控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無人機(jī)飛行控制領(lǐng)域，尤其涉及控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無人機(jī)廣泛應(yīng)用于民用、商用及軍事領(lǐng)域，在民用領(lǐng)域，越來越多的極限運(yùn)動愛好者使用無人機(jī)進(jìn)行攝錄，在商用領(lǐng)域，除搭載攝像設(shè)備對各項(xiàng)體育賽事進(jìn)行跟蹤航拍以外，并已進(jìn)入物流行業(yè)，可以將貨物送往人力配送較難、較慢的偏遠(yuǎn)地區(qū)，因此，無人機(jī)有著廣泛的應(yīng)用范圍及廣闊的市場前景。
[0003]現(xiàn)有飛控系統(tǒng)中，為保證無人機(jī)平穩(wěn)飛行，無人機(jī)飛行過程中需要通過磁力計(jì)獲得的數(shù)據(jù)控制無人機(jī)的偏航方向，以及通過陀螺儀獲得的數(shù)據(jù)控制飛行器橫滾角和俯仰角使得無人機(jī)正常飛行，由于磁力計(jì)抗電磁干擾能力弱，容易受到強(qiáng)磁場的干擾從而導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度差，從而造成飛控系統(tǒng)不能正確的控制無人機(jī)偏航方向，使得無人機(jī)存在墜機(jī)等風(fēng)險，而陀螺儀為慣性器件，長期使用后陀螺儀獲得的數(shù)據(jù)存在漂移的情況，使得無人機(jī)不能按照預(yù)設(shè)路徑平穩(wěn)飛行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的方法及裝置，旨在解決磁力計(jì)受到電磁干擾后返回的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度差，導(dǎo)致飛控系統(tǒng)無法正確控制無人機(jī)偏航方向，以及陀螺儀發(fā)生漂移后無人機(jī)無法正常飛行的技術(shù)問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的方法，所述控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的方法包括以下步驟:
[0006]無人機(jī)飛行過程中，飛控系統(tǒng)收集無人機(jī)上所搭載的監(jiān)測裝置所返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測裝置至少包括:GPS(Global Posit1ning System，全球定位系統(tǒng))、加速度傳感器、陀螺儀和磁力計(jì)；
[0007]根據(jù)所述監(jiān)測裝置返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，至少對所述無人機(jī)的飛行航向和平穩(wěn)性中的一項(xiàng)進(jìn)行控制。
[0008]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述監(jiān)測裝置返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對所述無人機(jī)的飛行航向進(jìn)行控制的步驟包括:
[0009]根據(jù)所述GPS和磁力計(jì)返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷磁力計(jì)是否失效；
[0010]當(dāng)判斷到磁力計(jì)已失效時，根據(jù)GPS返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算無人機(jī)偏航角，獲得無人機(jī)的偏航角誤差；
[0011 ]根據(jù)所述偏航角誤差控制所述無人機(jī)的偏航方向。
[0012]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述GPS和磁力計(jì)返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷磁力計(jì)是否失效的步驟包括:
[0013]根據(jù)GPS返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得無人機(jī)偏航角A;
[0014]根據(jù)磁力計(jì)返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得無人機(jī)偏航角B;
[0015]計(jì)算獲得偏航角A與偏航角B的差的絕對值，若所述絕對值大于預(yù)設(shè)閥值，則判斷磁力計(jì)已失效，否則，磁力計(jì)正常。
[0016]優(yōu)選地，所述當(dāng)判斷到磁力計(jì)已失效時，根據(jù)GPS返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算無人機(jī)偏航角，獲得無人機(jī)的偏航角誤差的步驟包括:
[0017]根據(jù)GPS返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得無人機(jī)沿大地坐標(biāo)系x，y方向的速度；
[0018]根據(jù)所述無人機(jī)沿大地坐標(biāo)系X，y方向的速度計(jì)算得到無人機(jī)偏航角；
[0019]根據(jù)所述無人機(jī)偏航角和上一時刻無人機(jī)偏航角獲得無人機(jī)的偏航角誤差。
[0020]優(yōu)選地，根據(jù)所述監(jiān)測裝置返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對所述無人機(jī)的平穩(wěn)性進(jìn)行控制的步驟包括:
[0021]將所述加速度傳感器返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過旋轉(zhuǎn)矩陣獲得無人機(jī)機(jī)體x、y和z軸三個方向上的加速度信息A;
[0022]根據(jù)所述GPS返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得無人機(jī)沿大地坐標(biāo)系中x、y和z三個方向上的速度，并根據(jù)所述x、y和z三個方向上的速度獲得無人機(jī)機(jī)體x、y和z軸三個方向上的加速度信息B ；
[0023]對加速度信息A與加速度信息B進(jìn)行向量叉乘獲得計(jì)算結(jié)果；
[0024]根據(jù)所述計(jì)算結(jié)果對無人機(jī)的橫滾角和俯仰角進(jìn)行修正，對所述無人機(jī)的平穩(wěn)性進(jìn)行控制。
[0025]此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的裝置，所述控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的裝置包括:
[0026]數(shù)據(jù)收集模塊，用于在無人機(jī)飛行過程中，飛控系統(tǒng)收集無人機(jī)搭載的監(jiān)測裝置返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測裝置至少包括:GPS、加速度傳感器、陀螺儀和磁力計(jì)；
[0027]飛行控制模塊，用于根據(jù)所述監(jiān)測裝置返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，至少對所述無人機(jī)的飛行航向和平穩(wěn)性中的一項(xiàng)進(jìn)行控制。
[0028]優(yōu)選地，所述飛行控制模塊包括:
[0029]判斷單元，用于根據(jù)所述GPS和磁力計(jì)返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷磁力計(jì)是否失效；
[0030]誤差獲取單元，用于當(dāng)判斷到磁力計(jì)已失效時，根據(jù)GPS返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算無人機(jī)偏航角，獲得無人機(jī)的偏航角誤差；
[0031 ]方向控制單元，用于根據(jù)所述偏航角誤差控制所述無人機(jī)的偏航方向。
[0032]優(yōu)選地，所述判斷單元包括:
[0033]GPS偏航角獲取單元，用于根據(jù)GPS返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得無人機(jī)偏航角A;
[0034]磁力計(jì)偏航角獲取單元，用于根據(jù)磁力計(jì)返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得無人機(jī)偏航角B;
[0035]計(jì)算判斷單元，用于計(jì)算獲得偏航角A與偏航角B的差的絕對值，若所述絕對值大于預(yù)設(shè)閥值，則判斷磁力計(jì)已失效，否則，磁力計(jì)正常。
[0036]優(yōu)選地，所述誤差獲取單元包括:
[0037]速度獲取單元，用于根據(jù)GPS返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得無人機(jī)沿大地坐標(biāo)系x，y方向的速度；
[0038]偏航角獲取單元，用于根據(jù)所述無人機(jī)沿大地坐標(biāo)系x，y方向的速度計(jì)算得到無人機(jī)偏航角；
[0039]偏航角誤差獲取單元，用于根據(jù)所述無人機(jī)偏航角和上一時刻無人機(jī)偏航角獲得無人機(jī)的偏航角誤差。
[0040]優(yōu)選地，所述飛行控制模塊還包括:
[0041 ]直接獲取加速度單元，用于將加速度傳感器返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過旋轉(zhuǎn)矩陣獲得無人機(jī)機(jī)體x、y和z軸三個方向上的加速度信息A;
[0042]計(jì)算獲取加速度單元，用于根據(jù)所述GPS返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)獲得無人機(jī)沿大地坐標(biāo)系中x、y和z三個方向上的速度，并根據(jù)所述x、y和z三個方向上的速度獲得無人機(jī)機(jī)體x、y和z軸三個方向上的加速度信息B;
[0043]計(jì)算單元，用于對加速度信息A與加速度信息B進(jìn)行向量叉乘獲得計(jì)算結(jié)果；
[0044]修正控制單元，用于根據(jù)所述計(jì)算結(jié)果對無人機(jī)的橫滾角和俯仰角進(jìn)行修正，對所述無人機(jī)的平穩(wěn)性進(jìn)行控制。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例提出的一種控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的方法及裝置，通過使用GPS獲取的數(shù)據(jù)，對磁力計(jì)狀態(tài)進(jìn)行判斷，并在磁力計(jì)受到電磁干擾失效時，通過GPS獲取的數(shù)據(jù)對無人機(jī)偏航方向進(jìn)行控制，以及定時使用GPS獲取的數(shù)據(jù)對無人機(jī)中搭載的陀螺儀進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)在受到電磁干擾時飛控系統(tǒng)仍能正確控制無人機(jī)偏航方向的功能，以及定時對陀螺儀進(jìn)行修正，使得陀螺儀提供的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
【附圖說明】
[0046]圖1為本發(fā)明控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的方法第一實(shí)施例的流程示意圖；
[0047]圖2為本發(fā)明控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的方法第二實(shí)施例的流程示意圖；
[0048]圖3為本發(fā)明控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的方法第三實(shí)施例的流程示意圖；
[0049]圖4為本發(fā)明控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的裝置第一實(shí)施例的功能模塊示意圖；
[0050]圖5為本發(fā)明控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的裝置第二實(shí)施例的功能模塊示意圖；
[0051 ]圖6為本發(fā)明控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行的裝置第三實(shí)施例的功能模塊示意圖；
[0052]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0053]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0054]本發(fā)明實(shí)施例的主要解決方案是:無人機(jī)飛行過程中，飛控系統(tǒng)收集無人機(jī)上所搭載的監(jiān)測裝置所返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測裝置至少包括:GPS、加速度傳感器、陀螺儀和磁力計(jì);根據(jù)所述監(jiān)測裝置返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，至少對所述無人機(jī)的飛行航向和平穩(wěn)性中的一項(xiàng)進(jìn)行控制。
[0055]現(xiàn)有技術(shù)中，在磁力計(jì)受到電磁干擾時，無法提供準(zhǔn)確度較高的信息，從而造成飛控系統(tǒng)不能正確的控制無人機(jī)偏航方向，可能使得無人機(jī)存在墜機(jī)等風(fēng)險，以及陀螺儀在長期使用后其獲得的數(shù)據(jù)存在漂移的情況，使得飛控系統(tǒng)無法正確的對無人機(jī)的平穩(wěn)性進(jìn)行控制。
[0056]本發(fā)明提供一種解決方案，使飛控系統(tǒng)在無人機(jī)受到電磁干擾時能夠通過GPS獲得的數(shù)據(jù)正確控制無人機(jī)的偏航方向，及根據(jù)GPS獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算獲得無人機(jī)的加速度信息，根據(jù)所述加速度信息對無人機(jī)搭載的陀螺儀進(jìn)行修正，保證陀螺儀提供的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，從而對無人機(jī)的橫滾角及俯仰角進(jìn)行修正以保證無人機(jī)的平穩(wěn)性。