WO2016008125A1 - 电动无人机及其智能电量保护方法 - Google Patents

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WO2016008125A1
WO2016008125A1 PCT/CN2014/082350 CN2014082350W WO2016008125A1 WO 2016008125 A1 WO2016008125 A1 WO 2016008125A1 CN 2014082350 W CN2014082350 W CN 2014082350W WO 2016008125 A1 WO2016008125 A1 WO 2016008125A1
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power
electric
current
preset
drone
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PCT/CN2014/082350
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石仁利
宋健宇
陈熙
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深圳市大疆创新科技有限公司
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    • 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
    • G05D1/0055—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements
    • 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
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/30—Supply or distribution of electrical power
    • 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
    • G05D1/0088—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
    • B64U2201/104—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS] using satellite radio beacon positioning systems, e.g. GPS

Definitions

  • the invention relates to a UAV (unmanned aerial vehicle), and particularly relates to an electric drone and a smart electric power protection method thereof.
  • the battery's voltage is used to determine the remaining battery capacity, it requires a lot of experience to be able to know the state of the battery. If the remaining battery power is judged by the percentage of the current battery power, it is intuitive to know the current battery power. For the two representations, when the battery is in a low-power state, or when there is no power, there will be a corresponding alarm device alarm, for example, a flashing red LED, or a buzzer sounds.
  • the low-power alarm is based on a fixed reference voltage value to determine whether the battery reaches the preset low voltage value, for beginners like aerial photography drones, when the electric drone flies far away, basically It is difficult to obtain the battery's power alarm, and it is difficult to calculate the amount of power that the electric drone needs to fly back to the takeoff point at the current position, causing many electric drones to crash on the way back, or let the electric drone return early. This results in lower battery utilization.
  • an intelligent electric power protection method for an electric drone which can protect the electric drone from the electric drone in real time, effectively and intelligently, and avoid the electric drone from being caused by insufficient power. Accidents, and can improve battery utilization.
  • a smart power protection method for an electric drone includes the following steps:
  • the intelligent electric power protection method of the electric drone described above calculates the safety electric quantity required for the electric drone to execute the safety protection command at the current position by acquiring the coordinate information of the current position of the electric drone in real time, when the battery When the current remaining power is not greater than the safe power, immediately execute the corresponding safety protection command, thereby protecting the electric drone in real time, and avoiding the electric drone from causing an accident caused by insufficient power.
  • the intelligent electric power protection method of the above electric drone can automatically determine whether it is necessary to execute a security protection command according to the safety power of the current position and the current remaining power of the battery, and does not require the user to judge according to his own experience, thereby making the above intelligent The power protection method protects the electric drone more effectively and intelligently.
  • the safety power used by the above-mentioned electric power protection method of the electric drone changes in real time according to the change of the coordinate information of the current position, and the electric drone does not need to return early or advance in advance, thereby improving the utilization rate of the battery.
  • the safety power includes at least one of the following: a quantity required for the electric drone to safely return from the current position to the preset position, the electric drone from the The amount of electricity required to directly drop the current position, and the amount of power required by the electric drone to turn on the safety device;
  • the security protection command accordingly includes at least one of the following: a command to immediately return to the preset position, a command to immediately drop directly from the current position, and immediately open a command of the security device.
  • the step of calculating the amount of power required for the electric drone to directly fall from the current location further comprises:
  • the amount of power required for the electric drone to land directly from the current location includes reserve power.
  • the path of the electric drone safely returning from the current position to the preset position is as follows: an original flight path, the current position and the preset position are in a horizontal direction a straight path and a straight path in the vertical direction, a straight path between the current position and the preset position.
  • the electric drone when calculating the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position, the electric drone automatically selects a return path according to a preset standard, and according to The selected return path calculates the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position.
  • the preset criterion includes at least one of the following: the least power consumption, the shortest return flight time, and the least number of shifting times.
  • the preset criterion is that the power consumption is the least, and the step of calculating the power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current location further comprises: separately calculating the The amount of power consumed by the electric drone when returning from the current position along different paths to the preset position;
  • the path of the electric drone safely returning from the current position to the preset position may be automatically set or set by a user.
  • the step of calculating the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current location further comprises:
  • the amount of power required for the electric drone to return to the preset position from the current position includes the amount of power required to calculate the horizontal distance and the amount of power required to calculate the height of the ground.
  • the amount of power required for the horizontal distance includes a first reserved amount of power
  • the amount of power required for the height of the ground includes a second reserved amount of power.
  • the preset position is a position coordinate in a flight path recorded by the electric drone, and the electric drone is calculated to safely return from the current position to the preset position.
  • the steps of the required power further include:
  • Calculating the electric drone according to a power consumption rate of the battery under current flight conditions and a time required for the electric drone to return from the current position to the preset position along the original flight path The amount of power required to return from the current position along the original flight path to the predetermined position.
  • the electric drone returns from the current position along the original flight path to the The amount of power required for the preset location includes reserved power.
  • the time required for the electric drone to land the process is calculated by the descending height of the drone and the rate at which the electric drone descends, the electric drone When descending, shift at multiple preset heights.
  • the plurality of preset heights include a first preset height and a second preset height, first the hook speed drops to the first preset height, and then gradually slows down and descends to the second Preset the height, and finally hook down.
  • the first preset height and the second preset height are according to The distance measuring sensor provided by the electric drone is sensed, or is set by the user according to the total height of the drop.
  • the power consumption rate of the battery in the current flight situation is obtained by spacing the preset time At, and taking the average of the multiple measurements, wherein the power consumption of the nth preset time At The rate is (Ql - Qn ) / n * A t, Q1 is the total amount of power of the battery, and Qn is the current remaining amount of the battery detected after the nth preset time ⁇ t is separated.
  • the preset position is a take-off point of the electric drone or a target point specified by a user.
  • the current remaining capacity of the battery is the actual remaining power of the battery minus the amount of power after the preset amount of power, and the predetermined amount of power is compensated for the calculation error of the safe power.
  • the current remaining capacity of the battery is obtained by a method of collecting voltage by an AD clamp circuit or a method of measuring current by an ammeter.
  • the present invention also provides a smart battery protection method for an electric drone according to another embodiment.
  • a smart power protection method for an electric drone includes the following steps:
  • the intelligent power protection method of the above electric drone has at least the following advantages:
  • the intelligent electric power protection method of the electric drone described above calculates the safety electric quantity required for the electric drone to execute the safety protection command at the current position by acquiring the coordinate information of the current position of the electric drone in real time, when the battery When the current remaining power is not greater than the safe power, immediately execute the corresponding safety protection command, thereby protecting the electric drone in real time, and avoiding the electric drone from causing an accident caused by insufficient power.
  • the intelligent electric power protection method of the above electric drone can automatically determine whether it is necessary to execute a security protection command according to the safety power of the current position and the current remaining power of the battery, and does not require the user to judge according to his own experience, thereby making the above intelligent The power protection method protects the electric drone more effectively and intelligently.
  • the safety power used by the above-mentioned electric power protection method of the electric drone changes in real time according to the change of the coordinate information of the current position, and the electric drone does not need to return early or advance in advance, thereby improving the utilization rate of the battery.
  • the intelligent electric power protection method of the above electric drone sets two different levels of alarm electric power, and the electric power required for the electric drone to directly land from the current position is the first-level alarm electric quantity, and the electric drone returns from the current position.
  • the amount of power required to reach the preset position is a secondary alarm power.
  • different safety protection measures are selected. For example, when the current remaining capacity of the battery reaches the first-level alarm power, the electric control can be automatically controlled. The man-machine directly falls from the current position, so that the emergency protection measures can be taken for the electric drone. When the current remaining capacity of the battery reaches the secondary alarm power, the automatic drone can be automatically controlled to return immediately, or continue normal flight. To further improve the efficiency of battery utilization.
  • the intelligent electric power protection method of the above electric drone sets two different levels of alarm electric power, and the electric power required for the electric drone to directly land from the current position is the first-level alarm electric quantity, and the electric drone is preferentially judged. Whether the battery's power reaches the first-level alarm power to improve the power control efficiency of the electric drone.
  • the method further includes:
  • the current remaining power is not greater than the amount of power required by the electric drone to return from the current position to the preset position, automatically executing a command to return to the preset position, or prompting the user to perform A command to return to the preset position.
  • calculating that the electric drone needs to land directly from the current position The steps of the required amount of power further include:
  • the amount of power required for the electric drone to land directly from the current location includes reserve power.
  • the path of the electric drone safely returning from the current position to the preset position is as follows: an original flight path, the current position and the preset position are in a horizontal direction a straight path and a straight path in the vertical direction, a straight path between the current position and the preset position.
  • the electric drone when calculating the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position, the electric drone automatically selects a return path according to a preset standard, and according to The selected return path calculates the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position.
  • the preset criterion includes at least one of the following: the least power consumption, the shortest return flight time, and the least number of shifting times.
  • the preset criterion is that the power consumption is the least, and the step of calculating the power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current location further comprises: separately calculating the The amount of power consumed by the electric drone when returning from the current position along different paths to the preset position;
  • the path of the electric drone safely returning from the current position to the preset position may be automatically set or set by a user.
  • the step of calculating the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current location further includes:
  • Calculating the electric drone to return from the current position according to a power consumption rate of the battery in a current flight situation and a time required for the electric drone to return from the current position to the preset position The amount of power required to the preset position.
  • the amount of power required for the electric drone to return to the preset position from the current position includes the amount of power required to calculate the horizontal distance and the amount of power required to calculate the height of the ground.
  • the amount of power required for the horizontal distance includes a first reserved amount of power
  • the amount of power required for the height of the ground includes a second reserved amount of power.
  • the preset position is a position coordinate in a flight path recorded by the electric drone, and the electric drone is calculated to safely return from the current position to the preset position.
  • the steps of the required power further include:
  • Calculating the electric drone according to a power consumption rate of the battery under current flight conditions and a time required for the electric drone to return from the current position to the preset position along the original flight path The amount of power required to return to the preset position along the original flight path from the current location.
  • the electric drone is along the original flight path from the current position
  • the amount of power required to return to the preset location includes reserved power.
  • the time required for the electric drone to land the process is calculated by the descending height of the drone and the rate at which the electric drone descends, the electric drone When descending, shift at multiple preset heights.
  • the plurality of preset heights include a first preset height and a second preset height, first the hook speed drops to the first preset height, and then gradually slows down and descends to the second Preset the height, and finally hook down.
  • the first preset height and the second preset height are sensed according to the ranging sensor of the electric drone, or are determined by the user according to the total height of the drop. Set in advance.
  • the power consumption rate of the battery in the current flight situation is obtained by spacing the preset time At, and taking the average of the multiple measurements, wherein the power consumption of the nth preset time At The rate is (Ql - Qn ) / n * A t, Q1 is the total amount of power of the battery, and Qn is the current remaining amount of the battery detected after the nth preset time ⁇ t is separated.
  • the preset position is a take-off point of the electric drone or a target point specified by a user.
  • the current remaining capacity of the battery is the actual remaining power of the battery minus the amount of power after the preset amount of power, and the predetermined amount of power is compensated for the calculation error of the safe power.
  • the current remaining charge of the battery is obtained by a method of collecting voltage by an AD clamp circuit or a method of measuring current by an ammeter.
  • the present invention also provides the above-described electric drone capable of applying the smart power protection method.
  • An electric drone comprising:
  • a position sensor for acquiring coordinate information of a current position of the electric drone in real time
  • a memory for storing coordinate information of a preset position of the electric drone
  • controller configured to communicate with the position sensor and the memory, wherein the controller is configured to calculate the electric power according to coordinate information of the current position of the electric drone and coordinate information of the preset position
  • the controller executes a corresponding security protection command when the current remaining power of the battery is not greater than the security power.
  • the position sensor of the electric drone can obtain the coordinate information of the current position of the electric drone in real time, and the controller can acquire the coordinate information of the current position of the electric drone in real time, and calculate the electric drone in the office.
  • the safe power required to execute the safety protection command at the current position When the current remaining battery power of the battery is not greater than the safety power, the controller immediately executes the corresponding safety protection command, thereby protecting the electric drone in real time and avoiding the electric drone. An accident caused by a low battery.
  • the controller of the above electric drone can automatically determine whether it is necessary to execute a security protection command according to the safe power of the current position and the current remaining capacity of the battery, and does not require the user to judge according to his own experience, thereby making the above-mentioned electric unmanned person
  • the machine can be automatically protected and has intelligent protection.
  • the position sensor of the electric drone can obtain the coordinate information of the current position of the electric drone in real time, and the safe electric quantity changes in real time according to the change of the coordinate information of the current position, without the electric drone returning or landing early. Thereby improving the utilization of the battery.
  • the controller of the above electric drone can implement two different levels of power alarms.
  • the controller can automatically implement the return function according to the user settings, or continue to fly normally; when the current remaining capacity of the battery can only meet the requirements of landing to the ground, the controller will implement the automatic landing function.
  • the position sensor comprises at least one of a GPS sensor and a height sensor.
  • the height sensor comprises at least one of a barometric altimeter, a laser altimeter, a radio altimeter, an ultrasonic altimeter, and an image ranging sensor.
  • the controller includes a function for calculating the safety protection of the electric drone according to the coordinate information of the current position of the electric drone and the coordinate information of the preset position. a calculation unit of the safe power, and a comparator for determining the current remaining capacity of the battery and the size of the safe power;
  • the controller includes: calculating, according to the coordinate information of the current position of the electric drone and the coordinate information of the preset position, a safety power required for the safety protection of the electric drone, and determining A microprocessor of the current remaining capacity of the battery and the size of the safe power.
  • the controller further includes a power detecting circuit for detecting the current remaining power of the battery in real time, and the controller acquires the current remaining power of the battery by the power detecting circuit.
  • the power detection circuit is an AD clamp circuit or/and an ammeter.
  • the battery is a smart battery that automatically detects its own remaining power, and the controller is in communication with the smart battery to obtain the current remaining power of the smart battery.
  • the safety power includes at least one of the following: a quantity required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position, the electric drone from the current position Directly dropping the required amount of electricity, the electric drone needs to turn on the power of the safety device;
  • the safety protection command correspondingly includes at least one of the following: a command to immediately return to the preset position, immediately from the current The command to directly land the position, immediately open the command of the safety device.
  • the safe power amount includes a quantity of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current location.
  • the controller automatically executes the slave The current position direct landing command.
  • the safe power further includes a quantity of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position, when the current remaining capacity of the battery is greater than the electric quantity.
  • the controller controls the electric drone when the power required to safely return from the current position to the preset position is greater than the amount of power required by the electric drone to directly fall from the current position Continue normal flight.
  • the current remaining amount of power of the battery is greater than a quantity required by the electric drone to directly fall from the current position, and is not greater than the current position of the electric drone from the current position.
  • the controller automatically executes a command to return to the preset position when safely returning to the power required by the preset position.
  • the method further includes a prompting module, wherein the controller is in communication with the prompting module, and when the current remaining power of the battery is greater than the direct drop of the electric drone from the current position The controller controls the prompting module to issue a prompt to perform a return to the preset position when the electric quantity is not greater than the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position. signal.
  • a sensor for whether there is an obstacle in a surrounding preset range and the controller automatically plans a return path when the sensor detects that there is an obstacle in the surrounding preset range of the electric drone.
  • the senor comprises at least one of an infrared ranging sensor, an ultrasonic ranging sensor, an image ranging sensor, a laser ranging sensor, and a microwave radar ranging sensor.
  • the controller controls the electric drone to return along the original flight path or return along the return path automatically planned by the controller when the command to return to the preset position is performed.
  • the path of the electric drone safely returning from the current position to the preset position is as follows: an original flight path, the current position and the preset position are in a horizontal direction a straight path and a straight path in the vertical direction, a straight path between the current position and the preset position.
  • the path of the electric drone safely returning from the current position to the preset position is automatically set by the controller or set by a user.
  • the controller when the controller automatically sets the return path, the controller separately calculates the amount of power that the electric drone needs to consume when returning from the current position to the preset position along different paths. And automatically select the path that consumes the least amount of power as the return path.
  • the current remaining capacity of the battery is the actual remaining power of the battery minus the amount of power after the preset amount of power, and the predetermined amount of power is compensated for the calculation error of the safe power.
  • FIG. 1 is a flow chart of a method for protecting a smart electric power of an electric drone according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a flow chart for calculating a power required for safe return in the smart electric power protection method of the electric drone shown in FIG. Figure
  • FIG. 3 is a flow chart of calculating the amount of power required for safe landing in the intelligent power protection method of the electric drone shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a flowchart of a method for protecting a smart electric quantity of an electric drone according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart of a process for calculating and judging a smart electric quantity protection method for an electric drone according to Embodiment 2 of the present invention
  • Fig. 6 is a schematic view showing the principle of an electric drone according to an embodiment of the present invention. ⁇ detailed description ⁇
  • the present disclosure provides a smart power protection method for an electric drone, which calculates the time (the current remaining battery capacity of the battery) that the electric drone can continue to fly according to the voltage or/and current of the battery, and can be based on the electric motor.
  • the current state of the man-machine calculate the time (safety) required for the electric drone to execute the safety protection command at the current position, synthesize the information of the two, and automatically implement the corresponding protective measures to avoid the battery power in flight. An accident caused by insufficient.
  • the electric drone may be a single-rotor unmanned aerial vehicle or a multi-rotor unmanned aerial vehicle, for example, a quadrotor unmanned aerial vehicle, a six-rotor unmanned aerial vehicle, or a fixed wing. Human aircraft, and so on.
  • the safe power may be the amount of power required for the electric drone to directly drop from the current location, or the amount of power required for the electric drone to return from the current location to the destination (HOME point). It is also possible to turn on the power required by the safety device for the electric drone, for example, to open a parachute or to open a safety air, or to synthesize in a variety of ways. Of course, the present invention is not limited to the above various modes, and may be other methods.
  • the safe power may be the amount of power required for the electric bicycle to drop from the current position to the safe altitude.
  • the corresponding safety protection command is executed.
  • the safety power is the power required for the electric drone to directly drop from the current position, and the safety protection command is immediately from the current a command for direct landing
  • the safe power is the amount of power required for the electric drone to return from the current position to the preset position, and the safety protection command is a command to immediately return from the current position to the preset position
  • the power is the time required for the electric drone to open the safety device, and the safety protection command is a command to immediately open the safety device.
  • the safe power includes the amount of power required for the electric drone to directly drop from the current location, and the electric unmanned Judging the amount of power required to return from the current position to the preset position The way is:
  • the preset position of the electric drone to return may be a take-off point or a location designated by the user.
  • the preset position of the electric drone to return to the aircraft is not limited to the above location, and may be other locations.
  • the electric drone is loaded with a sensor for detecting the geographical appearance of the ground, the electric drone is returned.
  • the preset position can be the optimal landing point automatically selected.
  • the safe power of the electric drone may be acquired and determined “continuously” until a security command is executed.
  • the safe power of the electric drone can also be acquired and judged "scheduled for a predetermined time” until a security command is executed, for example, once every 5 seconds.
  • the "execute security command” may automatically execute the protection command for the electric drone, or may prompt the user through the prompt module, and the user controls the electric drone to perform the protection command.
  • the current power of the battery may be the actually measured power value, or may be the actual measured power value minus the reserved power amount.
  • the current amount of power of the battery can be either voltage measurement or current measurement.
  • the current power of the battery is not limited to the above measurement method, and may be other measurement methods such as a voltage and current integrated measurement method.
  • the path of the electric drone safely returning from the current position to the preset position is as follows: a original flight path, the current position and the preset position are in a horizontal direction a straight path and a straight path in the vertical direction, a straight path between the current position and the preset position.
  • the path of the electric drone safely returning from the current position to the preset position may be automatically set or set by a user.
  • the amount of power required for the electric drone to directly land from the current position, and the amount of power required for the electric drone to return from the current position to the preset position may be based on the average battery consumption rate of the battery and the current.
  • the time required for the position to directly land, the time required to return from the current position to the preset position is calculated, or may be obtained according to other methods, for example, the average power consumption per unit height in the current flight situation, and the unit horizontal distance consumption.
  • the average power is calculated from the horizontal distance from the current position to the preset position and the height from the ground, and the reserved power.
  • a method for protecting a smart battery of an electric drone includes the following steps:
  • Step S11 Acquire the current remaining capacity of the battery in real time.
  • the current remaining capacity of the battery is obtained by the method of collecting voltage by the AD clamp circuit or/and the method of measuring current by the ammeter.
  • the voltage collection method is used.
  • the battery's power is the sum of the total charge that the battery can output. It is usually expressed in AH units.
  • the voltage across the sampling device can be collected by the AD acquisition circuit.
  • the controller will periodically collect the signal.
  • current collection methods can be employed.
  • the current collecting method can directly collect the current on the sampling device through the galvanometer, and then calculate the current power of the battery according to the relationship between the power and the current.
  • current and voltage integration methods can be used.
  • Step S12 real-time acquiring the coordinate information of the current position of the electric drone, and calculating the electric safety drone to perform the safety protection command at the current position according to the coordinate information of the current position of the electric drone and the coordinate information of the preset position. Safe power.
  • the safety power can be defined differently.
  • the safety power can be used to safely return the electric drone from the current position to the preset position, or it can directly drop the electric drone from the current position. The amount of power required for the fall, and the amount of power required to safely return to the preset position at the current location and the amount of power required for the electric drone to directly land from the current location.
  • the corresponding security protection commands are executed.
  • the safety command is a command to immediately return to the preset position;
  • the security command is a command to immediately land directly from the current location.
  • the safe power has different calculation methods according to different definitions. For example, as shown in FIG. 2, when the safe power is the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position, calculate the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position.
  • the steps further include:
  • Step S12a obtaining the total battery power and flight time, and calculating the power consumption rate of the battery under the current flight condition.
  • the memory of the electric drone generally stores the total battery power, flight time, and coordinate information of the takeoff point.
  • the battery power consumption can be calculated based on the total battery power and flight time.
  • the power consumption of the battery and the flight time are in a corresponding relationship. For example, the power consumption is calculated every predetermined time interval.
  • the power consumption rate of the battery is calculated by taking the method of “averaging multiple measurements”, so that the power consumption rate of the battery in the current flight situation can be obtained more accurately.
  • the power consumption rate of the battery in the current flight situation is obtained by spacing the preset time At and averaging multiple times, wherein the power consumption rate of the nth preset time At is (Ql-Qn) /n* ⁇ t, Q1 is the total battery power, and Qn is the current remaining battery power detected after the nth preset time At.
  • the power consumption rate of the first preset time At is (Ql-Q2) / ⁇ t
  • Q1 is the total battery power
  • Q2 is the current remaining battery after detecting the first preset time ⁇ .
  • interval 2nd preset time 2 ⁇ t power consumption rate is (Q1-Q3)/2 ⁇ t
  • the third preset time 3 ⁇ t and above corresponding power consumption rate can be analogized.
  • the preset time ⁇ can be set according to different situations.
  • the preset time At can be 5 seconds.
  • Step S12b Calculate the horizontal distance and the height of the ground of the electric drone from the current position to the preset position according to the current position and the coordinate information of the preset position.
  • the coordinate information of the current position and the preset position can be known by a GPS sensor, a height sensor, or the like. Since the coordinate information of the current position and the preset position is known, the horizontal distance and the height of the ground from the current position to the preset position can be calculated according to the coordinate information.
  • the coordinate information of the preset position may be stored in advance in the memory of the electric drone or directly input by the user; the plane coordinate of the current position on the horizontal plane may be known by the GPS sensor, according to the pre- Set the horizontal coordinate of the position and the current position in the horizontal plane to calculate the horizontal distance from which the electric drone returns from the current position to the preset position.
  • the height coordinate of the current position in the vertical direction can be known by the distance measuring sensor, for example, a laser ranging sensor, etc., according to the preset position and the height coordinate of the current position in the vertical direction, the electric drone can be known from the The current position is returned to the height of the ground at the preset position.
  • the distance measuring sensor for example, a laser ranging sensor, etc.
  • the coordinate information of the preset position may be stored in advance in the memory of the electric drone or directly input by the user; the plane coordinate of the current position on the horizontal plane may be known by the GPS sensor, according to the current position and The plane coordinate of the preset position on the horizontal plane is calculated, and the horizontal distance for calculating the electric drone's return from the current position to the preset position is calculated.
  • the height coordinate of the current position in the vertical direction can be known by the height sensor, for example, a barometric altimeter, a radio altimeter, etc., according to the current position and the height coordinate of the preset position in the vertical direction, the current position can be known to the pre-predetermined position. Set the height of the ground off the location. If the preset position is not the takeoff point, for example, the preset position is the position reset by the user, the ground height of the current position to the takeoff point may also be used as the ground height from the current position to the position reset by the user.
  • Step S12c Calculate the time required for the electric drone to return from the current position to the preset position according to the horizontal distance and the height of the ground.
  • the horizontal distance required time horizontal distance / horizontal flight rate.
  • an electric drone is flying horizontally, it is generally flying at a constant speed. For example, an electric drone can fly at a speed of 8 m/s.
  • the electric drone descends, it shifts at multiple preset heights.
  • the plurality of preset heights include a first preset height and a second preset height, first the hook speed is decreased to the first preset height, and then gradually decelerating and descending to the The second preset height, and finally the landing speed.
  • the electric drone when the electric drone descends, it first drops to a height of 15 meters at a speed of 2 meters per second, then drops to a height of 5 meters, and gradually decelerates to 0.5 m / sec, and finally, at 0.5 m / sec. Hook down to the ground.
  • the first preset height and the second preset height may be according to electric
  • the range sensor of the drone is sensed, for example, a radio ranging sensor, a laser ranging sensor, etc., may also be set in advance by the user according to the total height of the drop.
  • Step S12d calculating the amount of power required for the electric drone to return from the current position to the preset position according to the power consumption rate of the battery in the current flight situation and the time required for the electric drone to return from the current position to the preset position.
  • the electric drone is returned from the current position to the preset position.
  • the step of calculating the amount of power required for the electric drone to directly fall from the current position further includes:
  • Step S12a obtaining the total battery power, the flight time, and the coordinate information of the takeoff point, and calculating the power consumption rate of the battery under the current flight condition.
  • the memory of the electric drone generally stores the total battery power, flight time, and coordinate information of the takeoff point.
  • the battery power consumption can be calculated based on the total battery power and flight time.
  • the power consumption of the battery and the flight time are in a corresponding relationship. For example, the power consumption is calculated every predetermined time interval.
  • the power consumption rate of the battery is calculated by taking the method of “averaging multiple measurements”, so that the power consumption rate of the battery in the current flight situation can be obtained more accurately.
  • the power consumption rate of the battery in the current flight situation is obtained by spacing the preset time At and averaging multiple times, wherein the power consumption rate of the nth preset time At is (Ql-Qn) /n* ⁇ t, Q1 is the total battery power, and Qn is the current remaining battery power detected after the nth preset time At.
  • the power consumption rate of the first preset time At is (Ql-Q2) / ⁇ t
  • Q1 is the total battery power
  • Q2 is the current remaining battery after detecting the first preset time At.
  • interval 2nd preset time 2 ⁇ t power consumption rate is (Q1-Q3)/2 ⁇ t
  • the third preset time 3 ⁇ t and above corresponding power consumption rate can be analogized.
  • the preset time ⁇ can be set according to different situations.
  • the preset time At can be 5 seconds.
  • Step S12b calculating the ground height of the electric drone from the current position to the take-off point according to the current position and the coordinate information of the take-off point.
  • the height position of the current position to the takeoff point can be known by the height sensor. Degrees, for example, barometers, etc., and the height of the ground from the current position to the takeoff point is taken as the current position to reach the ground level.
  • Step S12c' calculate the time required for the electric drone to directly land from the current position.
  • the electric drone descends, it shifts at multiple preset heights.
  • the plurality of preset heights include a first preset height and a second preset height, first the hook speed is decreased to the first preset height, and then gradually decelerating and descending to the The second preset height, and finally the landing speed.
  • the electric drone when the electric drone descends, it first drops to a height of 15 meters at a speed of 2 meters per second, then drops to a height of 5 meters, and gradually decelerates to 0.5 m / sec, and finally, at 0.5 m / sec. Hook down to the ground.
  • the first preset height and the second preset height may be sensed according to a ranging sensor that is provided by the electric drone, for example, a laser ranging sensor, etc., or may be used by a user. It is set in advance according to the total height of the drop.
  • step S12d the amount of electricity required for the electric drone to directly fall from the current position is calculated according to the power consumption rate of the battery in the current flight situation and the time required for the electric drone to directly land from the current position.
  • Direct drop required power battery consumption rate * time required to get off the ground.
  • the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position and the amount of power required for the electric drone to directly drop from the current position are not limited to the above calculation methods, and other methods may be used.
  • the distance measuring sensor may be used to measure the actual height of the current position to the ground, and the amount of power required to directly fall from the current position is calculated according to the actual height;
  • the preset position is a position coordinate in the flight path recorded by the electric drone
  • the original flight path may be returned along the original flight path and according to the original flight path. Calculate the total distance actually returned.
  • the step of setting the amount of power required for the location further includes: Obtaining the total power and flight time of the battery, and calculating a power consumption rate of the battery under current flight conditions;
  • Calculating the electric drone according to a power consumption rate of the battery under current flight conditions and a time required for the electric drone to return from the current position to the preset position along the original flight path The amount of power required to return to the preset position along the original flight path from the current location.
  • calculating, required for the electric drone to safely return from the current position to the preset position further includes:
  • the current position returns the amount of power required to the preset position along the linear path.
  • the electric drone can automatically select the return path according to the preset standard, and calculate the safe return of the electric drone from the current position according to the selected return route.
  • the path of the electric drone safely returning from the current position to the preset position may be: an original flight path, a straight path of the current position and the preset position in a horizontal direction, and a vertical direction a straight path, a straight path between the current position and the preset position, and the like.
  • the preset criteria can be: minimum power consumption, shortest return journey, minimum number of shifts, and more.
  • the preset standard can be one or two or more.
  • the preset criterion is that the power consumption is the least
  • the step of calculating the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current location includes: separately calculating Determining the amount of power required when the electric drone returns from the current position to the preset position along different paths;
  • the error generated in the process of calculating the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position and the amount of power required for the electric drone to directly fall from the current position may be compensated by the reserved power.
  • the amount of electricity required includes the amount of electricity required to calculate the horizontal distance and the amount of electricity required to calculate the height of the ground.
  • the amount of electricity required for the horizontal distance includes a first reserved amount of electricity, and the amount of electricity required for the height of the ground includes Second, reserve power.
  • the amount of power required for the horizontal distance can be reserved for 2% of the power, that is, the first reserved power is 2% of the power, and the required power from the ground can reserve 2% of the power, that is, the second reservation The amount of electricity is 2%.
  • the amount of power required for the electric drone to directly land from the current position includes a reserve amount of power.
  • the reserved power can be 2% of the battery.
  • the electric drone when calculating the amount of power required by the electric drone to return from the current position along the original flight path to the preset position, the electric drone is along the current position.
  • the amount of power required for the original flight path to return to the preset position includes reserved power.
  • the reserved amount can be 2% of the battery.
  • the actual remaining battery power can be reserved for 10% of the battery.
  • Step S13 determining whether the current remaining capacity of the battery is greater than the safe power.
  • the safety power is the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position
  • the electric power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position is determined. The relationship between the current remaining capacity of the battery.
  • the safe power is the amount of power required for the electric drone to directly drop from the current position
  • the relationship between the amount of power required for the electric drone to directly land from the current position and the current remaining capacity of the battery is determined.
  • the safety power when the safety power includes the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position, and the amount of power required for the electric drone to directly drop from the current position, the current battery is determined. The remaining power is respectively related to the amount of power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position, and the amount of power required for the electric drone to directly fall from the current position.
  • Step S14 If the current remaining capacity of the battery is not greater than the safe power, the corresponding security protection command is immediately executed.
  • the command to return to the preset position is immediately executed.
  • the command to directly drop from the current position is immediately executed.
  • the intelligent electric power protection method of the electric drone described above calculates the safety electric quantity required for the electric drone to execute the safety protection command at the current position by acquiring the coordinate information of the current position of the electric drone in real time, when the battery When the current remaining power is not greater than the safe power, immediately execute the corresponding safety protection command, thereby protecting the electric drone in real time, and avoiding the electric drone from causing an accident caused by insufficient power.
  • the intelligent electric power protection method of the above electric drone can automatically determine whether it is necessary to execute a security protection command according to the safety power of the current position and the current remaining power of the battery, and does not require the user to judge according to his own experience, thereby making the above intelligent The power protection method can be more effective and intelligent Protect the electric drone.
  • the safety power used in the intelligent electric power protection method of the above electric drone changes in real time according to the change of the coordinate information of the current position, and the electric drone does not need to return early or advance in advance, thereby improving the utilization rate of the battery.
  • the method for intelligent power protection of the electric drone according to the second embodiment of the present invention includes the following steps:
  • step S21 the current remaining capacity of the battery is obtained in real time.
  • the current remaining capacity of the battery is obtained by the method of collecting voltage by the AD clamp circuit or/and the method of measuring current by the ammeter.
  • the voltage collection method is used.
  • the battery's power is the sum of the total charge that the battery can output. It is usually expressed in AH units.
  • the voltage across the sampling device can be collected by the AD acquisition circuit.
  • the controller will periodically collect the signal.
  • current collection methods can be employed.
  • the current collecting method can directly collect the current on the sampling device through the galvanometer, and then calculate the current power of the battery according to the relationship between the power and the current.
  • current and voltage integration methods can be used.
  • Step S22 real-time acquiring coordinate information of the current position of the electric drone, and calculating the amount of electric power required for the electric drone to directly fall from the current position according to the coordinate information of the current position of the electric drone and the coordinate information of the preset position. And the amount of power required for the electric drone to return from the current position to the preset position.
  • the method for calculating the amount of electric power required for the electric drone to safely return to the preset position from the current position, and calculating the amount of electric power required for the electric drone to directly fall from the current position can be used in the smart electric power protection method of the first embodiment. The same method will not be described in detail here.
  • the preset position may be the take-off point of the electric drone or may be specified by the user.
  • the target point may be the take-off point of the electric drone or may be specified by the user.
  • step S23 it is determined whether the current remaining power is greater than the amount of power required for the electric drone to directly drop from the current position.
  • the electric drone directly drops the current amount required from the current position as the first-level alarm power of the electric power of the electric drone. Therefore, it is first determined whether the current remaining power is greater than the amount of power required for the electric drone to directly fall from the current position, thereby facilitating effective protection of the electric drone during an emergency.
  • Step S24 If the current remaining power is not greater than the amount of power required for the electric drone to directly drop from the current position, the command to directly drop from the current position is automatically executed.
  • the electric quantity required for the electric drone to directly land from the current position is used as the first-level alarm power of the electric power of the electric drone.
  • the electric drone is generally set.
  • the "automatic" security command is executed to protect the electric drone more effectively.
  • Step S25 If the current remaining power is greater than the amount of power required for the electric drone to directly fall from the current position, it is determined whether the current remaining power is greater than the amount of power required for the electric drone to return from the current position to the preset position.
  • the amount of electric power required for the electric drone to return from the current position to the preset position is used as the secondary alarm power of the electric power of the electric drone. Therefore, if the first-level alarm power is not satisfied, it is determined whether the current remaining power is greater than the power required for the electric drone to return from the current position to the preset position, so as to further improve the utilization of the battery.
  • step S26 if the current remaining power is greater than the amount of power required for the electric drone to return from the current position to the preset position, the normal flight is continued.
  • the electric quantity required for the electric drone to return from the current position to the preset position is the secondary alarm power of the electric power of the electric drone.
  • the electric drone can continue normal. flight.
  • the method further includes a step S27, if the current remaining power is not greater than the amount of power required for the electric drone to return from the current position to the preset position, automatically performing a return flight to the pre- A command to set a position, or a command to prompt the user to perform a return to the preset position.
  • the electric power required by the electric drone to return from the current position to the preset position is used as the secondary alarm power of the electric power of the electric drone.
  • the electric drone can not satisfy the first-level alarm power. Ignore the secondary alarm power and continue normal flight, in order to further improve the battery utilization. For example, if the current remaining power is not greater than that required for the electric drone to return from the current position to the preset position Power, you can prompt the user whether to execute the command to return to the preset position, so that the user can choose according to the actual situation.
  • the intelligent electric power protection method of the electric drone described above calculates the safety electric quantity required for the electric drone to execute the safety protection command at the current position by acquiring the coordinate information of the current position of the electric drone in real time, when the battery When the current remaining power is not greater than the safe power, immediately execute the corresponding safety protection command, thereby protecting the electric drone in real time, and avoiding the electric drone from causing an accident caused by insufficient power.
  • the intelligent electric power protection method of the above electric drone can automatically determine whether it is necessary to execute a security protection command according to the safety power of the current position and the current remaining power of the battery, and does not require the user to judge according to his own experience, thereby making the above intelligent The power protection method protects the electric drone more effectively and intelligently.
  • the safety power used by the above-mentioned electric power protection method of the electric drone changes in real time according to the change of the coordinate information of the current position, and the electric drone does not need to return early or advance in advance, thereby improving the utilization rate of the battery.
  • the intelligent electric power protection method of the above electric drone sets two different levels of alarm electric power, and the electric power required for the electric drone to directly land from the current position is the first-level alarm electric quantity, and the electric drone returns from the current position.
  • the amount of power required to reach the preset position is a secondary alarm power.
  • different safety protection measures are selected. For example, when the current remaining capacity of the battery reaches the first-level alarm power, the electric control can be automatically controlled. The man-machine directly falls from the current position, so that the emergency protection measures can be taken for the electric drone. When the current remaining capacity of the battery reaches the secondary alarm power, the automatic drone can be automatically controlled to return immediately, or continue normal flight. To further improve the efficiency of battery utilization.
  • the intelligent electric power protection method of the above electric drone sets two different levels of alarm electric power, and the electric power required for the electric drone to directly land from the current position is the first-level alarm electric quantity, and the electric drone is preferentially judged. Whether the battery's power reaches the first-level alarm power to improve the power control efficiency of the electric drone.
  • an electric drone 100 includes a position sensor 110, a memory 120, and a controller 130.
  • the position sensor 110 is configured to acquire coordinate information of the current position of the electric drone 100 in real time.
  • the position sensor 110 includes at least one of a GPS sensor and a height sensor.
  • the height sensor includes at least one of a pneumatic altimeter, a laser altimeter, a radio altimeter, an ultrasonic altimeter, and an image ranging sensor.
  • the position sensor 110 includes a GPS sensor 111 and a barometric height gauge 113.
  • the GPS sensor 111 knows the horizontal coordinate of the current position
  • the barometric altimeter 113 knows the height coordinate of the current position.
  • position sensor 110 includes a GPS sensor that is capable of simultaneously sensing the horizontal and height coordinates of the current position.
  • the memory 120 is configured to store coordinate information of a preset position of the electric drone 100.
  • the memory 120 can be an SD memory card, a storage hard disk, or the like.
  • the memory is also used to store the coordinate information of the takeoff point of the electric drone 100.
  • the controller 130 is connected to the position sensor 110 and the memory.
  • the controller 130 is configured to calculate the safety protection of the electric drone 100 at the current position according to the coordinate information of the current position of the electric drone 100 and the coordinate information of the preset position.
  • the required amount of power required by the command is compared to the current remaining amount of battery 140.
  • the controller 130 executes a corresponding security protection command.
  • the safety power includes at least one of the following: the electric power required for the electric drone 100 to safely return to the preset position from the current position, and the electric drone 100 directly drops the required power from the current position, and the electric drone 100 opens the safety device.
  • the security protection command accordingly includes at least one of the following: a command to immediately return to the preset position, a command to immediately land directly from the current position, and a command to immediately open the security device.
  • the safe power level includes the amount of power required for the electric drone 100 to safely return to the preset position from the current location.
  • the controller 130 automatically executes the direct landing command from the current position.
  • the current remaining power of the battery 140 may be the actuality of the battery 140.
  • the remaining power is subtracted from the power after the preset power, and the preset power is used as compensation for the calculation error of the safe power.
  • the safety power further includes the amount of power required for the electric drone 100 to safely return to the preset position from the current position, and the current remaining capacity of the battery 140 is greater than that required for the electric drone 100 to safely return from the current position to the preset position.
  • the controller 130 controls the electric drone 100 to continue normal flight when the amount of power is greater than the amount of power required for the electric drone 100 to directly fall from the current position.
  • the controller 130 may Optionally execute the corresponding security protection command, or automatically execute the corresponding security protection command.
  • the controller 130 automatically executes a command to return to the preset position.
  • the electric drone 100 further includes a prompting module.
  • the controller 130 is in communication with the prompting module.
  • the controller 130 controls the prompting module to issue a prompt signal for whether to return to the preset position.
  • the user selects whether to immediately execute the command of returning to the preset position according to the prompt signal of the prompting module, or cancels the command of returning to the preset position, and continues the normal flight.
  • the structure of the prompt module can be designed according to different requirements.
  • the prompt module can be a display screen on the remote controller, and the prompt information can be directly displayed on the display screen, or the prompt module is a red LED and other warning lights, and the warning light is passed. Flashing to reach the prompt function.
  • the electric drone 100 further includes a sensor (not shown) for detecting whether there is an obstacle in a surrounding preset range of the electric drone 100, when the sensor detects the electric motor When there is an obstacle in the preset range around the man machine 100, the controller automatically plans the return route.
  • the sensor may be an infrared ranging sensor, an ultrasonic ranging sensor, an image ranging sensor, a laser ranging sensor, a microwave radar ranging sensor, or the like.
  • the controller 130 controls the The electric drone 100 returns along the original flight path or returns along the return path automatically programmed by the controller 130 to avoid the obstacle.
  • the path of the electric drone 100 safely returning from the current position to the preset position is as follows: the original flight path, the current position and the preset position are in the horizontal direction. a straight path and a straight path in the vertical direction, a straight path between the current position and the preset position.
  • the path of the electric drone 100 safely returning from the current position to the preset position is automatically set by the controller 130, or is set by the user.
  • the controller 130 automatically sets the return path
  • the controller 130 automatically selects the return path according to the preset standard, and calculates the need for the electric drone 100 to safely return from the current position to the preset position according to the selected return path.
  • the amount of electricity For example, the preset criteria include at least one of the following: minimum power consumption, shortest return travel, and minimum number of shifts.
  • the controller 130 includes a microprocessor 131 for using the current position of the electric drone 100.
  • the coordinate information and the coordinate information of the preset position calculate the safe power required for the safety protection of the electric drone 100, and the microprocessor 131 that determines the current remaining power and the safe power level of the battery 140.
  • the controller 130 includes a calculation unit for calculating the safety power required for the safety protection of the electric drone 100 according to the coordinate information of the current position of the electric drone 100 and the coordinate information of the preset position, and A comparator for determining the current remaining capacity of the battery 140 and the amount of safe power.
  • the computing unit can be a microprocessor, a calculator integrated circuit, or the like.
  • the controller 130 When the controller 130 obtains the current remaining capacity of the battery 140, the current remaining capacity of the battery 140 can be detected in real time through an internal circuit, and the current remaining capacity of the battery 140 can be detected in real time through an external circuit.
  • the controller 130 further includes a power detecting circuit 133 for detecting the current remaining amount of the battery 140 in real time, and the controller 130 acquires the current remaining amount of the battery 140 through the power detecting circuit 133.
  • the power detecting circuit 133 may be an AD clamp circuit or / and an ammeter.
  • the battery 140 is a smart battery that automatically detects its own remaining power, and the controller 130 communicates with the smart battery to obtain the current remaining power of the smart battery.
  • the above electric drone 100 has at least the following advantages:
  • the position sensor 110 of the electric drone 100 described above can acquire the electric drone 100 in real time.
  • the coordinate information of the current position the controller 130 can acquire the coordinate information of the current position of the electric drone 100 in real time, and calculate the safe power required for the electric drone 100 to execute the safety protection command at the current position, when the battery When the current remaining power of 140 is not greater than the safe power, the controller 130 immediately executes the corresponding safety protection command, thereby protecting the electric drone 100 in real time, and avoiding an accident caused by insufficient power of the electric drone 100.
  • the controller 130 of the electric drone 100 can automatically determine whether a security protection command needs to be executed according to the safety power of the current position and the current remaining power of the battery 140, and does not require the user to judge according to his own experience, thereby making the above
  • the electric drone 100 is automatically protected and has intelligent protection.
  • the position sensor 110 of the electric drone 100 can acquire the coordinate information of the current position of the electric drone 100 in real time, and the safe electric quantity changes in real time according to the change of the coordinate information of the current position, without the electric drone 100 Returning early or landing early, thereby increasing the utilization of the battery 140.
  • the controller 130 of the electric drone 100 described above can implement two different levels of power alarms. When the current remaining capacity of the battery 140 can only meet the return to the preset position, the electric drone will appear when continuing to fly forward.
  • the controller 130 can automatically implement the return function according to the user setting, or continue the normal flight; when the current remaining capacity of the battery 140 can only meet the landing to the ground, the controller 130 will implement the automatic landing function.
  • the disclosed related apparatus and method may be implemented in other manners.
  • the device embodiments described above are merely illustrative.
  • the division of the modules or units is only a logical function division.
  • there may be another division manner for example, multiple units or components may be used. Combined or can be integrated into another system, or some features can be ignored, or not executed.
  • the mutual coupling or direct coupling or communication connection shown or discussed may be an indirect coupling or a communication connection through some interface, device or unit, and may be electrical, mechanical or otherwise.
  • the components displayed by the unit may or may not be physical units, that is, may be located in one place, or may be distributed to multiple network units. Some or all of the units may be selected according to actual needs to achieve the objectives of the solution of the embodiment.
  • each functional unit in each embodiment of the present invention may be integrated into one processing unit, or each unit may exist physically separately, or two or more units may be integrated into one unit.
  • the above integrated unit can be implemented in the form of hardware or in the form of a software functional unit.
  • the integrated unit if implemented in the form of a software functional unit and sold or used as a standalone product, may be stored in a computer readable storage medium. Based on such understanding, the technical solution of the present invention may contribute to the prior art or all or part of the technical solution may be embodied in the form of a software product stored in a storage medium. A number of instructions are included to cause a computer processor to perform all or part of the steps of the methods described in various embodiments of the present invention.
  • the foregoing storage medium includes: a U disk, a removable hard disk, a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic disk or an optical disk, and the like, which can store program codes. .

Landscapes

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Abstract

公开一种电动无人机的智能电量保护方法，该方法包括如下步骤：实时获取电池的当前剩余电量；实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息，并根据所述电动无人机的当前位置的坐标信息，计算所述电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所需要的安全电量；判断所述当前剩余电量是否大于所述安全电量；若所述当前剩余电量不大于所述安全电量，则立即执行相应的所述安全保护命令。上述电动无人机的智能电量保护方法能够实时、有效、智能地保护电动无人机保护电动无人机，避免电动无人机出现因电量不足引起的事故，并且可以提高电池的利用率。还提供一种能够应用该方法的电动无人机。

Description

电动无人机及其智能电量保护方法
【技术领域】
本发明涉及一种无人机（即， 无人飞行器， unmanned aerial vehicle ), 特别 涉及一种电动无人机及其智能电量保护方法。
【背景技术】
传统的电动无人机中， 提示给用户的电池的电量表示方式只有两种， 其中 一种是电池的当前电压值， 另外一种是当前电池电量的百分比。
然而， 若靠电池的电压值来判断电池的剩余电量， 则需要有丰富的经验才 能比较熟练的获知电池的状态。 若靠当前电池电量的百分比来判断的电池的剩 余电量， 则比较直观的知道当前电池的剩余电量。 对于该两种表示方式， 当电 池处于低电状态， 或者快没电的时候， 会有相应的报警装置报警， 例如， 闪红 光的 LED灯， 或者蜂鸣器发出响声。
由于低电报警都是基于一个固定的基准电压值去判断电池是否达到预设的 低电压值， 对于类似航拍的无人机的初学者， 当电动无人机飞到很远的地方， 基本很难获取电池的电量报警， 同时也很难计算出电动无人机在当前位置飞回 起飞点需要的电量， 从而导致很多电动无人机在返航途中坠毁， 或者， 让电动 无人机提前返回， 导致电池的利用率较低。
【发明内容】
鉴于此， 本发明有必要提供一种电动无人机的智能电量保护方法， 其能够 实时、 有效、 智能地保护电动无人机保护电动无人机， 避免电动无人机出现因 电量不足引起的事故， 并且可以提高电池的利用率。
一种电动无人机的智能电量保护方法， 包括如下步骤：
实时获取电池的当前剩余电量；
实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息， 并根据所述电动无人机的当 前位置的坐标信息， 计算所述电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所 需要的安全电量；
判断所述当前剩余电量是否大于所述安全电量； 以及 若所述当前剩余电量不大于所述安全电量， 则立即执行相应的所述安全保 护命令。
上述电动无人机的智能电量保护方法至少具有以下优点：
( 1 )上述电动无人机的智能电量保护方法通过实时获取电动无人机的当前 位置的坐标信息， 计算出电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所需要 的安全电量， 当电池的当前剩余电量不大于安全电量时， 立即执行相应的所述 安全保护命令， 从而实时保护电动无人机， 避免电动无人机出现因电量不足引 起的事故。
( 2 )上述电动无人机的智能电量保护方法可以根据当前位置的安全电量及 电池的当前剩余电量， 而自动判断是否需要执行安全保护命令， 不需要用户根 据自身经验来判断， 从而使得上述智能电量保护方法能够更加有效、 智能地保 护电动无人机。
( 3 )上述电动无人机的智能电量保护方法所釆用的安全电量根据当前位置 的坐标信息的变化而实时变化， 无需电动无人机提前返回或提前降落， 从而提 高电池的利用率。
在其中一个实施例中， 所述安全电量包括以下至少一种： 所述电动无人机 从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电量， 所述电动无人机从所 述当前位置直接降落所需要的电量， 所述电动无人机打开安全装置所需要的电 量；
所述安全保护命令相应地包括以下至少一种： 立即返航到所述预设位置的 命令， 立即从所述当前位置直接降落的命令， 立即打开所述安全装置的命令。
在其中一个实施例中， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需 要的电量的步骤进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置、 以及起飞点的坐标信息， 计算所述电动无人机从所述 当前位置到所述起飞点的离地高度；
根据所述离地高度， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要 的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置直接降落所需要的时间， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降 落所需要的电量。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的 电量包括预留电量。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预 设位置的路径为如下一种： 原飞行路径， 所述当前位置与所述预设位置在水平 方向的直线路径及在竖直方向的直线路径， 所述当前位置与所述预设位置之间 的直线路径。
在其中一个实施例中， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所 述预设位置所需要的电量时， 所述电动无人机根据预设标准自动选取返航路径， 并根据所选取的返航路径计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述 预设位置所需要的电量。
在其中一个实施例中， 所述预设标准包括如下至少一种： 消耗电量最少， 返航行程最短， 变速次数最少。
在其中一个实施例中， 所述预设标准为消耗电量最少， 计算所述电动无人 机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电量的步骤进一步包括： 分别计算所述电动无人机从所述当前位置沿不同路径返航到所述预设位置 时需要的消耗电量；
计算所述不同路径对应所需的返航电量， 其中所述返航电量包括所述返航 路径对应的消耗电量， 并且自动选取所述返航电量最少的路径作为返航路径。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预 设位置的路径可自动设定， 或者， 由用户设定。
在其中一个实施例中， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所 述预设位置所需要的电量的步骤进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息， 计算所述电动无人机从所 述当前位置返航到所述预设位置的水平距离及离地高度；
根据所述水平距离及所述离地高度， 计算所述电动无人机从所述当前位置 返航到所述预设位置所需要的时间； 根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动无人机从所述当前 位置返航到所述预设位置所需要的电量。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置返航到所述预设位 置所需要的电量包括计算所述水平距离所需要的电量及计算所述离地高度所需 要的电量， 所述水平距离所需要的电量包括第一预留电量， 所述离地高度所需 要的电量包括第二预留电量。
在其中一个实施例中， 所述预设位置为所述电动无人机记录的飞行路径中 的一个位置坐标， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位 置所需要的电量的步骤进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息、 以及原飞行路径的行程信 息， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离；
根据所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所 述预设位置所需要的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动 无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的电量 在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径 返航到所述预设位置所需要的电量包括预留电量。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机降落过程所需的时间， 通过所述无 人机的下降高度与所述电动无人机下降时的速率计算得出， 所述电动无人机下 降时， 在多个预设高度变速。
在其中一个实施例中， 所述多个预设高度包括第一预设高度及第二预设高 度， 先是勾速下降到所述第一预设高度， 再逐渐减速并下降到所述第二预设高 度， 最后再勾速落地。
在其中一个实施例中， 所述第一预设高度、 以及所述第二预设高度根据所 述电动无人机自带的测距传感器感测得知， 或者， 由用户根据下降的总高度事 先设定。
在其中一个实施例中， 所述电池在当前飞行情况下的所述电量消耗速率通 过间隔预设时间 A t、 并多次测量取平均值获得， 其中第 n个预设时间 A t的电量 消耗速率为 （Ql-Qn ) /n* A t, Q1是电池的总电量， Qn是间隔第 n个预设时间 Δ t后检测的所述电池的当前剩余电量。
在其中一个实施例中， 所述预设位置为所述电动无人机的起飞点或用户指 定的目标点。
在其中一个实施例中， 所述电池的当前剩余电量为所述电池的实际剩余电 量减去预设电量之后的电量， 所述预设电量作为所述安全电量的计算误差的补 偿。
在其中一个实施例中， 所述电池的当前剩余电量通过 AD 釆集电路釆集电 压的方法或 /及电流计测量电流的方法获得。 本发明还提供另一实施方式的电动无人机的智能电量保护方法。
一种电动无人机的智能电量保护方法， 包括如下步骤：
实时获取电池的当前剩余电量；
实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息， 并根据所述电动无人机的所 述当前位置的坐标信息、 以及预设位置的坐标信息， 计算所述电动无人机从所 述当前位置直接降落所需要的电量、 以及所述电动无人机从所述当前位置返航 到所述预设位置所需要的电量；
判断所述当前剩余电量是否大于所述电动无人机从所述当前位置直接降落 所需要的电量；
若所述当前剩余电量不大于所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需 要的电量， 则自动执行从所述当前位置直接降落的命令；
若所述当前剩余电量大于所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要 的电量， 则判断所述当前剩余电量是否大于所述电动无人机从所述当前位置返 航到所述预设位置所需要的电量；
若所述当前剩余电量大于所述电动无人机从所述当前位置返航到所述预设 位置所需要的电量， 则继续正常飞行。 上述电动无人机的智能电量保护方法至少具有以下优点：
( 1 )上述电动无人机的智能电量保护方法通过实时获取电动无人机的当前 位置的坐标信息， 计算出电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所需要 的安全电量， 当电池的当前剩余电量不大于安全电量时， 立即执行相应的所述 安全保护命令， 从而实时保护电动无人机， 避免电动无人机出现因电量不足引 起的事故。
( 2 )上述电动无人机的智能电量保护方法可以根据当前位置的安全电量及 电池的当前剩余电量， 而自动判断是否需要执行安全保护命令， 不需要用户根 据自身经验来判断， 从而使得上述智能电量保护方法能够更加有效、 智能地保 护电动无人机。
( 3 )上述电动无人机的智能电量保护方法所釆用的安全电量根据当前位置 的坐标信息的变化而实时变化， 无需电动无人机提前返回或提前降落， 从而提 高电池的利用率。
( 4 ) 上述电动无人机的智能电量保护方法设置了两个不同等级的报警电 量， 电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量为一级报警电量， 电动无人 机从当前位置返航到所述预设位置所需要的电量为二级报警电量， 根据不同等 级的报警电量， 选择不同安全保护措施， 例如， 当电池的当前剩余电量达到了 一级报警电量， 则可以自动控制电动无人机直接从当前位置降落， 从而可以对 电动无人机釆取紧急保护措施， 当电池的当前剩余电量达到了二级报警电量， 则可以选择自动控制电动无人机立即返回， 或者继续正常飞行， 以进一步提高 电池的利用效率。
( 5 ) 上述电动无人机的智能电量保护方法设置了两个不同等级的报警电 量， 电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量为一级报警电量， 并且优先 判断电动无人机的电池的电量是否达到了一级报警电量， 以提高电动无人机的 电量控制效率。
在其中一个实施例中， 所述方法还包括：
若所述当前剩余电量不大于所述电动无人机从所述当前位置返航到所述预 设位置所需要的电量， 则自动执行返航到所述预设位置的命令， 或者， 提示用 户是否执行返航到所述预设位置的命令。
在其中一个实施例中， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需 要的电量的步骤进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及起飞点的坐标信息， 计算所述电动无人机从所述当前 位置到所述起飞点的离地高度；
根据所述离地高度， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要 的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置直接降落所需要的时间， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降 落所需要的电量。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的 电量包括预留电量。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预 设位置的路径为如下一种： 原飞行路径， 所述当前位置与所述预设位置在水平 方向的直线路径及在竖直方向的直线路径， 所述当前位置与所述预设位置之间 的直线路径。
在其中一个实施例中， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所 述预设位置所需要的电量时， 所述电动无人机根据预设标准自动选取返航路径， 并根据所选取的返航路径计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述 预设位置所需要的电量。
在其中一个实施例中， 所述预设标准包括如下至少一种： 消耗电量最少， 返航行程最短， 变速次数最少。
在其中一个实施例中， 所述预设标准为消耗电量最少， 计算所述电动无人 机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电量的步骤进一步包括： 分别计算所述电动无人机从所述当前位置沿不同路径返航到所述预设位置 时需要的消耗电量；
计算所述不同路径对应所需的返航电量， 其中所述返航电量包括所述返航 路径对应的消耗电量， 并且自动选取所述返航电量最少的路径作为返航路径。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预 设位置的路径可自动设定， 或者， 由用户设定。 在其中一个实施例中， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到预 设位置所需要的电量的步骤进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息， 计算所述电动无人机从所 述当前位置返航到所述预设位置的水平距离及离地高度；
根据所述水平距离及所述离地高度， 计算所述电动无人机从所述当前位置 返航到所述预设位置所需要的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动无人机从所述当前 位置返航到所述预设位置所需要的电量。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置返航到所述预设位 置所需要的电量包括计算所述水平距离所需要的电量及计算所述离地高度所需 要的电量， 所述水平距离所需要的电量包括第一预留电量， 所述离地高度所需 要的电量包括第二预留电量。
在其中一个实施例中， 所述预设位置为所述电动无人机记录的飞行路径中 的一个位置坐标， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位 置所需要的电量的步骤进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息、 以及原飞行路径的行程信 息， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离；
根据所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所 述预设位置所需要的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动 无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的电量。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径 返航到所述预设位置所需要的电量包括预留电量。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机降落过程所需的时间， 通过所述无 人机的下降高度与所述电动无人机下降时的速率计算得出， 所述电动无人机下 降时， 在多个预设高度变速。
在其中一个实施例中， 所述多个预设高度包括第一预设高度及第二预设高 度， 先是勾速下降到所述第一预设高度， 再逐渐减速并下降到所述第二预设高 度， 最后再勾速落地。
在其中一个实施例中， 所述第一预设高度、 以及所述第二预设高度根据所 述电动无人机自带的测距传感器感测得知， 或者， 由用户根据下降的总高度事 先设定。
在其中一个实施例中， 所述电池在当前飞行情况下的所述电量消耗速率通 过间隔预设时间 A t、 并多次测量取平均值获得， 其中第 n个预设时间 A t的电量 消耗速率为 （Ql-Qn ) /n* A t, Q1是电池的总电量， Qn是间隔第 n个预设时间 Δ t后检测的所述电池的当前剩余电量。
在其中一个实施例中， 所述预设位置为所述电动无人机的起飞点或用户指 定的目标点。
在其中一个实施例中， 所述电池的当前剩余电量为所述电池的实际剩余电 量减去预设电量之后的电量， 所述预设电量作为所述安全电量的计算误差的补 偿。
在其中一个实施例中， 所述电池的所述当前剩余电量通过 AD釆集电路釆 集电压的方法或 /及电流计测量电流的方法获得。
基于上述智能电量保护方法， 本发明还提供一种能够应用智能电量保护方 法的上述电动无人机。
一种电动无人机， 包括：
位置传感器， 用于实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息；
存储器， 用于存储所述电动无人机的预设位置的坐标信息； 以及
控制器， 与所述位置传感器及所述存储器通讯连接， 所述控制器用于根据 所述电动无人机的所述当前位置的坐标信息、 以及所述预设位置的坐标信息， 计算所述电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所需要的安全电量， 并 且与电池的当前剩余电量进行比较； 其中， 当所述电池的所述当前剩余电量不大于所述安全电量时， 所述控制 器执行相应的安全保护命令。
上述电动无人机至少具有以下优点：
( 1 )上述电动无人机的位置传感器可以实时获取电动无人机的当前位置的 坐标信息， 控制器可以实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息， 并计算出 电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所需要的安全电量， 当电池的当 前剩余电量不大于安全电量时， 控制器立即执行相应的所述安全保护命令， 从 而实时保护电动无人机， 避免电动无人机出现因电量不足引起的事故。
( 2 )上述电动无人机的控制器可以根据当前位置的安全电量及电池的当前 剩余电量， 而自动判断是否需要执行安全保护命令， 不需要用户根据自身经验 来判断， 从而使得上述电动无人机可以自动保护， 具有智能保护功能。
( 3 )上述电动无人机的位置传感器可以实时获取电动无人机的当前位置的 坐标信息， 安全电量根据当前位置的坐标信息的变化而实时变化， 无需电动无 人机提前返回或提前降落， 从而提高电池的利用率。
( 4 )上述电动无人机的控制器可以实施两个不同等级的电量报警， 当电池 的当前剩余电量只能满足返航到预设位置时， 继续向前飞行将出现电动无人机 无法返航的可能， 控制器可以根据用户设置， 自动实施返航功能， 或者继续正 常飞行； 当电池的当前剩余电量只能满足降落到地面时， 控制器将实施自动降 落功能。
在其中一个实施例中， 所述位置传感器包括 GPS传感器及高度传感器中的 至少一种。
在其中一个实施例中， 所述高度传感器包括气压高度计、 激光高度计、 无 线电高度计、 超声波高度计、 图像测距传感器中的至少一种。
在其中一个实施例中， 所述控制器包括用于根据所述电动无人机的所述当 前位置的坐标信息及所述预设位置的坐标信息计算所述电动无人机安全保护所 需要的安全电量的计算单元、 以及用于判断所述电池的当前剩余电量与所述安 全电量大小的比较器；
或者， 所述控制器包括用于根据所述电动无人机的所述当前位置的坐标信 息及所述预设位置的坐标信息计算所述电动无人机安全保护所需要的安全电 量、 且判断所述电池的当前剩余电量与所述安全电量大小的微处理器。 在其中一个实施例中， 所述控制器还包括用于实时检测所述电池的当前剩 余电量的电量检测电路， 所述控制器通过所述电量检测电路获取所述电池的所 述当前剩余电量。
在其中一个实施例中， 所述电量检测电路为 AD釆集电路或 /及电流计。 在其中一个实施例中， 所述电池为自动检测自身剩余电量的智能电池， 所 述控制器与所述智能电池通讯连接而获取所述智能电池的当前剩余电量。
在其中一个实施例中， 所述安全电量包括以下至少一种： 所述电动无人机 从所述当前位置安全返航到预设位置所需要的电量， 所述电动无人机从所述当 前位置直接降落所需要的电量， 所述电动无人机打开安全装置所需要的电量； 所述安全保护命令相应地包括以下至少一种： 立即返航到所述预设位置的 命令， 立即从所述当前位置直接降落的命令， 立即打开所述安全装置的命令。
在其中一个实施例中， 所述安全电量包括所述电动无人机从所述当前位置 安全返航到所述预设位置所需要的电量。
在其中一个实施例中， 当所述电池的所述当前剩余电量不大于所述电动无 人机从所述当前位置安全返航到预设位置所需要的电量时， 所述控制器自动执 行从所述当前位置直接降落命令。
在其中一个实施例中， 所述安全电量还包括所述电动无人机从所述当前位 置安全返航到预设位置所需要的电量， 当所述电池的所述当前剩余电量大于所 述电动无人机从所述当前位置安全返航到预设位置所需要的电量、 且大于所述 电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的电量时， 所述控制器控制所述电 动无人机继续正常飞行。
在其中一个实施例中， 当所述电池的所述当前剩余电量大于所述电动无人 机从所述当前位置直接降落所需要的电量、 且不大于所述电动无人机从所述当 前位置安全返航到预设位置所需要的电量时， 所述控制器自动执行返航到所述 预设位置的命令。
在其中一个实施例中， 还包括提示模块， 所述控制器与所述提示模块通讯 连接， 当所述电池的所述当前剩余电量大于所述电动无人机从所述当前位置直 接降落所需要的电量、 且不大于所述电动无人机从所述当前位置安全返航到预 设位置所需要的电量时， 所述控制器控制所述提示模块发出是否执行返航到所 述预设位置的提示信号。 周围预设范围内是否存在障碍物的传感器， 当所述传感器检测到所述电动无人 机的所述周围预设范围内存在障碍物时， 所述控制器自动规划返航路径。
在其中一个实施例中， 所述传感器包括红外测距传感器、 超声波测距传感 器、 图像测距传感器、 激光测距传感器、 微波雷达测距传感器中的至少一种。
在其中一个实施例中， 当执行返航到所述预设位置的命令时， 所述控制器 控制所述电动无人机沿原飞行路径返回， 或者沿所述控制器自动规划的返航路 径返回。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预 设位置的路径为如下一种： 原飞行路径， 所述当前位置与所述预设位置在水平 方向的直线路径及在竖直方向的直线路径， 所述当前位置与所述预设位置之间 的直线路径。
在其中一个实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预 设位置的路径由所述控制器自动设定， 或者， 由用户设定。
在其中一个实施例中， 所述控制器自动设定返航路径时， 所述控制器分别 计算所述电动无人机从所述当前位置沿不同路径返航到所述预设位置时需要消 耗的电量， 并自动选取其中消耗电量最少的路径作为返航路径。
在其中一个实施例中， 所述电池的当前剩余电量为所述电池的实际剩余电 量减去预设电量之后的电量， 所述预设电量作为所述安全电量的计算误差的补 偿。
【附图说明】
图 1为本发明的实施方式一的电动无人机的智能电量保护方法的流程图； 图 2为图 1所示的电动无人机的智能电量保护方法中计算安全返回所需要 的电量的流程图；
图 3为图 1所示的电动无人机的智能电量保护方法中计算安全降落所需要 的电量的流程图；
图 4为本发明的实施方式二的电动无人机的智能电量保护方法的流程图； 图 5 为本发明的实施方式二的电动无人机的智能电量保护方法中计算与判 断过程的流程图； 图 6为本发明的实施方式的电动无人机的原理示意图。 【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。
本公开提供一种电动无人机的智能电量保护方法， 其根据电池的电压或 /及 电流等信息来计算电动无人机可以继续飞行的时间 （电池的当前剩余电量）， 同 时可以根据电动无人机的当前状态， 计算出电动无人机在当前位置执行安全保 护命令所需要的时间（安全电量）， 综合二者的信息， 自动执行相应的保护措施， 避免在飞行中出现因电池的电量不足引起的事故。
在其中一些实施例中， 所述电动无人机可以为单旋翼无人飞行器， 也可以 为多旋翼无人飞行器， 例如， 四旋翼无人飞行器、 六旋翼无人飞行器， 也可以 为固定翼无人飞行器， 等等。
在其中一些实施例中， 所述安全电量可以为电动无人机从当前位置直接降 落所需要的电量， 也可以为电动无人机从当前位置返航到目的地（HOME点） 所需要的电量， 也可以为所述电动无人机打开安全装置所需要的电量， 例如， 打开降落伞或打开安全气嚢， 或者为多种方式的综合。 当然， 在本发明中， 不 限于上述各种方式， 也可以为其他方式， 例如， 所述安全电量也可以为电动无 人机从当前位置下降至安全高度所需要的电量。
对应所述安全电量的不同定义， 则执行相应的所述安全保护命令， 例如， 所述安全电量为电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量， 则所述安全保 护命令为立即从当前位置直接降落的命令； 所述安全电量为电动无人机从当前 位置返航到预设位置所需要的电量， 则所述安全保护命令为立即从当前位置返 回到预设位置的命令； 所述安全电量为所述电动无人机打开安全装置所述需要 的时间， 则所述安全保护命令为立即打开所述安全装置的命令。
需要说明的是， 所述安全电量的判断方式可以单独使用， 也可以组合上述 多种方式使用， 例如， 所述安全电量包括电动无人机从当前位置直接降落所需 要的电量、 以及电动无人机从当前位置返航到预设位置所需要的电量， 则判断 方式为：
(a)当电池的当前剩余电量不大于电动无人机从当前位置直接降落所需要的 电量时， 立即执行从当前位置直接降落的命令；
(b)当电池的当前剩余电量大于电动无人机从当前位置直接降落所需要的电 量、 且不大于电动无人机从当前位置返航到预设位置所需要的电量时， 立即执 行返航到预设位置的命令；
(c)当电池的当前剩余电量大于电动无人机从当前位置返航到预设位置所需 要的电量时， 则继续正常飞行。
在其中一些实施例中， 电动无人机返航的预设位置可以为起飞点， 也可以 为用户指定的地点。 当然， 在本发明中， 电动无人机返航的预设位置不限于上 述地点， 也可以为其他地点， 例如， 当电动无人机装载有探测地面的地理相貌 的传感器时， 电动无人机返航的预设位置可以为自动选取的最佳降落点。
在其中一些实施例中， 所述电动无人机的所述安全电量可以"连续"循环获 取、 判断， 直至执行安全保护命令。 所述电动无人机的所述安全电量也可以"间 隔预定时间"循环获取、 判断， 直至执行安全保护命令， 例如， 每间隔 5秒钟循 环一次。
在其中一些实施例中， "执行安全保护命令 "可以为电动无人机自动执行该保 护命令， 也可以通过提示模块提示用户， 用户再控制电动无人机执行该保护命 令。
在其中一些实施例中， 电池的当前电量可以为实际测量所得的电量值， 也 可以为实际测量所得的电量值减去预留电量之后的电量值。
在其中一些实施例中， 电池的当前电量可以釆用电压测量法， 也可以釆用 电流测量方法。 当然， 在本发明中， 电池的当前电量不限于上述测量方法， 也 可以为其他测量方法， 例如， 电压与电流综合测量法。
在其中一些实施例中， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预 设位置的路径为如下一种： 原飞行路径， 所述当前位置与所述预设位置在水平 方向的直线路径及在竖直方向的直线路径， 所述当前位置与所述预设位置之间 的直线路径。
所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置的路径可自动设 定， 或者， 由用户设定。 在其中一些实施例中， 电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量、 以 及电动无人机从当前位置返航到预设位置所需要的电量， 可以根据电池的平均 电量消耗速率与从当前位置直接降落所需要的时间、 从当前位置返航到预设位 置所需要的时间计算获得， 也可以根据其他方式获得， 例如， 根据当前飞行情 况下的单位高度消耗的平均电量、 单位水平距离消耗的平均电量与从当前位置 返航到预设位置的水平距离及离地高度、 以及预留电量计算获得。
下面结合附图， 对本发明的一些实施方式作详细说明。
请参阅图 1 , 本发明的实施方式一的电动无人机的智能电量保护方法， 其包 括如下步骤：
步骤 S11 , 实时获取电池的当前剩余电量。
电池的当前剩余电量检测方式有多种， 例如， 电池的当前剩余电量通过 AD 釆集电路釆集电压的方法或 /及电流计测量电流的方法获得。 在其中一个实施例中， 釆用电压釆集法。 电池的电量是指电池所能输出的 总电荷总和，通常以 AH单位来表示，可以通过 AD采集电路采集采样器件两端 的电压， 采样器件电连接在电池的负极线路， 并按照电压与电流的关系 I=U/R 来计算当前电流的大小。 电量与电流的关系为 Q=IxT。 控制器会定期的采集该 信号， 例如， 每隔 t 时间采集一次， 则放电或者充电过程中电量的变化量为 Qi=∑Ixt, 假设电池原有电量为 Q0， 则当前电量为 0=(^+(¾。 若电池的总容量 为 QALL,则， 当前电量的百分比为 P = QAU7Q。
在其他实施例中， 可以采用电流采集法。 电流采集法可以通过电流计直接 采集采样器件上的电流， 然后按照电量与电流的关系计算电池的当前电量。
在其他实施例中， 可以釆用电流、 电压综合釆集法。 通过 AD 采集电路采 集电池输出端上的电压， 并通过电流计采集采样器件上的电流， 然后按照 Q=Pt=UIt的关系计算电池的当前电量。
步骤 S12, 实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息， 并根据电动无人机 的当前位置的坐标信息及预设位置的坐标信息， 计算电动无人机在当前位置执 行安全保护命令所需要的安全电量。
安全电量可以有不同的定义， 例如， 安全电量可以为电动无人机从当前位 置安全返航到预设位置所需要的电量， 也可以为电动无人机从当前位置直接降 落所需要的电量， 还可以为当前位置安全返航到预设位置所需要的电量与电动 无人机从当前位置直接降落所需要的电量的综合。
对于不同定义的安全电量， 则执行相应的安全保护命令。 例如， 当安全电 量为电动无人机从当前位置安全返航到预设位置所需要的电量时， 安全保护命 令为立即返航到预设位置的命令； 当安全电量为电动无人机从当前位置直接降 落所需要的电量， 安全保护命令为立即从当前位置直接降落的命令。
安全电量根据不同的定义有不同的计算方式。 例如， 如图 2 所示， 当安全 电量为电动无人机从当前位置安全返航到预设位置所需要的电量时， 计算电动 无人机从当前位置安全返航到预设位置所需要的电量的步骤进一步包括：
步骤 S12a, 获取电池的总电量及飞行时间， 计算电池在当前飞行情况下的 电量消耗速率。
电动无人机的存储器中一般有存储电池的总电量、 飞行时间以及起飞点的 坐标信息， 根据电池的总电量及飞行时间即可算出电池的消耗电量。 电池的消 耗电量与飞行时间是相互对应的关系， 例如， 每间隔预定时间， 就会计算出相 应的消耗电量。
具体在本实施例中，釆取"多次测量取平均值"的方式计算电池的电量消耗速 率， 从而可以较为准确地获得电池在当前飞行情况下的电量消耗速率。 例如， 所述电池在当前飞行情况下的所述电量消耗速率通过间隔预设时间 At、 并多次 测量取平均值获得，其中第 n个预设时间 At的电量消耗速率为（Ql-Qn )/n* \t, Q1是电池的总电量， Qn是间隔第 n个预设时间 At后检测的电池的当前剩余电 量。 换句话说， 间隔第一个预设时间 At 的电量消耗速率为 （Ql-Q2 ) / \t, Q1 是电池的总电量， Q2是间隔第一个预设时间 Δί后检测的电池的当前剩余电量； 间隔第二个预设时间 2 \t的电量消耗速率为（Q1-Q3 )/2 \t,第三个预设时间 3 \t 及以上对应的电量消耗速率可以依次类推。 预设时间 Δί可以根据不同的情况来 设置， 例如， 预设时间 At可以为 5秒。
步骤 S12b, 根据当前位置及预设位置的坐标信息， 计算电动无人机从当前 位置返航到预设位置的水平距离及离地高度。
当前位置及预设位置的坐标信息可以由 GPS传感器、 高度传感器等得知。 由于得知了当前位置及预设位置的坐标信息， 故根据坐标信息即可计算得出当 前位置返航到预设位置的水平距离及离地高度。 例如， 在其中一个实施例中， 预设位置的坐标信息可以事先存储在电动无 人机的存储器内， 或者由用户直接输入； 当前位置在水平面上的平面坐标可以 通过 GPS传感器得知， 根据预设位置及当前位置在水平面的平面坐标计算出计 算电动无人机从当前位置返航到预设位置的水平距离。 当前位置在竖直方向上 的高度坐标可以通过测距传感器得知， 例如， 激光测距传感器等， 根据预设位 置及当前位置在竖直方向上的高度坐标即可得知电动无人机从当前位置返航到 预设位置的离地高度。
在另外一个实施例中， 预设位置的坐标信息可以事先存储在电动无人机的 存储器内，或者由用户直接输入； 当前位置在水平面上的平面坐标可以通过 GPS 传感器得知， 根据当前位置及预设位置在水平面上的平面坐标， 计算出计算电 动无人机从当前位置返航到预设位置的水平距离。 当前位置在竖直方向上的高 度坐标可以通过高度传感器得知， 例如， 气压高度计、 无线电高度计等， 根据 当前位置及预设位置在竖直方向上的高度坐标， 即可得知当前位置到预设位置 的离地高度。 若预设位置不是起飞点， 例如， 预设位置是用户重新设定的位置， 也可以将当前位置到起飞点的离地高度当作为当前位置到用户重新设定的位置 的离地高度。
步骤 S12c, 根据水平距离及离地高度， 计算电动无人机从当前位置返航到 预设位置所需要的时间。
电动无人机飞行所述水平距离所需的时间， 可以根据所述水平距离与电动 无人机水平飞行时的速率计算得出， 即， 水平距离所需时间 =水平距离 /水平飞行 速率。 电动无人机水平飞行时， 一般是匀速飞行， 例如， 电动无人机可以以 8 米 /秒的速度水平飞行。
电动无人机下降所述离地高度所需的时间， 可以根据所述离地高度与电动 无人机下降时的速率计算得出，即，离地高度所需时间 =离地高度 /下降飞行速率。 电动无人机下降时， 在多个预设高度变速。 例如， 在其中一个实施例中， 所述 多个预设高度包括第一预设高度及第二预设高度， 先是勾速下降到所述第一预 设高度， 再逐渐减速并下降到所述第二预设高度， 最后再勾速落地。 例如， 电 动无人机下降时， 先以 2米 /秒的速度下降到 15米的高度， 然后， 再下降到 5米 高度， 并逐渐减速到 0.5米 /秒， 最后， 再以 0.5米 /秒勾速落地。
需要说明的是， 所述第一预设高度、 以及所述第二预设高度可以根据电动 无人机自带的测距传感器感测得知， 例如， 无线电测距传感器、 激光测距传感 器等， 也可以由用户根据下降的总高度事先设定。
步骤 S12d, 根据电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及电动无人机从当 前位置返航到预设位置所需要的时间， 计算电动无人机从当前位置返航到预设 位置所需要的电量。
由电池在当前飞行情况下的电量消耗速率与电动无人机从当前位置返航到 预设位置所需要的时间之间的乘积， 即可得知电动无人机从当前位置返航到预 设位置所需要的电量， 即， 返航所需电量 =电量消耗速率 * (离地高度所需时间 + 水平距离所需时间）。
如图 3所示， 当安全电量为电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量， 计算电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量的步骤进一步包括：
步骤 S12a，， 获取电池的总电量、 飞行时间、 以及起飞点的坐标信息， 计算 电池在当前飞行情况下的电量消耗速率。
电动无人机的存储器中一般有存储电池的总电量、 飞行时间以及起飞点的 坐标信息， 根据电池的总电量及飞行时间即可算出电池的消耗电量。 电池的消 耗电量与飞行时间是相互对应的关系， 例如， 每间隔预定时间， 就会计算出相 应的消耗电量。
具体在本实施例中，釆取"多次测量取平均值"的方式计算电池的电量消耗速 率， 从而可以较为准确地获得电池在当前飞行情况下的电量消耗速率。 例如， 所述电池在当前飞行情况下的所述电量消耗速率通过间隔预设时间 At、 并多次 测量取平均值获得，其中第 n个预设时间 At的电量消耗速率为（Ql-Qn )/n* \t, Q1是电池的总电量， Qn是间隔第 n个预设时间 At后检测的电池的当前剩余电 量。 换句话说， 间隔第一个预设时间 At 的电量消耗速率为 （Ql-Q2 ) / \t, Q1 是电池的总电量， Q2是间隔第一个预设时间 At后检测的电池的当前剩余电量； 间隔第二个预设时间 2 \t的电量消耗速率为（Q1-Q3 )/2 \t,第三个预设时间 3 \t 及以上对应的电量消耗速率可以依次类推。 预设时间 Δί可以根据不同的情况来 设置， 例如， 预设时间 At可以为 5秒。
步骤 S12b，， 根据当前位置及起飞点的坐标信息， 计算电动无人机从当前位 置到起飞点的离地高度。
具体在本实施例中， 可以通过高度传感器得知当前位置到起飞点的离地高 度， 例如， 气压高度计等， 并将当前位置到起飞点的离地高度当作当前位置到 达地面离地高度。
步骤 S12c'， 根据离地高度， 计算电动无人机从当前位置直接降落所需要的 时间。
电动无人机下降所述离地高度所需的时间， 可以根据所述离地高度与电动 无人机下降时的速率计算得出，即，离地高度所需时间 =离地高度 /下降飞行速率。 电动无人机下降时， 在多个预设高度变速。 例如， 在其中一个实施例中， 所述 多个预设高度包括第一预设高度及第二预设高度， 先是勾速下降到所述第一预 设高度， 再逐渐减速并下降到所述第二预设高度， 最后再勾速落地。 例如， 电 动无人机下降时， 先以 2米 /秒的速度下降到 15米的高度， 然后， 再下降到 5米 高度， 并逐渐减速到 0.5米 /秒， 最后， 再以 0.5米 /秒勾速落地。
需要说明的是， 所述第一预设高度、 以及所述第二预设高度可以根据电动 无人机自带的测距传感器感测得知， 例如， 激光测距传感器等， 也可以由用户 根据下降的总高度事先设定。
步骤 S12d，，根据电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及电动无人机从当 前位置直接降落所需要的时间， 计算电动无人机从当前位置直接降落所需要的 电量。
由电池在当前飞行情况下的电量消耗速率与电动无人机从当前位置直接降 落所需要的时间之间的乘积， 即可得知电动无人机从当前位置直接降落所需要 的电量， 即， 直接下降所需电量 =电量消耗速率 *离地高度所需时间。
需要说明的是， 电动无人机从当前位置安全返航到预设位置所需要的电量、 以及电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量， 不限于上述计算方法， 也 可以釆用其他方法， 例如， 在计算电动无人机从当前位置直接降落所需要的电 量时， 可以釆用测距传感器测量当前位置到地面的实际高度， 根据该实际高度 计算从当前位置直接降落所需要的电量； 当所述预设位置为所述电动无人机记 录的飞行路径中的一个位置坐标， 在计算电动无人机从当前位置返航到预设位 置时， 可以沿原飞行路径返回并按照原飞行路径计算实际返回的总距离。
例如， 在其中一个实施例中， 当所述预设位置为所述电动无人机记录的飞 行路径中的一个位置坐标， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所 述预设位置所需要的电量的步骤进一步包括： 获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息、 以及原飞行路径的行程信 息， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离；
根据所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所 述预设位置所需要的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动 无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的电量。
在另外一个实施例中， 当返回路径为所述当前位置与所述预设位置之间的 直线路径， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需 要的电量的步骤进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息， 计算所述电动无人机从所 述当前位置到所述预设位置的直线距离；
根据所述电动无人机从所述当前位置到所述预设位置的直线距离， 计算所 述电动无人机从所述当前位置沿直线路径到所述预设位置所需要的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置沿所述直线路径返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动无 人机从所述当前位置沿所述直线路径返航到所述预设位置所需要的电量。
另外， 电动无人机从当前位置安全返航到预设位置时， 电动无人机可以根 据预设标准自动选取返航路径， 并根据所选取的返航路径计算电动无人机从当 前位置安全返航到预设位置所需要的电量。 所述电动无人机从所述当前位置安 全返航到所述预设位置的路径可以为： 原飞行路径， 所述当前位置与所述预设 位置在水平方向的直线路径及在竖直方向的直线路径， 所述当前位置与所述预 设位置之间的直线路径等等。 预设标准可以为： 消耗电量最少， 返航行程最短， 变速次数最少等等。 预设标准可以为一个， 也可以两个或两个以上。 例如， 在其中一个实施中， 所述预设标准为消耗电量最少， 则计算所述电 动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电量的步骤包括： 分别计算所述电动无人机从所述当前位置沿不同路径返航到所述预设位置 时需要的消耗电量；
计算所述不同路径对应所需的返航电量， 其中所述返航电量包括所述返航 路径对应的消耗电量， 并且自动选取所述返航电量最少的路径作为返航路径。
进一步的， 为了补偿计算过程中的误差量， 且所述电动无人机从所述当前 位置安全返航到所述预设位置所需要的电量除了所述返航路径对应的消耗电 量， 还包括预留电量。
对于计算电动无人机从当前位置安全返航到预设位置所需要的电量、 以及 电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量的过程中产生的误差， 可以釆用 预留电量来补偿。 换句话说， 电动无人机从当前位置安全返航到预设位置所需 要的电量可以预留预定电量， 即， 返航所需电量 =计算所得电量 +预留电量； 电 动无人机从当前位置直接降落所需要的电量也可以预留预定电量， 即， 直接降 落所需电量=计算所得电量 +预留电量。
例如， 在其中一个实施例中， 当计算电动无人机从当前位置安全返航到预 设位置所需要的电量时， 所述电动无人机从所述当前位置返航到所述预设位置 所需要的电量包括计算所述水平距离所需要的电量及计算所述离地高度所需要 的电量， 所述水平距离所需要的电量包括第一预留电量， 所述离地高度所需要 的电量包括第二预留电量。 例如， 水平距离所需要的电量可以预留 2%的电量， 即， 第一预留电量为 2%的电量， 离地高度所需要的电量可以预留 2%的电量， 即， 第二预留电量为 2%的电量。
在另外一个实施例中， 当计算所述电动无人机从所述当前位置直接降落所 需要的电量时， 所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的电量包括预 留电量。 例如， 该预留电量可以为 2%的电量。
在另外一个实施例中， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行 路径返航到所述预设位置所需要的电量时， 所述电动无人机从所述当前位置沿 所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的电量包括预留电量。 例如， 该预 留电量可以为 2%的电量。
另外， 可以将电池的实际剩余电量减去预设电量之后的电量作为所述当前 剩余电量， 所述预设电量作为所述安全电量的计算误差的补偿， 即， 所述电池 的当前剩余电量=实际剩余电量 -所述预设电量。例如， 电池的实际剩余电量可以 预留 10%的电量。
步骤 S 13 , 判断电池的当前剩余电量是否大于安全电量。
在其中一个实施例中， 当安全电量为电动无人机从当前位置安全返航到预 设位置所需要的电量时， 则判断电动无人机从当前位置安全返航到预设位置所 需要的电量与电池的当前剩余电量的大小关系。
在另一个实施例中， 当安全电量为电动无人机从当前位置直接降落所需要 的电量时， 则判断电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量与电池的当前 剩余电量的大小关系。
在另外一个实施例中， 当安全电量包括电动无人机从当前位置安全返航到 预设位置所需要的电量、 以及电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量时， 则判断电池的当前剩余电量分别与电动无人机从当前位置安全返航到预设位置 所需要的电量、 以及电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量之间的大小 关系。
步骤 S14, 若电池的当前剩余电量不大于安全电量， 则立即执行相应的安全 保护命令。
在其中一个实施例中， 若电池的当前剩余电量不大于当前位置安全返航到 预设位置所需要的电量时， 则立即执行返航到预设位置的命令。
在另外一个实施例中， 若电池的当前剩余电量不大于电动无人机从当前位 置直接降落所需要的电量时， 则立即执行从当前位置直接降落的命令。
上述电动无人机的智能电量保护方法至少具有以下优点：
( 1 )上述电动无人机的智能电量保护方法通过实时获取电动无人机的当前 位置的坐标信息， 计算出电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所需要 的安全电量， 当电池的当前剩余电量不大于安全电量时， 立即执行相应的所述 安全保护命令， 从而实时保护电动无人机， 避免电动无人机出现因电量不足引 起的事故。
( 2 )上述电动无人机的智能电量保护方法可以根据当前位置的安全电量及 电池的当前剩余电量， 而自动判断是否需要执行安全保护命令， 不需要用户根 据自身经验来判断， 从而使得上述智能电量保护方法能够更加有效、 智能地保 护电动无人机。
( 3 )上述电动无人机的智能电量保护方法中所釆用的安全电量根据当前位 置的坐标信息的变化而实时变化， 无需电动无人机提前返回或提前降落， 从而 提高电池的利用率。
请一并参阅图 4及图 5 ,本发明的实施方式二的电动无人机的智能电量保护 方法， 包括如下步骤：
步骤 S21 , 实时获取电池的当前剩余电量。
电池的当前剩余电量检测方式有多种， 例如， 电池的当前剩余电量通过 AD 釆集电路釆集电压的方法或 /及电流计测量电流的方法获得。 在其中一个实施例中， 釆用电压釆集法。 电池的电量是指电池所能输出的 总电荷总和，通常以 AH单位来表示，可以通过 AD采集电路采集采样器件两端 的电压， 采样器件电连接在电池的负极线路， 并按照电压与电流的关系 I=U/R 来计算当前电流的大小。 电量与电流的关系为 Q=IxT。 控制器会定期的采集该 信号， 例如， 每隔 t 时间采集一次， 则放电或者充电过程中电量的变化量为 Qi=∑Ixt, 假设电池原有电量为 Q0， 则当前电量为 0=(^+(¾。 若电池的总容量 为 QALL,则， 当前电量的百分比为 P = QAU7Q。
在其他实施例中， 可以采用电流采集法。 电流采集法可以通过电流计直接 采集采样器件上的电流， 然后按照电量与电流的关系计算电池的当前电量。
在其他实施例中， 可以釆用电流、 电压综合釆集法。 通过 AD 采集电路采 集电池输出端上的电压， 并通过电流计采集采样器件上的电流， 然后按照 Q=Pt=UIt的关系计算电池的当前电量。
步骤 S22, 实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息， 并根据电动无人机 的当前位置的坐标信息以及预设位置的坐标信息， 计算电动无人机从当前位置 直接降落所需要的电量、 以及电动无人机从当前位置返航到预设位置所需要的 电量。
计算电动无人机从当前位置安全返航到预设位置所需要的电量， 以及计算 电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量的方法， 可以釆用与实施方式一 的智能电量保护方法中相同的方法， 在此不再详细赘述。
需要说明的是， 预设位置可以为电动无人机的起飞点， 也可以为用户指定 的目标点。
步骤 S23 ,判断当前剩余电量是否大于电动无人机从当前位置直接降落所需 要的电量。
此时， 电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量作为电动无人机的安 全电量的一级报警电量。 因此， 首先判断当前剩余电量是否大于电动无人机从 当前位置直接降落所需要的电量， 便于在紧急时间内有效保护电动无人机。
步骤 S24 ,若当前剩余电量不大于电动无人机从当前位置直接降落所需要的 电量， 则自动执行从当前位置直接降落的命令。
由于电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量作为电动无人机的安全 电量的一级报警电量， 当电池的当前剩余电量低于等于一级报警电量时， 一般 设定电动无人机 "自动"执行安全保护命令， 从而更有效地保护电动无人机。
步骤 S25 ,若当前剩余电量大于电动无人机从当前位置直接降落所需要的电 量， 则判断当前剩余电量是否大于电动无人机从当前位置返航到预设位置所需 要的电量。
此时， 电动无人机从当前位置返航到预设位置所需要的电量作为电动无人 机的安全电量的二级报警电量。 因此， 在不满足一级报警电量的情况下， 再判 断当前剩余电量是否大于电动无人机从当前位置返航到预设位置所需要的电 量， 以便于进一步提高电池的利用率。
步骤 S26 ,若当前剩余电量大于电动无人机从当前位置返航到预设位置所需 要的电量， 则继续正常飞行。
电动无人机从当前位置返航到预设位置所需要的电量作为电动无人机的安 全电量的二级报警电量， 当电池的当前剩余电量大于二级报警电量时， 电动无 人机可以继续正常飞行。
进一步地， 所述方法还包括步骤 S27 , 若所述当前剩余电量不大于所述电动 无人机从所述当前位置返航到所述预设位置所需要的电量， 则自动执行返航到 所述预设位置的命令， 或者， 提示用户是否执行返航到所述预设位置的命令。
由于电动无人机从当前位置返航到预设位置所需要的电量作为电动无人机 的安全电量的二级报警电量， 此时， 电动无人机在不满足一级报警电量的情况 下， 可以忽视二级报警电量， 继续正常飞行， 以便于进一步提高电池的利用率。 例如， 若当前剩余电量不大于电动无人机从当前位置返航到预设位置所需要的 电量， 可以提示用户是否执行返航到预设位置的命令， 以便于用户根据实际情 况进行选择。
上述电动无人机的智能电量保护方法至少具有以下优点：
( 1 )上述电动无人机的智能电量保护方法通过实时获取电动无人机的当前 位置的坐标信息， 计算出电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所需要 的安全电量， 当电池的当前剩余电量不大于安全电量时， 立即执行相应的所述 安全保护命令， 从而实时保护电动无人机， 避免电动无人机出现因电量不足引 起的事故。
( 2 )上述电动无人机的智能电量保护方法可以根据当前位置的安全电量及 电池的当前剩余电量， 而自动判断是否需要执行安全保护命令， 不需要用户根 据自身经验来判断， 从而使得上述智能电量保护方法能够更加有效、 智能地保 护电动无人机。
( 3 )上述电动无人机的智能电量保护方法所釆用的安全电量根据当前位置 的坐标信息的变化而实时变化， 无需电动无人机提前返回或提前降落， 从而提 高电池的利用率。
( 4 ) 上述电动无人机的智能电量保护方法设置了两个不同等级的报警电 量， 电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量为一级报警电量， 电动无人 机从当前位置返航到所述预设位置所需要的电量为二级报警电量， 根据不同等 级的报警电量， 选择不同安全保护措施， 例如， 当电池的当前剩余电量达到了 一级报警电量， 则可以自动控制电动无人机直接从当前位置降落， 从而可以对 电动无人机釆取紧急保护措施， 当电池的当前剩余电量达到了二级报警电量， 则可以选择自动控制电动无人机立即返回， 或者继续正常飞行， 以进一步提高 电池的利用效率。
( 5 ) 上述电动无人机的智能电量保护方法设置了两个不同等级的报警电 量， 电动无人机从当前位置直接降落所需要的电量为一级报警电量， 并且优先 判断电动无人机的电池的电量是否达到了一级报警电量， 以提高电动无人机的 电量控制效率。
基于上述智能电量保护方法， 本发明还提供一种能够应用上述智能电量保 护方法的电动无人机。 以下结合附图详细说明本发明实施方式的电动无人机的 具体结构。 请参阅图 6 , 本发明的实施方式的电动无人机 100 , 包括位置传感器 110、 存储器 120、 以及控制器 130。
位置传感器 110, 用于实时获取电动无人机 100的当前位置的坐标信息。 位 置传感器 110包括 GPS传感器及高度传感器中的至少一种。 高度传感器包括气 压高度计、 激光高度计、 无线电高度计、 超声波高度计、 图像测距传感器中的 至少一种。
例如， 具体在本实施例中， 位置传感器 110包括 GPS传感器 111及气压高 度计 113 , 通过 GPS传感器 111得知当前位置的水平坐标， 通过气压高度计 113 得知当前位置的高度坐标。在其他实施例中，位置传感器 110包括 GPS传感器， 该 GPS传感器能够同时感测当前位置的水平坐标以及高度坐标。
存储器 120 , 用于存储电动无人机 100的预设位置的坐标信息。 例如， 存储 器 120可以为 SD存储卡、 存储硬盘等等。
需要说明的是， 当预设位置不是起飞点时， 存储器还用于存储电动无人机 100的起飞点的坐标信息。
控制器 130 , 与位置传感器 110及存储器通讯连接， 控制器 130用于根据电 动无人机 100 的当前位置的坐标信息及预设位置的坐标信息， 计算电动无人机 100在当前位置执行安全保护命令所需要的安全电量，并且与电池 140的当前剩 余电量进行比较。
其中， 当电池 140的当前剩余电量不大于安全电量时， 控制器 130执行相 应的安全保护命令。
安全电量包括以下至少一种： 电动无人机 100从当前位置安全返航到预设 位置所需要的电量， 电动无人机 100从当前位置直接降落所需要的电量， 电动 无人机 100打开安全装置所需要的电量。 安全保护命令相应地包括以下至少一 种： 立即返航到预设位置的命令， 立即从当前位置直接降落的命令， 立即打开 安全装置的命令。
例如， 在图示的实施例中， 安全电量包括电动无人机 100从当前位置安全 返航到预设位置所需要的电量。 当电池 140 的当前剩余电量不大于电动无人机 100从当前位置安全返航到预设位置所需要的电量时，控制器 130自动执行从当 前位置直接降落命令。
需要说明的是， 所述电池 140的当前剩余电量可以为所述电池 140的实际 剩余电量减去预设电量之后的电量， 所述预设电量作为所述安全电量的计算误 差的补偿。
进一步地， 安全电量还包括电动无人机 100从当前位置安全返航到预设位 置所需要的电量， 当电池 140的当前剩余电量大于电动无人机 100从当前位置 安全返航到预设位置所需要的电量、 且大于电动无人机 100从当前位置直接降 落所需要的电量时， 控制器 130控制电动无人机 100继续正常飞行。
当电池 140的当前剩余电量大于电动无人机 100从当前位置直接降落所需 要的电量、 且不大于电动无人机 100从当前位置安全返航到预设位置所需要的 电量时， 控制器 130 可以选择性执行相应的安全保护命令， 或者， 自动执行相 应的安全保护命令。
例如， 在图示的实施例中， 进一步地， 当电池 140 的当前剩余电量大于电 动无人机 100从当前位置直接降落所需要的电量、 且不大于电动无人机 100从 当前位置安全返航到预设位置所需要的电量时， 控制器 130 自动执行返航到预 设位置的命令。
在其他实施例中， 电动无人机 100还包括提示模块， 控制器 130与提示模 块通讯连接， 当电池 140的当前剩余电量大于电动无人机 100从当前位置直接 降落所需要的电量、 且不大于电动无人机 100从当前位置安全返航到预设位置 所需要的电量时， 控制器 130控制提示模块发出是否执行返航到预设位置的提 示信号。
此时， 用户根据提示模块的提示信号选择立即执行返航到预设位置的命令， 还是取消返航到预设位置的命令， 继续正常飞行。
提示模块的结构可以根据不同需求来设计， 例如， 提示模块可以为遥控器 上的显示屏，可以直接将提示信息显示在显示屏上，或者，提示模块为红色 LED 等警示灯， 通过警示灯的闪烁来达到提示的功能。
进一步地， 所述电动无人机 100还包括用于检测所述电动无人机 100的周 围预设范围内是否存在障碍物的传感器（图未示）， 当所述传感器检测到所述电 动无人机 100的周围预设范围内存在障碍物时， 所述控制器自动规划返航路径。 例如， 该传感器可以为红外测距传感器、 超声波测距传感器、 图像测距传感器、 激光测距传感器、 微波雷达测距传感器等等。
进一步地， 当执行返航到所述预设位置的命令时， 所述控制器 130控制所 述电动无人机 100沿原飞行路径返回， 或者沿所述控制器 130 自动规划的返航 路径返回， 以避开所述障碍物。
需要说明的是， 所述电动无人机 100从所述当前位置安全返航到所述预设 位置的路径为如下一种： 原飞行路径， 所述当前位置与所述预设位置在水平方 向的直线路径及在竖直方向的直线路径， 所述当前位置与所述预设位置之间的 直线路径。
所述电动无人机 100从所述当前位置安全返航到所述预设位置的路径由控 制器 130自动设定， 或者， 由用户设定。 所述控制器 130自动设定返航路径时， 所述控制器 130根据预设标准自动选取返航路径， 并根据所选取的返航路径计 算电动无人机 100从当前位置安全返航到预设位置所需要的电量。 例如， 所述 预设标准包括如下至少一种： 消耗电量最少， 返航行程最短， 变速次数最少。
控制器 130 的具体结构可以根据不同需要来设计， 例如， 具体在图示的实 施例中， 控制器 130 包括微处理器 131 , 该微处理器 131用于根据电动无人机 100的当前位置的坐标信息及预设位置的坐标信息计算电动无人机 100安全保护 所需要的安全电量、 且判断电池 140 的当前剩余电量与安全电量大小的微处理 器 131。
在其他实施例中， 控制器 130包括用于根据电动无人机 100的当前位置的 坐标信息及预设位置的坐标信息计算电动无人机 100安全保护所需要的安全电 量的计算单元， 以及用于判断电池 140 的当前剩余电量与安全电量大小的比较 器。 例如， 计算单元可以为微处理器， 计算器集成电路等等。
控制器 130获取电池 140的当前剩余电量时， 可以通过内部电路来实时检 测电池 140的当前剩余电量， 也可以通过外部电路来实时检测电池 140的当前 剩余电量。 例如， 具体在图示的实施例中， 控制器 130还包括用于实时检测电 池 140的当前剩余电量的电量检测电路 133 , 控制器 130通过电量检测电路 133 获取电池 140的当前剩余电量。 所述电量检测电路 133可以为 AD釆集电路或 / 及电流计。
在其他实施例中， 电池 140 为自动检测自身剩余电量的智能电池， 控制器 130与智能电池通讯连接而获取智能电池的当前剩余电量。
上述电动无人机 100至少具有以下优点：
( 1 )上述电动无人机 100的位置传感器 110可以实时获取电动无人机 100 的当前位置的坐标信息， 控制器 130可以实时获取电动无人机 100的当前位置 的坐标信息， 并计算出电动无人机 100在所述当前位置执行安全保护命令所需 要的安全电量， 当电池 140的当前剩余电量不大于安全电量时， 控制器 130立 即执行相应的所述安全保护命令， 从而实时保护电动无人机 100 , 避免电动无人 机 100出现因电量不足引起的事故。
( 2 )上述电动无人机 100的控制器 130可以根据当前位置的安全电量及电 池 140 的当前剩余电量， 而自动判断是否需要执行安全保护命令， 不需要用户 根据自身经验来判断， 从而使得上述电动无人机 100可以自动保护， 具有智能 保护功能。
( 3 )上述电动无人机 100的位置传感器 110可以实时获取电动无人机 100 的当前位置的坐标信息， 安全电量才艮据当前位置的坐标信息的变化而实时变化， 无需电动无人机 100提前返回或提前降落， 从而提高电池 140的利用率。
( 4 )上述电动无人机 100的控制器 130可以实施两个不同等级的电量报警， 当电池 140 的当前剩余电量只能满足返航到预设位置时， 继续向前飞行将出现 电动无人机 100无法返航的可能， 控制器 130可以根据用户设置， 自动实施返 航功能， 或者继续正常飞行； 当电池 140 的当前剩余电量只能满足降落到地面 时， 控制器 130将实施自动降落功能。
需要说明的是， 在本发明所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的 相关装置和方法， 可以通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例 仅仅是示意性的， 例如， 所述模块或单元的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可以有另外的划分方式， 例如多个单元或组件可以结合或者可以集 成到另一个系统， 或一些特征可以忽略， 或不执行。 另一点， 所显示或讨论的 相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口， 装置或单元的间 接耦合或通信连接， 可以是电性， 机械或其它的形式。 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 单元来实现本实施例方案的目的。
另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个单元 中。 上述集成的单元既可以釆用硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能单元的 形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或 使用时， 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解， 本发明 的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或 部分可以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品存储在一个存储介质 中， 包括若干指令用以使得计算机处理器（ processor )执行本发明各个实施例所 述方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括： U盘、 移动硬盘、 只读存 储器 （ROM, Read-Only Memory ), 随机存取存储器 （RAM, Random Access Memory )、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利 用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运 用在其他相关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

权利 要求
1、 一种电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 实时获取电池的当前剩余电量；
实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息， 并根据所述电动无人机的当 前位置的坐标信息， 计算所述电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所 需要的安全电量；
判断所述当前剩余电量是否大于所述安全电量； 以及
若所述当前剩余电量不大于所述安全电量， 则立即执行相应的所述安全保 护命令。
2、 根据权利要求 1所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在于， 所述安全电量包括以下至少一种： 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到 所述预设位置所需要的电量， 所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要 的电量， 所述电动无人机打开安全装置所需要的电量；
所述安全保护命令相应地包括以下至少一种： 立即返航到所述预设位置的 命令， 立即从所述当前位置直接降落的命令， 立即打开所述安全装置的命令。
3、 根据权利要求 2所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在于， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的电量的步骤进一步包 括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置、 以及起飞点的坐标信息， 计算所述电动无人机从所述 当前位置到所述起飞点的离地高度；
根据所述离地高度， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要 的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置直接降落所需要的时间， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降 落所需要的电量。
4、 根据权利要求 3所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在于， 所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的电量包括预留电量。
5、 根据权利要求 2所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在于， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置的路径为如下一种： 原飞行路径， 所述当前位置与所述预设位置在水平方向的直线路径及在竖直方 向的直线路径， 所述当前位置与所述预设位置之间的直线路径。
6、 根据权利要求 2或 5所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电 量时， 所述电动无人机根据预设标准自动选取返航路径， 并根据所选取的返航 路径计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电 量。
7、 根据权利要求 6所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在于， 所述预设标准包括如下至少一种： 消耗电量最少， 返航行程最短， 变速次数最 少。
8、 根据权利要求 6所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在于， 所述预设标准为消耗电量最少， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航 到所述预设位置所需要的电量的步骤进一步包括：
分别计算所述电动无人机从所述当前位置沿不同路径返航到所述预设位置 时需要的消耗电量；
计算所述不同路径对应所需的返航电量， 其中所述返航电量包括所述返航 路径对应的消耗电量， 并且自动选取所述返航电量最少的路径作为返航路径。
9、 根据权利要求 2或 5所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置的路径可自动设 定， 或者， 由用户设定。
10、 根据权利要求 5 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电 量的步骤进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息， 计算所述电动无人机从所 述当前位置返航到所述预设位置的水平距离及离地高度；
根据所述水平距离及所述离地高度， 计算所述电动无人机从所述当前位置 返航到所述预设位置所需要的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动无人机从所述当前 位置返航到所述预设位置所需要的电量。
11、 根据权利要求 10 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电动无人机从所述当前位置返航到所述预设位置所需要的电量包括计 算所述水平距离所需要的电量及计算所述离地高度所需要的电量， 所述水平距 离所需要的电量包括第一预留电量， 所述离地高度所需要的电量包括第二预留 电量。
12、 根据权利要求 5 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述预设位置为所述电动无人机记录的飞行路径中的一个位置坐标， 计算 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电量的步骤 进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息、 以及原飞行路径的行程信 息， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离； 根据所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所 述预设位置所需要的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动 无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的电量
13、 根据权利要求 12 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所 需要的电量包括预留电量。
14、 根据权利要求 2、 3、 10 或 12 所述的电动无人机的智能电量保护方 法， 其特征在于， 所述电动无人机降落过程所需的时间， 通过所述无人机的下 降高度与所述电动无人机下降时的速率计算得出， 所述电动无人机下降时， 在 多个预设高度变速。
15、 根据权利要求 14 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述多个预设高度包括第一预设高度及第二预设高度， 先是勾速下降到所 述第一预设高度， 再逐渐减速并下降到所述第二预设高度， 最后再勾速落地。
16、 根据权利要求 15 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述第一预设高度、 以及所述第二预设高度根据所述电动无人机自带的测 距传感器感测得知， 或者， 由用户根据下降的总高度事先设定。
17、 根据权利要求 3、 10、 或 12所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在于， 所述电池在当前飞行情况下的所述电量消耗速率通过间隔预设时 间 At、 并多次测量取平均值获得， 其中第 n 个预设时间 At 的电量消耗速率为
( Ql-Qn ) /η*Δΐ, Q1是电池的总电量， Qn是间隔第 n个预设时间 At后检测的 所述电池的当前剩余电量。
18、 根据权利要求 2或 5所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征 在于， 所述预设位置为所述电动无人机的起飞点或用户指定的目标点。
19、 根据权利要求 1 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电池的当前剩余电量为所述电池的实际剩余电量减去预设电量之后的 电量， 所述预设电量作为所述安全电量的计算误差的补偿。
20、 根据权利要求 1 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电池的当前剩余电量通过 AD釆集电路釆集电压的方法或 /及电流计测 量电流的方法获得。
21、 一种电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 实时获取电池的当前剩余电量；
实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息， 并根据所述电动无人机的所 述当前位置的坐标信息、 以及预设位置的坐标信息， 计算所述电动无人机从所 述当前位置直接降落所需要的电量、 以及所述电动无人机从所述当前位置返航 到所述预设位置所需要的电量；
判断所述当前剩余电量是否大于所述电动无人机从所述当前位置直接降落 所需要的电量；
若所述当前剩余电量不大于所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需 要的电量， 则自动执行从所述当前位置直接降落的命令；
若所述当前剩余电量大于所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要 的电量， 则判断所述当前剩余电量是否大于所述电动无人机从所述当前位置返 航到所述预设位置所需要的电量；
若所述当前剩余电量大于所述电动无人机从所述当前位置返航到所述预设 位置所需要的电量， 则继续正常飞行。
22、 根据权利要求 21 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述方法还包括：
若所述当前剩余电量不大于所述电动无人机从所述当前位置返航到所述预 设位置所需要的电量， 则自动执行返航到所述预设位置的命令， 或者， 提示用 户是否执行返航到所述预设位置的命令。
23、 根据权利要求 21或 22所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特 征在于， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的电量的步骤进 一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及起飞点的坐标信息， 计算所述电动无人机从所述当前 位置到所述起飞点的离地高度；
根据所述离地高度， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要 的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置直接降落所需要的时间， 计算所述电动无人机从所述当前位置直接降 落所需要的电量。
24、 根据权利要求 23 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的电量包括预留电量。
25、 根据权利要求 21或 22所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特 征在于， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置的路径为如 下一种： 原飞行路径， 所述当前位置与所述预设位置在水平方向的直线路径及 在竖直方向的直线路径， 所述当前位置与所述预设位置之间的直线路径。
26、 根据权利要求 25 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电 量时， 所述电动无人机根据预设标准自动选取返航路径， 并根据所选取的返航 路径计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电 量。
27、 根据权利要求 26 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述预设标准包括如下至少一种： 消耗电量最少， 返航行程最短， 变速次 数最少。
28、 根据权利要求 26 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述预设标准为消耗电量最少， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全 返航到所述预设位置所需要的电量的步骤进一步包括：
分别计算所述电动无人机从所述当前位置沿不同路径返航到所述预设位置 时需要的消耗电量；
计算所述不同路径对应所需的返航电量， 其中所述返航电量包括所述返航 路径对应的消耗电量， 并且自动选取所述返航电量最少的路径作为返航路径。
29、 根据权利要求 21或 25所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特 征在于， 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置的路径可自 动设定， 或者， 由用户设定。
30、 根据权利要求 25 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到预设位置所需要的电量的 步骤进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息， 计算所述电动无人机从所 述当前位置返航到所述预设位置的水平距离及离地高度；
根据所述水平距离及所述离地高度， 计算所述电动无人机从所述当前位置 返航到所述预设位置所需要的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动无人机从所述当前 位置返航到所述预设位置所需要的电量。
31、 根据权利要求 30 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电动无人机从所述当前位置返航到所述预设位置所需要的电量包括计 算所述水平距离所需要的电量及计算所述离地高度所需要的电量， 所述水平距 离所需要的电量包括第一预留电量， 所述离地高度所需要的电量包括第二预留 电量。
32、 根据权利要求 25 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述预设位置为所述电动无人机记录的飞行路径中的一个位置坐标， 计算 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电量的步骤 进一步包括：
获取所述电池的总电量及飞行时间， 计算所述电池在当前飞行情况下的电 量消耗速率；
根据所述当前位置及所述预设位置的坐标信息、 以及原飞行路径的行程信 息， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离；
根据所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位 置的总距离， 计算所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所 述预设位置所需要的时间；
根据所述电池在当前飞行情况下的电量消耗速率及所述电动无人机从所述 当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的时间， 计算所述电动 无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所需要的电量。
33、 根据权利要求 32 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电动无人机从所述当前位置沿所述原飞行路径返航到所述预设位置所 需要的电量包括预留电量。
34、 根据权利要求 21、 23、 28、 30或 32所述的电动无人机的智能电量保 护方法， 其特征在于， 所述电动无人机降落过程所需的时间， 通过所述无人机 的下降高度与所述电动无人机下降时的速率计算得出， 所述电动无人机下降 时， 在多个预设高度变速。
35、 根据权利要求 34 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述多个预设高度包括第一预设高度及第二预设高度， 先是勾速下降到所 述第一预设高度， 再逐渐减速并下降到所述第二预设高度， 最后再勾速落地。
36、 根据权利要求 35 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述第一预设高度、 以及所述第二预设高度根据所述电动无人机自带的测 距传感器感测得知， 或者， 由用户根据下降的总高度事先设定。
37、 根据权利要求 23、 28、 30或 32所述的电动无人机的智能电量保护方 法， 其特征在于， 所述电池在当前飞行情况下的所述电量消耗速率通过间隔预 设时间 At、 并多次测量取平均值获得， 其中第 n个预设时间 At的电量消耗速率 为 （Ql-Qn ) /n*At, Q1是电池的总电量， Qn是间隔第 n个预设时间 At后检测 的所述电池的当前剩余电量。
38、 根据权利要求 21 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述预设位置为所述电动无人机的起飞点或用户指定的目标点。
39、 根据权利要求 21 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电池的当前剩余电量为所述电池的实际剩余电量减去预设电量之后的 电量， 所述预设电量作为所述安全电量的计算误差的补偿。
40、 根据权利要求 21 所述的电动无人机的智能电量保护方法， 其特征在 于， 所述电池的所述当前剩余电量通过 AD釆集电路釆集电压的方法或 /及电流 计测量电流的方法获得。
41、 一种电动无人机， 其特征在于， 包括：
位置传感器， 用于实时获取电动无人机的当前位置的坐标信息；
存储器， 用于存储所述电动无人机的预设位置的坐标信息； 以及
控制器， 与所述位置传感器及所述存储器通讯连接， 所述控制器用于根据 所述电动无人机的所述当前位置的坐标信息、 以及所述预设位置的坐标信息， 计算所述电动无人机在所述当前位置执行安全保护命令所需要的安全电量， 并 且与电池的当前剩余电量进行比较；
其中， 当所述电池的所述当前剩余电量不大于所述安全电量时， 所述控制 器执行相应的安全保护命令。
42、 根据权利要求 41所述的电动无人机， 其特征在于， 所述位置传感器包 括 GPS传感器及高度传感器中的至少一种。
43、 根据权利要求 42所述的电动无人机， 其特征在于， 所述高度传感器包 括气压高度计、 激光高度计、 无线电高度计、 超声波高度计、 图像测距传感器 中的至少一种。
44、 根据权利要求 41所述的电动无人机， 其特征在于， 所述控制器包括用 于根据所述电动无人机的所述当前位置的坐标信息及所述预设位置的坐标信息 计算所述电动无人机安全保护所需要的安全电量的计算单元、 以及用于判断所 述电池的当前剩余电量与所述安全电量大小的比较器；
或者， 所述控制器包括用于根据所述电动无人机的所述当前位置的坐标信 息及所述预设位置的坐标信息计算所述电动无人机安全保护所需要的安全电 量、 且判断所述电池的当前剩余电量与所述安全电量大小的微处理器。
45、 根据权利要求 41所述的电动无人机， 其特征在于， 所述控制器还包括 用于实时检测所述电池的当前剩余电量的电量检测电路， 所述控制器通过所述 电量检测电路获取所述电池的所述当前剩余电量。
46、 根据权利要求 45所述的电动无人机， 其特征在于， 所述电量检测电路 为 AD釆集电路或 /及电流计。
47、 根据权利要求 41所述的电动无人机， 其特征在于， 所述电池为自动检 测自身剩余电量的智能电池， 所述控制器与所述智能电池通讯连接而获取所述 智能电池的当前剩余电量。
48、 根据权利要求 41所述的电动无人机， 其特征在于， 所述安全电量包括 以下至少一种： 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到预设位置所需要的 电量， 所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的电量， 所述电动无人 机打开安全装置所需要的电量；
所述安全保护命令相应地包括以下至少一种： 立即返航到所述预设位置的 命令， 立即从所述当前位置直接降落的命令， 立即打开所述安全装置的命令。
49、 根据权利要求 41所述的电动无人机， 其特征在于， 所述安全电量包括 所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要的电量。
50、 根据权利要求 49所述的电动无人机， 其特征在于， 当所述电池的所述 当前剩余电量不大于所述电动无人机从所述当前位置安全返航到预设位置所需 要的电量时， 所述控制器自动执行从所述当前位置直接降落命令。
51、 根据权利要求 49或 50所述的电动无人机， 其特征在于， 所述安全电 量还包括所述电动无人机从所述当前位置安全返航到预设位置所需要的电量， 当所述电池的所述当前剩余电量大于所述电动无人机从所述当前位置安全返航 到预设位置所需要的电量、 且大于所述电动无人机从所述当前位置直接降落所 需要的电量时， 所述控制器控制所述电动无人机继续正常飞行。
52、 根据权利要求 51所述的电动无人机， 其特征在于， 当所述电池的所述 当前剩余电量大于所述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的电量、 且 不大于所述电动无人机从所述当前位置安全返航到预设位置所需要的电量时， 所述控制器自动执行返航到所述预设位置的命令。
53、 根据权利要求 51所述的电动无人机， 其特征在于， 还包括提示模块， 所述控制器与所述提示模块通讯连接， 当所述电池的所述当前剩余电量大于所 述电动无人机从所述当前位置直接降落所需要的电量、 且不大于所述电动无人 机从所述当前位置安全返航到预设位置所需要的电量时， 所述控制器控制所述 提示模块发出是否执行返航到所述预设位置的提示信号。
54、 根据权利要求 52或 53所述的电动无人机， 其特征在于， 所述电动无 人机还包括用于检测所述电动无人机的周围预设范围内是否存在障碍物的传感 器， 当所述传感器检测到所述电动无人机的所述周围预设范围内存在障碍物 时， 所述控制器自动规划返航路径。
55、 根据权利要求 54所述的电动无人机， 其特征在于， 所述传感器包括红 外测距传感器、 超声波测距传感器、 图像测距传感器、 激光测距传感器、 微波 雷达测距传感器中的至少一种。
56、 根据权利要求 52或 53所述的电动无人机， 其特征在于， 所述电动无 人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置的路径为如下一种： 原飞行路 径， 所述当前位置与所述预设位置在水平方向的直线路径及在竖直方向的直线 路径， 所述当前位置与所述预设位置之间的直线路径。
57、 根据权利要求 56所述的电动无人机， 其特征在于， 所述电动无人机从 所述当前位置安全返航到所述预设位置的路径由所述控制器自动设定， 或者， 由用户设定。
58、 根据权利要求 57所述的电动无人机， 其特征在于， 所述控制器自动设 定返航路径时， 所述控制器根据预设标准自动选取返航路径， 并根据所选取的 返航路径计算所述电动无人机从所述当前位置安全返航到所述预设位置所需要 的电量。
59、 根据权利要求 58所述的电动无人机， 其特征在于， 所述预设标准包括 如下至少一种： 消耗电量最少， 返航行程最短， 变速次数最少。
60、 根据权利要求 41所述的电动无人机， 其特征在于， 所述电池的当前剩 余电量为所述电池的实际剩余电量减去预设电量之后的电量， 所述预设电量作 为所述安全电量的计算误差的补偿。
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