CN114371723A - 无人机及其控制方法、装置和计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机及其控制方法、装置和计算机可读存储介质。其中无人机系统控制方法包括：响应第一控制指令，检测无人机的启动状态，在无人机处于异常启动状态时，根据第一控制指令控制无人机的所有电机反向转动；接收第二控制指令，并根据第二控制指令控制无人机的至少部分电机反向加速转动，利用至少部分电机反向加速转动产生的反推力，控制无人机翻转进入正常启动状态。本发明的技术方案使无人机能够由翻转状态自主进入正常启动状态，显著提升无人机的控制便捷性。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机及其控制方法、装置和计算机可读存储介质。
背景技术
近几年无人机的发展较快，由于无人机具有成本相对低、无人员伤亡风险、机动性能好、使用方便等优势，无人机在航空拍摄、地质勘测、高压输电线路巡视等领域有极为广阔的应用前景。
无人机在着陆时，为了保证安全，无人机在翻转180度之后会自动锁定动力系统，电机停止转动，而无法重新解锁启动电机，此时需要人员取回无人机手动解锁电机，费时费力。
发明内容
本发明实施例提供了一种无人机及其控制方法、装置和计算机可读存储介质，使无人机能够由翻转状态进入正常启动状态，提升无人机的控制便捷性。
本发明实施例采用下述技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种无人机控制方法，包括：接收第一控制指令，检测无人机的启动状态，在无人机处于异常启动状态时，根据第一控制指令控制无人机的所有电机反向转动；接收第二控制指令，并根据第二控制指令控制无人机的至少部分电机反向加速转动，利用至少部分电机反向加速转动产生的反推力，控制无人机翻转进入正常启动状态。
在一些实施例中，检测无人机的启动状态，包括：检测无人机姿态和桨叶旋转状态，所述无人机姿态包括异常翻转姿态和正常着陆姿态，所述桨叶旋转状态包括停转状态和旋转状态；当所述无人机姿态为异常翻转姿态，且桨叶处于停转状态时，确定无人机处于异常启动状态。
在一些实施例中，检测无人机姿态，包括：获取无人机的惯性测量单元输出的惯性测量数据；根据所述惯性测量数据确定无人机姿态。
在一些实施例中，检测桨叶旋转状态，包括：获取无人机的电机反馈数据；根据电机反馈数据确定桨叶转速。
在一些实施例中，在接收到第二控制指令时，还包括：根据第二指令确定无人机的翻转方向；根据无人机的翻转方向确定待加速的部分电机，控制部分电机反向加速转动。
在一些实施例中，在确定出无人机的翻转方向时，还包括：根据无人机的翻转方向控制无人机与接触面形成接触支点。
在一些实施例中，所述无人机通过下述步骤形成接触支点：通过无人机的封闭壳体与接触面形成接触支点；或者，控制无人机的翻转支架与接触面形成接触支点。
第二方面，本发明实施例还提供一种无人机控制装置，包括：反向控制单元，用于接收第一控制指令，检测无人机的启动状态，在无人机处于异常启动状态时，根据第一控制指令控制无人机的所有电机反向转动；翻转控制单元，用于接收第二控制指令，并根据第二控制指令控制无人机的至少部分电机反向加速转动，利用至少部分电机反向加速转动产生的反推力，控制无人机翻转进入正常启动状态。
第三方面，本发明实施例还提供一种无人机，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行无人机控制方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现无人机控制方法。
本发明实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
在确定无人机处于异常启动状态时，才控制电机反向转动，防止误触发事件发生，在电机反向转动后，根据第二控制指令控制一部分电机或全部电机反向加速转动，通过反向加速转动的电机为无人机的姿态翻转提供足够的反推力，本发明的实施例通过遥控器控制无人机的自主翻身，提升无人机的控制便捷性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例中示出的无人机翻转姿态下电机工作示意图；
图2为本发明一个实施例中示出的一种无人机控制方法的流程示意图；
图3为本发明一个实施例中示出的一种无人机翻转示意图；
图4为本发明一个实施例中示出的一种无人机控制装置的结构示意图；
图5为本发明一个实施例中示出的一种无人机的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
如图1所示，当无人机以翻转姿态着陆时，若无人机的电机以正常模式转动，则无人机的桨叶按照图1所示的方向T正常转动后，气流被向上推动，无人机受到朝向地面的推力F，使得无人机更加贴近地面，无法飞起。
针对这一问题，本发明实施例提供一种无人机控制方法，在无人机处于翻转状态时，利用遥控器控制无人机自行翻身进入正常着陆状态。
图2为本发明一个实施例中示出的一种无人机控制方法的流程示意图，如图2所示，至少包括下述步骤S210～步骤S220：
步骤S210，响应第一控制指令，检测无人机的启动状态，在无人机处于异常启动状态时，根据第一控制指令控制无人机的所有电机反向转动。
在本实施例中，无人机为多旋翼无人机，即至少为双旋翼无人机，以便于本实施例的控制方法可以控制无人机由翻转姿态自主进入正常着陆姿态。
步骤S220，接收第二控制指令，并根据第二控制指令控制无人机的至少部分电机反向加速转动，利用至少部分电机反向加速转动产生的反推力，控制无人机翻转进入正常启动状态。
本实施例控制无人机翻转进入正常启动状态是指：当无人机翻转后进入正常着陆状态，此处控制无人机停桨，在无人机停桨后，控制无人机的电机正常转动，以控制无人接机正常起飞。
在无人机格斗等应用场景中，无人机可能以翻转姿态着陆，此时无人机的电机被锁定，电机无法正常转动，而格斗场景中不允许用户接触无人机，因此需要无人机自主翻身。本实施例针对这一问题，用户可以对无人机的遥控器进行输入操作，例如对遥控器的物理开关进行特定操作生成第一控制指令，基于该第一控制指令解锁电机，使电机反向转动。电机反向转动时，使无人机相对于接触面产生反推力，反推力推动无人机离开接触面。产生反推力后，需用户继续对遥控器进行输入操作，生成第二控制指令，基于第二控制指令控制无人机的一部分电机或全部电机反向加速转动，通过电机的反向加速转动，使得无人机在翻转方向上获得足够的反推力，通过该足够的反推力即可使无人机由翻转姿态进入正常着陆姿态，以控制无人机正确启动。
可见，图2所示的方法，在确定无人机处于异常启动状态时，才控制电机反向转动，防止误触发事件发生，在电机反向转动后，根据第二控制指令控制一部分电机反向加速转动，通过反向加速转动的电机为无人机的姿态翻转提供足够的反推力，本发明的实施例通过遥控器控制无人机的自主翻身，提升无人机的控制便捷性。
在一些实施例中，检测无人机的启动状态，包括：检测无人机姿态和桨叶旋转状态，无人机姿态包括异常翻转姿态和正常着陆姿态，桨叶旋转状态包括停转状态和旋转状态；当无人机姿态为异常翻转姿态，且桨叶处于停转状态时，确定无人机处于异常启动状态。
具体的，可以通过无人机的飞控系统获取无人机的惯性测量单元输出的惯性测量数据，根据所述惯性测量数据确定无人机姿态；以及通过无人机的飞控系统获取无人机的电机反馈数据，根据电机反馈数据确定桨叶转速，当桨叶转速为零时，确定桨叶处于停转状态，当桨叶转速不为零时，确定桨叶处于旋转状态。
需要说明的是，本实施例中无人机的异常翻转姿态包括无人机的电机无法正常转动的任何姿态，包括翻转180度之后的翻身姿态、倾斜姿态等等。
本实施例在接收到第一控制指令时，先判断无人机是否处于异常启动状态，只有无人机处于异常启动状态时，才控制无人机的所有电机反向转动，避免误触发。
这里第一控制指令可以是遥控器接收到的用户输入操作，该用户输入操作包括对一个物理开关的操作，或对多个物理开关的组合操作。
其中对一个物理开关的操作，包括对遥控器基础开关的特定操作，例如对遥控器的开机开关进行长按操作；也包括对特定开关的操作，例如对遥控器上新增设的“翻身”开关进行拨动操作。对多个物理开关的组合操作包括对遥控器多个基础开关的组合操作。在实际应用中，可以根据需求合理设置。
在一些实施例中，在接收到第二控制指令时，还根据第二指令确定无人机的翻转方向；根据无人机的翻转方向确定待加速的部分电机，控制部分电机反向加速转动。
其中，待加速的部分电机是指控制无人机进行翻转方向飞行的电机，部分电机可以是一个或多个电机。
例如，无人机为四旋翼无人机，每个旋翼对应一个电机，无人机的遥控器包括摇杆，摇杆的四个操纵方向对应于四个电机的加速控制。此时，可以通过对摇杆进行相应操纵，生成第二控制指令，例如当对摇杆进行左摇操作时，生成的第二控制指令指示无人机向左翻身，此时第二控制指令控制左向的电机为第一电机，进行反向加速转动，为无人机的左向翻身提供足够的反推力。
在一些实施例中，为保证无人机可以成功翻身，还控制无人机与接触面形成接触支点。具体是，在确定出无人机的翻转方向时，还根据无人机的翻转方向控制无人机与接触面形成接触支点。例如，通过无人机的封闭壳体与接触面形成接触支点；或者，控制无人机的翻转支架与接触面形成接触支点。
如图3所示，当第二控制指令控制无人机左向翻身时，无人机的封闭壳体在右侧与地面形成接触支点P，左向电机反向加速转动，提供足够的反推力，在右侧接触支点的支撑下，无人机可以顺利翻身。
当然，在无人机不具有封闭壳体时，在确定无人机的翻转方向时，还可以无人机的翻转支架在右侧与地面形成接触支点，辅助无人机翻身。其中，翻转支架可以是隐藏式的，正常状态时收纳在无人机内部，不会对无人机的正常飞行造成影响，在接收到第二控制指令时，根据第二控制指令的翻转方向控制翻转支架在与翻转方向相对应的位置处形成接触支点，辅助无人机翻身。
需要说明的是，上述实施例是基于第二控制指令控制部分电机反向加速转动，并利用接触支点控制无人机自主翻转。在其他实施例中，也可以基于第二控制指令控制全部电机反向加速转动，驱使无人机以翻转姿态离开接触面升空，此时再控制无人机进行姿态翻转，在无人机姿态翻转后，控制无人机正常着陆并停桨，此时即可以正常起飞控制方案控制无人机起飞。
本发明实施例还提供一种无人机控制装置，用于实现如上任一实施例中的无人机控制方法。
图4为本发明一个实施例中示出的一种无人机控制装置的结构示意图，如图4所示，本发明实施例中的无人机控制装置400包括：
反向控制单元410，用于接收第一控制指令，检测无人机的启动状态，在无人机处于异常启动状态时，根据第一控制指令控制无人机的所有电机反向转动；
翻转控制单元420，用于接收第二控制指令，并根据第二控制指令控制无人机的至少部分电机反向加速转动，利用至少部分电机反向加速转动产生的反推力，控制无人机翻转进入正常启动状态。
在一些实施例中，反向控制单元410包括：检测模块；
检测模块，用于检测无人机姿态和桨叶旋转状态，所述无人机姿态包括异常翻转姿态和正常着陆姿态，所述桨叶旋转状态包括停转状态和旋转状态；当所述无人机姿态为异常翻转姿态，且桨叶处于停转状态时，确定无人机处于异常启动状态。
在一些实施例中，检测模块，用于获取无人机的惯性测量单元输出的惯性测量数据；根据所述惯性测量数据确定无人机姿态；以及获取无人机的电机反馈数据；根据电机反馈数据确定桨叶转速。
在一些实施例中，翻转控制单元420还用于在接收到第二控制指令时，根据第二指令确定无人机的翻转方向；根据无人机的翻转方向确定待加速的部分电机，控制部分电机反向加速转动。
在一些实施例中，翻转控制单元420还用于在确定出无人机的翻转方向时，根据无人机的翻转方向控制无人机与接触面形成接触支点。
能够理解，上述无人机控制装置，能够实现前述实施例中提供的无人机控制方法的各个步骤，关于无人机控制方法的相关阐释均适用于无人机控制装置，此处不再赘述。
需要说明的是：
图5为本发明一个实施例中示出的一种无人机的结构示意图。请参考图5，在硬件层面，该无人机包括处理器和存储器，可选地还包括内部总线、网络接口。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该无人机还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、接口模块、通信模块和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放计算机可执行指令。存储器通过内部总线向处理器提供计算机可执行指令。
处理器，执行存储器所存放的计算机可执行指令，并具体用于实现以下操作：
响应第一控制指令，检测无人机的启动状态，在无人机处于异常启动状态时，根据第一控制指令控制无人机的所有电机反向转动；接收第二控制指令，并根据第二控制指令控制无人机的部分电机反向加速转动，利用部分电机反向加速转动产生的反推力，控制无人机翻转进入正常启动状态。
上述如本发明图2所示实施例揭示的无人机控制方法执行的功能可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序当被处理器执行时，实现前述的无人机控制方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明可采用在一个或多个包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(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。
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功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种无人机控制方法，其特征在于，包括：
接收第一控制指令，检测无人机的启动状态，在无人机处于异常启动状态时，根据第一控制指令控制无人机的所有电机反向转动；
接收第二控制指令，并根据第二控制指令控制无人机的至少部分电机反向加速转动，利用至少部分电机反向加速转动产生的反推力，控制无人机翻转进入正常启动状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测无人机的启动状态，包括：
检测无人机姿态和桨叶旋转状态，所述无人机姿态包括异常翻转姿态和正常着陆姿态，所述桨叶旋转状态包括停转状态和旋转状态；
当所述无人机姿态为异常翻转姿态，且桨叶处于停转状态时，确定无人机处于异常启动状态。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，检测无人机姿态，包括：
获取无人机的惯性测量单元输出的惯性测量数据；
根据所述惯性测量数据确定无人机姿态。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，检测桨叶旋转状态，包括：
获取无人机的电机反馈数据；
根据电机反馈数据确定桨叶转速。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在接收到第二控制指令时，还包括：
根据第二指令确定无人机的翻转方向；
根据无人机的翻转方向确定待加速的一部分，控制一部分电机反向加速转动。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定出无人机的翻转方向时，还包括：
根据无人机的翻转方向控制无人机与接触面形成接触支点。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述无人机通过下述步骤形成接触支点：
通过无人机的封闭壳体与接触面形成接触支点；
或者，控制无人机的翻转支架与接触面形成接触支点。
8.一种无人机控制装置，其特征在于，包括：
反向控制单元，用于响应第一控制指令，检测无人机的启动状态，在无人机处于异常启动状态时，根据第一控制指令控制无人机的所有电机反向转动；
翻转控制单元，用于接收第二控制指令，并根据第二控制指令控制无人机的部分电机反向加速转动，利用部分电机反向加速转动产生的反推力，控制无人机翻转进入正常启动状态。
9.一种无人机，其特征在于，包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行所述权利要求1～7之任一所述无人机控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现所述权利要求1～7之任一所述无人机控制方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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