本發(fā)明屬于無人飛行器領(lǐng)域,特別是涉及一種無人飛行器起飛方法、起飛控制裝置和無人飛行器。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的旋翼式無人機的起飛一般放在地上,由專業(yè)飛手操控遙控器設(shè)備來遙控飛機的起飛,起飛過程中要控制飛機的姿態(tài)平衡以及油門大小等,才可實現(xiàn)飛機的安全、正常起飛。對用戶的操作能力要求較高,用戶體驗較差,普及性不高。
而手拋起飛對用戶操作能力要求低于遙控起飛?,F(xiàn)有的手拋起飛方法,直接將無人機拋向空中起飛,由于手拋作用的隨機性,現(xiàn)有的手拋起飛方式無人機的起飛完成位置不具有可控性。
由此可見,當(dāng)前的無人機起飛主要是基于將無人機置于一個較為平穩(wěn)的起飛平臺,然后通過自動控制起飛的方式,讓無人機飛起來。比較時髦的方式是,通過拋飛的方式,讓無人機能夠在被用戶丟出來的狀態(tài)下,感應(yīng)自身狀態(tài),并完成空中自動平衡。這兩種方式中,前者顯得過于平庸,并不方便;后者雖然貌似很酷,但是實際上失敗率很高,現(xiàn)在只是個噱頭。另外,也有無人機生產(chǎn)生提出了一種變相的解決方案,就是通過將無人機放在手掌上,然后讓無人機起飛的解決方案。但是無論現(xiàn)有的哪種方案,使用起來都很不便利。
專利文獻CN201610802810公開的一種無人機起飛控制方法,用于控制無人機,所述無人機起飛控制方法包括:接收起飛預(yù)備信號;根據(jù)所述起飛預(yù)備信號,控制所述無人機的旋翼以預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),所述預(yù)定轉(zhuǎn)速小于旋翼的額定轉(zhuǎn)速;控制所述無人機懸停。該專利中,對無人機發(fā)送起飛預(yù)備指令,無人機的接收單元接收到起飛預(yù)備指令后將起飛預(yù)備指令轉(zhuǎn)換為起飛預(yù)備信號發(fā)送給處理器,處理器在接收到起飛預(yù)備信號后先控制旋翼以預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),將無人機置于一定高度位置,且在預(yù)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)過程中滿足相應(yīng)的起飛條件,但該專利的無人飛行器無法手持進行起飛,使用起來并不便捷,科技感和體驗感都不高,起飛的成功率低且因此可靠性和安全性不高。
專利文獻CN105539874 A公開了一種無人機手拋起飛方法,該方法包括如下步驟,步驟一:用戶觸發(fā)無人機,使無人機進入預(yù)拋起狀態(tài);無人機進入預(yù)拋起狀態(tài)的同時,無人機內(nèi)部計時器開始自動倒計時;步驟二:無人機通過檢測其自身加速度值G和豎直向上速度值V自動判斷是否開啟旋翼,進行起飛。該專利文獻拋出后的無人機在空中自動智能檢測、判斷后啟動,最終飛行停留空中,整個起飛過程完全不需要遙控器,但該專利的無人飛行器無法手持進行起飛,起飛的成功率低且因此可靠性和安全性不高。
專利文獻CN105182986 A公開的一種手持回收和放飛無人機的方法包括:實時檢測無人機的狀態(tài)參數(shù);通過所述狀態(tài)參數(shù)判斷無人機是被手持放飛還是被手持回收;如果判斷無人機被手持放飛,則控制旋翼旋轉(zhuǎn)開始起飛;如果判斷無人機被手持回收,則控制旋翼停止旋轉(zhuǎn)。該專利文獻省略了操作遙控器的技術(shù),對于無人機來說,則更加自由,不受其他設(shè)備的控制,但該專利的無人飛行器無法手持進行起飛,起飛的成功率低且因此可靠性和安全性不高。
因此,總結(jié)當(dāng)前的無人機起飛方案,主要是兩種思路:其一,讓無人機處于一個較穩(wěn)妥的狀態(tài),然后通過遠(yuǎn)程遙控的方式來使其起飛;其二,提前通知無人機起飛,讓其處于準(zhǔn)備起飛的狀態(tài),然后通過直接操作無人機的方式來讓其起飛。
上述舉例中,一般起飛就是讓無人機處于一個穩(wěn)妥的狀態(tài),比如平放在地面上,然后用遙控器讓其起飛。上述舉例中,拋飛就是提前讓無人機知道自己要被拋出,要做好自平衡的準(zhǔn)備,然后通過手工拋出無人機,讓無人機跟著進入起飛狀態(tài)。然而,一般起飛方式使用起來并不便捷,科技感和體驗感都不高;拋飛方式的實現(xiàn)實際上很不成熟,因為拋飛的不可控因素太多,所以起飛失敗率比較高。
因此,所要解決的技術(shù)問題具體需求如下:1.單手控制無人機,在無需遙控器額外干預(yù)的情況下放飛無人機,單手使用兩步就能自動起飛無人機,例如,第一步手持無人機進行晃動,通過IMU的感應(yīng)確定用戶需要使得無人機起飛;第二步單手平置無人機,使得無人機自動起飛。2.兩步式啟動,確保無人機起飛平穩(wěn),通過晃動或者類似的姿態(tài)控制方式來讓無人機得到一個準(zhǔn)備命令,然后通過手持給予一個穩(wěn)定平置的狀態(tài),確保無人機可靠起飛。既使用便利,又能可靠起飛。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,一種無人飛行器的起飛方法包括以下步驟:
在第一步驟中,手持作動無人飛行器以改變無人飛行器狀態(tài)參數(shù),當(dāng)無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。
在第二步驟中,手持無人飛行器使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),所述無人飛行器判斷滿足起飛條件后起飛。
在本發(fā)明中,所述無人飛行器飛行狀態(tài)參數(shù)包括但不僅限于無人飛行器三維空間上的位移、速度、角速度、加速度、角加速度和/或符合任一規(guī)定的飛行動作的飛行狀態(tài)參數(shù)集合。所述預(yù)定條件可根據(jù)無人飛行器所能測量的飛行狀態(tài)參數(shù)靈活地預(yù)定,例如,預(yù)定條件為Z軸上的速度變化大于N等。
在本發(fā)明中,所述起飛條件指的是無人飛行器進行起飛的必要條件,例如,無人飛行器所處的平面的坡度是否滿足平衡。當(dāng)然,根據(jù)需要,本發(fā)明優(yōu)選地是,起飛條件可以在必要條件上加設(shè)提高如安全性的條件。
本發(fā)明的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟中,手持無人飛行器晃動、連續(xù)晃動或虛拋以改變無人飛行器慣性參數(shù),當(dāng)慣性參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。
在第二步驟中,手持無人飛行于掌中使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持平置正放狀態(tài),所述無人飛行器判斷滿足起飛條件后起飛。
本發(fā)明的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟中,手持無人飛行器以改變無人飛行器狀態(tài)參數(shù),當(dāng)無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進入怠速起飛狀態(tài)或間歇性驅(qū)動無人飛行器的各個旋翼轉(zhuǎn)動以判斷是否滿足起飛條件。
本發(fā)明的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟中,所述預(yù)定條件為預(yù)設(shè)的手持動作,手持作動無人飛行器,當(dāng)所述動作滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。
本發(fā)明的起飛方法優(yōu)選地是,在第二步驟中,手持無人飛行器使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),所述無人飛行器按照預(yù)設(shè)模式完成起飛流程,當(dāng)用戶松手,無人飛行器起飛懸停,完成起飛。
本發(fā)明的起飛方法優(yōu)選地是,在第二步驟中,手持無人飛行器使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),無人飛行器設(shè)有校正反饋裝置以促進用戶保持穩(wěn)定狀態(tài),所述無人飛行器判斷滿足起飛條件后起飛。
本發(fā)明的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟中,手持無人飛行器以改變無人飛行器狀態(tài)參數(shù),當(dāng)無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,向用戶發(fā)出起飛提醒且無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。
本發(fā)明的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟中,所述預(yù)定條件可通過預(yù)設(shè)取消動作取消,當(dāng)手持無人飛行器執(zhí)行所述預(yù)設(shè)取消動作,無人飛行器進入待機模式。
在第二步驟中,手持無人飛行器使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),所述無人飛行器判斷滿足起飛條件后起飛。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,一種實施所述的起飛方法的起飛控制裝置包括用于測量無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的測量模塊和處理模塊,所述測量模塊包括陀螺儀、慣性測量單元、高度計、速度傳感器、加速度傳感器、計時器和電子羅盤中的一個或多個,接收所述測量模塊發(fā)送的無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的所述處理模塊判斷所述無人飛行器狀態(tài)參數(shù)變化是否滿足預(yù)定條件以及判斷無人飛行器是否在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)滿足預(yù)定條件時,處理模塊發(fā)出起飛準(zhǔn)備的指令;當(dāng)無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)時,處理模塊判斷滿足起飛條件后發(fā)出起飛命令。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供了一種無人飛行器,所述無人飛行器包括集成在無人飛行器本體上的起飛控制裝置。
本發(fā)明提出的方案,結(jié)構(gòu)簡單、能夠手持快速起飛,僅通過對無人飛行器本體的實際操作來實現(xiàn)無人飛行器的正常起飛,不用依靠遙控器或者其他智能控制設(shè)備來間接啟動無人飛行器;用戶僅需單手握持無人飛行器就能完成無人飛行器起飛過程,不需要依賴一手無人飛行器、一手控制器的控制方式,也不需要先擺放好無人飛行器,然后在通過遙控器起飛的麻煩的控制方式;相較于拋飛這樣,必須在短時間內(nèi)迅速完成從靜止?fàn)顟B(tài)到懸停狀態(tài),還要保持平衡的高風(fēng)險起飛模式,本申請方案充分利用了用戶自然放飛無人飛行器的輔助作用,借助用戶通過其手的功能支撐,自然完成平置,保持最佳起飛狀態(tài),極大提升了起飛成功率,還加強了用戶的使用體驗。
附圖說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無人飛行器的起飛方法的步驟示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無人飛行器的起飛控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的解釋。
具體實施方式
以下詳細(xì)描述實際上僅是示例性的而并不意欲限制應(yīng)用和使用。此外,并不意欲受以上技術(shù)領(lǐng)域、背景、簡要概述或以下詳細(xì)描述中呈現(xiàn)的任何明確或暗示的理論約束。如本文使用,術(shù)語“模塊”或“單元”是指任何硬件、軟件、固件、電子控制部件、處理邏輯和/或處理器設(shè)備單獨地或者以任何組合,包括而不限于:專用集成電路ASIC、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的處理器共享、專用或成組的和存儲器、組合邏輯電路和/或提供所描述的功能性的其他適合的部件。此外,除非明確地具有相反的描述,否則詞語“包括”及其不同的變型應(yīng)被理解為隱含包括所述的部件但不排除任意其他部件。
無人飛行器簡稱“無人飛行器”,英文縮寫為“UAV”,是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。從技術(shù)角度定義可以分為:無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機等。
本發(fā)明實施例中優(yōu)選的無人飛行器為多旋翼無人飛行器(或稱為多旋翼飛行器),可以是四旋翼、六旋翼及旋翼數(shù)量大于六的無人飛行器。優(yōu)選的,機身由碳纖維材料制成,在滿足較高使用強度和剛度的前提下,可大幅減輕機身的重量,從而降低多旋翼無人飛行器的動力需求以及提高多旋翼無人飛行器的機動性。當(dāng)然,在本發(fā)明的其他實施例中,機身還可以由塑料或者其他任意使用的材料制成。機身上設(shè)有多個相對于所述機身中的對稱平面呈對稱分布的漿臂,每一個漿臂遠(yuǎn)離所述機身的一端設(shè)有槳葉組件,所述槳葉組件包括安裝在所述漿臂上的電機和連接在所述電機的輸出軸上的槳葉,每一片槳葉的旋轉(zhuǎn)軸線均位于同一圓柱面上。
當(dāng)然,所述多旋翼無人飛行器的說明只是一個簡單說明,具體還包括許多其他的組成構(gòu)件,也還有其他許多種無人飛行器類型,均可以用于實現(xiàn)本發(fā)明的目的,在此不再贅述。
但是,從消費級市場的需求以及用戶對于飛行拍攝的操縱便利性的發(fā)展趨勢來看,本發(fā)明技術(shù)方案的飛行拍攝設(shè)備主要是指小、微型多旋翼無人飛行器,這種無人機體積小、成本低、飛行穩(wěn)定性較好,飛行拍攝成本低等。本發(fā)明使用的飛行器,典型的以四軸多旋翼飛行器為代表。并且,這種飛行器已經(jīng)開始廣泛用于航拍、空中作業(yè)、物流等領(lǐng)域。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無人飛行器的起飛方法的步驟示意圖,一種無人飛行器的起飛方法包括以下步驟:
在第一步驟S1中,手持作動無人飛行器以改變無人飛行器狀態(tài)參數(shù),當(dāng)無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。
在第二步驟S2中,手持無人飛行器使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),所述無人飛行器判斷滿足起飛條件后起飛。
在本發(fā)明中,所述無人飛行器飛行狀態(tài)參數(shù)包括但不僅限于無人飛行器三維空間上的位移、速度、角速度、加速度、角加速度和/或符合任一規(guī)定的飛行動作的飛行狀態(tài)參數(shù)集合。所述預(yù)定條件可根據(jù)無人飛行器所能測量的飛行狀態(tài)參數(shù)靈活地預(yù)定,例如,預(yù)定條件為Z軸上的速度變化大于N等。本發(fā)明特別適合于單手手持無人飛行器,解放了用戶的另一只手。
在本發(fā)明中,所述起飛條件指的是無人飛行器進行起飛的必要條件,例如,無人飛行器所處的平面的坡度是否滿足平衡。當(dāng)然,根據(jù)需要,本發(fā)明優(yōu)選地是,起飛條件可以在必要條件上加設(shè)提高如安全性的條件。
在本發(fā)明所述的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟S1中,手持無人飛行器晃動、連續(xù)晃動或虛拋以改變無人飛行器狀態(tài)參數(shù),當(dāng)狀態(tài)參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。
進一步地,例如,手持無人飛行器晃動、連續(xù)晃動或虛拋以改變無人飛行器角度參數(shù),當(dāng)角度參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。在例如,手持無人飛行器晃動、連續(xù)晃動或虛拋以改變無人飛行器慣性參數(shù),當(dāng)慣性參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。在第二步驟S2中,手持無人飛行于掌中使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持平置正放狀態(tài),所述無人飛行器判斷滿足起飛條件后起飛。
在本發(fā)明所述的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟S1中,手持無人飛行器以改變無人飛行器狀態(tài)參數(shù),當(dāng)無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進入怠速起飛狀態(tài)或間歇性驅(qū)動無人飛行器的各個旋翼轉(zhuǎn)動以判斷是否滿足起飛條件。
在本發(fā)明所述的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟S1中,所述預(yù)定條件為預(yù)設(shè)的手持動作,手持作動無人飛行器,當(dāng)所述動作滿足預(yù)定條件時,無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。
在本發(fā)明所述的起飛方法優(yōu)選地是,在第二步驟S2中,手持無人飛行器使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),所述無人飛行器按照預(yù)設(shè)模式完成起飛流程,當(dāng)用戶松手,無人飛行器起飛懸停,完成起飛。
在本發(fā)明所述的起飛方法優(yōu)選地是,在第二步驟S2中,手持無人飛行器使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),無人飛行器設(shè)有校正反饋裝置以促進用戶保持穩(wěn)定狀態(tài),所述無人飛行器判斷滿足起飛條件后起飛。
在本發(fā)明所述的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟S1中,手持無人飛行器以改變無人飛行器狀態(tài)參數(shù),當(dāng)無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的變化滿足預(yù)定條件時,向用戶發(fā)出起飛提醒且無人飛行器進行起飛準(zhǔn)備。
在本發(fā)明所述的起飛方法優(yōu)選地是,在第一步驟S1中,所述預(yù)定條件可通過預(yù)設(shè)取消動作取消,當(dāng)手持無人飛行器執(zhí)行所述預(yù)設(shè)取消動作,無人飛行器進入待機模式。
在第二步驟S2中,手持無人飛行器使得無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),所述無人飛行器判斷滿足起飛條件后起飛。
為了進一步說明本發(fā)明的起飛方法,下面舉例說明。
實施例1
下面首先以多旋翼無人飛行器為例來說明本發(fā)明的方法。
首先,由于之前的多旋翼無人飛行器主要是外放式螺旋槳,頂多是在四周側(cè)方上設(shè)置有保護罩,所以多旋翼無人飛行器的起飛基本要脫離人手的控制,避免高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳打傷人手。但是隨著需求提升和性能轉(zhuǎn)變,開始出現(xiàn)了對無人飛行器進行全方位防護的保護設(shè)計思路,這樣的無人飛行器能夠在“低慢小”環(huán)境下使用,即使周邊有人,由于飛行器的旋翼被完全籠罩在保護罩內(nèi),也不至于傷到人。正是因為這種飛行器的出現(xiàn),所以飛行器開始進入可手持時代。
借助防護罩的保護,用戶可以隨意手持無人飛行器起飛,甚至在無人飛行器飛行過程中,直接用手將其抓住?,F(xiàn)有技術(shù)僅是想到了防護罩在飛行器飛行使用過程中的防護功能,但是完全沒有想到,既然飛行器能夠被完全防護住,那么拋飛的必要性就降低了。原來之所以要拋飛,是因為在拋出時,飛行器旋翼不能轉(zhuǎn)動,避免傷人,在拋出后,飛行器旋翼又需要馬上啟動,并且還能迅速保持平衡,從而避免起飛失敗。
現(xiàn)在由于全防護罩思路的出現(xiàn),無人飛行器的起飛完全可以出現(xiàn)新的方式,就是手持起飛。
本申請基于上述需求提出了一種新穎、獨創(chuàng)的無人飛行器起飛模式。
在單手起飛模式下的無人飛行器的起飛過程,并不需要依賴于遙控器的起飛指令來直接觸發(fā)起飛過程,只需要用戶手持無人飛行器,并使其保持一個適當(dāng)?shù)臓顟B(tài),也就是說滿足起飛條件,無人飛行器就會自行開始起飛過程,并且起飛。
一個典型的狀態(tài)是無人飛行器保持水平,并且處于基本靜止的狀態(tài)下。
上述狀態(tài)和姿態(tài)判斷可以通過常用無人飛行器上自帶的陀螺儀和IMU來實現(xiàn),由于并非本申請的發(fā)明點在此不再贅述。
舉例說明本申請的使用場景如下:
用戶啟動了單手起飛模式之后,無人飛行器進入怠速起飛狀態(tài),此時無人飛行器可以保持對當(dāng)前狀態(tài)的監(jiān)測,實時判斷是否具備起飛條件。另外,無人飛行器也可間歇性適當(dāng)驅(qū)動各個旋翼轉(zhuǎn)動,通過短時間嘗試調(diào)整是否能夠滿足起飛條件。
用戶此時可以手持無人飛行器自由活動,選擇合適的飛行地點。用戶手持無人飛行器時,不用刻意保持無人飛行器正放的狀態(tài),完全可以隨意的握持無人飛行器四下走動,放松的選擇起飛點。由于用戶隨意握持無人飛行器四下走動時,無人飛行器始終達不到適當(dāng)?shù)钠痫w條件,所以用戶也不用擔(dān)心無人飛行器高負(fù)荷運轉(zhuǎn)旋翼,進入正式起飛模式。
當(dāng)用戶選擇到適當(dāng)起飛地點或者時機時,用戶只需要將握持的無人飛行器平置正放,使其進入滿足起飛條件的狀態(tài),無人飛行器感應(yīng)到自身保持在該狀態(tài)一段時間,則判斷為用戶需要起飛無人飛行器,因此可自動按照預(yù)設(shè)模式完成起飛過程,然后用戶松手,無人飛行器則正常起飛懸停,完成起飛過程。在該模式下,即使因為用戶隨意握持無人飛行器四下走動過程中,無人飛行器在某個瞬間的機身狀態(tài)滿足起飛條件,但是由于保持該狀態(tài)的時間不夠,也應(yīng)判定為不滿足起飛條件。
另外,上述無人飛行器間歇式驅(qū)動各個旋翼轉(zhuǎn)動,以低于正常起飛功耗的情況來嘗試起飛的過程,也有助于起飛順利完成。比如,用戶握持無人飛行器在所選擇好的起飛地點,將無人飛行器保持為平置正放狀態(tài),例如單手持于掌中或者單手托在掌面上,想要讓無人飛行器起飛,此時可能由于用戶手控誤差,使得無人飛行器其實并未真正保持平置正放,而是相對于水平面具有一定角度,此時,無人飛行器根據(jù)陀螺儀的信號反饋適當(dāng)調(diào)整各個旋翼的輸出后,幫助無人飛行器在用戶手掌控制范圍內(nèi)完成更為精準(zhǔn)的平置正放狀態(tài),由于用戶此時確實想放飛無人飛行器,因此也會配合無人飛行器該工作狀態(tài)的調(diào)整,當(dāng)無人飛行器在此狀態(tài)下保持一段時間,也就是說在一段預(yù)定時間內(nèi),該無人飛行器的狀態(tài)始終滿足起飛條件后,則判斷為用戶確實想要放飛無人飛行器,因此,進入正常起飛模式。
在上述實施例中,單手起飛模式的觸發(fā)是由遙控器或者用戶通過無人飛行器上的輸入裝置直接完成的,事實上,該單手起飛模式的觸發(fā)還可以具備一個先決模式。
該先決模式能夠進一步讓無人飛行器的操作更為人性化和更為智能化。
典型的方式包括,利用無人飛行器的IMU、陀螺儀等設(shè)備來判斷,無人飛行器是否收到一個特定的握持輸入指令。舉例來說,當(dāng)無人飛行器處于開機狀態(tài)下,始終保持等待接受指令的狀態(tài)。此時,一般方式是,通過遙控器輸入一個起飛指令,然后無人飛行器基于該起飛指令,正常起飛。但是,在本申請方案下,用戶可以保持握持無人飛行器的狀態(tài),自由行走去選擇起飛地點。當(dāng)用戶找到合適的起飛地點時,用戶可以在握持無人飛行器的狀態(tài),對該無人飛行器進行一個虛拋的動作,或者進行一個反復(fù)橫置和水平放置無人飛行器多次的動作,從而給無人飛行器一個觸發(fā)條件,讓其進行實施單手起飛模式的準(zhǔn)備,這個過程也就是一個單手起飛模式的先決模式。在該先決模式確認(rèn)之后,用戶只需要按照第一實施例的方式,水平放置無人飛行器,并保持一段時間,則可完成單手控制下的無人飛行器起飛過程。
在增加了上述先決模式之后,進一步降低了無人飛行器可能產(chǎn)生的起飛誤判幾率,并且顯著降低了因為不斷實施起飛嘗試而導(dǎo)致的功率消耗。
由于單手起飛模式依據(jù)用戶對無人飛行器本體的姿態(tài)改變來判斷實現(xiàn),為了避免偶然情況下,因為連續(xù)誤操作導(dǎo)致的非預(yù)期無人飛行器動作,對于上述無人飛行器的具體狀態(tài),可以通過適當(dāng)方式向用戶給予提醒,比如:通過聲光電信號等方式,針對無人飛行器當(dāng)前進入的不同模式進行提醒,包括:“正在起飛!”、“進入單手起飛模式,請選擇起飛點”、“起飛即將完成,請松手!”等等。
另外,由于單手起飛模式希望用戶能夠完全通過對無人飛行器本體的操作和控制來實現(xiàn),所以也可預(yù)先設(shè)計能夠取消無人飛行器當(dāng)前模式的動作。比如,可以設(shè)定用戶手持無人飛行器狀態(tài)下,連續(xù)抖動無人飛行器的動作視為是取消無人飛行器當(dāng)前模式的指令,無論何種情況下,只要用戶握持無人飛行器并且連續(xù)抖動無人飛行器,則控制無人飛行器進入待機模式。
另外,本申請方案最優(yōu)適用于小型多旋翼無人飛行器,并且具有全防護罩的情形,此時,用戶單手握持該無人飛行器能夠獲得最佳的使用體驗。但是,也不排除某些形狀經(jīng)過特殊設(shè)計的多旋翼無人飛行器,通過優(yōu)秀的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,能夠在不具備全防護罩的情況下,也能最大程度的避免用戶直接觸及到可能傷及用戶身體的旋翼,此時,也可以適用本申請方案。舉例來說,無人飛行器具備向外伸出的手持部,用戶可以把持該手持部,自由移動無人飛行器,并且在釋放和接納無人飛行器時,也通過該手持部來完成。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無人飛行器的起飛控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,一種實施所述的起飛方法的起飛控制裝置包括用于測量無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的測量模塊1和處理模塊2,所述測量模塊1包括陀螺儀、慣性測量單元、高度計、速度傳感器、加速度傳感器、計時器和電子羅盤中的一個或多個,接收所述測量模塊1發(fā)送的無人飛行器狀態(tài)參數(shù)的所述處理模塊2判斷所述無人飛行器狀態(tài)參數(shù)變化是否滿足預(yù)定條件以及判斷無人飛行器是否在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)滿足預(yù)定條件時,處理模塊2發(fā)出起飛準(zhǔn)備的指令;當(dāng)無人飛行器在預(yù)定時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)時,處理模塊2判斷滿足起飛條件后發(fā)出起飛命令。
在一個實施例中,處理模塊2包括通用處理器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路ASIC,現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、模擬電路、數(shù)字電路、及其組合、或其他已知或以后開發(fā)的處理器。處理模塊2可包括一個或多個只讀存儲器ROM、隨機存取存儲器RAM、快閃存儲器、電子可擦除可編程只讀存儲器EEPROM或其它類型的存儲器。
在一個實施例中,所述處理模塊2設(shè)有提示起飛的提示器3,提示器可以發(fā)光、發(fā)聲或振動。
本發(fā)明的無人飛行器的起飛控制裝置優(yōu)選地是,所述起飛控制裝置設(shè)在所述無人飛行器上或者集成在控制終端上,所述控制終端包括無人飛行器遙控終端、手機或pad。本發(fā)明的起飛控制裝置的各組成部分可以根據(jù)需要靈活地設(shè)置在無人飛行器或控制終端,當(dāng)然起飛控制裝置也可以獨立成為單獨的一個裝置。
優(yōu)選地,處理模塊2設(shè)有用于校正無人飛行器穩(wěn)定狀態(tài)的校正反饋裝置4。所述校正反饋裝置為現(xiàn)場可編程門陣列FPGA。
本發(fā)明還提供了一種無人飛行器,所述無人飛行器包括集成在無人飛行器本體上所述的起飛控制裝置。在一個實施例中,所述無人飛行器包括單獨設(shè)置的起飛控制裝置,該起飛控制裝置無線連接無人飛行器本體,其中,測量模塊1設(shè)在無人飛行器本體1上,處理模塊2無線連接所述測量模塊1。
優(yōu)選地,無人飛行器為多旋翼無人飛行器。
在一個實施例中,所述無人飛行器的旋翼上設(shè)有防護罩。
在一個實施例中,無人飛行器包括起飛控制裝置、其中起飛控制裝置包括測量模塊1和帶有存儲器的處理模塊2、輸入輸出界面、功能設(shè)備、定位設(shè)備、動力單元以及其他。各元件相互之間直接或間接地電性連接,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸或交互。例如,這些元件相互之間可通過一條或多條通訊總線或信號線實現(xiàn)電性連接。起飛控制裝置包括至少一個可以軟件或固件的形式存儲于所述存儲器或處理器中的處理模塊2。所述處理器用于執(zhí)行該存儲于存儲器或處理器中的可執(zhí)行的處理模塊2,所述處理器在接收到執(zhí)行指令后,執(zhí)行所述可執(zhí)行的軟件功能模塊包括的程序,本發(fā)明實施例任一實施例揭示的無人飛行器所執(zhí)行的方法可以應(yīng)用于處理器中,或者由處理器實現(xiàn)。
其中,所述存儲器用于存儲所述無人飛行器的各類數(shù)據(jù)。所述存儲器可以是所述無人飛行器的內(nèi)部存儲器,也可為可移除的存儲器,存儲器可以是,但不限于,隨機存取存儲器(Random Access Memory,RAM),只讀存儲器(Read Only Memory,ROM),可編程只讀存儲器(Programmable Read-Only Memory,PROM),可擦除只讀存儲器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),電可擦除只讀存儲器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)等。其中,存儲器可用于存儲程序。
處理器可能是一種集成電路芯片,具有信號的處理能力。上述的處理器可以是通用處理器,包括中央處理器(Central Processing Unit,簡稱CPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器103(Network Processor,簡稱NP)等;還可以是數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)成可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。可以實現(xiàn)或者執(zhí)行本發(fā)明實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。
輸入輸出界面用于接收無人飛行器的控制終端通過有線或者無線發(fā)送的數(shù)據(jù),或者,輸入輸出界面通過有線或者無線發(fā)送無人飛行器的數(shù)據(jù)到所述無人飛行器的控制終端,實現(xiàn)控制終端與該無人飛行器的交互。
功能設(shè)備包括攝像設(shè)備、LED燈、蜂鳴器以及紅外發(fā)生裝置等,用于無人飛行器執(zhí)行特定飛行任務(wù)例如,拍照,燈的閃爍,紅外線遙測等。
定位設(shè)備包括導(dǎo)航裝置例如,GPS、激光雷達及氣壓計等,用于對無人飛行器的當(dāng)前位置進行定位。
動力單元包括電子調(diào)速器,電機,旋翼等,其中,所述電子調(diào)速器與電機電性連接,旋翼安裝在電機上,該電子調(diào)速器接收處理器發(fā)送的控制信號,控制電機旋轉(zhuǎn),從而帶動旋翼的旋轉(zhuǎn),電子調(diào)速器獲取電機的轉(zhuǎn)速,并將該電機的轉(zhuǎn)速等反饋給起飛控制裝置。
盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行了描述,但本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方案和應(yīng)用領(lǐng)域,上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的,而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下和在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍的情況下,還可以做出很多種的形式,這些均屬于本發(fā)明保護之列。