CN106864738A - 一种无人机起落架的控制方法和装置 - Google Patents

一种无人机起落架的控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人机起落架的控制方法和装置，所述无人机包括至少两个起落架，所述方法包括：确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，所述参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息；根据所述参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度。以实现无人机的平稳起飞和降落，避免无人机在起飞降落过程中由于场地不平整造成侧翻。

Description

一种无人机起落架的控制方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及无人机技术，尤其涉及一种无人机起落架的控制方法和装置。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。无人机飞行平台正在向高空、高速、长航时、隐身等方向发展。
实现无人机起飞着陆功能的装置是起落架，无人机起落架的作用分为承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力；承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量；滑跑与滑行时的制动；滑跑与滑行时操纵飞机。
现有的无人机起落架，均采用支架，一般在无人机体下方设置刚性支架，因此无人机的起落一般在平整的场地进行，而在不平整的场地起飞或者降落时，极易发生侧翻。
发明内容
本发明提供一种无人机起落架的控制方法和装置，以实现无人机的平稳起飞和降落，避免无人机在起飞降落过程中由于场地不平整造成侧翻。
第一方面，本发明实施例提供了一种无人机起落架的控制方法，所述无人机包括至少两个起落架，所述方法包括：
确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，所述参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息；
根据所述参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度。
进一步的，所述根据所述参数信息调整无人机起各个落架的伸缩长度包括：
根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度；
根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度。
进一步的，所述无人机的姿态信息包括：偏航角、俯仰角和滚转角。
进一步的，根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度包括:
当所述偏航角大于第一角度阈值时，或
当所述俯仰角大于第二角度阈值时，或
当所述滚转角大于第三角度阈值时，调整所述无人机起飞时各个起落架的伸缩长度。
进一步的，根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度包括：
根据所述距离信息增大第一起落架的长度和/或减小第二起落架的长度，其中，所述第一起落架与地面之间的距离大于第二起落架与地面之间的距离；
当第一起落架与地面之间的距离等于第二起落架与地面之间的距离时，停止调整起落架的伸缩长度。
第二方面，本发明实施例提供了一种无人机起落架的控制装置，所述无人机包括至少两个起落架，所述装置包括：
信息确定与获取模块，用于确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，所述参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息；
调整模块，用于根据所述参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度。
进一步的，所述调整模块包括：
第一调整子模块，用于根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度；
第二调整子模块，用于根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度。
进一步的，所述无人机的姿态信息包括：偏航角、俯仰角和滚转角。
进一步的，所述第一调整子模块具体用于:
当所述偏航角大于第一角度阈值时，或
当所述俯仰角大于第二角度阈值时，或
当所述滚转角大于第三角度阈值时，调整所述无人机起飞时各个起落架的伸缩长度。
进一步的，所述第二调整子模块具体用于：
根据所述距离信息增大第一起落架的长度和/或减小第二起落架的长度，其中，所述第一起落架与地面之间的距离大于第二起落架与地面之间的距离；
当第一起落架与地面之间的距离等于第二起落架与地面之间的距离时，停止调整起落架的伸缩长度。
本发明通过
本发明实施例中，通过确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，其中参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息；根据所述参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度。以实现无人机的平稳起飞和降落，避免无人机在起飞降落过程中由于场地不平整造成侧翻。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种无人机起落架的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的一种无人机起落架的控制方法的流程图；
图3是本发明实施例三中的一种无人机起落架的控制方法的流程图；
图4为现有技术中的一种无人机起飞时的示意图；
图5为本发明实施例中的一种无人机起飞时的示意图；
图6为本发明实施例中的一种无人机降落时的示意图；
图7是本发明实施例四中的一种无人机起落架的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种无人机起落架的控制方法的流程图，本实施例可适用于无人机起飞和降落时，对无人机起落架进行控制的情况，该方法可以由本发明实施例提供的一种无人机起落架的控制装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现。该方法具体包括如下步骤：
S110、确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，所述参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息。
具体的，无人机的起落状态包括起飞和降落两种，在无人机起飞时，获取无人机起飞时的姿态信息，其中，姿态信息可以通过重力传感器或加速度传感器测量而得。在无人机降落时，获取无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息，可选的，所述无人机至少包括两个起落架，其中，无人机至少包括两个起落架，每个起落架上安装有距离传感器，距离信息可以通过安装在起落架上的距离传感器测量而得。
S120、根据所述参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度。
具体的，无人机起飞时的姿态信息不同，或无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息不同，决定了无人机各个起落架的伸缩长度不同。因此，根据参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度，以使得无人机平稳起飞或者降落。示例性的，可以采用电磁控制或机械控制等方式来调整无人机各个起落架的伸缩长度，其中，电磁控制的起落架是通过电流控制电磁铁磁力强弱来达到控制起落架伸缩的目的；机械控制的起落架是通过电机带动齿轮来达到控制起落架伸缩的目的。
示例性的，各个起落架共同连接至同一控制单元，每个起落架将将各自的传感器测量的数据传送至控制单元，经由控制单元接收计算后，将不同控制信号分别传送至对应的起落架控制单元，用于控制起落架伸缩长度，实现无人机的平稳起飞和降落。
本发明实施例中，通过确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，其中参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息；根据所述参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度。以实现无人机的平稳起飞和降落，避免无人机在起飞降落过程中由于场地不平整造成侧翻。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种无人机起落架的控制方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上，对“所述根据所述参数信息调整无人机起各个落架的伸缩长度”进行了优化。该方法具体包括如下步骤：
S210、确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，所述参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息。
S220、根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度。
具体的，起飞时首先根据飞机的状态调整相应无人机起飞时各个起落架的伸缩长度，使无人机达到平衡状态。示例性的，无人机达到平衡状态后，各动力单元(螺旋桨电机)达到悬停输出功率(转速)的一定比例值，该比例值可以是90％；悬停输出功率可以根据飞行时的数据累积获得，也可以使用出场预设值，之后各动力单元同时增大输出功率，实现在当前位置平稳起飞。
可选的，所述无人机的姿态信息包括：偏航角、俯仰角和滚转角。
其中，地面坐标系是指，在地面选一点Og,使Xg轴在水平面内并指向某一方向，Zg轴垂直于地面并指向地心，Yg轴在水平面内垂直于Xg轴，其指向按右手定则确定。无人机机体坐标系，原点Ob取在无人机质心处，机体坐标系与无人机固连，Xb轴在无人机对称平面内并平行于无人机的设计轴线指向机头，Yb轴垂直于无人机对称平面指向机身右方，Zb轴在飞机对称平面内，与Xb轴垂直并指向机身下方。
偏航角，机体坐标系Xb轴在水平面上投影与地面坐标系Xg轴(在水平面上，指向目标为正)之间的夹角，由Xg轴逆时针转至机体Xb轴的投影线时，偏航角为正，即机头右偏航为正，反之为负；俯仰角，机体坐标系Xb轴与水平面的夹角，当Xb轴的正半轴位于过坐标原点的水平面之上(抬头)时，俯仰角为正，否则为负；滚转角，机体坐标系Xb轴与通过机体Xb轴的铅垂面之间的夹角，机体向右滚为正，反之为负。
S230、根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度。
具体的，由于无人机起落架至少为两个，各个起落架距离地面的距离可能相等也可能不相等，根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度。示例性的，当调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度之后，各动力单元逐渐减小输出功率，最终实现无人机在当前位置的平稳降落。
本发明实施例中，根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度，根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度。通过根据姿态信息和距离信息调整各个起落架的伸缩长度，以实现无人机的平稳起飞和降落。
在上述技术方案的基础上，“根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度”可以优选为：当所述偏航角大于第一角度阈值时，或当所述俯仰角大于第二角度阈值时，或当所述滚转角大于第三角度阈值时，调整所述无人机起飞时各个起落架的伸缩长度。
其中，偏航角、俯仰角和滚转角的角度信息表明无人机在起飞时的处于何种姿态，当偏航角在第一角度阈值范围内，且俯仰角在第二角度阈值范围内，且滚转角在第三角度阈值范围内时，无人机处于平衡状态，可以平稳起飞，无人机起落架无需进行调节。上述三个角中，有任意一个角不在对应的角度阈值范围内时，说明无人机处于非平衡状态，需要调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度。通过对偏航角、俯仰角和滚转角的判断，实现了对各个起落架伸缩长度的调整。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种无人机起落架的控制方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上，对“根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度”进行了优化。该方法具体包括如下步骤：
S310、确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，所述参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息。
S320、根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度。
S330、根据所述距离信息增大第一起落架的长度和/或减小第二起落架的长度，其中，所述第一起落架与地面之间的距离大于第二起落架与地面之间的距离。
具体的，第一起落架与地面之间的距离记为L1，第二起落架与地面之间的距离记为L2，当L1>L2时，增大第一起落架的长度和/或减小第二起落架的长度。需要说明的是，可以同时增大第一起落架的长度和减小第二起落架的长度，也可以选择增大第一起落架的长度或减小第二起落架的长度，其中，第一起落架可以为一个或多个，第二起落架为一个或多个，对第一起落架的个数和第二起落架的个数不做具体限定。
S340、当第一起落架与地面之间的距离等于第二起落架与地面之间的距离时，停止调整起落架的伸缩长度。
具体的，当L1＝L2时，说明无人机处于平衡状态，停止调整起落架的伸缩长度，无人机可以实现平稳降落。
本发明实施例中，当所述第一起落架与地面之间的距离大于第二起落架与地面之间的距离时，根据所述距离信息增大第一起落架的长度和/或减小第二起落架的长度，当第一起落架与地面之间的距离等于第二起落架与地面之间的距离时，停止调整起落架的伸缩长度。根据距离信息对起落架的长度增大、减小或不变三种情况进行了处理，实现了对起落架长度的调节。
为了使方案的表述更清楚，在上述实施例的基础上，结合图4、图5和图6对无人机起飞和降落时的情况进行说明。图4为现有技术中的一种无人机起飞时的示意图，410为无人机，420为起飞水平面，由图4可以看出，无人机在起飞过程中偏离起飞位置与方向。图5为本发明实施例中的一种无人机起飞时的示意图，510为无人机，520为起飞水平面，530和540为无人机起落架，由图5可以看出，通过调节后的无人机起落架控制无人机平稳起飞。图6为本发明实施例中的一种无人机降落时的示意图，610为无人机，620为起飞水平面，630和640为无人机起落架，由图6可以看出，通过调节后的无人机起落架控制无人机平稳降落。
实施例四
图7是本发明实施例四提供的一种无人机起落架的控制装置的结构示意图。该装置适用于执行本发明实施例一至三提供的一种无人机起落架的控制方法。该装置具体包括：
信息确定与获取模块710，用于确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，所述参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息；
调整模块720，用于根据所述参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度。
进一步的，调整模块720包括：
第一调整子模块，用于根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度；
第二调整子模块，用于根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度。
进一步的，所述无人机的姿态信息包括：偏航角、俯仰角和滚转角。
进一步的，所述第一调整子模块具体用于:
当所述偏航角大于第一角度阈值时，或
当所述俯仰角大于第二角度阈值时，或
当所述滚转角大于第三角度阈值时，调整所述无人机起飞时各个起落架的伸缩长度。
进一步的，所述第二调整子模块具体用于：
根据所述距离信息增大第一起落架的长度和/或减小第二起落架的长度，其中，所述第一起落架与地面之间的距离大于第二起落架与地面之间的距离；
当第一起落架与地面之间的距离等于第二起落架与地面之间的距离时，停止调整起落架的伸缩长度。
本发明实施例提供的无人机起落架的控制装置可执行本发明任意实施例所提供的无人机起落架的控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种无人机起落架的控制方法，所述无人机包括至少两个起落架，其特征在于，所述方法包括：
确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，所述参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息；
根据所述参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述参数信息调整无人机起各个落架的伸缩长度包括：
根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度；
根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无人机的姿态信息包括：偏航角、俯仰角和滚转角。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度包括:
当所述偏航角大于第一角度阈值时，或
当所述俯仰角大于第二角度阈值时，或
当所述滚转角大于第三角度阈值时，调整所述无人机起飞时各个起落架的伸缩长度。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度包括：
根据所述距离信息增大第一起落架的长度和/或减小第二起落架的长度，其中，所述第一起落架与地面之间的距离大于第二起落架与地面之间的距离；
当第一起落架与地面之间的距离等于第二起落架与地面之间的距离时，停止调整起落架的伸缩长度。
6.一种无人机起落架的控制装置，所述无人机包括至少两个起落架，其特征在于，所述装置包括：
信息确定与获取模块，用于确定无人机起落状态，并获取与起落状态对应的参数信息，所述参数信息包括无人机起飞时的姿态信息，以及无人机降落时各个起落架与地面之间的距离信息；
调整模块，用于根据所述参数信息调整无人机各个起落架的伸缩长度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调整模块包括：
第一调整子模块，用于根据所述姿态信息调整无人机起飞时各个起落架的伸缩长度；
第二调整子模块，用于根据所述距离信息调整无人机降落时各个起落架的伸缩长度。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述无人机的姿态信息包括：偏航角、俯仰角和滚转角。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一调整子模块具体用于:
当所述偏航角大于第一角度阈值时，或
当所述俯仰角大于第二角度阈值时，或
当所述滚转角大于第三角度阈值时，调整所述无人机起飞时各个起落架的伸缩长度。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二调整子模块具体用于：
根据所述距离信息增大第一起落架的长度和/或减小第二起落架的长度，其中，所述第一起落架与地面之间的距离大于第二起落架与地面之间的距离；
当第一起落架与地面之间的距离等于第二起落架与地面之间的距离时，停止调整起落架的伸缩长度。
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