WO2018133041A1 - 无人机的控制方法及无人机 - Google Patents

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WO2018133041A1
WO2018133041A1 PCT/CN2017/071974 CN2017071974W WO2018133041A1 WO 2018133041 A1 WO2018133041 A1 WO 2018133041A1 CN 2017071974 W CN2017071974 W CN 2017071974W WO 2018133041 A1 WO2018133041 A1 WO 2018133041A1
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drone
speed
external device
mapping relationship
freedom
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PCT/CN2017/071974
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English (en)
French (fr)
Inventor
郭灼
苏冠华
周游
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SZ DJI Technology Co Ltd
Original Assignee
SZ DJI Technology Co Ltd
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    • 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
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link

Definitions

  • the invention relates to the field of drones, in particular to a control method of a drone and a drone.
  • Embodiments of the present invention provide a control method for a drone and a drone.
  • the invention provides a control method for a drone, and the control method comprises:
  • the drone flight is controlled according to the target position information.
  • the invention provides a drone, the drone comprising:
  • a first establishing module configured to establish a location mapping relationship with an external device
  • a first acquiring module configured to acquire current location information of the external device
  • a first calculating module configured to calculate target location information of the drone according to the current location information and the location mapping relationship
  • a first control module configured to control the flight of the drone according to the target location information.
  • the present invention provides a drone, including a casing, a processor, a memory, a circuit board, and a power supply circuit, wherein the circuit board is disposed in a space enclosed by the casing, the processor and the The memory is electrically connected to the circuit board; the power circuit is configured to supply power to each circuit or device of the drone; the memory is configured to store executable program code; and the processor reads the The executable program code stored in the memory runs a program corresponding to the executable program code for executing the control method of any of the above embodiments.
  • the present invention provides a computer readable storage medium having instructions stored therein that, when executed by a drone processor, perform the control method of any of the above embodiments.
  • the control method of the UAV provided by the present invention and the UAV establish a position mapping relationship with an external device, and acquire After the current location information of the external device, the target location information of the drone is calculated according to the current location information and the location mapping relationship, and then the drone is controlled according to the target location information.
  • the control mode of the drone is very intuitive and simple, and no user cost is required. A lot of time to learn and familiar with the operation of the joystick can accurately control the position of the drone.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a physical object of an unmanned aerial vehicle and an external device according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart showing a method of controlling a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic flow chart of a control method of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic flow chart of a control method of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of functional modules of an external device in accordance with some embodiments of the present invention.
  • FIG. 9 is a flow chart showing a method of controlling a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 12 is a flow chart showing a method of controlling a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 15 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 16 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 17 is a flow chart showing a method of controlling a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 18 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 19 is a flow chart showing a method of controlling a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 20 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 21 is a flow chart showing a method of controlling a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 22 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 23 is a flow chart showing a method of controlling a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 24 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 25 is a flow chart showing a method of controlling a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 26 is a flow chart showing a method of controlling a drone according to some embodiments of the present invention.
  • 27 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 28 is a schematic diagram of functional modules of a drone according to some embodiments of the present invention.
  • first and second are used for descriptive purposes only and are not to be construed as indicating or implying a relative importance or implicitly indicating the number of technical features indicated.
  • features defining “first” or “second” may include one or more of the described features either explicitly or implicitly.
  • the meaning of "a plurality" is two or more unless specifically and specifically defined otherwise.
  • connection In the description of the present invention, it should be noted that the terms “installation”, “connected”, and “connected” are to be understood broadly, and may be fixed or detachable, for example, unless otherwise explicitly defined and defined. Connected, or integrally connected; may be mechanically connected, or may be electrically connected or may communicate with each other; may be directly connected or indirectly connected through an intermediate medium, may be internal communication of two elements or interaction of two elements relationship. For those skilled in the art, the specific meanings of the above terms in the present invention can be understood on a case-by-case basis.
  • a control method of a drone is used to control a drone 100.
  • the drone 100 may be a rotary wing drone, a fixed wing drone, or a fixed wing-rotor hybrid.
  • the drone can also be a manned rotor, fixed wing or fixed wing-rotor hybrid aircraft.
  • the drone 100 can communicate with the external device 200, and the user controls the flight parameters, flight speed, flight altitude and the like of the flight parameters, routes, and the like of the drone 100 by operating the external device 200.
  • the external device 200 may be one or more of a mobile phone, a remote controller, a smart watch, smart glasses, a smart helmet, other virtual reality wearable devices, other augmented reality wearable devices, and the like. In the present embodiment, the external device 200 is taken as an example of a remote controller.
  • control method of the drone includes the following steps:
  • the control method of the above-mentioned drone can be performed by the drone 100.
  • the drone 100 includes a first establishing module 11 and a first The obtaining module 12, the first calculating module 13, and the first control module 14 are respectively configured to perform steps S1, S2, S3, and S4. That is, the first establishing module 11 is configured to establish a location mapping relationship with the external device 200.
  • the first obtaining module 12 is configured to acquire current location information of the external device 200.
  • the first calculating module 13 is configured to calculate target location information of the drone 100 according to the current location information and the location mapping relationship.
  • the first control module 14 is configured to control the drone 100 to fly according to the target position information.
  • the step of establishing a location mapping relationship with the external device 200 may be performed by using a first user input. For example, before the drone 100 flies, the user may operate a physical button or a virtual button on the drone 100 to release the message. The drone 100 establishes a position mapping relationship with the external device 200.
  • the control method of the UAV and the UAV 100 establish a position mapping relationship with the external device 200, and after acquiring the current location information of the external device 200, calculate the target of the UAV based on the current location information and the location mapping relationship.
  • the position information is then controlled to fly by the drone 100 according to the target position information.
  • the control mode of the drone is very intuitive and simple, and the drone 100 can be accurately controlled without requiring the user to spend a lot of time learning and familiar with the operation of the joystick. position.
  • the step of establishing a location mapping relationship with the external device 200 includes the following steps:
  • the control method of the above-mentioned drone can be performed by the drone 100.
  • the first establishing module 11 of the drone 100 can include the first An obtaining sub-module 111, a second obtaining sub-module 112, and a first establishing sub-module 113 are respectively configured to perform steps S11, S12, and S13. That is, the first acquisition sub-module 111 is configured to acquire initial location information of the external device 200 in a three-dimensional space coordinate system.
  • the second obtaining sub-module 112 is configured to acquire original position information of the drone 100 in the same three-dimensional space coordinate system.
  • the first establishing submodule 113 is configured to establish a location mapping relationship according to the initial location information and the original location information.
  • the step of acquiring initial location information of the external device 200 in the three-dimensional space coordinate system may include the following sub-steps:
  • the control method of the above-mentioned drone can be executed by the drone 100.
  • the first establishing module 11 of the drone 100 An obtaining sub-module 111 may include: a first obtaining unit 1111, a second obtaining unit 1112, and a first associating unit 1113, which may be used to perform steps S111, S112, and S113, respectively. That is, the first obtaining unit 1111 is configured to acquire three moving degree of freedom values (x 1 , y 1 , z 1 ) when the external device 200 is in the initial position. Second acquisition unit configured to acquire external device 1112 freedom of rotation value ( ⁇ 1 at the initial position in the three, ⁇ 1 ).
  • the first associating unit 1113 is configured to associate three mobile degree of freedom values (x 1 , y 1 , z 1 ) and three rotational degrees of freedom values ( ⁇ 1 , ⁇ 1 ) to obtain initial position information (x 1 , y 1 , z 1 , ⁇ 1 , ⁇ 1 ).
  • the first obtaining unit 1111 may be a down-view camera mounted on the drone 100; or may be a communication unit on the drone 100.
  • the three degrees of freedom of movement (x 1 , y 1 , z 1 ) of the external device 200 at the initial position are carried by a Global Positioning System (GPS) mounted on the external device 200 or mounted on the external device 200.
  • GPS Global Positioning System
  • the Vision Positioning System (VPS) determines that the first acquisition unit 1111 of the drone 100 further obtains the three movement degree of freedom values (x 1 , y 1 , z 1 ) by communicating with the external device 200.
  • the second obtaining unit 1112 may be a front view camera mounted on the drone 100; or may be a communication unit on the drone 100.
  • the external device 200 degrees of rotational freedom in the initial position of 200 ( ⁇ 1 ⁇ 1 ) is measured by an inertial measurement unit (IMU) mounted on the external device 200, and the second acquisition unit 1112 of the drone 100 further obtains the three rotational freedom values by communicating with the external device 200 ( ⁇ 1 , ⁇ 1 ).
  • IMU inertial measurement unit
  • the three moving degree of freedom values (x 1 , y 1 , z 1 ) obtained in step S111 and the three rotational degrees of freedom values obtained in step S112 ( ⁇ 1 , ⁇ 1 ), and initial position information (x 1 , y 1 , z 1 , ⁇ 1 , obtained in step S113) ⁇ 1 ) may be performed by elements on the external device 200, and finally the external device 200 sets initial position information (x 1 , y 1 , z 1 , ⁇ 1 by the communication unit disposed thereon). ⁇ 1 ) is sent to the drone 100.
  • the drone 100 only needs the communication unit to complete the initial position information (x 1 , y 1 , z 1 of the external device 200 in the three-dimensional space coordinate system in step S11.
  • ⁇ 1 The acquisition of ⁇ 1 ), in other words, the first acquisition sub-module 111 is the communication module on the drone 100.
  • the external device 200 includes a camera 201, an IMU 202, a trigger button 203, and a GPS 204.
  • the camera 201 or GPS 204 is used to observe the underlay texture to obtain three degrees of freedom of movement (x 1 , y 1 , z 1 ) of the external device 200 in the initial position.
  • the IMU 302 is configured to acquire three rotational degrees of freedom values of the external device 200 in the initial position ( ⁇ 1 , ⁇ 1).
  • the trigger button 203 is triggered for establishing or disconnecting the mapping relationship with the drone 100, that is, the step of establishing or disconnecting the position mapping relationship between the external device 200 and the drone 100 may be the first user input by touching the trigger button 203. To perform.
  • the step of acquiring the original location information of the drone 100 in the same three-dimensional space coordinate system may include the following sub-steps:
  • the control method of the unmanned aerial vehicle 100 can be performed by the drone 100.
  • the first establishing module 11 of the drone 100 The second obtaining sub-module 112 may include: a third obtaining unit 1121, a fourth obtaining unit 1122, and a second associating unit 1123, which may be used to perform steps S121, S122, and S123, respectively. That is, the third obtaining unit 1121 is configured to acquire three moving degree of freedom values (X 1 , Y 1 , Z 1 ) when the drone 100 is in the original position.
  • the fourth obtaining unit 1122 is configured to acquire three rotational degree of freedom values ( ⁇ 1 , ⁇ 1 , ⁇ 1 ) when the drone 100 is in the original position.
  • the second associating unit 1123 is configured to associate three moving degree of freedom values (X 1 , Y 1 , Z 1 ) and three rotational degree of freedom values ( ⁇ 1 , ⁇ 1 , ⁇ 1 ) to obtain original position information (X 1 , Y 1 , Z 1 , ⁇ 1 , ⁇ 1 , ⁇ 1 ).
  • the third acquisition unit 1121 may be a GPS mounted on the drone 100 or a VPS mounted on the drone 100.
  • the fourth acquisition unit 1122 may be an IMU mounted on the drone 100.
  • the step of acquiring current location information of the external device 200 may include the following sub-steps:
  • the control method of the above-mentioned UAV can be performed by the UAV 100.
  • the first acquisition module 12 of the UAV 100 The third obtaining sub-module 121, the fourth obtaining sub-module 122, and the associated sub-module 123 may be used to perform steps S21, S22, and S23, respectively. That is, the third acquisition sub-module 121 is configured to acquire three movement degree of freedom values (x 2 , y 2 , z 2 ) of the external device 200 at the current position.
  • the fourth obtaining sub-module 122 is configured to acquire three rotational degrees of freedom values of the external device 200 at the current position ( ⁇ 2 , ⁇ 2 ).
  • the correlation sub-module 123 is configured to associate three movement degree of freedom values (x 2 , y 2 , z 2 ) and three rotational degrees of freedom values ( ⁇ 2 , ⁇ 2 ) to obtain current position information (x 2 , y 2 , z 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 ).
  • the third obtaining sub-module 121 may be a down-view camera mounted on the drone 100; or may be a communication unit on the drone 100, and the third acquiring sub-module 121 is a communication unit on the drone 100.
  • the three degrees of freedom of movement (x 2 , y 2 , z 2 ) of the external device 200 at the current position are measured by the GPS mounted on the external device 200 or the VPS mounted on the external device 200, the drone
  • the third acquisition sub-module 121 of 100 then obtains the three movement degree of freedom values (x 2 , y 2 , z 2 ) by communicating with the external device 200.
  • the fourth acquisition sub-module 122 may be a front-view camera mounted on the drone 100; or may be a communication unit on the drone 100.
  • the fourth acquisition sub-module 122 is a communication unit on the drone 100.
  • Three rotational degrees of freedom values of the external device 200 at the current position ( ⁇ 2 , ⁇ 2 ) is measured by the IMU mounted on the external device 200, and the fourth acquisition sub-module 122 of the drone 100 further obtains the three rotational degrees of freedom values by communicating with the external device 200 ( ⁇ 2 , ⁇ 2 ).
  • the three moving degree of freedom values (x 2 , y 2 , z 2 ) obtained in step S21 and the three rotational degrees of freedom values obtained in step S22 ( ⁇ 2 , ⁇ 2 ), and the current position information obtained in step S23 (x 2 , y 2 , z 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 ) may be performed by elements on the external device 200, and finally the external device 200 will present the current position information (x 2 , y 2 , z 2 , ⁇ 2 by the communication unit disposed thereon).
  • ⁇ 2 is sent to the drone 100.
  • the drone 100 only needs the communication unit to complete the current position information (x 2 , y 2 , z 2 , ⁇ 2 of the external device 200 obtained in step S2.
  • the acquisition of ⁇ 2 in other words, the first acquisition module 12 is the communication module on the drone 100.
  • the camera 201 or GPS 204 of the external device 200 can be used to observe the bottom texture to obtain three movement degree of freedom values (x 2 , y 2 , z 2 ) of the external device 200 at the current position.
  • the IMU 302 can be used to obtain three rotational degrees of freedom values of the external device 200 at the current location ( ⁇ 2 , ⁇ 2 ).
  • the position information includes three moving degrees of freedom values and three rotational degrees of freedom values
  • the initial position information is (x 1 , y 1 , z 1 , ⁇ 1 , ⁇ 1 )
  • the original position information is (X 1 , Y 1 , Z 1 , ⁇ 1 , ⁇ 1 , ⁇ 1 )
  • the current position information is (x 2 , y 2 , z 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 )
  • the target position information is (X 2 , Y 2 , Z 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 ).
  • the position mapping relationship can be:
  • the target position information (X 2 , Y 2 , Z 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 ) of the drone 100 is calculated by the above formula, the target position information (X 2 , Y 2 , Z 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 ) of the drone 100 is calculated by the above formula, the target position information (X 2 , Y 2 , Z 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 ) of the drone 100 is calculated by the above formula, the target position information (X 2 , Y 2 , Z 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 ) Control the drone 100 to fly, for example, control the drone 100 to fly to the target position (X 2 , Y 2 , Z 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 ).
  • control method further includes the following steps:
  • the control method of the above-mentioned UAV can be performed by the UAV 100.
  • the UAV 100 further includes a second acquisition module 15 and a
  • the second calculation module 16 and the second control module 17 can be used to perform steps S5, S6 and S7, respectively. That is, the second acquisition module 15 is configured to acquire the current speed of the external device 200.
  • the second calculation module 16 is configured to calculate the target speed of the drone 100 according to the current speed and position mapping relationship.
  • the second control module 17 is for controlling the drone 100 to fly at the target speed.
  • the second obtaining module 15 may be a communication unit on the drone 100. After the current speed of the external device 200 is measured by the IMU, the drone 100 communicates with the external device 200 through the second acquiring module 15 to obtain the current speed.
  • the three degrees of freedom of movement of the drone 100 at its original position are (X 1 , Y 1 , Z 1 ), and the values of three degrees of freedom of the external device 200 at its original position are (x 1 , y 1 , z 1), the target speed V, the current velocity is v, the target speed V and the current speed v satisfies the following relation:
  • the control method of the UAV and the UAV 100 establish a position mapping relationship with the external device 200, and after acquiring the current location information of the external device 200, calculate the target of the UAV based on the current location information and the location mapping relationship.
  • the location information and after obtaining the current speed of the external device 200, calculate the target speed of the drone 100 according to the current speed and position mapping relationship, and then control the drone 100 to fly and control the drone 100 to fly according to the target speed according to the target position information.
  • the drone's control method is very intuitive and simple, and the position of the drone 100 can be accurately controlled without requiring the user to spend a lot of time learning and familiar with the operation of the joystick.
  • control method further includes the following steps:
  • the control method of the above-mentioned drone can be performed by the drone 100.
  • the drone 100 further includes a second establishing module 15, The second obtaining module 16, the second calculating module 17, and the second control module 18 can be respectively used to perform steps S5, S6, S7 and S8. That is, the second establishing module 15 is configured to establish a speed mapping relationship with the external device 200.
  • the second acquisition module 16 is configured to acquire the current speed of the external device 200.
  • the second calculation module 17 is configured to calculate the target speed of the drone 100 according to the current speed and speed mapping relationship.
  • the second control module 18 is for controlling the drone 100 to fly at the target speed.
  • the step of establishing a speed mapping relationship with the external device 200 may be performed by the first user input.
  • the second acquisition module 16 can be a communication unit on the drone 100. After the current speed of the external device 200 is measured by the IMU, the drone 100 communicates with the external device 200 through the second acquisition module 16 to obtain the current speed.
  • the three degrees of freedom of movement of the drone 100 at its original position are (X 1 , Y 1 , Z 1 ), and the values of three degrees of freedom of the external device 200 at its original position are (x 1 , y 1 , z 1 ), the target speed is V, the current speed is v, and the target speed V and the current speed v satisfy the following relationship:
  • the control method of the UAV and the UAV 100 establish a position mapping relationship and a speed mapping relationship with the external device 200, and after calculating the current location information of the external device 200, calculate the current location information and the location mapping relationship.
  • the target position information of the human machine and after obtaining the current speed of the external device 200, calculate the target speed of the drone 100 according to the current speed and speed mapping relationship, and then control the drone 100 to fly and control the drone 100 according to the target position information. Flying at the target speed, the drone's control method is very intuitive and simple, and the position of the drone 100 can be accurately controlled without requiring the user to spend a lot of time learning and familiar with the operation of the joystick.
  • control method further includes the following steps:
  • the drone 100 when the target speed is less than the limited speed, the drone 100 is controlled to fly at the target speed.
  • the control method of the above-mentioned UAV can be performed by the UAV 100.
  • the UAV 100 further includes a second acquisition module 15,
  • the second calculation module 16, the comparison module 17, the second control module 18, and the third control module 19 can be used to perform steps S5, S6, S7, S8, and S9, respectively. That is, the second acquisition module 15 is configured to acquire the current speed of the external device 200.
  • the second calculation module 16 is configured to calculate the target speed of the drone 100 according to the current speed and position mapping relationship.
  • the comparison module 17 is for comparing the target speed with a defined speed preset by the drone 100.
  • the second control module 18 is configured to control the drone 100 to fly at a defined speed when the target speed is greater than or equal to the defined speed.
  • the third control module 19 is configured to control the drone 100 to fly at the target speed when the target speed is less than the limited speed.
  • the second obtaining module 15 may be a communication unit on the drone 100. After the current speed of the external device 200 is measured by the IMU, the drone 100 communicates with the external device 200 through the second acquiring module 15 to obtain the current speed.
  • the preset speed of the drone 100 may be predetermined when the drone 100 is shipped from the factory, or may be defined by the operator before using the drone 100.
  • the three degrees of freedom of movement of the drone 100 at its original position are (X 1 , Y 1 , Z 1 ), and the values of three degrees of freedom of the external device 200 at its original position are (x 1 , y 1 , z 1 ), the target speed is V, the current speed is v, and the target speed V and the current speed v satisfy the following relationship:
  • control method further includes the following steps:
  • the drone 100 when the target speed is less than the limited speed, the drone 100 is controlled to fly at the target speed.
  • the control method of the above-mentioned drone can be performed by the drone 100.
  • the drone 100 further includes a second establishing module 15,
  • the second obtaining module 16, the second calculating module 17, the comparing module 18, the second control module 19, and the third control module 20 are respectively configured to perform steps S5, S6, S7, S8, S9, and S10. That is, the second establishing module 15 is configured to establish a speed mapping relationship with the external device 200.
  • the second acquisition module 16 is configured to acquire the current speed of the external device 200.
  • the second calculation module 17 is configured to calculate the target speed of the drone 100 according to the current speed and speed mapping relationship.
  • the comparison module 18 is for comparing the target speed with a defined speed preset by the drone 100.
  • the second control module 19 is configured to control the drone 100 to fly at a defined speed when the target speed is greater than or equal to the defined speed.
  • the third control module 20 is configured to control the drone 100 to fly at the target speed when the target speed is less than the limited speed.
  • the step of establishing a speed mapping relationship with the external device 200 may be performed by the first user input.
  • the second acquisition module 16 can be a communication unit on the drone 100. After the current speed of the external device 200 is measured by the IMU, the drone 100 communicates with the external device 200 through the second acquisition module 16 to obtain the current speed.
  • the preset speed of the drone 100 may be predetermined when the drone 100 is shipped from the factory, or may be defined by the operator before using the drone 100.
  • the three movement degrees of freedom of the drone 100 in its original position are (X1, Y1, Z1), and the three movement degrees of freedom of the external device 200 at its original position are (x1, y1, z1), and the target speed is V, the current speed is v, and the target speed V and the current speed v satisfy the following relationship: among them,
  • control method further includes the following steps:
  • the control method of the above-mentioned UAV can be performed by the UAV 100.
  • the UAV 100 further includes a fourth control module. 21 and fifth control Module 22 can be used to perform steps S11 and S12, respectively. That is, the fourth control module 21 is configured to disconnect the location mapping relationship and the speed mapping relationship according to the second user input.
  • the fifth control module 22 is configured to control the drone 100 to hover after the position mapping relationship and the speed mapping relationship are disconnected.
  • Certain embodiments of the present invention also provide a drone that includes a housing, a processor, a memory, a circuit board, and a power supply circuit.
  • the circuit board is placed inside the space enclosed by the housing, and the processor and the memory are disposed on the circuit board.
  • a power circuit for powering various circuits or devices of the drone; a memory for storing executable program code; and a processor for executing a program corresponding to the executable program code by reading executable program code stored in the memory
  • the embodiment of the present invention further provides a computer readable storage medium having instructions stored therein, and when the drone processor executes an instruction, the drone performs the drone control method of any of the above embodiments.
  • the control method of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment of the present invention and other parts of the unmanned aerial vehicle 100 that are not deployed reference may be made to the control method of the unmanned aerial vehicle of the above embodiment and the corresponding portion of the unmanned aerial vehicle 100, and the details of the unmanned aerial vehicle 100 are not further developed here. .
  • a "computer-readable medium” can be any apparatus that can contain, store, communicate, propagate, or transport a program for use in an instruction execution system, apparatus, or device, or in conjunction with the instruction execution system, apparatus, or device.
  • computer readable media include the following: electrical connections (electronic devices) having one or more wires, portable computer disk cartridges (magnetic devices), random access memory (RAM), Read only memory (ROM), erasable editable read only memory (EPROM or flash memory), fiber optic devices, and portable optical disk read-only memory (CDROM).
  • the computer readable medium may even be a paper or other suitable medium on which the program can be printed, as it may be optically scanned, for example by paper or other medium, followed by editing, interpretation or, if appropriate, other suitable The method is processed to obtain the program electronically and then stored in computer memory.
  • portions of the invention may be implemented in hardware, software, firmware or a combination thereof.
  • multiple steps or methods may be implemented in software or firmware stored in a memory and executed by a suitable instruction execution system.
  • a suitable instruction execution system For example, if implemented in hardware, as in another embodiment, it can be implemented by any one or combination of the following techniques well known in the art: having logic gates for implementing logic functions on data signals. Discrete logic circuits, application specific integrated circuits with suitable combinational logic gates, programmable gate arrays (PGAs), field programmable gate arrays (FPGAs), etc.
  • each functional unit in each embodiment of the present invention may be integrated into one processing module, or each unit may exist physically separately, or two or more units may be integrated into one module.
  • the above integrated modules can be implemented in the form of hardware or in the form of software functional modules.
  • the integrated modules, if implemented in the form of software functional modules and sold or used as stand-alone products, may also be stored in a computer readable storage medium.
  • the above mentioned storage medium may be a read only memory, a magnetic disk or an optical disk or the like.

Landscapes

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Abstract

一种无人机（100）及无人机的控制方法，该控制方法包括：（S1）与外部设备建立位置映射关系；（S2）获取外部设备的当前位置信息；（S3）根据当前位置信息及位置映射关系计算无人机的目标位置信息；以及（S4）根据目标位置信息控制无人机（100）飞行。

Description

无人机的控制方法及无人机 技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种无人机的控制方法及一种无人机。
背景技术
目前，大多是通过控制遥控器上的遥杆来实现对无人机在升降、前后移动、左右移动、左右转、俯仰、及横滚等六个自由度上位置的控制。然而，使用遥控器的遥杆来控制无人机存在操作难度高，精确度低的问题，用户需要大量时间学习和熟悉遥杆的操作，才能越来越准确的控制无人机的位置。
发明内容
本发明实施方式提供了一种无人机的控制方法及无人机。
本发明提供一种无人机的控制方法，所述控制方法包括：
与外部设备建立位置映射关系；
获取所述外部设备的当前位置信息；
根据所述当前位置信息及所述位置映射关系计算所述无人机的目标位置信息；及
根据所述目标位置信息控制所述无人机飞行。
本发明提供一种无人机，所述无人机包括：
第一建立模块，用于与外部设备建立位置映射关系；
第一获取模块，用于获取所述外部设备的当前位置信息；
第一计算模块，用于根据所述当前位置信息及所述位置映射关系计算所述无人机的目标位置信息；及
第一控制模块，用于根据所述目标位置信息控制所述无人机飞行。
本发明提供一种无人机，包括机壳、处理器、存储器、电路板和电源电路，其特征在于，所述电路板安置在所述机壳围成的空间内，所述处理器和所述存储器与所述电路板电连接；所述电源电路，用于为所述无人机的各个电路或器件供电；所述存储器用于存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如上任一实施方式所述的控制方法。
本发明提供一种计算机可读存储介质，具有存储于其中的指令，当无人机处理器执行所述指令时，所述无人机执行如上任一实施方式所述的控制方法。
本发明提供的无人机的控制方法及无人机通过与外部设备建立位置映射关系，在获取 外部设备的当前位置信息后根据当前位置信息及位置映射关系计算无人机的目标位置信息，然后根据目标位置信息控制无人机飞行，此无人机的控制方式非常直观和简单，无需用户花费大量时间学习和熟悉遥杆的操作，就能准确的控制无人机的位置。
本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明某些实施方式的无人机与外部设备的实物示意图。
图2是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图3是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图4是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图5是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图6是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图7是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图8是本发明某些实施方式的外部设备的功能模块示意图。
图9是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图10是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图11是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图12是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图13是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图14是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图15是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图16是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图17是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图18是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图19是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图20是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图21是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图22是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图23是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图24是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图25是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图26是本发明某些实施方式的无人机的控制方法的流程示意图。
图27是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
图28是本发明某些实施方式的无人机的功能模块示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1，本发明一实施方式提供的无人机的控制方法，用于控制无人机100，无人机100可以是旋翼无人机、固定翼无人机，或者固定翼-旋翼混合的无人机，也可以是载人的旋翼、固定翼或固定翼-旋翼混合的飞机。
无人机100可以与外部设备200通信，用户通过操作外部设备200来控制无人机100的飞行姿态、飞行速度、飞行高度等飞行参数、航线等等。外部设备200可以是手机、遥控器、智能手表、智能眼镜、智能头盔、其他虚拟现实穿戴设备、其他增强现实穿戴设备等中的一种或多种。本实施方式中以外部设备200为遥控器为例进行说明。
请参阅图2，所述无人机的控制方法包括以下步骤：
S1，与外部设备200建立位置映射关系；
S2，获取外部设备200的当前位置信息；
S3，根据当前位置信息及位置映射关系计算无人机100的目标位置信息；及
S4，根据目标位置信息控制无人机100飞行。
请结合图3，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100包括第一建立模块11、第一获取模块12、第一计算模块13、及第一控制模块14，可分别用于执步骤S1、S2、S3及S4。也就是说，第一建立模块11用于与外部设备200建立位置映射关系。第一获取模块12用于获取外部设备200的当前位置信息。第一计算模块13用于根据当前位置信息及位置映射关系计算无人机100的目标位置信息。第一控制模块14用于根据目标位置信息控制无人机100飞行。
其中，与外部设备200建立位置映射关系的步骤可以是通过第一用户输入来执行的，例如，在无人机100飞行之前，用户可以操作无人机100上的实体按键或虚拟按键来下达让无人机100与外部设备200建立位置映射关系的命令。
本发明实施方式的无人机的控制方法及无人机100通过与外部设备200建立位置映射关系，在获取外部设备200的当前位置信息后根据当前位置信息及位置映射关系计算无人机的目标位置信息，然后根据目标位置信息控制无人机100飞行，此无人机的控制方式非常直观和简单，无需用户花费大量时间学习和熟悉遥杆的操作，就能准确的控制无人机100的位置。
请参阅图4，在某些实施方式中，与外部设备200建立位置映射关系的步骤包括以下步骤：
S11，获取外部设备200位于三维空间坐标系中的初始位置信息；
S12，获取无人机100位于同一三维空间坐标系中的原始位置信息；及
S13，根据初始位置信息及原始位置信息建立位置映射关系。
请结合图5，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100的第一建立模块11可包括第一获取子模块111、第二获取子模块112及第一建立子模块113，可分别用于执行步骤S11、S12及S13。也就是说，第一获取子模块111用于获取外部设备200位于三维空间坐标系中的初始位置信息。第二获取子模块112用于获取无人机100位于同一三维空间坐标系中的原始位置信息。第一建立子模块113用于根据初始位置信息及原始位置信息建立位置映射关系。
请参阅图6，在某些实施方式中，获取外部设备200位于三维空间坐标系中的初始位置信息的步骤可包括以下子步骤：
S111，获取外部设备200在初始位置时的三个移动自由度值(x1,y1,z1)；
S112，获取外部设备200在初始位置时的三个转动自由度值(ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000001
θ1)；及
S113，关联三个移动自由度值(x1,y1,z1)及三个转动自由度值(ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000002
θ1)以得到初始位置信息(x1,y1,z1,ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000003
θ1)。
请结合图7，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100的第一建立模块11中的第一获取子模块111可包括：第一获取单元1111、第二获取单元1112、及第一关联单元1113，可分别用于执行步骤S111、S112及S113。也就是说，第一获取单元1111用于获取外部设备200在初始位置时的三个移动自由度值(x1,y1,z1)。第二获取单元1112用于获取外部设备在初始位置时的三个转动自由度值(ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000004
θ1)。第一关联单元1113用于关联三个移动自由度值(x1,y1,z1)及三个转动自由度值(ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000005
θ1)以得到初始位置信息(x1,y1,z1,ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000006
θ1)。
其中，第一获取单元1111可以为搭载在无人机100上的下视摄像头；也可以为无人机100上的通信单元，当第一获取单元1111为无人机100上的通信单元时，外部设备200在初始位置时的三个移动自由度值(x1,y1,z1)由搭载在外部设备200上的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)或搭载在外部设备200上的视觉定位系统(Vision Positioning System，VPS)测得，无人机100的第一获取单元1111再通过与外部设备200通信获得此三个移动自由度值(x1,y1,z1)。
第二获取单元1112可以为搭载在无人机100上的前视摄像头；也可以为无人机100上的通信单元，当第二获取单元1112为无人机100上的通信单元时，外部设备200在初始位置时的三个转动自由度值(ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000007
θ1)由搭载在外部设备200上的惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)测得，无人机100的第二获取单元1112再通过与外部设备200通信获得此三个转动自由度值(ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000008
θ1)。
可以理解的是，步骤S111中得到的三个移动自由度值(x1,y1,z1)、步骤S112中得到的三个转动自由度值(ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000009
θ1)、及步骤S113中得到的初始位置信息(x1,y1,z1,ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000010
θ1)可均由外部设备200上的元件来执行获取，最后外部设备200通过设置在其上的通信单元将初始位置信息(x1,y1,z1,ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000011
θ1)发送给无人机100，对应地，无人机100只需要通信单元就可完成步骤S11中外部设备200位于三维空间坐标系中的初始位置信息(x1,y1,z1,ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000012
θ1)的获取，换言之，第一获取子模块111就是无人机100上的通信模块。此时，请参阅图8，外部设备200包括摄像头201、IMU202、触发按钮203及 GPS204。摄像头201或GPS204用于观测底面纹理以获取外部设备200在初始位置时的三个移动自由度值(x1,y1,z1)。IMU302用于获取外部设备200在初始位置时的三个转动自由度值(ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000013
θ1)。触发按钮203被触发以用于与无人机100建立或断开映射关系，即外部设备200与无人机100建立或断开位置映射关系的步骤可以是通过触摸触发按钮203的第一用户输入来执行的。
请参阅图9，在某些实施方式中，获取无人机100位于同一三维空间坐标系中的原始位置信息的步骤可包括以下子步骤：
S121，获取无人机100在原始位置时的三个移动自由度值(X1,Y1,Z1)；
S122，获取无人机100在原始位置时的三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)；及
S123，关联三个移动自由度值(X1,Y1,Z1)及三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)以得到原始位置信息(X1,Y1,Z1,Ψ1,Φ1,Θ1)。
请结合图10及图11，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100的第一建立模块11中的第二获取子模块112可包括：第三获取单元1121、第四获取单元1122及第二关联单元1123，可分别用于执行步骤S121、S122及S123。也就是说，第三获取单元1121用于获取无人机100在原始位置时的三个移动自由度值(X1,Y1,Z1)。第四获取单元1122用于获取无人机100在原始位置时的三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)。第二关联单元1123用于关联三个移动自由度值(X1,Y1,Z1)及三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)以得到原始位置信息(X1,Y1,Z1,Ψ1,Φ1,Θ1)。
其中，第三获取单元1121可以为搭载在无人机100上的GPS或搭载在无人机100上的VPS。第四获取单元1122可以为搭载在无人机100上的IMU。
请参阅图12，在某些实施方式中，获取外部设备200的当前位置信息的步骤可包括以下子步骤：
S21，获取外部设备200在当前位置时的三个移动自由度值(x2,y2,z2)；
S22，获取外部设备200在当前位置时的三个转动自由度值(ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000014
θ2)；及
S23，关联三个移动自由度值(x2,y2,z2)及三个转动自由度值(ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000015
θ2)以得到当前位置信息(x2,y2,z2,ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000016
θ2)。
请结合图13至图16，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100的第一获取模块12可包括：第三获取子模块121、第四获取子模块122及关联子模块123，可分别用于执行步骤S21、S22及S23。也就是说，第三获取子模块121用于获取外部设备200在当前位置时的三个移动自由度值(x2,y2,z2)。第四获取子模块122用于获取外部设备200在当前位置时的三 个转动自由度值(ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000017
θ2)。关联子模块123用于关联三个移动自由度值(x2,y2,z2)及三个转动自由度值(ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000018
θ2)以得到当前位置信息(x2,y2,z2,ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000019
θ2)。
其中，第三获取子模块121可以为搭载在无人机100上的下视摄像头；也可以为无人机100上的通信单元，当第三获取子模块121为无人机100上的通信单元时，外部设备200在当前位置时的三个移动自由度值(x2,y2,z2)由搭载在外部设备200上的GPS或搭载在外部设备200上的VPS测得，无人机100的第三获取子模块121再通过与外部设备200通信获得此三个移动自由度值(x2,y2,z2)。
第四获取子模块122可以为搭载在无人机100上的前视摄像头；也可以为无人机100上的通信单元，当第四获取子模块122为无人机100上的通信单元时，外部设备200在当前位置时的三个转动自由度值(ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000020
θ2)由搭载在外部设备200上的IMU测得，无人机100的第四获取子模块122再通过与外部设备200通信获得此三个转动自由度值(ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000021
θ2)。
可以理解的是，步骤S21中得到的三个移动自由度值(x2,y2,z2)、步骤S22中得到的三个转动自由度值(ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000022
θ2)、及步骤S23中得到的当前位置信息(x2,y2,z2,ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000023
θ2)可均由外部设备200上的元件来执行获取，最后外部设备200通过设置在其上的通信单元将当前位置信息(x2,y2,z2,ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000024
θ2)发送给无人机100，对应地，无人机100只需要通信单元就可完成步骤S2中获取外部设备200的当前位置信息(x2,y2,z2,ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000025
θ2)的获取，换言之，第一获取模块12就是无人机100上的通信模块。此时，请结合图8，外部设备200的摄像头201或GPS204可用于观测底面纹理以获取外部设备200在当前位置时的三个移动自由度值(x2,y2,z2)。IMU302可用于获取外部设备200在当前位置时的三个转动自由度值(ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000026
θ2)。
由上可知，位置信息包括三个移动自由度值及三个转动自由度值，初始位置信息为(x1,y1,z1,ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000027
θ1)，原始位置信息为(X1,Y1,Z1,Ψ1,Φ1,Θ1)，当前位置信息为(x2,y2,z2,ψ2,
Figure PCTCN2017071974-appb-000028
θ2)，目标位置信息为(X2,Y2,Z2,Ψ2,Φ2,Θ2)。其中，无人机100在其原始位置的三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)与外部设备200在其初始位置的三个转动自由度值(ψ1,
Figure PCTCN2017071974-appb-000029
θ1)相同，位置映射关系可以为：
Figure PCTCN2017071974-appb-000030
Ψ2＝ψ2，Φ2＝φ2，Θ2＝θ2，其中，
Figure PCTCN2017071974-appb-000031
由上述公式计算出无人机100的目标位置信息(X2,Y2,Z2,Ψ2,Φ2,Θ2)之后，就可以根据目标位置信息(X2,Y2,Z2,Ψ2,Φ2,Θ2)控制无人机100飞行，例如控制无人机100飞行到目标位置(X2,Y2,Z2,Ψ2,Φ2,Θ2)处。
请参阅图17，在某些实施方式中，控制方法还包括以下步骤：
S5，获取外部设备200的当前速度；
S6，根据当前速度及位置映射关系计算无人机100的目标速度；及
S7，控制无人机100按照目标速度飞行。
请结合图18，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100还包括第二获取模块15、第二计算模块16及第二控制模块17，可分别用于执步骤S5、S6及S7。也就是说，第二获取模块15用于获取外部设备200的当前速度。第二计算模块16用于根据当前速度及位置映射关系计算无人机100的目标速度。第二控制模块17用于控制无人机100按照目标速度飞行。
其中，第二获取模块15可以为无人机100上的通信单元，外部设备200的当前速度由IMU测得之后，无人机100通过第二获取模块15与外部设备200通信获得此当前速度。无人机100在其原始位置的三个移动自由度值为(X1,Y1,Z1)，外部设备200在其原始位置的三个移动自由度值为(x1,y1,z1)，目标速度为V，当前速度为v，目标速度V与当前速度v满足以下关系式：
Figure PCTCN2017071974-appb-000032
其中，
Figure PCTCN2017071974-appb-000033
本发明实施方式的无人机的控制方法及无人机100通过与外部设备200建立位置映射关系，在获取外部设备200的当前位置信息后根据当前位置信息及位置映射关系计算无人机的目标位置信息，及在获取外部设备200的当前速度后根据当前速度及位置映射关系计算无人机100的目标速度，然后根据目标位置信息控制无人机100飞行及控制无人机100按照目标速度飞行，此无人机的控制方式非常直观和简单，无需用户花费大量时间学习和熟悉遥杆的操作，就能准确的控制无人机100的位置。
请参阅图19，在某些实施方式中，控制方法还包括以下步骤：
S5，与外部设备200建立速度映射关系；
S6，获取外部设备200的当前速度；
S7，根据当前速度及速度映射关系计算无人机100的目标速度；及
S8，控制无人机100按照目标速度飞行。
请结合图20，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100还包括第二建立模块15、第二获取模块16、第二计算模块17及第二控制模块18，可分别用于执步骤S5、S6、S7及S8。也就是说，第二建立模块15用于与外部设备200建立速度映射关系。第二获取模块16用于获取外部设备200的当前速度。第二计算模块17用于根据当前速度及速度映射关系计算无人机100的目标速度。第二控制模块18用于控制无人机100按照目标速度飞行。
其中，与外部设备200建立速度映射关系的步骤可以是通过第一用户输入来执行 的。第二获取模块16可以为无人机100上的通信单元，外部设备200的当前速度由IMU测得之后，无人机100通过第二获取模块16与外部设备200通信获得此当前速度。无人机100在其原始位置的三个移动自由度值为(X1,Y1,Z1)，外部设备200在其原始位置的三个移动自由度值为(x1,y1,z1)，目标速度为V，当前速度为v，目标速度V与当前速度v满足以下关系式：
Figure PCTCN2017071974-appb-000034
其中，
Figure PCTCN2017071974-appb-000035
本发明实施方式的无人机的控制方法及无人机100通过与外部设备200建立位置映射关系及速度映射关系，在获取外部设备200的当前位置信息后根据当前位置信息及位置映射关系计算无人机的目标位置信息，及在获取外部设备200的当前速度后根据当前速度及速度映射关系计算无人机100的目标速度，然后根据目标位置信息控制无人机100飞行及控制无人机100按照目标速度飞行，此无人机的控制方式非常直观和简单，无需用户花费大量时间学习和熟悉遥杆的操作，就能准确的控制无人机100的位置。
请参阅图21，在某些实施方式中，控制方法还包括以下步骤：
S5，获取外部设备200的当前速度；
S6，根据当前速度及位置映射关系计算无人机100的目标速度；
S7，比较目标速度与无人机100预设的限定速度；
S8，当目标速度大于或等于限定速度，则控制无人机100按照限定速度飞行；
S9，当目标速度小于限定速度，则控制无人机100按照目标速度飞行。
请结合图22，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100还包括第二获取模块15、第二计算模块16、比较模块17、第二控制模块18、及第三控制模块19，可分别用于执步骤S5、S6、S7、S8及S9。也就是说，第二获取模块15用于获取外部设备200的当前速度。第二计算模块16用于根据当前速度及位置映射关系计算无人机100的目标速度。比较模块17用于比较目标速度与无人机100预设的限定速度。第二控制模块18用于当目标速度大于或等于限定速度，则控制无人机100按照限定速度飞行。第三控制模块19用于当目标速度小于限定速度，则控制无人机100按照目标速度飞行。
其中，第二获取模块15可以为无人机100上的通信单元，外部设备200的当前速度由IMU测得之后，无人机100通过第二获取模块15与外部设备200通信获得此当前速度。无人机100预设的限定速度可以是无人机100出厂时就已经预定好的，也可以由操作者在使用无人机100之前进行限定的。无人机100在其原始位置的三个移动自由度值为(X1,Y1,Z1)，外部设备200在其原始位置的三个移动自由度值为(x1,y1,z1)， 目标速度为V，当前速度为v，目标速度V与当前速度v满足以下关系式：
Figure PCTCN2017071974-appb-000036
其中，
Figure PCTCN2017071974-appb-000037
请参阅图23，在某些实施方式中，控制方法还包括以下步骤：
S5，与外部设备200建立速度映射关系；
S6，获取外部设备200的当前速度；
S7，根据当前速度及速度映射关系计算无人机100的目标速度；
S8，比较目标速度与无人机100预设的限定速度；
S9，当目标速度大于或等于限定速度，则控制无人机100按照限定速度飞行；
S10，当目标速度小于限定速度，则控制无人机100按照目标速度飞行。
请结合图24，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100还包括第二建立模块15、第二获取模块16、第二计算模块17、比较模块18、第二控制模块19、及第三控制模块20，可分别用于执步骤S5、S6、S7、S8、S9及S10。也就是说，第二建立模块15用于与外部设备200建立速度映射关系。第二获取模块16用于获取外部设备200的当前速度。第二计算模块17用于根据当前速度及速度映射关系计算无人机100的目标速度。比较模块18用于比较目标速度与无人机100预设的限定速度。第二控制模块19用于当目标速度大于或等于限定速度，则控制无人机100按照限定速度飞行。第三控制模块20用于当目标速度小于限定速度，则控制无人机100按照目标速度飞行。
其中，与外部设备200建立速度映射关系的步骤可以是通过第一用户输入来执行的。第二获取模块16可以为无人机100上的通信单元，外部设备200的当前速度由IMU测得之后，无人机100通过第二获取模块16与外部设备200通信获得此当前速度。无人机100预设的限定速度可以是无人机100出厂时就已经预定好的，也可以由操作者在使用无人机100之前进行限定的。无人机100在其原始位置的三个移动自由度值为(X1,Y1,Z1)，外部设备200在其原始位置的三个移动自由度值为(x1,y1,z1)，目标速度为V，当前速度为v，目标速度V与当前速度v满足以下关系式：
Figure PCTCN2017071974-appb-000038
其中，
Figure PCTCN2017071974-appb-000039
请参阅图25及图26，在某些实施方式中，控制方法还包括以下步骤：
S11，根据第二用户输入断开位置映射关系及速度映射关系；及
S12，在位置映射关系及速度映射关系断开后控制无人机100悬停。
请结合图27及图28，上述无人机的控制方法可以由无人机100来执行，具体地，在本发明一实施方式的无人机100中，无人机100还包括第四控制模块21及第五控制 模块22，可分别用于执步骤S11及S12。也就是说，第四控制模块21用于根据第二用户输入断开位置映射关系及速度映射关系。第五控制模块22用于在位置映射关系及速度映射关系断开后控制无人机100悬停。
本发明某些实施方式还提供一种无人机，该无人机包括壳体、处理器、存储器、电路板和电源电路。电路板安置在壳体围成的空间内部，处理器和存储器设置在电路板上。电源电路，用于为无人机的各个电路或器件供电；存储器用于存储可执行程序代码；处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于执行上述任一实施方式的无人机控制方法。
本发明实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，具有存储于其中的指令，当无人机处理器执行指令时，无人机执行如上任意一实施方式的无人机控制方法。本发明实施方式的无人机的控制方法及无人机100中未展开的其它部分，可参阅以上实施方式的无人机的控制方法及无人机100的对应部分，在此不再详细展开。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器 (CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (38)

  1. 一种无人机的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
    与外部设备建立位置映射关系；
    获取所述外部设备的当前位置信息；
    根据所述当前位置信息及所述位置映射关系计算所述无人机的目标位置信息；及
    根据所述目标位置信息控制所述无人机飞行。
  2. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述外部设备包括遥控器、无人机、智能眼镜、手机中的至少一个。
  3. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述与外部设备建立位置映射关系的步骤包括以下子步骤：
    获取所述外部设备位于三维空间坐标系中的初始位置信息；
    获取所述无人机位于同一所述三维空间坐标系中的原始位置信息；及
    根据所述初始位置信息及所述原始位置信息建立所述位置映射关系。
  4. 如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述外部设备位于三维空间坐标系中的初始位置信息的步骤包括：
    获取所述外部设备在初始位置时的三个移动自由度值(x1,y1,z1)；
    获取所述外部设备在所述初始位置时的三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100001
    及
    关联所述三个移动自由度值(x1,y1,z1)及所述三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100002
    以得到所述初始位置信息
    Figure PCTCN2017071974-appb-100003
  5. 如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述无人机位于同一所述三维空间坐标系中的原始位置信息的步骤包括：
    获取所述无人机在原始位置时的三个移动自由度值(X1,Y1,Z1)；
    获取所述无人机在所述原始位置时的三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)；及
    关联所述三个移动自由度值(X1,Y1,Z1)及所述三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)以得到所述原始位置信息(X1,Y1,Z1,Ψ1,Φ1,Θ1)。
  6. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述外部设备的当前位置信息的步骤包括：
    获取所述外部设备在当前位置时的三个移动自由度值(x2,y2,z2)；
    获取所述外部设备在所述当前位置时的三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100004
    及
    关联所述三个移动自由度值(x2,y2,z2)及所述三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100005
    以得到所述当前位置信息
    Figure PCTCN2017071974-appb-100006
  7. 如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述位置信息包括三个移动自由度值及三个转动自由度值，所述无人机在其原始位置的三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)与所述外部设备在其初始位置的三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100007
    相同。
  8. 如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述初始位置信息为
    Figure PCTCN2017071974-appb-100008
    Figure PCTCN2017071974-appb-100009
    所述原始位置信息为(X1,Y1,Z1,Ψ1,Φ1,Θ1)，所述当前位置信息为
    Figure PCTCN2017071974-appb-100010
    所述目标位置信息为(X2,Y2,Z2,Ψ2,Φ2,Θ2)，所述位置映射关系如下：
    Figure PCTCN2017071974-appb-100011
    Ψ2＝ψ2，Φ2＝φ2，Θ2＝θ2，其中，
    Figure PCTCN2017071974-appb-100012
  9. 如权利要求1至8任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
    获取所述外部设备的当前速度；
    根据所述当前速度及所述位置映射关系计算所述无人机的目标速度；及
    控制所述无人机按照所述目标速度飞行。
  10. 如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述无人机在其原始位置的三个移动自由度值为(X1,Y1,Z1)，所述外部设备在其初始位置的三个移动自由度值为(x1,y1,z1)，所述目标速度为V，所述当前速度为v，所述目标速度V与所述当前速度v满足以下关系式：
    Figure PCTCN2017071974-appb-100013
    其中，
    Figure PCTCN2017071974-appb-100014
  11. 如权利要求1至8任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
    与外部设备建立速度映射关系；
    获取所述外部设备的当前速度；
    根据所述当前速度及所述速度映射关系计算所述无人机的目标速度；及
    控制所述无人机按照所述目标速度飞行。
  12. 如权利要求1至8任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
    获取所述外部设备的当前速度；
    根据所述当前速度及所述位置映射关系计算所述无人机的目标速度；
    比较所述目标速度与所述无人机预设的限定速度；及
    当所述目标速度大于或等于所述限定速度，则控制所述无人机按照所述限定速度飞行；
    当所述目标速度小于所述限定速度，则控制所述无人机按照所述目标速度飞行。
  13. 如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述无人机在其原始位置的三个移动自由度值为(X1,Y1,Z1)，所述外部设备在其初始位置的三个移动自由度值为(x1,y1,z1)，所述目标速度为V，所述当前速度为v，所述目标速度V与所述当前速度v满足以下关系式：
    Figure PCTCN2017071974-appb-100015
    其中，
    Figure PCTCN2017071974-appb-100016
  14. 如权利要求1至8任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
    与外部设备建立速度映射关系；
    获取所述外部设备的当前速度；
    根据所述当前速度及所述速度映射关系计算所述无人机的目标速度；
    比较所述目标速度与所述无人机预设的限定速度；
    当所述目标速度大于或等于所述限定速度，则控制所述无人机按照所述限定速度飞行；及
    当所述目标速度小于所述限定速度，则控制所述无人机按照所述目标速度飞行。
  15. 如权利要求9、10、12或13所述的控制方法，其特征在于，所述与外部设备建立位置映射关系的步骤是通过第一用户输入来执行的。
  16. 如权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
    根据第二用户输入断开所述位置映射关系；及
    在所述位置映射关系断开后控制所述无人机悬停。
  17. 如权利要求11或14所述的控制方法，其特征在于，所述与外部设备建立位置映射关系的步骤及所述与外部设备建立速度映射关系的步骤是通过第一用户输入来执行的。
  18. 如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
    根据第二用户输入断开所述位置映射关系及所述速度映射关系；及
    在所述位置映射关系及所述速度映射关系断开后控制所述无人机悬停。
  19. 一种无人机，其特征在于，所述无人机包括：
    第一建立模块，用于与外部设备建立位置映射关系；
    第一获取模块，用于获取所述外部设备的当前位置信息；
    第一计算模块，用于根据所述当前位置信息及所述位置映射关系计算所述无人机的目标位置信息；及
    第一控制模块，用于根据所述目标位置信息控制所述无人机飞行。
  20. 如权利要求19所述的无人机，其特征在于，所述外部设备包括外部设备、无人机、智能眼镜、手机中的至少一个。
  21. 如权利要求19所述的无人机，其特征在于，所述第一建立模块包括：
    第一获取子模块，用于获取所述外部设备位于三维空间坐标系中的初始位置信息；
    第二获取子模块，用于获取所述无人机位于同一所述三维空间坐标系中的原始位置信息；及
    第一建立子模块，用于根据所述初始位置信息及所述原始位置信息建立所述位置映射关系。
  22. 如权利要求21所述的无人机，其特征在于，所述第一获取子模块包括：
    第一获取单元，用于获取所述外部设备在初始位置时的三个移动自由度值(x1,y1,z1)；
    第二获取单元，用于获取所述外部设备在所述初始位置时的三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100017
    Figure PCTCN2017071974-appb-100018
    及
    第一关联单元，用于关联所述三个移动自由度值(x1,y1,z1)及所述三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100019
    以得到所述初始位置信息
    Figure PCTCN2017071974-appb-100020
  23. 如权利要求21所述的无人机，其特征在于，所述第二获取子模块包括：
    第三获取单元，用于获取所述无人机在原始位置时的三个移动自由度值(X1,Y1,Z1)；
    第四获取单元，用于获取所述无人机在所述原始位置时的三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)；及
    第二关联单元，用于关联所述三个移动自由度值(X1,Y1,Z1)及所述三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)以得到所述原始位置信息(X1,Y1,Z1,Ψ1,Φ1,Θ1)。
  24. 如权利要求19所述的无人机，其特征在于，所述第一获取模块包括：
    第三获取子模块，用于获取所述外部设备在当前位置时的三个移动自由度值(x2,y2,z2)；
    第四获取子模块，用于获取所述外部设备在所述当前位置时的三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100021
    Figure PCTCN2017071974-appb-100022
    及
    关联子模块，用于关联所述三个移动自由度值(x2,y2,z2)及所述三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100023
    Figure PCTCN2017071974-appb-100024
    以得到所述当前位置信息
    Figure PCTCN2017071974-appb-100025
  25. 如权利要求21所述的无人机，其特征在于，所述位置信息包括三个移动自由度值及三个转动自由度值，所述无人机在其原始位置的三个转动自由度值(Ψ1,Φ1,Θ1)与所述外部设备在其初始位置的三个转动自由度值
    Figure PCTCN2017071974-appb-100026
    相同。
  26. 如权利要求25所述的无人机，其特征在于，所述初始位置信息为
    Figure PCTCN2017071974-appb-100027
    Figure PCTCN2017071974-appb-100028
    所述原始位置信息为(X1,Y1,Z1,Ψ1,Φ1,Θ1)，所述当前位置信息为
    Figure PCTCN2017071974-appb-100029
    所述目标位置信息为(X2,Y2,Z2,Ψ2,Φ2,Θ2)，所述位置映射关系如下：
    Figure PCTCN2017071974-appb-100030
    Ψ2＝ψ2，Φ2＝φ2，Θ2＝θ2，其中，
    Figure PCTCN2017071974-appb-100031
  27. 如权利要求19至26任意一项所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括：
    第二获取模块，用于获取所述外部设备的当前速度；
    第二计算模块，用于根据所述当前速度及所述位置映射关系计算所述无人机的目标速度；及
    第二控制模块，用于控制所述无人机按照所述目标速度飞行。
  28. 如权利要求27所述的无人机，其特征在于，所述无人机在其原始位置的三个移动自由度值为(X1,Y1,Z1)，所述外部设备在其初始位置的三个移动自由度值为(x1,y1,z1)，所述目标速度为V，所述当前速度为v，所述目标速度V与所述当前速度v满足以下关系式：
    Figure PCTCN2017071974-appb-100032
    其中，
    Figure PCTCN2017071974-appb-100033
  29. 如权利要求19至26任意一项所述的无人机，其特征在于，所述无人机包括：
    第二建立模块，用于与外部设备建立速度映射关系；
    第二获取模块，用于获取所述外部设备的当前速度；
    第二计算模块，用于根据所述当前速度及所述速度映射关系计算所述无人机的目标速度；及
    第二控制模块，用于控制所述无人机按照所述目标速度飞行。
  30. 如权利要求19至26任意一项所述的无人机，其特征在于，所述无人机包括：
    第二获取模块，用于获取所述外部设备的当前速度；
    第二计算模块，用于根据所述当前速度及所述位置映射关系计算所述无人机的目标速度；
    比较模块，用于比较所述目标速度与所述无人机预设的限定速度；及
    第二控制模块，用于当所述目标速度大于或等于所述限定速度，则控制所述无人机按照所述限定速度飞行；
    第三控制模块，用于当所述目标速度小于所述限定速度，则控制所述无人机按照所述目标速度飞行。
  31. 如权利要求30所述的无人机，其特征在于，所述无人机在其原始位置的三个移动自由度值为(X1,Y1,Z1)，所述外部设备在其初始位置的三个移动自由度值为(x1,y1,z1)，所述目标速度为V，所述当前速度为v，所述目标速度V与所述当前速度v满足以下关系式：
    Figure PCTCN2017071974-appb-100034
    其中，
    Figure PCTCN2017071974-appb-100035
  32. 如权利要求19至26任意一项所述的无人机，其特征在于，所述无人机包括：
    第二建立模块，用于与外部设备建立速度映射关系；
    第二获取模块，用于获取所述外部设备的当前速度；
    第二计算模块，用于根据所述当前速度及所述速度映射关系计算所述无人机的目标速度；
    比较模块，用于比较所述目标速度与所述无人机预设的限定速度；
    第二控制模块，用于当所述目标速度大于或等于所述限定速度，则控制所述无人机按照所述限定速度飞行；及
    第三控制模块，用于当所述目标速度小于所述限定速度，则控制所述无人机按照所述 目标速度飞行。
  33. 如权利要求27、28、30或31所述的无人机，其特征在于，所述第一建立模块是通过第一用户输入来执行与外部设备建立位置映射关系的。
  34. 如权利要求33所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括：
    第四控制模块，用于根据第二用户输入断开所述位置映射关系；及
    第五控制模块，用于在所述位置映射关系断开后控制所述无人机悬停。
  35. 如权利要求29或32所述的无人机，其特征在于，所述与外部设备建立位置映射关系的步骤及所述与外部设备建立速度映射关系的步骤是通过第一用户输入来执行的。
  36. 如权利要求35所述的无人机，其特征在于，所述无人机包括：
    第四控制模块，用于根据第二用户输入断开所述位置映射关系及所述速度映射关系；及
    第五控制模块，用于在所述位置映射关系及所述速度映射关系断开后控制所述无人机悬停。
  37. 一种无人机，包括机壳、处理器、存储器、电路板和电源电路，其特征在于，所述电路板安置在所述机壳围成的空间内，所述处理器和所述存储器与所述电路板电连接；所述电源电路，用于为所述无人机的各个电路或器件供电；所述存储器用于存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如权利要求1至18中任一项所述的控制方法。
  38. 一种计算机可读存储介质，具有存储于其中的指令，当无人机处理器执行所述指令时，所述无人机执行如权利要求1至18中任一项所述的控制方法。
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