CN109969409B - 一种无人机的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种无人机的控制方法及装置，应用于无人机，所述无人机包括发动机、旋翼和电池，所述发动机包括设置于发动机转轴上的转子和设置于无人机壳体上的永磁体；所述转子上设有转子线圈，所述永磁体上设有定子线圈；所述转子线圈、定子线圈分别与所述电池连接，所述旋翼与所述发动机转轴连接；通过获取发动机的控制信息；基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速。与现有技术相比，本申请可以使燃油驱动的无人机快速改变旋翼的转速，使无人机不必挂载重量较大的变桨距机构、额外电机等控制旋翼转速的装置，进而减轻无人机的重量。
Description
技术领域
本申请涉及发动机控制技术领域，尤其是涉及一种无人机的控制方法及装置。
背景技术
目前，无人机得到了广泛的应用，由于电能为动力的无人机续航时间短、载重量低，一部分无人机选择燃油为动力。
现有技术中，以燃油驱动的无人机主要依靠于变桨距机构、改变发动机油门、设置额外电机等手段来进行无人机旋翼的转速控制，而变桨距机构和额外的电机会增加无人机的重量，通过改变发动机油门控制无人机机翼转速的方式存在着响应速度较慢的问题，无法及时变速。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种无人机的控制方法及装置，以使燃油驱动的无人机快速改变旋翼的转速，使无人机不必挂载重量较大的变桨距机构、额外电机等控制旋翼转速的装置，进而减轻无人机的重量。
本申请实施例提供了一种无人机的控制方法，应用于无人机，所述无人机包括发动机、旋翼和电池，所述发动机包括设置于发动机转轴上的转子和设置于无人机壳体上的永磁体；所述转子上设有转子线圈，所述永磁体上设有定子线圈；所述转子线圈、定子线圈分别与所述电池连接，所述旋翼与所述发动机转轴连接；所述控制方法包括：
获取发动机的控制信息；
基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速。
进一步的，所述基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速，包括：
当所述控制信息为转速调整时，基于所述控制信息中的目标转速，改变所述定子线圈中的电流，并调整所述发动机的进油量，调整所述无人机中发动机转轴的转速；
当所述发动机转轴的转速达到目标转速时，调整所述定子线圈中电流的大小至预设阈值。
进一步的，所述基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速，还包括：
当所述控制信息为启动发动机时，同时对所述定子线圈和转子线圈通电；
基于所述定子线圈和转子线圈中的电流，启动所述无人机的发动机。
进一步的，所述控制方法还包括：
当所述无人机的电池未对所述转子线圈供电时，控制所述转子线圈对所述电池充电。
本申请实施例还提供了一种无人机的控制装置，应用于无人机，所述无人机包括发动机、旋翼和电池，所述发动机包括设置于发动机转轴上的转子和设置于无人机壳体上的永磁体；所述转子上设有转子线圈，所述永磁体上设有定子线圈；所述转子线圈、定子线圈分别与所述电池连接，所述旋翼与所述发动机转轴连接；所述控制装置包括：
获取模块，用于获取发动机的控制信息；
控制模块，用于基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速。
进一步的，所述控制模块包括转速调整单元，所述转速调整单元用于：
当所述控制信息为转速调整时，基于所述控制信息中的目标转速，改变所述定子线圈中的电流，并调整所述发动机的进油量，调整所述无人机中发动机转轴的转速；
当所述发动机转轴的转速达到目标转速时，调整所述定子线圈中电流的大小至预设阈值。
进一步的，所述控制模块还包括启动单元，所述启动单元用于：
当所述控制信息为启动发动机时，同时对所述定子线圈和转子线圈通电；
基于所述定子线圈和转子线圈中的电流，启动所述无人机的发动机。
进一步的，所述控制装置还包括充电模块，所述充电模块用于：
当所述无人机的电池未对所述转子线圈供电时，控制所述转子线圈对所述电池充电。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的无人机的控制方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的无人机的控制方法的步骤。
本申请实施例提供的无人机的控制方法及装置，应用于无人机，所述无人机包括发动机、旋翼和电池，所述发动机包括设置于发动机转轴上的转子和设置于无人机壳体上的永磁体；所述转子上设有转子线圈，所述永磁体上设有定子线圈；所述转子线圈、定子线圈分别与所述电池连接，所述旋翼与所述发动机转轴连接；通过获取发动机的控制信息；基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速。
与现有技术中的无人机的控制方法相比，本申请提供的无人机的控制方法，可以使燃油驱动的无人机快速改变旋翼的转速，使无人机不必挂载重量较大的变桨距机构、额外电机等控制旋翼转速的装置，进而减轻无人机的重量。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了本申请实施例应用于的一种无人机的结构示意图；
图2示出了本申请实施例所提供的一种无人机的控制方法的流程图；
图3示出了本申请实施例所提供的另一种无人机的控制方法的流程图；
图4示出了本申请实施例所提供的一种无人机的控制装置的结构示意图之一；
图5示出了本申请实施例所提供的一种无人机的控制装置的结构示意图之二；
图6示出了本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。
首先，对本申请可适用的应用场景进行介绍。图1为本申请实施例应用于的一种无人机的结构图。如图1所示，本申请可应用于无人机100，所述无人机包括发动机110、旋翼120和电池(图中未示出)，所述发动机110包括设置于发动机转轴111上的转子112和设置于无人机壳体113上的永磁体114；所述转子112上设有转子线圈115，所述永磁体114上设有定子线圈116；所述转子线圈115、定子线圈116分别与所述电池连接，所述旋翼120与所述发动机转轴111连接。其中，所述无人机100的发动机110为燃油发动机。
在本申请实施例中，转子线圈、定子线圈中的电流，以及发动机转轴的转速，可以是通过一个或多个传感器检测到的，无人机的控制装置可以获取这些数据，并根据控制信息和这些数据对无人机进行控制。
经研究发现，现有技术中，以燃油驱动的无人机主要依靠于变桨距机构、改变发动机油门、设置额外电机等手段来进行无人机旋翼的转速控制，而变桨距机构和额外的电机会增加无人机的重量，通过改变发动机油门控制无人机机翼转速的方式存在着响应速度较慢的问题，无法及时变速。
基于此，本申请实施例提供了一种无人机的控制方法，以使燃油驱动的无人机快速改变旋翼的转速，使无人机不必挂载重量较大的变桨距机构、额外电机等控制旋翼转速的装置，进而减轻无人机的重量。
请参阅图2，图2为本申请实施例所提供的一种无人机的控制方法的流程图。所如图2中所示，本申请实施例提供的无人机的控制方法，包括：
S201、获取发动机的控制信息。
该步骤中，无人机的控制装置可接收用户对无人机下达的控制指令，并获取控制指令中发动机的控制信息。
其中，用户对无人机下达的控制指令可以是通过无线传输的，Wi-Fi、卫星、蜂窝式网络等；发动机的控制信息可以包括调整发动机转速、启动发动机等。
这样，无人机的控制装置即可根据发动机的控制信息对无人机进行控制。
S202、基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速。
该步骤中，无人机的控制装置可以调整油门，控制油门的喷油阀的喷油量和节气门的大小，来调整发动机转轴的转速，然而，对油门的调整并不能快速的将发动机转轴的转速调整至目标转速，在调整油门的同时，无人机的控制装置可以根据控制信息的具体内容，控制电池对转子线圈和/或定子线圈输出的电流来改变永磁体的磁场强度，增加或减少永磁体对转子的阻力，进而快速调整发动机转轴的转速。
这里，无人机的控制装置可以同时控制转子线圈、定子线圈中的电流，以及对油门进行调整，或只对转子线圈、定子线圈中至少一项的电流进行调整。
具体的，在发动机转轴的当前转速与目标转速的差值较大时，可以同时调整定子线圈中的电流并调整油门；在当前转速与目标转速的差值较小时，可以只调整定子线圈中的电流；在控制信息为启动发动机时，可以同时对定子线圈、转子线圈通电，并控制油门对发动机送油。
本申请实施例提供的无人机的控制方法，获取发动机的控制信息；基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速。
与现有技术中的无人机的控制方法相比，本申请通过调整发动机转轴上转子线圈和其对应的定子线圈的电流，以使燃油驱动的无人机快速改变旋翼的转速，使无人机不必挂载重量较大的变桨距机构、额外电机等控制旋翼转速的装置，进而减轻无人机的重量。
请参阅图3，图3为本申请另一实施例提供的无人机额控制方法的流程图。如图3中所示，本申请实施例提供的无人机的控制方法，包括：
S301、获取发动机的控制信息。
S302、当所述控制信息为转速调整时，基于所述控制信息中的目标转速，改变所述定子线圈中的电流，并调整所述发动机的进油量，调整所述无人机中发动机转轴的转速。
在该步骤中，无人机的控制装置可以根据目标转速的大小和发动机转轴的当前转速，增大或减小定子线圈中的电流，使磁场强度改变，进而改变发动机转轴的受力，配合油门的调整，调整发动机转轴的转速。
具体的，当目标转速大于发动机转轴的当前转速时，无人机的控制装置可以计算出油门中喷油阀喷油量的增量及节气门需调整的角度，并减小定子线圈中电流的大小，减小磁场对发动机转轴的阻力，以快速提升转速至目标转速。
进一步的，当目标转速小于发动机转轴的当前转速时，无人机的控制装置可以计算出油门中喷油阀喷油量的减量及节气门需调整的角度，并增大定子线圈中电流的大小，增大磁场对发动机转轴的阻力，以快速降低发动机转轴的转速至目标转速。
S303、当所述发动机转轴的转速达到目标转速时，调整所述定子线圈中电流的大小至预设阈值。
在该步骤中，随着发动机燃油提供的转速不断提高或降低，转子线圈的电流也对应的逐渐变大或减小，直到燃油能将发动机转轴的转速维持在目标转速，此时，定子线圈中的电流大小维持在无人机正常运转的预设阈值。
这样，可以保持定子线圈中具有一定大小的电流，令磁场强度处于能够控制的状态，进而改变发动机转轴的受力，调整发动机转轴的转速。
可选的，所述控制方法还包括：
当所述控制信息为启动发动机时，同时对所述定子线圈和转子线圈通电；
基于所述定子线圈和转子线圈中的电流，启动所述无人机的发动机。
在该步骤中，无人机的发动机处于未启动状态，无人机的控制装置控制电池同时对定子线圈和转子线圈通入一定量的电流，使发动机转轴受到切割磁感线方向的力，进而使发动机转轴旋转，为发动机转轴提供启动发动机所需要的初始转速，并控制发动机的油门和点火装置，启动发动机。
这样，通过设置于发动机转轴上的转子和永磁体上的线圈，无人机在不设置启动电机及其转动机构的情况下，也可以启动发动机，大大减小了无人机的重量。
可选的，所述控制方法还包括：
当所述无人机的电池未对所述转子线圈供电时，控制所述转子线圈对所述电池充电。
在该步骤中，无人机正常运作时，即电池未对转子线圈供电时，无人机的控制装置可以将电池与转子线圈以充电的形式连接，由于转子线圈在磁场中不断切割磁感线，转子线圈中会产生电流，可以用于对电池充电。
本申请实施例提供的无人机的控制方法，获取发动机的控制信息；当所述控制信息为转速调整时，基于所述控制信息中的目标转速，改变所述定子线圈中的电流，并调整所述发动机的进油量，调整所述无人机中发动机转轴的转速；当所述发动机转轴的转速达到目标转速时，调整所述定子线圈中电流的大小至预设阈值。
与现有技术中的无人机的控制方法相比，本申请通过调整发动机转轴上转子线圈和其对应的定子线圈的电流，以使燃油驱动的无人机快速改变旋翼的转速，使无人机不必挂载重量较大的变桨距机构、额外电机等控制旋翼转速的装置，进而减轻无人机的重量。
请参阅图4、图5，图4为本申请实施例所提供的一种无人机的控制装置的结构示意图之一，图5为本申请实施例所提供的一种无人机的控制装置的结构示意图之二。如图4中所示，所述无人机的控制装置400包括：
获取模块410，用于获取发动机的控制信息；
控制模块420，用于基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速。
进一步的，如图5所示，所述控制模块420包括转速调整单元421，所述转速调整单元421用于：
当所述控制信息为转速调整时，基于所述控制信息中的目标转速，改变所述定子线圈中的电流，并调整所述发动机的进油量，调整所述无人机中发动机转轴的转速；
当所述发动机转轴的转速达到目标转速时，调整所述定子线圈中电流的大小至预设阈值。
进一步的，所述控制模块420还包括启动单元422，所述启动单元422用于：
当所述控制信息为启动发动机时，同时对所述定子线圈和转子线圈通电；
基于所述定子线圈和转子线圈中的电流，启动所述无人机的发动机。
进一步的，所述控制装置400还包括充电模块430，所述充电模块430用于：
当所述无人机的电池未对所述转子线圈供电时，控制所述转子线圈对所述电池充电。
本申请实施例提供的无人机的控制装置，通过获取发动机的控制信息；基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速。
与现有技术中的无人机的控制装置相比，本申请提供的无人机的控制装置，可以使燃油驱动的无人机快速改变旋翼的转速，使无人机不必挂载重量较大的变桨距机构、额外电机等控制旋翼转速的装置，进而减轻无人机的重量。
请参阅图6，图6为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图6中所示，所述电子设备600包括处理器610、存储器620和总线630。
所述存储器620存储有所述处理器610可执行的机器可读指令，当电子设备600运行时，所述处理器610与所述存储器620之间通过总线630通信，所述机器可读指令被所述处理器610执行时，可以执行如上述图2以及图3所示方法实施例中的无人机的控制方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图2以及图3所示方法实施例中的无人机的控制方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。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，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，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通信接口，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，在本申请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。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，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。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种无人机的控制方法，其特征在于，应用于无人机，所述无人机包括发动机、旋翼和电池，所述发动机包括设置于发动机转轴上的转子和设置于无人机壳体上的永磁体；所述转子上设有转子线圈，所述永磁体上设有定子线圈；所述转子线圈、定子线圈分别与所述电池连接，所述旋翼与所述发动机转轴连接；所述控制方法包括：
获取发动机的控制信息；
基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速；
所述基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速，包括：
当所述控制信息为转速调整时，基于所述控制信息中的目标转速，改变所述定子线圈中的电流，并调整所述发动机的进油量，调整所述无人机中发动机转轴的转速；
当所述发动机转轴的转速达到目标转速时，调整所述定子线圈中电流的大小至预设阈值；
其中，在所述发动机转轴的当前转速与所述目标转速的差值较大时，同时调整所述定子线圈中的电流并调整油门；在所述当前转速与所述目标转速的差值较小时，只调整所述定子线圈中的电流。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速，还包括：
当所述控制信息为启动发动机时，同时对所述定子线圈和转子线圈通电；
基于所述定子线圈和转子线圈中的电流，启动所述无人机的发动机。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当所述无人机的电池未对所述转子线圈供电时，控制所述转子线圈对所述电池充电。
4.一种无人机的控制装置，其特征在于，应用于无人机，所述无人机包括发动机、旋翼和电池，所述发动机包括设置于发动机转轴上的转子和设置于无人机壳体上的永磁体；所述转子上设有转子线圈，所述永磁体上设有定子线圈；所述转子线圈、定子线圈分别与所述电池连接，所述旋翼与所述发动机转轴连接；所述控制装置包括：
获取模块，用于获取发动机的控制信息；
控制模块，用于基于所述控制信息，改变设置于发动机转轴上转子的转子线圈，和/或其对应的定子线圈中的电流，调整所述无人机中发动机转轴的转速；
所述控制模块包括转速调整单元，所述转速调整单元用于：
当所述控制信息为转速调整时，基于所述控制信息中的目标转速，改变所述定子线圈中的电流，并调整所述发动机的进油量，调整所述无人机中发动机转轴的转速；
当所述发动机转轴的转速达到目标转速时，调整所述定子线圈中电流的大小至预设阈值；
所述转速调整单元，还用于在所述发动机转轴的当前转速与所述目标转速的差值较大时，同时调整所述定子线圈中的电流并调整油门；在所述当前转速与所述目标转速的差值较小时，只调整所述定子线圈中的电流。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制模块还包括启动单元，所述启动单元用于：
当所述控制信息为启动发动机时，同时对所述定子线圈和转子线圈通电；
基于所述定子线圈和转子线圈中的电流，启动所述无人机的发动机。
6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括充电模块，所述充电模块用于：
当所述无人机的电池未对所述转子线圈供电时，控制所述转子线圈对所述电池充电。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至3中任一项所述的无人机的控制方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至3中任一项所述的无人机的控制方法。
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