WO2018214014A1 - 加速度计的安装误差检测方法、设备以及无人机 - Google Patents

加速度计的安装误差检测方法、设备以及无人机 Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to the field of drones, in particular to a method, a device for installing errors of an accelerometer and a drone.
  • accelerometers are commonly deployed on drones. Accelerometers are mounted to drones through structural components. Installation errors often occur during installation, which can lead to accelerometer coordinate systems and drones when the drone takes off. There is an error between the body coordinate systems, generally depending on the model, this error is between 0.5 and 3 degrees. The installation error of the accelerometer will affect the flight performance of the drone, which will lead to difficulties in the control of the drone and cause flight accidents.
  • the installation accuracy of the accelerometer is often ensured by the process, and the installation error is reduced.
  • the use of the process to ensure the installation accuracy of the accelerometer will consume a lot of manpower and material resources, increase the production cost, in addition, once the accelerometer is installed in the drone, it is difficult to detect and correct the installation of the accelerometer of the drone. error.
  • an embodiment of the present invention provides an installation error detection method, a device, and a drone for an accelerometer to detect an installation error of the accelerometer.
  • a first aspect of the embodiments of the present invention provides a method for detecting an installation error of an accelerometer, including:
  • An installation error angle of the accelerometer is determined based on the actual output data.
  • a second aspect of the embodiments of the present invention provides an installation error detecting device for an accelerometer, including:
  • a memory for storing program instructions
  • a processor for invoking program instructions stored in the memory and performing the following operations:
  • An installation error angle of the accelerometer is determined based on the actual output data.
  • a third aspect of the embodiments of the present invention provides a drone, which includes:
  • a power system disposed on the fuselage for providing flight power
  • An installation error detecting device for an accelerometer according to the second aspect.
  • the installation error detecting method, device and drone of the accelerometer provided by the embodiment of the invention determine the installation error angle of the accelerometer according to the actual output data of the accelerometer acquired by the drone in the hovering state, so that the acceleration can be Under the premise that the meter has been installed on the drone, the installation error of the accelerometer is detected to monitor the installation error state of the accelerometer.
  • FIG. 1 is a flow chart of a method for detecting an installation error of an accelerometer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flow chart of another method for detecting an installation error of an accelerometer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flow chart of another method for detecting an installation error of an accelerometer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flow chart of a method for determining an installation error angle of an accelerometer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an X-axis rotation transformation of an actual output data of an accelerometer around an accelerometer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a Y-axis rotation transformation of an output data after rotational transformation around an accelerometer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a flow chart of another method for determining an installation error angle of an accelerometer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart of another method for detecting an installation error of an accelerometer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a structural diagram of an installation error detecting device for an accelerometer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a structural diagram of another mounting error detecting device of an accelerometer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a structural diagram of a determining unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a structural diagram of another determining unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a structural diagram of another installation error detecting device of an accelerometer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a structural diagram of a drone according to an embodiment of the present invention.
  • a component when referred to as being "fixed” to another component, it can be directly on the other component or the component can be present.
  • a component When a component is considered to "connect” another component, It can be directly connected to another component or possibly a centered component.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for detecting an installation error of an accelerometer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the method in this embodiment may include:
  • the drone in the embodiment of the present invention may be a multi-rotor drone machine.
  • a four-rotor, a six-rotor, an eight-rotor, etc., hovering refers to a flight state in which the drone maintains a substantially constant spatial position at a certain height.
  • the drone When the drone is in a hovering flight state, it can be considered as a drone.
  • the resultant force provided by the power system exactly offsets the gravity of the drone, that is, the resultant force and the gravity of the drone are equal and opposite in direction.
  • the normal plane of the resultant force is considered to be a horizontal plane, wherein the horizontal plane is also a plane perpendicular to gravity. .
  • the accelerometer in the embodiment of the present invention may be a single-axis accelerometer, a dual-axis accelerometer or a three-axis accelerometer, which is schematically illustrated by a three-axis accelerometer in the embodiment of the present invention.
  • acceleration and gyroscopes are often integrated into one module, which is integrated into an inertial measurement unit (IMU).
  • IMU inertial measurement unit
  • the installation error angle of the accelerometer is basically determined to be constant.
  • the accelerometer will sense the current acceleration of the drone, and the processor of the drone will collect the actual output data of the accelerometer, that is, the processor of the drone will collect the accelerometer. Actual output data for the three axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis).
  • S102 Determine an installation error angle of the accelerometer according to the actual output data.
  • the actual output data of the accelerometer at this time will reflect the installation state of the accelerometer in the drone, and can be The actual output data of the accelerometer calculates the installation error angle of the accelerometer.
  • the installation error detecting method of the accelerometer provided by the embodiment of the invention can determine the installation error angle of the accelerometer according to the actual output data of the accelerometer acquired by the drone in the hovering state, so that the accelerometer can be installed in the Under the premise of man-machine, the installation error of the accelerometer is detected to realize the monitoring of the installation error state of the accelerometer.
  • the drone in the production stage or the factory inspection, the drone can be found in time to ensure the installation error is relatively large.
  • the factory pass rate of the product ensures the safety of the user.
  • Embodiments of the present invention provide a method for detecting an installation error of an accelerometer.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for detecting an installation error of an accelerometer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, based on the foregoing embodiment, the method in this embodiment may include:
  • S201 Acquire multiple sets of actual output data of an accelerometer installed on the drone.
  • the accelerometer when the flight state of the drone is hovering, the accelerometer outputs data at a preset frequency, and the processor of the drone can collect multiple sets of actual output data of the accelerometer according to a preset acquisition frequency.
  • the processor of the drone may collect multiple sets of actual output data of the accelerometer according to a preset acquisition frequency, and the duration may be, for example, 1s, 2s, 3s, 5s, 6s, 7s, etc.
  • the preset acquisition frequency can be, for example, 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz, 250 Hz, 300 Hz, etc., so that when the drone is in a hovering flight state, the actual output data of the multiple sets of accelerometers can be collected. All collected actual output data can be saved in the memory of the drone.
  • S202 Determine an output average value of the plurality of sets of actual output data, and determine an installation error angle of the accelerometer according to the output average value.
  • the actual output data of the accelerometer can be read from the memory of the drone.
  • the output data can be used to calculate the average output value of the accelerometer, and based on the average output value and the ideal output data, the installation error angle of the accelerometer can be calculated.
  • the embodiment of the invention determines the installation error of the accelerometer by calculating the average output value of the accelerometer, and can obtain more accurate actual output data of the accelerometer, and ensure the accuracy of the installation error of the finally obtained accelerometer.
  • Embodiments of the present invention provide a method for detecting an installation error of an accelerometer.
  • FIG. 3 is a flowchart of a method for detecting an installation error of an accelerometer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, based on the foregoing embodiment, the method in this embodiment may include:
  • the technician can send an installation error detection instruction to the drone through the control terminal, and the drone is shipped from the factory.
  • the user uses the process to detect the installation error angle of the accelerometer of the drone, the user can also send an installation error detection command to the drone through the control terminal.
  • the control terminal may include one or more of a dedicated remote controller, a smart phone, a tablet computer, a laptop computer, a wearable device (watch, a wristband), and a ground control station.
  • the control terminal can configure an interactive interface, and the technician or the user can operate the interactive interface to send an installation error detection instruction to the drone.
  • the drone after receiving the installation error detection instruction, the drone detects its own flight state.
  • the flight control system of the drone has a state observer, and the state observer can be based on the current flight of the drone.
  • the speed, altitude, acceleration, angular velocity of the drone's body, and the amount of joystick received from the control terminal detect the flight status of the drone.
  • step S303 and step S101 are the same, and are not described here.
  • S304 Determine an installation error angle of the accelerometer relative to a horizontal plane according to the actual output data.
  • the installation error angle of the accelerometer is determined according to the actual output data
  • the installation error angle of the accelerometer relative to the horizontal plane may be determined according to the actual output data.
  • the horizontal plane can be a plane perpendicular to gravity.
  • the XOY plane of the accelerometer in the ideal installation state should be parallel to the horizontal plane.
  • the actual output data of the accelerometer will be reflected.
  • the XOY plane of the accelerometer corresponds to the installation error angle of the horizontal plane. Therefore, the horizontal plane is used as a reference, and the installation error angle of the XOY plane of the accelerometer relative to the horizontal plane can be determined according to the actual output data.
  • the installation error angle of the accelerometer relative to the horizontal plane can be determined based on the actual output data and the output data of the accelerometer on the XOY plane in an ideal installation state.
  • the output data of the accelerometer on the horizontal surface in the ideal installation state includes output data of the accelerometer in the X-axis direction and output data of the Y-axis direction in an ideal installation state.
  • the output data of the accelerometer on the horizontal plane in the ideal installation state is simply referred to as the ideal output data.
  • the ideal output data mentioned in the later part of this paper can be replaced with the output data of the accelerometer on the horizontal plane under the ideal installation state. .
  • the output data of the accelerometer on the XOY plane is: the output data of the accelerometer in the X-axis direction and the output data of the Y-axis direction. Both are zero.
  • determining an installation error angle of the accelerometer relative to a horizontal plane based on the actual output data and the ideal output data includes determining to convert the actual output data of the XOY plane in the actual output data to an accelerometer in an ideal installation state.
  • the installation error angle may include a rotation angle.
  • a feasible implementation determine the actual output data of the XOY plane in the actual output data.
  • the rotation angle when the rotation is converted into the output data of the accelerometer in the horizontal state on the ideal installation state may include at least the following steps, as shown in FIG. 4:
  • S401 Determine a first rotation angle when the actual output data in the Y-axis direction of the actual output data is rotated by an X-axis of the accelerometer into an output data of the accelerometer in the Y-axis direction in an ideal installation state.
  • the actual output data of the accelerometer is rotated and transformed by the X axis of the accelerometer, and the actual output data of the Y-axis direction in the actual output data is rotated by the X-axis of the accelerometer.
  • the output data of the accelerometer in the Y-axis direction is ideally installed, the output data of the accelerometer in the Y-axis direction after the rotation transformation is zero, and the output data of the accelerometer after the rotation transformation in the Y-axis direction should be indicated.
  • the Y-axis of the accelerometer is parallel to the horizontal plane.
  • 2 [a x, 2 a y, 2 a z, 2 ] T
  • the first rotation angle ⁇ can be calculated according to the formulas (1) and (2).
  • the first rotation angle can be calculated.
  • the actual output data after the rotation transformation is again rotated by the Y axis of the accelerometer as an axis
  • the actual output data of the actual output data after the rotation transformation in the X-axis direction is
  • the output data of the accelerometer in the X-axis direction after the rotation transformation is zero, and then the rotation is changed again.
  • the output data of the accelerometer in the X-axis direction should indicate that the X-axis of the accelerometer is parallel to the horizontal plane.
  • the actual output data of the accelerometer is:
  • the second rotation angle can be calculated.
  • the mounting error angle may include a first rotation angle and a second rotation angle.
  • the embodiment of the present invention can obtain the actual XOY plane in the actual output data by first rotating the actual output data of the accelerometer around the X axis and rotating the second rotation angle around the Y axis.
  • the rotation angle of the output data is converted into the output data of the accelerometer in the horizontal state on the horizontal surface. After two rotation changes, the obtained rotation-converted data indicates that the XOY plane of the accelerometer is parallel to the horizontal plane.
  • S701 Determine a first rotation angle when the actual output data in the X-axis direction of the actual output data is rotationally converted into the output data of the accelerometer in the X-axis direction in the ideal installation state by using the Y-axis of the accelerometer as an axis.
  • the actual output data of the accelerometer is rotated and changed with the Y axis of the accelerometer as an axis.
  • the image is rotated into an ideal installation state.
  • the accelerometer outputs data in the X-axis direction the output data of the accelerometer in the X-axis direction after the rotation transformation is zero.
  • the output data of the accelerometer after the rotation transformation in the Y-axis direction should indicate the X-axis of the accelerometer.
  • the horizontal plane is parallel.
  • 2 [a x, 2 a y, 2 a z, 2 ] T
  • the first rotation angle ⁇ can be calculated according to the formulas (5) and (6).
  • the first rotation angle can be calculated.
  • S702 Rotate the actual output data of the accelerometer by a first rotation angle with the Y axis as an axis to obtain actual output data after the rotation transformation.
  • S703 determining the actual output data of the actual output data after the rotation transformation in the Y-axis direction, and rotating the X-axis of the accelerometer into the second rotation when the output data of the accelerometer in the Y-axis direction is in an ideal installation state. angle.
  • the actual output data after the rotation transformation is again rotated by the X-axis of the accelerometer, and the actual output data of the actual output data after the rotation transformation in the Y-axis direction is measured by the X-axis of the accelerometer.
  • the output data of the accelerometer in the Y-axis direction after the rotation transformation is zero, and the accelerometer after the rotation is again rotated in the Y-axis direction.
  • the output data should indicate that the Y-axis of the accelerometer is parallel to the horizontal plane.
  • the actual output data of the accelerometer is:
  • the second rotation angle ⁇ can be calculated according to the formulas (7) and (8).
  • the second rotation angle can be calculated.
  • the mounting error angle may include a first rotation angle and a second rotation angle.
  • the embodiment of the invention firstly rotates the actual output data of the accelerometer around the Y axis by a first rotation angle, and then rotates the second rotation angle around the X axis to obtain an actual installation of the actual output data of the XOY plane in the actual output data.
  • the rotation angle of the accelerometer in the state of the output data on the horizontal surface, after two rotation changes, the resulting rotationally transformed data indicates that the XOY plane of the accelerometer is parallel to the horizontal plane.
  • Embodiments of the present invention provide a method for detecting an installation error of an accelerometer.
  • FIG. 8 is a flowchart of a method for detecting an installation error of an accelerometer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the method in this embodiment may include:
  • step S801 and step S101 are the same, and are not described here.
  • S802 Determine an installation error angle of the accelerometer according to the actual output data
  • step S802 and step S102 are the same, and are not described here.
  • the installation error angle is determined according to the actual output data of the accelerometer, the installation error angle is already known, so that in the process of using the drone, the actual output data can be corrected according to the installation error angle.
  • the corrected output data is obtained.
  • the corrected output data can be provided to various functional components of the drone, such as a flight controller, etc., to improve the control precision of the drone.
  • the installation error angle of the accelerometer is the first rotation angle ⁇ and the second rotation angle ⁇
  • the first rotation angle ⁇ is a rotation angle of the actual output data in the X-axis direction of the actual output data when the Y-axis of the accelerometer is rotated as an axis to the output data of the accelerometer in the X-axis direction in an ideal installation state;
  • the second rotation angle ⁇ is the actual output data of the actual output data after the rotation in the Y-axis direction, and is rotated by the X-axis of the accelerometer as the rotation angle of the accelerometer in the Y-axis direction in the ideal installation state.
  • the installation error angle of the accelerometer is the first rotation angle ⁇ and the second rotation angle ⁇
  • the first rotation angle ⁇ is a rotation angle of the actual output data in the Y-axis direction of the actual output data when the X-axis of the accelerometer is rotated as an axis to the output data of the accelerometer in the Y-axis direction in an ideal installation state;
  • the second rotation angle ⁇ is the actual output data of the actual output data after the rotation in the X-axis direction, and the rotation angle of the accelerometer in the X-axis direction when the Y-axis of the accelerometer is rotated as an axis.
  • the embodiment of the invention can correct the actual output data of the accelerometer after determining the installation error angle of the accelerometer, ensure the accuracy of the output data of the accelerometer, and ensure the safety of the user.
  • Embodiments of the present invention provide an installation error detecting device for an accelerometer.
  • FIG. 9 is a structural diagram of an installation error detecting apparatus for an accelerometer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the device in this embodiment may include:
  • the collecting unit 910 is configured to collect actual output data of the accelerometer installed on the drone when the flight state of the drone is hovering.
  • the determining unit 920 is configured to determine an installation error angle of the accelerometer according to the actual output data collected by the collecting unit 910.
  • the acquisition unit 910 can be configured to acquire sets of actual output data of an accelerometer mounted on the drone when the flight state of the drone is hovering.
  • the determining unit 920 can be configured to determine an output average of the plurality of sets of actual output data, and determine an installation error angle of the accelerometer based on the output average.
  • the mounting error detecting device 90 of the accelerometer may include, in addition to the collecting unit 910 and the determining unit 920, Includes the following units:
  • the receiving unit 930 is configured to receive an installation error detection instruction.
  • the detecting unit 940 is configured to detect the flight state of the drone after receiving the instruction.
  • the determining unit 920 can be configured to determine an installation error angle of the accelerometer relative to a horizontal plane based on the actual output data.
  • the determining unit 920 can be configured to determine an installation error angle of the accelerometer relative to the horizontal plane based on the actual output data and the output data of the accelerometer on the horizontal surface in the ideal installed state.
  • the output data of the accelerometer on the horizontal plane in an ideal installation state may include output data of the accelerometer in the X-axis direction and output data in the Y-axis direction in an ideal installation state, wherein the X-axis direction The output data and the output data in the Y-axis direction are zero.
  • the determining unit 920 can be configured to determine a rotation angle when the actual output data of the XOY plane in the actual output data is rotationally transformed into the output data of the accelerometer in the horizontal state on the horizontal surface.
  • the installation error angle includes a rotation angle.
  • a determining unit is provided, as shown in FIG.
  • the 920 can include at least the following subunits:
  • the first determining subunit 9210 determines to convert the actual output data in the X-axis direction of the actual output data by the Y axis of the accelerometer as an axis to the output data of the accelerometer in the X-axis direction in an ideal mounting state. A rotation angle.
  • the first acquisition subunit 9220 rotates the actual output data of the accelerometer by a first rotation angle with the Y axis as an axis to obtain the actual output data after the rotation transformation.
  • the second determining sub-unit 9230 determines the actual output data of the actual output data after the rotation transformation in the Y-axis direction, and rotates the X-axis of the accelerometer into an axis to output the output data of the accelerometer in the Y-axis direction in an ideal mounting state.
  • the second angle of rotation is the first angle of rotation.
  • the installation error angle includes a first rotation angle and a second rotation angle.
  • the determining unit 920 may include at least the following subunits:
  • the third determining subunit 9240 determines that the actual output data in the Y-axis direction of the actual output data is rotated by the X-axis of the accelerometer into an output data of the accelerometer in the Y-axis direction in an ideal mounting state.
  • the first angle of rotation is the first angle of rotation.
  • the second acquisition subunit 9250 rotates the actual output data of the accelerometer by a first rotation angle with the X axis as an axis to obtain the actual output data after the rotation transformation.
  • the fourth determining subunit 9260 determines that the actual output data of the rotationally transformed actual output data in the X-axis direction is rotationally converted to the output data of the accelerometer in the X-axis direction when the Y-axis of the accelerometer is rotated as an axis. The second angle of rotation.
  • the installation error angle includes a first rotation angle and a second rotation angle.
  • the accelerometer installation error detecting device 90 may further include a correction unit for correcting the actual output data of the accelerometer to obtain the corrected output data according to the installation error angle.
  • the embodiment of the invention can be based on the actual output of the accelerometer collected by the drone when it is in the hovering state.
  • the data is used to determine the installation error angle of the accelerometer. After the accelerometer has been installed in the drone, the accelerometer installation error of the drone is detected, and the installation error of the accelerometer can be detected in real time. After detecting the installation error angle, It is also possible to correct the actual output data of the accelerometer so that the accelerometer can be corrected by software to eliminate the actual output data error caused by the accelerometer installation error. Even if there is a certain amount of installation error angle in the accelerometer, accurate correction of the output data can be obtained by this correction method, which reduces the installation accuracy requirements of the accelerometer and reduces the production cost.
  • FIG. 13 is a structural diagram of an installation error detecting device for an accelerometer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the device in this embodiment may include: a memory 1310 and a processor 1320.
  • the memory 1310 is for storing program instructions.
  • the processor 1320 is configured to call a program instruction in the memory 1310 and perform the following operations:
  • An installation error angle of the accelerometer is determined based on the actual output data.
  • the processor 1320 is configured to collect multiple sets of actual output data of the accelerometer installed on the drone when the flight state of the drone is hovering; determine the plurality of sets of actual output data. The average value of the output determines the angle of installation error of the accelerometer based on the average value of the output.
  • the processor 1320 is further configured to receive an installation error detection command before the actual output data of the accelerometer installed on the drone is acquired when the flight state of the drone is hovering. After detecting the instruction, detecting the flight state of the drone.
  • the processor 1320 is configured to determine an installation error angle of the accelerometer relative to the horizontal plane based on the actual output data when determining an installation error angle of the accelerometer based on the actual output data.
  • the processor 1320 determines the acceleration based on the actual output data.
  • the installation error angle of the gauge relative to the horizontal plane is used to determine an installation error angle of the accelerometer relative to the horizontal plane based on the actual output data and the output data of the accelerometer on the horizontal surface in an ideal installation state.
  • the output data of the accelerometer on the horizontal plane in the installed state includes: the output data of the accelerometer in the X-axis direction and the output data in the Y-axis direction in an ideal installation state, wherein the X-axis direction The output data and the output data in the Y-axis direction are zero.
  • the processor 1320 is configured to determine the installation error angle of the accelerometer relative to the horizontal plane according to the actual output data and the output data of the accelerometer on the horizontal surface in the ideal installation state.
  • the rotation angle of the actual output data of the XOY plane in the actual output data is converted into the output data of the accelerometer in the horizontal state on the horizontal surface, wherein the installation error angle includes a rotation angle.
  • the processor 1320 determines a rotation angle when the actual output data of the XOY plane in the actual output data is rotationally transformed into the output data of the accelerometer in the horizontal state on the horizontal surface.
  • the output of the accelerometer in the X-axis direction is determined by rotating the Y-axis of the actual output data in the X-axis direction with the Y-axis of the accelerometer as an axis.
  • the actual output data in the axial direction is a second rotation angle when the X-axis of the accelerometer is rotationally converted into an output data of the accelerometer in the Y-axis direction in an ideal installation state; wherein the installation error angle includes the first rotation Angle and second angle of rotation.
  • the processor 1320 determines a rotation angle when the actual output data of the XOY plane in the actual output data is rotationally transformed into the output data of the accelerometer in the horizontal state on the horizontal surface.
  • the installation error angle includes the rotation angle
  • the actual output data for determining the Y-axis direction of the actual output data is rotated by the X-axis of the accelerometer Converting to a first rotation angle when the accelerometer outputs data in the Y-axis direction in an ideal installation state; rotating the actual rotation data of the accelerometer by a first rotation angle with the X-axis as an axis to obtain a rotation-converted Actual output data; determining the actual output data of the actual output data after the rotation transformation in the X-axis direction is rotated by the Y-axis of the accelerometer as the second output data of the accelerometer in the X-axis direction under the ideal installation state a rotation angle; wherein the installation error angle includes a first rotation angle and a second rotation angle.
  • the processor 1320 is further configured to correct the actual output data of the accelerometer according to the installation error angle to obtain the correction. After the output data.
  • the embodiment of the invention can determine the installation error angle of the accelerometer according to the actual output data of the accelerometer collected by the drone in the hover state, and detect the accelerometer installation of the drone after the accelerometer has been installed in the drone The error can detect the installation error of the accelerometer in real time. After detecting the installation error angle, the actual output data of the accelerometer can also be corrected to ensure the safety of the user.
  • FIG. 14 is a structural diagram of a drone according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the drone in this embodiment may include:
  • a power system 1420 mounted on the fuselage for providing flight power
  • the drone may further include an accelerometer 1440 for sensing the acceleration of the drone, wherein the power system includes one or more of a propeller, a motor, and an ESC, wherein the speedometer is installed.
  • the error detecting device is for detecting the mounting error angle of the accelerometer, and further correcting the actual output data of the acceleration as described above.
  • the unmanned aerial vehicle may further include a pan/tilt head 1450 and an imaging device 1460, and the imaging device 1460 is mounted on the main body of the unmanned aerial vehicle through the pan/tilt head 1450.
  • Imaging device 1460 for image or video capture during flight of an unmanned aerial vehicle Including but not limited to multi-spectral imager, hyperspectral imager, visible light camera and infrared camera, the PTZ 1450 is a multi-axis transmission and stabilization system.
  • the PTZ motor captures the imaging device 1460 by adjusting the rotation angle of the rotation axis. The angle is compensated and the jitter of the imaging device 1460 is prevented or reduced by setting an appropriate buffer mechanism.
  • the drone receives the control command of the control terminal 1500, for example, installs an error detection command, and controls the drone to perform a corresponding action according to the command.
  • the disclosed methods, apparatus, and devices may be implemented in other manners.
  • the device embodiments described above are merely illustrative.
  • the division of the unit is only a logical function division.
  • there may be another division manner for example, multiple units or components may be 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 communication connection through some interface, device or unit, and may be in an electrical, mechanical or other form.
  • the units described as separate components may or may not be physically separated, and the components displayed as units 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 purpose 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 hardware plus software functional units.
  • the above-described integrated unit implemented in the form of a software functional unit can be stored in a computer readable storage medium.
  • the above software functional unit is stored in a storage medium, including several instructions Part of the steps of the method of the various embodiments of the present invention are performed by a computer device (which may be a personal computer, a server, or a network device, etc.) or a processor.
  • the foregoing storage medium includes: a U disk, a mobile 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. .

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Abstract

一种加速度计（1440）的安装误差检测方法、设备（90）以及无人机，其中，加速度计（1440）的安装误差检测方法包括：当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计（1440）的实际输出数据（S101）；根据实际输出数据确定加速度计（1440）的安装误差角度（S102）。有益效果：可以在加速度计（1440）已经安装在无人机上之后，实时检测加速度计（1440）的安装误差角度。

Description

加速度计的安装误差检测方法、设备以及无人机
本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或该专利披露。
技术领域
本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种加速度计的安装误差检测方法、设备以及无人机。
背景技术
目前，无人机上普遍配置了加速度计，加速度计通过结构件安装到无人机上，在安装过程中往往存在安装误差，这会导致当无人机起飞后，加速度计坐标系和无人机的机体坐标系之间存在一个误差，一般视不同机型，这个误差在0.5度到3度之间。加速度计的安装误差，会影响无人机的各项飞行性能，严重的会导致无人机控制困难，引起飞行事故。
现有技术中，往往通过工艺保证加速度计的安装精度，减小安装误差。然而，利用工艺保证加速度计的安装精度会耗费了大量的人力物力，增加生产成本，另外，一旦加速度计安装到无人机内后，后续就很难检测和修正无人机的加速度计的安装误差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种加速度计的安装误差检测方法、设备及无人机，以检测加速度计的安装误差。
本发明实施例第一方面提供了一种加速度计的安装误差检测方法，包括：
当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据；
根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度。
本发明实施例第二方面提供了一种加速度计的安装误差检测设备，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，并执行以下操作：
当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据；
根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度。
本发明实施例第三方面提供了一种无人机，其特征在于，包括：
机身；
设置在机身上的动力系统，用于提供飞行动力；
如第二方面所述的加速度计的安装误差检测设备。
本发明实施例提供的加速度计的安装误差检测方法、设备以及无人机，根据无人机在悬停状态时采集的加速度计的实际输出数据来确定加速度计的安装误差角度，这样可以在加速度计已经安装在无人机上的前提下，检测加速度计的安装误差，实现对加速度计的安装误差状态的监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种加速度计的安装误差检测方法流程图；
图2为本发明实施例的另一种加速度计的安装误差检测方法流程图；
图3为本发明实施例的另一种加速度计的安装误差检测方法流程图；
图4为本发明实施例的一种确定加速度计的安装误差角度方法流程图；
图5为本发明实施例的加速度计的实际输出数据绕加速度计的X轴旋转变换的示意图；
图6为本发明实施例旋转变换后的输出数据绕加速度计的Y轴旋转变换的示意图；
图7为本发明实施例的另一种确定加速度计的安装误差角度方法流程图；
图8为本发明实施例的另一种加速度计的安装误差检测方法流程图；
图9为本发明实施例的一种加速度计的安装误差检测装置结构图；
图10为本发明实施例的另一种加速度计的安装误差检测装置结构图；
图11为本发明实施例的一种确定单元结构图；
图12为本发明实施例的另一种确定单元结构图；
图13为本发明实施例的另一种加速度计的安装误差检测设备结构图；
图14为本发明实施例提供的一种无人机结构图。
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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件， 它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供一种加速度计的安装误差检测方法。图1为本发明实施例提供的一种加速度计的安装误差检测方法的流程图。如图1所示，本实施例中的方法，可以包括：
S101：当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据。
具体地，本发明实施例中的无人机可以多旋翼无人机机。例如四旋翼、六旋翼、八旋翼等，悬停是指无人机在一定高度上保持空间位置基本不变的飞行状态，当无人机处于悬停的飞行状态时，可以认为无人机的动力系统提供的合力正好抵消无人机的重力，即所述合力和无人机的重力大小相等、方向相反，此时认为该合力的法平面为水平面，其中所述水平面也是垂直于重力的平面。
本发明实施例中的加速度计可以为单轴加速度计、双轴加速度计或三轴加速度计，本发明实施例中以三轴加速度计来进行示意性说明。目前，加速度和陀螺仪往往集成为一个模块，即集成为惯性测量单元(IMU)，当惯性测量单元安装在无人机上时，加速度计的安装误差角度基本上确定不变的。当无人机的飞行状态为悬停时，加速度计会感测无人机当前的加速度，无人机的处理器会采集加速度计的实际输出数据，即无人机的处理器会采集加速度计的三个轴(X轴、Y轴和Z轴)的实际输出数据。
S102：根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度。
具体地，由于无人机当前的飞行状态为悬停，可以认为无人机当前处于力学平衡状态，所以，此时加速度计的实际输出数据会反映加速度计在无人机的安装状态，可以根据加速度计的实际输出数据计算出加速度计的安装误差角度。
本发明实施例提供的加速度计的安装误差检测方法，可以根据无人机在悬停状态时采集的加速度计的实际输出数据来确定加速度计的安装误差角度，这样可以在加速度计已经安装在无人机上的前提下，检测加速度计的安装误差，实现对加速度计的安装误差状态的监控，这样在生产阶段或者出厂检测，通过该技术方案，可以及时发现安装误差比较大的无人机，保证产品的出厂合格率，保证用户的使用安全。
本发明实施例提供一种加速度计的安装误差检测方法。图2为本发明实施例提供的一种加速度计的安装误差检测方法的流程图。如图2所示，在前述实施例的基础上，本实施例中的方法，可以包括：
S201：采集安装在无人机上的加速度计的多组实际输出数据。
具体地，当无人机的飞行状态为悬停时，加速度计会以预设的频率输出数据，无人机的处理器可以按照预设的采集频率采集加速度计的多组实际输出数据。在一种具体的实施方式中，无人机的处理器可以在按照预设的采集频率采集加速度计的多组实际输出数据，一定时长例如可以是1s、2s、3s、5s、6s、7s等，预设的采集频率例如可以是100Hz、150Hz、200Hz、250Hz、300Hz等，那么当无人机处于悬停的飞行状态时，可以采集多组加速度计的实际输出数据。可以将采集到的所有实际输出数据保存于无人机的存储器中。
S202：确定所述多组实际输出数据的输出平均值，根据所述输出平均值确定加速度计的安装误差角度。
具体地，当加速度计的实际输出数据采集结束后，可以从无人机的存储器中读取所有的实际输出数据，为了减小数据误差，可以根据采集到的多组实际 输出数据，可以计算出加速度计的平均输出值，并根据该平均输出值以及理想输出数据，可以计算出加速度计的安装误差角度。
本发明实施例通过计算加速度计的平均输出值来确定加速度计的安装误差，可以获得更加准确的加速度计的实际输出数据，确保最终获得的加速度计的安装误差的准确性。
本发明实施例提供一种加速度计的安装误差检测方法。图3为本发明实施例提供的一种加速度计的安装误差检测方法的流程图。如图3所示，在前述实施例的基础上，本实施例中的方法，可以包括：
S301：接收安装误差检测指令。
具体地，在无人机出厂检测过程中，在对无人机的加速度计的安装误差角度进行检测时，技术人员可以通过控制终端向无人机发送安装误差检测指令，另外，无人机出厂后，用户在使用的过程中，在对无人机的加速度计的安装误差角度进行检测时，用户也可以通过控制终端向无人机发送安装误差检测指令。
其中，控制终端可以包括专用遥控器、智能手机、平板电脑、膝上型电脑、穿戴式设备(手表、手环)、地面控制站中的一种或多种。控制终端可以配置交互界面，技术人员或用户可以对交互界面进行操作，向无人机发送安装误差检测指令。
S302：在接收到所述指令后，检测无人机的飞行状态。
具体地，接收到安装误差检测指令之后，无人机对自身的飞行状态进行检测，具体地，无人机的飞行控制系统中有一个状态观测器，状态观测器可以根据无人机当前的飞行速度、高度、加速度、无人机机体的角速度、从控制终端接收到的控制杆量中的一种或多种检测无人机的飞行状态。
S303：当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据。
步骤S303和步骤S101的具体方法和原理一致，此处不再赘述。
S304：根据所述实际输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角。
具体地，根据实际输出数据确定加速度计的安装误差角度，可以是根据实际输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。其中如前所述，水平面可以是垂直于重力的平面。当无人机的飞行状态为悬停时，理想安装状态下的加速度计的XOY平面应该与水平面是平行的，当无人机的飞行状态为悬停时，加速度计的实际输出数据会反映出加速度计的XOY平面相对应水平面的安装误差角度。因此，这里以水平面为参考基准，可以根据实际输出数据确定加速度计的XOY平面相对于水平面的安装误差角度。
进一步地，可以根据实际输出数据和理想安装状态下加速度计在XOY平面上的输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。其中，所述理想安装状态下加速度计在水平面上的输出数据包括理想安装状态下加速度计在X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据。为了说明的方便，这里将理想安装状态下加速度计在水平面上的输出数据简称为理想输出数据，本文后面部分提到的理想输出数据都可以替换成理想安装状态下加速度计在水平面上的输出数据。
可以知道的是，在理想安装状态下，当无人机的飞行状态为悬停时，加速度计在XOY平面上的输出数据为：加速度计在X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据均为零。
在某些实施例中，可以根据实际输出数据和理想输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度包括确定将实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度。其中，安装误差角度可以包括旋转角度。具体地，可以通过如下几种可行的方式实现：
一种可行的实现方式：确定将实际输出数据中XOY平面的实际输出数据 旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，至少可以包括以下几个步骤，如图4所示：
S401：确定将所述实际输出数据中Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第一旋转角度。
具体地，如图5所示，对加速度计的实际输出数据以加速度计的X轴为轴线进行旋转变换，当实际输出数据中Y轴方向的实际输出数据以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时，旋转变换后加速度计在Y轴方向的输出数据则为零，此时旋转变换后的加速度计在Y轴方向的输出数据应当指示加速度计的Y轴与水平面平行。
在一种具体的实现方式中，假设第一旋转角度为α，加速度计实际输出数据旋转变换前为a1＝[ax,1 ay,1 az,1]T，旋转变换后为a2＝[ax,2 ay,2 az,2]T，那么根据公式(1)和(2)可以计算出第一旋转角度α。
Figure PCTCN2017085461-appb-000001
由于旋转变换后加速度计在Y轴方向的输出数据则为零，那么ay,2＝0，即：
ay,1cosα-az,1sinα＝0       (2)
根据式(2)可以算出，第一旋转角度
Figure PCTCN2017085461-appb-000002
S402：以所述X轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据。
具体地，旋转变换后的实际输出数据在Y轴方向的输出数据为零，在X轴和Z轴方向上的输出不变，即a2＝[ax,2 0az,2]T。
S403：确定将旋转变换后的实际输出数据在X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的 输出数据时的第二旋转角度。
具体地，如图6所示，对旋转变换后的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线进行再一次的旋转变化，当旋转变换后的实际输出数据在X轴方向的实际输出数据，以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时，旋转变换后加速度计在X轴方向的输出数据则为零，此时再一次旋转变换后的加速度计在X轴方向的输出数据应当指示加速度计的X轴与水平面平行。
在一种具体的实现方式中，假设第二旋转角度为β，绕X轴旋转第一旋转角度α之后，加速度计的实际输出数据为：
Figure PCTCN2017085461-appb-000003
假设在加速度计实际数据绕X轴旋转第一旋转角度α的基础上，再绕Y轴旋转第二旋转角度β之后，加速度计实际输出数据为a3＝[ax,3 ay,3 az,3]T，那么根据公式(3)和(4)可以计算出第二旋转角度β。
Figure PCTCN2017085461-appb-000004
由于旋转变换后加速度计在X轴方向的输出数据则为零，那么ax,3＝0，即：
ax,1cosβ+ay,1sinαsinβ+az,1cosαsinβ＝0      (4)
根据式(4)可以算出，第二旋转角度
Figure PCTCN2017085461-appb-000005
具体地，安装误差角度可以包括第一旋转角度和第二旋转角度。
本发明实施例通过先将加速度计的实际输出数据绕X轴旋转第一旋转角度，再绕Y轴旋转第二旋转角度可以得出将实际输出数据中XOY平面的实际 输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，经过两次旋转变化以后，所得的旋转变换后的数据指示加速度计的XOY平面与水平面平行。
另一种可行的实现方式：确定将实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，至少可以包括以下几个步骤，如图7所示：
S701：确定将所述实际输出数据中X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的第一旋转角度。
具体地，对加速度计的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线进行旋转变化，当实际输出数据中X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时，旋转变换后加速度计在X轴方向的输出数据则为零，此时旋转变换后的加速度计在Y轴方向的输出数据应当指示加速度计的X轴与水平面平行。
在一种具体的实现方式中，假设第一旋转角度为α，加速度计实际输出数据旋转变换前为a1＝[ax,1 ay,1 az,1]T，旋转变换后为a2＝[ax,2 ay,2 az,2]T，那么根据公式(5)和(6)可以计算出第一旋转角度α。
Figure PCTCN2017085461-appb-000006
由于旋转变换后加速度计在X轴方向的输出数据则为零，那么ax,2＝0，即：
ax,1cosα+az,1sinα＝0        (6)
根据式(6)可以算出，第一旋转角度
Figure PCTCN2017085461-appb-000007
S702：以所述Y轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据。
具体地，旋转变换后的实际输出数据在X轴方向的输出数据为零，在Y轴和Z轴方向上的输出不变，即a2＝[0 ay,2 az,2]T。
S703：确定将旋转变换后的实际输出数据在Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第二旋转角度。
具体地，对旋转变换后的实际输出数据以加速度计的X轴为轴线进行再一次的旋转变化，当旋转变换后的实际输出数据在Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时，旋转变换后加速度计在Y轴方向的输出数据则为零，此时再一次旋转变换后的加速度计在Y轴方向的输出数据应当指示加速度计的Y轴与水平面平行。
在一种具体的实现方式中，假设第二旋转角度为β，绕Y轴旋转第一旋转角度α之后，加速度计的实际输出数据为：
Figure PCTCN2017085461-appb-000008
假设在加速度计实际数据绕Y轴旋转第一旋转角度α的基础上，再绕X轴旋转第二旋转角度β之后，加速度计实际输出数据为a3＝[ax,3 ay,3 az,3]T，那么根据公式(7)和(8)可以计算出第二旋转角度β。
Figure PCTCN2017085461-appb-000009
由于旋转变换后加速度计在Y轴方向的输出数据则为零，那么ay,3＝0，即：
ay,1cosβ-(-ax,1sinα+az,1cosα)sinβ＝0        (8)
根据式(8)可以算出，第二旋转角度
Figure PCTCN2017085461-appb-000010
具体地，安装误差角度可以包括第一旋转角度和第二旋转角度。
本发明实施例通过先将加速度计的实际输出数据绕Y轴旋转第一旋转角度，再绕X轴旋转第二旋转角度可以得出将实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，经过两次旋转变化以后，所得的旋转变换后的数据指示加速度计的XOY平面与水平面平行。
本发明实施例提供一种加速度计的安装误差检测方法。图8为本发明实施例提供的一种加速度计的安装误差检测方法的流程图。如图8所示，在前述实施例的基础上，本实施例中的方法，可以包括：
S801：当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据；
步骤S801和步骤S101的具体方法和原理一致，此处不再赘述。
S802：根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度；
步骤S802和步骤S102的具体方法和原理一致，此处不再赘述。
S803：根据所述安装误差角度，对加速度计的实际输出数据进行修正以获取修正后的输出数据。
具体地，根据加速度计的实际输出数据确定了其安装误差角度之后，即已经知道安装误差角度，这样，后续在使用无人机的过程中，即可以根据安装误差角度对其实际输出数据进行修正，获得修正后的输出数据，此时，可以将修正后的输出数据提供给无人机的各个功能部件，例如飞行控制器等，以提高无人机的控制精度。
在一种具体的实施方式在中，假设加速度计的安装误差角度为第一旋转角度α和第二旋转角度β，实际输出数据修正前为ai＝[ax,i ay,i az,i]T，那么根据公式 (9)可以计算出修正后的实际输出数据为ao＝[ax,o ay,o az,o]T。
Figure PCTCN2017085461-appb-000011
其中，第一旋转角度α为实际输出数据中X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的旋转角度；第二旋转角度β为将旋转后的实际输出数据在Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的旋转角度。
在另一种具体的实施方式在中，假设加速度计的安装误差角度为第一旋转角度α和第二旋转角度β，实际输出数据修正前为ai＝[ax,i ay,i az,i]T，那么根据公式(10)可以计算出修正后的实际输出数据为ao＝[ax,o ay,o az,o]T。
Figure PCTCN2017085461-appb-000012
其中，第一旋转角度α为实际输出数据中Y轴方向的实际输出数据以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的旋转角度；第二旋转角度β为将旋转后的实际输出数据在X轴方向的实际输出数据，以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的旋转角度。
本发明实施例可以在确定加速度计的安装误差角度之后，对加速度计的实际输出数据进行修正，保证加速度计输出数据的准确性，并保证使用者的安全。
本发明实施例提供一种加速度计的安装误差检测装置。图9为本发明实施例提供的一种加速度计的安装误差检测装置的结构图。如图9所示，本实施例中的装置，可以包括：
采集单元910，用于当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据。
确定单元920，用于根据采集单元910采集的实际输出数据确定加速度计的安装误差角度。
在一个可选地实施例中，采集单元910可以用于当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的多组实际输出数据。
确定单元920可以用于确定所述多组实际输出数据的输出平均值，根据所述输出平均值确定加速度计的安装误差角度。
在一个可选地实施例中，提供了另外一种加速度计的安装误差检测装置，如图10所示，加速度计的安装误差检测装置90除了包括采集单元910和确定单元920之外，还可以包括以下单元：
接收单元930，用于接收安装误差检测指令。
检测单元940，用于在接收到所述指令后，检测无人机的飞行状态。
在一个可选地实施例中，确定单元920可以用于根据所述实际输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。
在一个可选地实施例中，确定单元920可以用于根据所述实际输出数据和理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。
在一个可选地实施例中，理想安装状态下加速度计在水平面上的输出数据可以包括理想安装状态下加速度计在X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据，其中，X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据为零。
在一个可选地实施例中，确定单元920可以用于确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中，所述安装误差角度包括旋转角度。
在一个可选地实施例中，提供了一种确定单元，如图11所示，确定单元 920至少可以包括以下子单元：
第一确定子单元9210，确定将所述实际输出数据中X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的第一旋转角度。
第一获取子单元9220，以所述Y轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据。
第二确定子单元9230，确定将旋转变换后的实际输出数据在Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第二旋转角度。
其中，所述安装误差角度包括第一旋转角度和第二旋转角度。
在一个可选地实施例中，提供了另外一种确定单元，如图12所示，确定单元920至少可以包括以下子单元：
第三确定子单元9240，确定将所述实际输出数据中Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第一旋转角度。
第二获取子单元9250，以所述X轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据。
第四确定子单元9260，确定将旋转变换后的实际输出数据在X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的第二旋转角度。
其中，所述安装误差角度包括第一旋转角度和第二旋转角度。
在一个可选地实施例中，加速度计的安装误差检测设备90还可以包括修正单元，用于根据所述安装误差角度，对加速度计的实际输出数据进行修正以获取修正后的输出数据。
本发明实施例可以根据无人机在悬停状态时采集的加速度计的实际输出 数据来确定加速度计的安装误差角度，在加速度计已经安装在无人机里面之后检测无人机的加速度计安装误差，可以对加速度计的安装误差进行实时检测，在检测出安装误差角度之后，还可以对加速度计的实际输出数据进行修正，这样通过软件的方式对加速度计进行校正，消除由于加速度计安装误差而产生的实际输出数据误差。即使在加速度计存在一定量的安装误差角度，通过这种修正方式，依然可以获取准确的输出数据，降低对加速度计的安装精度要求，降低产生成本。
本发明实施例提供一种加速度计的安装误差检测设备，图13为本发明实施例提供的一种加速度计的安装误差检测设备的结构图。如图13所示，本实施例中的设备，可以包括：存储器1310以及处理器1320。
存储器1310用于存储程序指令。
处理器1320用于调用存储器1310中的程序指令，并执行以下操作：
当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据；
根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度。
在一个可选的实施例中，处理器1320用于当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的多组实际输出数据；确定所述多组实际输出数据的输出平均值，根据所述输出平均值确定加速度计的安装误差角度。
在一个可选的实施例中，处理器1320在用于当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据之前，还用于接收安装误差检测指令；在接收到所述指令后，检测无人机的飞行状态。
在一个可选的实施例中，处理器1320在根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度时，用于根据所述实际输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。
在一个可选的实施例中，处理器1320在根据所述实际输出数据确定加速 度计相对于水平面的安装误差角度时，用于根据所述实际输出数据和理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。
在一个可选的实施例中，想安装状态下加速度计在水平面上的输出数据，包括：理想安装状态下加速度计在X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据，其中，X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据为零。
在一个可选的实施例中，处理器1320在根据所述实际输出数据和理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度时，用于确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中，所述安装误差角度包括旋转角度。
在一个可选的实施例中，处理器1320在确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中所述安装误差角度包括旋转角度时，用于确定将所述实际输出数据中X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的第一旋转角度；以所述Y轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据；确定将旋转变换后的实际输出数据在Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第二旋转角度；其中，所述安装误差角度包括第一旋转角度和第二旋转角度。
在一个可选的实施例中，处理器1320在确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中所述安装误差角度包括旋转角度时，用于确定将所述实际输出数据中Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转 变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第一旋转角度；以所述X轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据；确定将旋转变换后的实际输出数据在X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的第二旋转角度；其中，所述安装误差角度包括第一旋转角度和第二旋转角度。
在一个可选的实施例中，处理器1320在根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度之后，还用于根据所述安装误差角度，对加速度计的实际输出数据进行修正以获取修正后的输出数据。
本发明实施例可以根据无人机在悬停状态时采集的加速度计的实际输出数据来确定加速度计的安装误差角度，在加速度计已经安装在无人机里面之后检测无人机的加速度计安装误差，可以对加速度计的安装误差进行实时检测，在检测出安装误差角度之后，还可以对加速度计的实际输出数据进行修正，以保证使用者的安全。
本发明实施例提供一种无人机，图14为本发明实施例提供的一种无人机的结构图。如图14所示，本实施例中的无人机，可以包括：
机身1410；
安装在机身上的动力系统1420，用于提供飞行动力；
如前所述的速度计的安装误差检测设备1430。
具体地，无人机还可以包括加速度计1440，用于感测无人机的加速度，其中，动力系统包括螺旋桨、电机、电调中的一种或多种，其中所述的速度计的安装误差检测设备用于检测加速度计的安装误差角度，进一步地如前所述的对加速度的实际输出数据进行修正。其中，无人飞行器还可以包括云台1450以及成像设备1460，成像设备1460通过云台1450搭载于无人飞行器的主体上。成像设备1460用于在无人飞行器的飞行过程中进行图像或视频拍摄，包 括但不限于多光谱成像仪、高光谱成像仪、可见光相机及红外相机等，云台1450为多轴传动及增稳系统，云台电机通过调整转动轴的转动角度来对成像设备1460的拍摄角度进行补偿，并通过设置适当的缓冲机构来防止或减小成像设备1460的抖动。其中，无人机接收控制终端1500的控制指令，例如安装误差检测指令，并根据所述指令控制无人机执行相应的动作。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和设备，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。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为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采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用 以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

  1. 一种加速度计的安装误差检测方法，其特征在于，包括：
    当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据；
    根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据，包括：
    采集安装在无人机上的加速度计的多组实际输出数据；
    所述根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度包括：
    确定所述多组实际输出数据的输出平均值，根据所述输出平均值确定加速度计的安装误差角度。
  3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据之前，所述方法还包括：
    接收安装误差检测指令；
    在接收到所述指令后，检测无人机的飞行状态。
  4. 根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度，包括：
    根据所述实际输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度，包括：
    根据所述实际输出数据和理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出 数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。
  6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述理想安装状态下加速度计在水平面上的输出数据，包括：
    理想安装状态下加速度计在X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据，其中，X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据为零。
  7. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际输出数据和理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度，包括：
    确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中，所述安装误差角度包括旋转角度。
  8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中所述安装误差角度包括旋转角度，包括：
    确定将所述实际输出数据中X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的第一旋转角度；
    以所述Y轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据；
    确定将旋转变换后的实际输出数据在Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第二旋转角度；
    其中，所述安装误差角度包括第一旋转角度和第二旋转角度。
  9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中所述安装误差角度包括旋转角度，包括：
    确定将所述实际输出数据中Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第一旋转角度；
    以所述X轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据；
    确定将旋转变换后的实际输出数据在X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的第二旋转角度；
    其中，所述安装误差角度包括第一旋转角度和第二旋转角度。
  10. 根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度之后，所述方法还包括：
    根据所述安装误差角度，对加速度计的实际输出数据进行修正以获取修正后的输出数据。
  11. 一种加速度计的安装误差检测设备，其特征在于，包括：
    存储器，用于存储程序指令；
    处理器，用于调用所述存储器中的程序指令，并执行以下操作：
    当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据；
    根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度。
  12. 如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述处理器在执行所述采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据时，包括：
    采集安装在无人机上的加速度计的多组实际输出数据；
    所述根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度包括：
    确定所述多组实际输出数据的输出平均值，根据所述输出平均值确定加速度计的安装误差角度。
  13. 如权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述当无人机的飞行状态为悬停时，采集安装在无人机上的加速度计的实际输出数据之前，所述处理器还用于：
    接收安装误差检测指令；
    在接收到所述指令后，检测无人机的飞行状态。
  14. 如权利要求11-13任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度，包括：
    根据所述实际输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。
  15. 如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述处理器根据所述实际输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度，包括：
    根据所述实际输出数据和理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度。
  16. 如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述理想安装状态下加速度计在水平面上的输出数据，包括：
    理想安装状态下加速度计在X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据，其中，X轴方向的输出数据和Y轴方向的输出数据为零。
  17. 如权利要求15或16所述的设备，其特征在于，所述处理器根据所述实际输出数据和理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据确定加速度计相对于水平面的安装误差角度，包括：
    确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中，所述安装误差角度包括旋转角度。
  18. 如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述处理器确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中所述安装误差角度包括旋转角度，包括：
    确定将所述实际输出数据中X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的第一旋转角度；
    以所述Y轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据；
    确定将旋转变换后的实际输出数据在Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第二旋转角度；
    其中，所述安装误差角度包括第一旋转角度和第二旋转角度。
  19. 如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述处理器确定将所述实际输出数据中XOY平面的实际输出数据旋转变换为理想安装状态下的加速度计在水平面上的输出数据时的旋转角度，其中所述安装误差角度包括旋转角度，包括：
    确定将所述实际输出数据中Y轴方向的实际输出数据，以加速度计的X轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在Y轴方向的输出数据时的第一旋转角度；
    以所述X轴为轴线将所述加速度计的实际输出数据旋转第一旋转角度以获取旋转变换后的实际输出数据；
    确定将旋转变换后的实际输出数据在X轴方向的实际输出数据以加速度计的Y轴为轴线旋转变换为理想安装状态下的加速度计在X轴方向的输出数据时的第二旋转角度；
    其中，所述安装误差角度包括第一旋转角度和第二旋转角度。
  20. 如权利要求11-19任一项所述的设备，其特征在于，所述根据所述实际输出数据确定加速度计的安装误差角度之后，所述处理器还用于：
    根据所述安装误差角度，对加速度计的实际输出数据进行修正以获取修正后的输出数据。
  21. 一种无人机，其特征在于，包括：机身、动力系统以及加速度计的安装误差检测设备；其中，所述动力系统设置在所述机身上，用于提供飞行动力；所述加速度计的安装误差检测设备包括如权利要求11-20任一项所述的加速度计的安装误差检测设备。
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