起飞控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述无人设备的高度和所述无人设备在高度方向上的速度;
当所述无人设备的高度满足第一预设条件,和/或所述无人设备的速度满足第二预设条件,确定所述无人设备满足预设离地状态。
3.根据权利要求2所述的无人设备起飞控制方法,其特征在于,所述第一预设条件包括:所述无人设备当前时刻的高度和上一时刻的高度之间的高度差值大于第一阈值。
4.根据权利要求2所述的无人设备起飞控制方法,其特征在于,所述第二预设条件包括:所述无人设备的速度大于第二阈值。
5.根据权利要求1所述的无人设备起飞控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
如果所述无人设备的升力小于重力阈值,且所述无人设备不满足预设离地状态,则增加所述无人设备的旋翼转速。
6.根据权利要求1所述的无人设备起飞控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述无人设备的剩余电量,根据所述剩余电量确定所述无人设备的重力阈值。
7.根据权利要求1所述的无人设备起飞控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
如果所述无人设备的升力小于重力阈值,且所述无人设备满足预设离地状态,则根据所述无人设备的升力确定所述无人设备的装载量;
根据所述无人设备的装载量和预设载重阈值,确定所述无人设备的剩余装载量;其中,所述预设载重阈值是指所述无人设备最多装载物品的重量。
8.一种无人设备起飞控制装置,其特征在于,包括:
起飞指令获取模块,被配置为获取无人设备的起飞指令;
起飞升力确定模块,被配置为响应于所述起飞指令,确定所述无人设备的旋翼旋转产生的升力;其中,所述确定所述无人设备的旋翼旋转产生的升力包括:获取所述无人设备上每个旋翼的旋翼转速;根据所述旋翼转速确定每个旋翼对应的升力;将所有旋翼对应的升力求和,得到所述无人设备的升力;所述旋翼的旋翼转速与所述旋翼对应的升力满足二次函数关系,所述二次函数关系由对台架试验测得的旋翼对应的升力数据和转速数据进行曲线拟合后得到;
控制起飞停止模块,被配置为如果所述无人设备的升力等于或大于重力阈值,且所述无人设备不满足预设离地状态,则确定所述无人设备超载并控制所述无人设备的旋翼停止旋转。
9.一种无人设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;存储装置,存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7任一所述的无人设备起飞控制方法。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质,其特征在于,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一所述的无人设备起飞控制方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111131914 | 2021-09-26 | ||
CN2021111319148 | 2021-09-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113815859A CN113815859A (zh) | 2021-12-21 |
CN113815859B true CN113815859B (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=78915671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111136670.2A Active CN113815859B (zh) | 2021-09-26 | 2021-09-27 | 无人设备起飞控制方法、装置、设备及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113815859B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114326803B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-02-02 | 宁波派丽肯智能渔具有限公司 | 一种无人机负载控制系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106347705A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-01-25 | 安徽理工大学 | 无人飞行器旋翼升力测试系统 |
WO2017185363A1 (zh) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 无人飞行器的控制方法、装置及系统 |
CN108827302A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-11-16 | 大连理工大学 | 基于旋翼转速测量的多旋翼飞行器导航方法 |
CN110382354A (zh) * | 2017-03-01 | 2019-10-25 | 株式会社石田 | 起降装置、起降系统以及无人配送系统 |
CN111806679A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-10-23 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种无人机复飞方法 |
-
2021
- 2021-09-27 CN CN202111136670.2A patent/CN113815859B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017185363A1 (zh) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 无人飞行器的控制方法、装置及系统 |
CN106347705A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-01-25 | 安徽理工大学 | 无人飞行器旋翼升力测试系统 |
CN110382354A (zh) * | 2017-03-01 | 2019-10-25 | 株式会社石田 | 起降装置、起降系统以及无人配送系统 |
CN108827302A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-11-16 | 大连理工大学 | 基于旋翼转速测量的多旋翼飞行器导航方法 |
CN111806679A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-10-23 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种无人机复飞方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113815859A (zh) | 2021-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3261930B1 (en) | Near-flight testing maneuvers for autonomous aircraft | |
US20210309364A1 (en) | Automatic return method, appratus and unmanned aerial vehicle | |
US11745876B2 (en) | Method for adaptive mission execution on an unmanned aerial vehicle | |
EP3947073B1 (en) | Systems and methods for maintaining attitude control under degraded energy source conditions using multiple propulsors | |
US9944404B1 (en) | Prognostic failure detection system | |
US20210070457A1 (en) | Methods and systems for altering power during flight | |
WO2017162197A1 (zh) | 飞行器的数据的获取、处理及飞行状况监控的方法及系统 | |
EP2881830B1 (en) | Payload touchdown detection | |
WO2017185363A1 (zh) | 无人飞行器的控制方法、装置及系统 | |
CN111213106B (zh) | 一种无人机的降落控制方法、飞行控制设备及无人机 | |
US10759544B2 (en) | Methods and systems for controlling thrust produced by a plurality of engines on an aircraft for assisting with certain flight conditions | |
CN105460212A (zh) | 一种油电混合动力多旋翼飞行器 | |
EP3741671A1 (en) | Hybrid multirotor vehicles | |
BR102018068115A2 (pt) | Sistema de decolagem segura | |
CN112180723B (zh) | 一种基于能量分析的无人机任务规划方法及装置 | |
CN113815859B (zh) | 无人设备起飞控制方法、装置、设备及存储介质 | |
CN107783421A (zh) | 一种无人机自适应质量补偿控制方法和系统 | |
US20200041998A1 (en) | Controlling A Robotic Vehicle Following Flight Controller Signal Loss | |
CN110254731A (zh) | 一种基于六旋翼飞行器的断桨保护方法及装置 | |
CN113443167B (zh) | 无人机状态评估方法、装置、服务器及存储介质 | |
WO2021023632A1 (fr) | Aeronef comprenant un dispositif de secours en cas de panne | |
WO2017147776A1 (zh) | 飞行控制方法、系统和无人飞行器 | |
CN114368487B (zh) | 无人设备桨叶参数确定方法、装置、设备及存储介质 | |
CN108459619B (zh) | 无人机落地加锁方法、装置、飞行控制系统及遥控器 | |
Halaas et al. | Control and management of an indoor, health enabled, heterogenous fleet |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |