CN111158290B - 用于无人设备的多模态控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人控制技术领域，其提供了一种用于无人设备的多模态控制方法，该方法包括通过核心模块获取与其连接的一个组装模块的识别信息；所述核心模块根据获取的所述识别信息选择多个模态控制模式的一种控制模式，并在选定的一种控制模式下显示所需的其他组装模块的识别信息；组装时，所述核心模块检测所述组装模块的设备状态；通过遥测控制模块向所述核心模块发送控制信号，并由所述核心模块控制所述组装模块执行所述控制信号。本发明还提供了一种多模态控制装置，通过所述多模态控制方法和多模态控制装置实现了组装模块与核心模块的灵活组装，能有效的调整无人设备的控制模式，提高其在不同环境下的适应能力。

Description

用于无人设备的多模态控制方法和装置

技术领域

本发明涉及无人控制技术领域，具体涉及用于无人设备的多模态控制方法以及一种用于无人设备的多模态控制的装置。

背景技术

随着技术的发展，无人机、无人车、无人艇等无人控制的设备在各个领域应用十分广泛。不同的产品具有不同的优点而在某一领域得到广泛的使用，但是也因为各个产品各自的缺点而受到约束。例如，固定翼无人机具有航行时间长，航速快，结构简单易维护等优势，是现有无人机市场中最普遍的产品，但固定翼无人机对起降场地要求高，飞机滑降中安全事故率高，伞降与撞网回收会对机身造成部分损坏，提高维护成本等缺点。直升机和多旋翼具有垂直起降、定点悬停、低速绕飞等特点，对山谷、城区等狭小、复杂环境有良好的适应性，故在应急救援与监控等领域应用非常广泛，但是直升机结构复杂，维护成本高，多旋翼受限于电池技术，续航能力有限。此外，近年来一些科研机构与无人机生产单位研发了兼具多旋翼与固定翼特性的无人机飞行器，有倾转旋翼设计和多旋翼固定翼直连设计，但是倾转旋翼过程控制难度高，气动干扰严重，导致安全性与可维护性差，尤其是大载荷倾转旋翼无人机目前还鲜有研究。多旋翼固定翼直连设计会降低上载系数，导致固定翼模式巡航时多轴部分成为死重。美国的研究机构还设计出了X50A鸭式旋转机翼飞行器，X50A无人机固定翼模式的副翼可以在垂直起降时变为高速旋转的旋翼，目前相关资料有限，但从其两架样机先后发生事故并坠毁课件模式切换的稳定性还需进一步研究。

目前市面上的无人控制设备还没有能将上述的无人机、无人车、无人艇等这些设备的优点集中于一起的设计，因此无法实现同时克服各个设备的缺点，使无人控制设备在每个领域的应用更加广泛。这对于不同环境下无人设备的适用性造成了阻碍。

发明内容

鉴于上述现有技术的局限，本发明提供一种用于无人设备的多模态控制的方法，通过在核心模块预设多个模态控制模式，通过与核心模块连接的组装模块来选择控制模式，满足用户对不同的环境的使用需求。本发明还提供了一种用于无人设备的多模态控制装置，其具有核心模块、组装模块以及遥测控制模块，通过具有不同识别信息的组装模块与核心模块的灵活组装，并根据不同的使用环境调整组装模块和控制模式的选择来适用使用需求，大幅提高无人设备在不同环境的适应能力。

根据本发明实施方式的用于无人设备的多模态控制方法包括：通过核心模块获取与其连接的第一个组装模块的识别信息；所述核心模块根据获取的所述识别信息选定多个模态控制模式的一种控制模式，并在选定的一种控制模式下显示所需的其他组装模块的识别信息(例如，安装提示信息)；所述核心模块检测在选定的所述一种控制模式下的所述组装模块的设备状态；在所需的所述组装模块安装到所述核心模块后，通过遥测控制模块向所述核心模块发送控制信号，并由所述核心模块控制所述组装模块执行所述控制信号。

根据本发明的实施方式，所述组装模块的设备状态包括：所述组装模块与所述核心模块的连接状态(例如，连接是否正常)、所述组装模块的扩展接口是否正确配置(例如，接口是否插反)、所述组装模块的硬件是否损坏等。并且，根据本发明的实施方式，在第一个所述组装模块被所述核心模块识别，并且选定了一种控制模式之后，核心模块对后续连接的所述组装模块的设备状态进行检测，不执行控制模式的选择。

在本发明的一种实施方式中，通过所述遥测控制模块显示所述组装模块的设备状态信息，以及与所述核心模块的安装信息。根据本发明的一种实施方式，所述遥测控制模块显示的信息包括在选定的一种控制模式下所需的组装模块的类型、组装模块的安装位置、组装模块的安装数量、组装模块是否正确安装、组装模块与核心模块通讯是否正常、组装模块能否正常工作等，有助于提示用户进行正确的安装。通过显示所述信息使用户能够更快且更精准的将不同的模块进行组装，同时也能对故障模块进行辨别。

在本发明的一种实施方式中，所述识别信息包括：组装模块的设备ID信息和/或由所述组装模块反馈的电信号。根据本发明的实施方式，所述核心模块根据所述组装模块的设备ID信息识别组装模块，并选择一种控制模式；或者在将所述组装模块与所述核心模块连接时，所述组装模块向所述核心模块反馈电信号，所述核心模块根据电信号识别所述组装模块。

在本发明的一种实施方式中，还包括通过所述组装模块收集所述无人设备的控制参数。例如，航速、环境温度、位置姿态等信息。根据本发明的实施方式，通过收集所述无人设备的控制参数信息，满足无人设备控制需求。同时可根据任务需求，设置具有不同数据采集功能的所述组装模块，满足多样化的数据采集任务需求。

根据本发明实施方式的多模态控制装置，其包括但不限于核心模块，与所述核心模块电连接的组装模块以及与所述核心模块无线连接的遥测控制模块；所述核心模块用于接收和处理由所述组装模块反馈和由所述遥测控制模块发射的电信号，所述核心模块具有与所述组装模块配合的扩展接口，所述核心模块预设有多个模态控制模式；所述组装模块具有被所述核心模块识别的并与所述多个模态控制模式中的至少一个控制模式相对应的识别信息，所述组装模块用于执行所述核心模块产生的指令并进行反馈；其中，在第一个所述组装模块与所述核心模块配合连接后，所述核心模块根据所述识别信息选择所述多个模态控制模式中的一种控制模式，并根据选定的所述一种控制模式，将所述一种控制模式所需的所述组装模块信息显示在所述遥测控制模块上，辅助操作人员安装与故障排查；所述遥测控制模块根据选定的所述一种控制模式向所述核心模块发送控制信号，并接收所述核心模块反馈的信息(例如指令)。

在本发明的一种实施方式中，所述一种控制模式所需的组装模块被安装到所述核心模块上后，所述核心模块执行由所述遥测控制模块产生的所述控制信号。

根据本发明的实施方式，在选定一种控制模式后，并且该控制模式所需的组装模块被全部安装到所述核心模块上之后，才由核心模块执行由所述遥测控制模块产生的所述控制信号。一方面保证在选定的控制模式中，所需的组装模块必须被安装，防止因为组装模块安装不完全导致设备运行时损坏，另一方面防止设备在安装时因为误触导致设备启动造成人员伤亡情况的发生。

在本发明的一种实施方式中，所述组装模块具有与所述扩展接口配合的组装接口，所述组装接口与所述扩展接口配合，适于将所述组装模块与所述核心模块可拆卸的连接。

根据本发明的实施方式，将所述组装模块与所述核心模块设置为可拆卸的连接方式，保证设备灵活组装，方便运输携带。

在本发明的一种实施方式中，所述多个模态控制模式包括多旋翼控制模式；其中，所述多旋翼控制模式所需的所述组装模块包括但不限于：至少3个旋翼模块以及载荷舱模块，所述旋翼模块上设有螺旋桨动力装置、电调、马达、ID电子标签以及适于将所述旋翼模块与所述组装接口连接的连杆，连杆的一端适于与所述组装接口连接；所述载荷舱模块上设有传感器舱、云台、ID电子标签以及与所述扩展接口配合的组装接口。

根据本发明的实施方式，在多旋翼控制模式中，载荷舱模块并不是所必须的模块，可根据用户的需求进行选择性安装，即在不安装载荷舱模块时，无人飞行设备在选定的多旋翼控制模式中也可以飞行，可根据用户的需求安装具有不同功能的载荷舱模块，以使无人飞行设备具有不同的功能，能够执行不同的任务，并且根据任务需要安装载荷舱模块，实现多种数据采集。

在本发明的一种实施方式中，所述多个模态控制模式包括无人车控制模式；其中，所述无人车控制模式所需的所述组装模块包括：至少两个车轮模块以及载荷舱模块，所述车轮模块具有车轮以及安装在所述车轮模块上的所述组装接口，所述的载荷舱模块具有云台机构以及所述组装接口。根据本发明的实施方式，在无人车控制模式下，载荷舱模块是非必需模块，即在不安装载荷舱模块的情况下，可以启动无人设备。载荷舱模块根据用户的任务需要进行选择性安装。

在本发明的一种实施方式中，所述多个模态控制模式包括无人船控制模式；其中，所述无人船控制模式所需的所述组装模块包括：船体模块，适于漂浮在水面上，所述船体模块上侧设有所述组装接口；驱动模块，安装在所述船体模块下侧并浸入水中，用于驱动所述船体模块移动和转向；此外，还包括有传感器模块，可拆卸的安装在所述船体模块的下侧，用于水体中的数据采集，可选的，也可设置在船体模块上侧，用于水面环境数据采集与数据通讯。根据本发明的实施方式，在无人船控制模式下，传感器模块是非必需模块，即在不安装传感器模块的情况下，可以启动无人设备。传感器模块根据用户的任务需要进行选择性安装。在本发明的一种实施方式中，所述多个模态控制模式包括无人潜艇模式；其中，所述无人潜艇模式所需的所述组装模块包括：潜艇主体模块，适于漂浮在水面或悬浮在水体中，其内部设有所述组装接口；水下动力模块，安装在所述潜艇主体模块的后侧，用于驱动所述潜艇主体模块移动和转向。此外，还包括有传感器模块，可拆卸的安装在所述潜艇主体模块上，用于水体中的数据采集与数据通讯。根据本发明的实施方式，在无人潜艇模式下，传感器模块是非必需模块，即在不安装传感器模块的情况下，可以启动无人设备。传感器模块根据用户的任务需要进行选择性安装。

在本发明的一种实施方式中，所述多个模态控制模式包括固定翼控制模式；其中，所述固定翼控制模式所需的所述组装模块包括：至少两个固定翼模块，所述固定翼模块包括为所述组装模块提供升力的机翼以及安装在所述机翼长度方向侧边的所述组装接口；尾翼模块，所述尾翼模块包括用于调整飞行姿态的翼片以及适于与所述组装接口连接的连杆；可选的，所述固定翼控制模式所需的所述组装模块还包括所述载荷舱模块，所述载荷舱模块安装在所述核心模块的下侧。

在本发明的一种实施方式中，所述固定翼控制模式所需的所述组装模块还包括固定安装在所述机翼的宽度方向侧边位置的固定旋翼动力模块，所述固定旋翼动力模块包括螺旋桨、电调、电机以及所述组装接口。

在本发明的一种实施方式中，所述固定翼控制模式所需的所述组装模块还包括倾转旋翼动力模块，其固定安装在所述机翼上且可相对所述机翼倾转，并且所述倾转旋翼动力模块的旋转平面与所述机翼的平面的夹角在0°至90°之间。根据本发明的实施方式，设置所述夹角能够根据使用环境调整设备的飞行方式，使其能适应更加复杂的飞行环境。此外，在这种模式下，该设备还可以实现垂直起降、定点悬停等功能，兼顾续航能力与飞行的灵活性。

在本发明的一种实施方式中，所述组装模块还包括：定位模块，在被安装到所述核心模块上时，适于对所述核心模块进行定位；电源模块，在被安装到所述核心模块上时，适于为其他模块提供动力。

在本发明的一种实施方式中，所述核心模块内部设置有电源，用于为所述核心模块运行提供电力。

在本发明的一种实施方式中，所述核心模块在与所述组装模块连接时检测所述组装模块的工作状态。例如，检测所述组装模块的功能是否正常，检测所述组装模块与所述核心模块的通讯是否正常，检测所述组装信息的硬件是否损坏等。

在本发明的一种实施方式中，所述核心模块在选定所述一种控制模式之前，检测第一个所述组装模块的设备状态。

在本发明的一种实施方式中，所述核心模块在选定所述一种控制模式之后，逐个检测后续安装的其他所需的组装模块的设备状态，直到所有模块正确安装且工作正常。

根据本发明的一种实施方式，在选定所述一种控制模式之前检测第一个所述组装模块的设备状态，以保证第一个组装模块的正常运行，并且，在选定一种控制模式之后，所需的所述组装模块被安装到所述核心模块上时，所述核心模块只执行检测，不再执行控制模式的选定功能，即自动检测所述组装模块的设备状态后，向遥测控制模块反馈检测结果，提示操作人员进行下一步操作，使得操作人员可以更加具体地发现并解决问题，高效地完成平台组装。采用本发明的实施方式具有以下有益效果：

通过设置将所述组装模块与核心模块连接，所述核心模块根据组装模块的识别信息(例如，设备ID)自动选择多个模态控制模式中的一种控制模式以实现对无人设备的控制，提高无人设备的适用性与可扩展性，通过不同扩展模块实现多环境多区域任务的执行。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式所涉及的多模态控制方法的流程图；

图2(a)是本发明的一种实施方式所涉及的多模态控制装置的核心模块的左视图；

图2(b)是本发明的一种实施方式所涉及的多模态控制装置的核心模块的俯视图；

图3是本发明的实施方式所涉及的多模态控制装置在多旋翼控制模式下的核心模块与组装模块配合的结构示意图；

图4是本发明的实施方式所涉及的多模态控制装置在无人车控制模式下的核心模块与组装模块配合的结构示意图；

图5是本发明的一种实施方式所涉及的多模态控制装置在固定翼控制模式下的核心模块与组装模块配合的结构示意图；

图6是本发明的另一种实施方式所涉及的多模态控制装置在固定翼控制模式下的核心模块与组装模块配合的结构示意图；

图7是在图6的多模态控制装置在固定翼控制模式下倾转旋翼动力模块进行倾转的示意图；

图8是本发明的实施方式所涉及的多模态控制装置在固定翼控制模式下的固定翼模块的结构示意图；

图9是本发明的实施方式所涉及的多模态控制装置在固定翼控制模式下的尾翼模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的用于无人设备的多模态控制方法和装置作进一步地详细描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明的实施方式，本领域普通技术人员在不脱离本发明实质的前提下所实现的所有其他实施方式，都属于本发明的保护范围。

本发明涉及的多模态控制装置主要包括但不限于：核心模块、组装模块以及遥测控制模块，核心模块具有数据处理功能，能够处理和分析由组装模块反馈以及遥测控制模块发射的电信号，核心模块上具有扩展接口，组装模块上设有与扩展接口相配合的组装接口以及被核心模块识别的识别信息(例如，设备ID)，通过组装接口和扩展接口的配合，使组装模块可拆卸的组装到所述核心模块上，并能够实现对不同的无人设备的控制，此外，不同的组装模块之间也可以组装实现更多的功能，例如将固定翼模块上组装固定旋翼动力模块或者倾转旋翼动力模块等。本发明的多模态控制装置的组装模块包括但不限于：电源模块、定位模块、传感器吊舱模块、固定旋翼动力模块、倾转旋翼动力模块、车轮模块、船体模块、驱动模块、固定翼模块、尾翼模块、起落架模块、降落伞模块、潜艇主体模块、数据采集模块(例如，可见光相机、热红外相机、多光谱相机、高光谱相机、激光雷达、大气粒子传感器、声呐探测器、温盐深探测器等)等，此外，其他的设有组装接口，能够与核心模块的扩展接口相配合，并且能够被所述核心模块识别的模块都属于组装模块的范围。遥测控制模块具有遥测控制能力，并且能够被所述核心模块识别，例如可以是具有遥测控制功能的无线遥控器，也可以是安装有遥测模块的地面端，例如电脑、平板和移动终端(手机等)，遥测控制模块具有信号发送功能，能够被所述核心模块识别，从而实现遥测功能。

在本发明的一种实施方式中，采用多模态控制方法对无人设备进行控制，在核心模块的内部预设多个模态控制模式，例如，多旋翼控制模式、无人车控制模式、固定翼控制模式、无人船控制模式、无人潜艇控制模式等。在将第一个组装模块与核心模块连接时，核心模块识别第一个组装模块的识别信息(例如，可以是组装模块的ID信息，或者由组装模块反馈的电信号)，并根据组装模块的识别信息选定多个模态控制模式中的一种控制模式，根据组装模块的识别信息选定控制模式后，核心模块只对组装模块的设备状态进行检测(例如，组装模块的接口是否良好，组装模块与核心模块的通信是否正常，组装模块的硬件功能是否完好等)，并且在选定的控制模式下，通过遥测控制模块显示出选定的控制模式中所必需的其他组装模块，提醒使用者需要的组装模块的安装信息，对后续与核心模块连接的组装模块进行检测，并对错误安装或通讯进行提醒，辅助操作人员进行组装。在该选定的控制模式下，当所必需的组装模块被全部安装在核心模块上后，核心模块向遥测控制模块发送信号显示安装完毕，并执行遥测控制模块的控制信号。若选定的控制模式所必需的组装模块未完全安装或者存在检测错误，则核心模块不执行遥测控制模块的控制信号，并提示未安装的组装模块信息，防止设备出现安全问题。

以下结合附图进行详细说明。

图1是本发明的一种实施方式所涉及的多模态控制方法的控制流程图。下面就图1进行具体说明，首先需要核心模块S01，该核心模块具有信息处理的功能，对核心模块S01***一个组装模块S061；在核心模块S01与组装模块S061建立连接后，执行步骤S02：核心模块获取组装模块的识别信息(例如，组装模块的设备ID信息和/或由组装模块反馈的电信号等)；在步骤S02之后执行步骤S03：核心模块检测组装模块是否正确安装(例如，组装模块与核心模块之间的接口是否正确配合)；在步骤S03之后执行步骤S04：核心模块检测组装模块的设备状态(例如，组装模块的功能是否正常，硬件是否损坏等)；若上述步骤S02、S03、S04都正常，则执行步骤S05：核心模块根据获取的组装模块的识别信息选定多种模态控制模式中的与所述识别信息相对应的一种控制模式，并向遥测控制模块S07发送指令，显示在该选定的一种控制模式下的下一步可安装的组装模块，提醒用户执行下一步骤，同时遥测控制模块S07发送显示信息，并执行步骤S10：显示安装提示；用户通过遥测控制模块S07显示的安装提示信息执行步骤S06：向核心模块***不同的组装模块(例如，S062：***组装模块2，S063：***组装模块3，S064：***组装模块4)；在选定的一种控制模式下，每执行完步骤S06后，立即执行步骤S08：检测所需的组装模块是否全部正确安装，若全部正确安装则执行步骤S09：核心模块、组装模块以及遥测控制模块之间建立信号连接以及反馈回路，然后根据用户所处的环境选定组装的无人设备的作业方式和作业任务，并通过核心模块控制组装模块开始执行任务，进行数据采集工作。

图2(a)和图2(b)是本发明的一种示例性实施方式的核心模块的结构示意图，图2(a)是核心模块1的左侧视图，图2(b)是核心模块1的俯视图，其中，在核心模块的周围设置有与组装模块(例如固定翼模块、旋翼模块、起落架模块等)配合的扩展接口101，并且在核心模块1的前侧、后侧以及下侧可选择的安装组装模块，例如传感器吊舱模块102。在核心模块1的顶部也可选择的安装组装模块，例如降落伞模块103，便于设备在出现紧急情况时，打开降落伞以保护整个设备。在本实施方式中，所述组装模块与核心模块1之间可拆卸的连接，并且，当组装模块安装到核心模块上之后，所述组装模块与所述核心模块之间通过电连接完成信号反馈，即扩展接口与组装接口通过电连接，当扩展接口与组装接口安装完成后，电路接通。在本实施方式中，所述扩展接口和所述组装接口包括用于模块之间物理连接的硬件接口，以实现组装模块和核心模块之间的可拆卸连接，并且，所述核心模块与所述组装模块之间还设有软件接口。

图3是本发明的又一种示例性实施方式的示意图。其为多模态控制装置在多旋翼控制模式下的核心模块与旋翼模块组装的示意图。如图3所示，旋翼模块201上设有适于将旋翼模块201与组装接口(未示出)连接的连杆202，使用者在将旋翼模块201通过组装接口与扩展接口101配合，以将旋翼模块201组装到核心模块1上时，此时核心模块1将根据旋翼模块201的识别信息(例如设备ID)选择多旋翼模式，并提醒使用者在多旋翼模式下的旋翼模块的安装数量以及组装位置，例如3个(如图3中的(a)所示)、4个(如图3中的(b)(c)(d)所示)、6个(如图3中的(e)所示)或者8个(如图3中的(f)所示)等，并在遥测控制模块上显示安装的状态以及组装的位置供使用者参考和控制设定。核心模块1和旋翼模块201在本实施方式中是必须的模块，例如，当使用者选定旋翼模块201为4个，则在遥测控制模块上提醒使用者安装必须的4个旋翼模块201的组装位置和安装具体情况，当使用者将4个旋翼模块201全部正确安装到核心模块1上后，可以通过遥测控制模块(未示出)对核心模块1以及旋翼模块201进行操作控制。另外，在多旋翼模式下，旋翼模块201在核心模块1的安装位置也会被核心模块识别，并根据具体的安装位置提醒使用者其他的旋翼模块201的安装位置并进行错误检查，例如，当旋翼模块201选用4个时，旋翼模块201的安装位置可以为X形(如图3中的(b)所示)，也可以为十字形(如图3中的(c)所示)，也可以为H形(如图3中的(d)所示)。使用者可根据不同飞行环境选用不同的组装模块进行组装，以提高设备的使用性能。并且，其他的附加的组装模块也可以安装在核心模块上，例如传感器吊舱模块102，以及降落伞模块103。

图4是本发明的另一种示例性实施方式的示意图。其为多模态控制装置在无人车控制模式下的核心模块与车轮模块组装的示意图。如图4所示核心模块1’上安装有车轮模块(滚轮式车轮(如图4中的(a)和(b)的301)、履带式车轮(如图4中的(c)和(d)的303))以及用于将车轮模块与核心模块1’组装的组装接口302，在核心模块1’上安装有用于采集环境数据的数据采集模块104。采用无人车控制模式，能够提高无人控制设备对复杂地形环境的适应能力。

图5是本发明的又一种示例性实施方式的示意图。其为多模态控制装置在固定翼控制模式下的核心模块与固定翼模块、尾翼模块以及固定旋翼动力模块组装的示意图。如图5所示，核心模块1的左侧和右侧分别组装有固定翼模块401，扩展接口101与固定翼模块401上的组装接口405配合，从而将固定翼模块401组装固定。在核心模块1的后侧组装有尾翼模块403，尾翼模块403通过连杆404与核心模块1可拆卸的连接。在固定翼模块403的机翼的宽度方向的侧边还安装有固定旋翼动力模块402，该固定旋翼动力模块402固定设置在机翼上。

图6和图7是本发明的另一种实施方式所涉及的多模态控制装置在又一固定翼控制模式下的核心模块与组装模块配合的结构示意图，在本实施方式中，倾转旋翼动力模块402’可相对机翼发生倾转，其被固定安装在在机翼上，可通过核心模块103控制倾转旋翼动力模块402’的螺旋桨发生倾转，并且倾转旋翼动力模块402’的螺旋桨的旋转平面与机翼的平面具有夹角，夹角的范围为0°至90°之间(如图7中的(a)所示)。通过倾转旋翼动力模块402’的螺旋桨发生倾转以调整动力方向，在该固定翼模式下，垂直起降时，倾转旋翼动力模块402’的螺旋桨的旋转平面与机翼的平面夹角为0°，此时，倾转旋翼动力模块402’提供上升的动力(如图7中的(b)的虚线部分所示)，无人控制设备可以实现垂直起降以及顶点悬停的功能。航行时，倾转旋翼动力模块402’的螺旋桨进行倾转，使螺旋桨的旋转平面与机翼的平面夹角为90°，此时，倾转旋翼动力模块402’提供水平的动力(如图7中的(b)的实线部分的倾转旋翼动力模块402’所示)，该种航行方式能够大幅度提高无人飞行设备的航程。

图8是本发明的实施方式所涉及的多模态控制装置在固定翼控制模式下的不同形状的固定翼模块的结构示意图；如图8中的(a)所示，其固定翼模块的机翼选用长方形，如图8中的(b)所示，其固定翼模块的机翼选用抛物线形，如图8中的(c)所示，其固定翼模块的机翼选用梯形，通过设置不同形状的固定翼模块，实现对不同飞行环境的灵活调整，提高对复杂环境的适应能力。

图9是本发明的实施方式所涉及的多模态控制装置在固定翼控制模式下的不同形状的尾翼模块的结构示意图；如图9中的(a)和(b)所示的是T形尾翼的主视图(a)和俯视图(b)，如图9中的(c)和(d)所示的是V形尾翼的主视图(c)和俯视图(d)，如图9中的(e)和(f)所示的是H形尾翼的主视图(e)和俯视图(f)。根据尾翼模块的形状，可以灵活调整无人控制装置对环境的适应能力，减少不必要的设备损失。

在本发明另一实施方式中，核心模块的控制模式选用无人船控制模式(未示出)，此时，需要将船体模块与核心模块组装，并且在船体模块的下侧组装驱动模块，为船体提供航行的动力，航行中，通过遥测控制模块实现对核心模块以及驱动模块的控制。此外，根据用户的使用需求，将传感器模块安装船底或者船上，船底安装传感器模块主要用于水体信息采集、水体目标侦查、通讯以及水底地形采集等；船上安装传感器模块主要用于水面信息采集、水面目标侦查以及通讯。

在本发明的其他实施方式中，核心模块的控制模式选用无人潜艇控制模式，此时，该模式下所需的组装模块包括：潜艇主体模块，适于漂浮在水面或悬浮在水体中，其内部设有所述组装接口；水下动力模块，安装在所述潜艇主体模块的后侧，用于驱动所述潜艇主体模块移动和转向。组装时，将核心模块安装在潜艇主体模块的内部，实现对潜艇主体模块的控制，并完成水下环境的监测和信息收集的任务。

以上具体和详细描述了本发明的实施方式，其目的在于对本发明进行举例说明，但并不能因此理解为对本发明保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些变形和改进都属于本发明的保护范围。因此本发明的保护范围应以权利要求为准。

Claims (17)

1.一种用于无人设备的多模态控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过核心模块获取与其连接的第一个组装模块的识别信息；

所述核心模块根据获取的所述识别信息选定多个模态控制模式的一种控制模式，并在选定的一种控制模式下显示所需的所述组装模块；

所述核心模块检测在选定的所述一种控制模式下的所述组装模块的设备状态；

在所需的所述组装模块安装到所述核心模块后，通过遥测控制模块向所述核心模块发送控制信号，并由所述核心模块控制所述组装模块执行所述控制信号。

2.如权利要求1所述的多模态控制方法，其特征在于，通过所述遥测控制模块显示所述组装模块与所述核心模块的安装信息。

3.如权利要求1所述的多模态控制方法，其特征在于，所述识别信息包括：组装模块的设备ID信息和/或由所述组装模块反馈的电信号。

4.如权利要求1所述的多模态控制方法，其特征在于，还包括通过所述组装模块收集所述无人设备的控制参数。

5.一种用于无人设备的多模态控制装置，其特征在于，包括核心模块，与所述核心模块电连接的组装模块以及与所述核心模块无线连接的遥测控制模块；

所述核心模块用于接收和处理由所述组装模块反馈和由所述遥测控制模块发射的电信号，所述核心模块具有与所述组装模块配合的扩展接口，所述核心模块预设有多个模态控制模式；

所述组装模块具有被所述核心模块识别的并与所述多个模态控制模式相对应的识别信息，所述组装模块用于执行所述核心模块产生的指令并进行反馈；

其中，在第一个所述组装模块与所述核心模块配合连接后，所述核心模块根据所述识别信息选择所述多个模态控制模式中的一种控制模式，并根据选定的所述一种控制模式，将所述一种控制模式所需的所述组装模块的信息显示在所述遥测控制模块上；

所述遥测控制模块根据选定的所述一种控制模式向所述核心模块发送控制信号，并接收所述核心模块反馈的指令；

所述一种控制模式所需的所述组装模块被安装到所述核心模块上后，所述核心模块执行由所述遥测控制模块产生的所述控制信号。

6.如权利要求5所述的多模态控制装置，其特征在于，所述组装模块具有与所述扩展接口配合的组装接口，所述组装接口与所述扩展接口配合，适于将所述组装模块与所述核心模块可拆卸的连接。

7.如权利要求6所述的多模态控制装置，其特征在于，所述多个模态控制模式包括多旋翼控制模式；其中，所述多旋翼控制模式所需的所述组装模块包括：

至少3个旋翼模块，所述旋翼模块上设有螺旋桨动力装置以及适于将所述旋翼模块与所述组装接口连接的连杆。

8.如权利要求6所述的多模态控制装置，其特征在于，所述多个模态控制模式包括无人车控制模式；其中，所述无人车控制模式所需的所述组装模块包括：

至少两个车轮模块，所述车轮模块具有车轮以及所述组装接口。

9.如权利要求6所述的多模态控制装置，其特征在于，所述多个模态控制模式包括无人船控制模式；其中，所述无人船控制模式所需的所述组装模块包括：

船体模块，适于漂浮在水面上，所述船体模块上侧设有所述组装接口；

驱动模块，安装在所述船体模块下侧并浸入水中，用于驱动所述船体模块移动和转向。

10.如权利要求6所述的多模态控制装置，其特征在于，所述多个模态控制模式包括无人潜艇模式；其中，所述无人潜艇模式所需的所述组装模块包括：

潜艇主体模块，适于漂浮在水面或悬浮在水体中，其内部设有所述组装接口；

水下动力模块，安装在所述潜艇主体模块的后侧，用于驱动所述潜艇主体模块移动和转向。

11.如权利要求6所述的多模态控制装置，其特征在于，所述多个模态控制模式包括固定翼控制模式；其中，所述固定翼控制模式所需的所述组装模块包括：

至少两个固定翼模块，所述固定翼模块包括为所述组装模块提供升力的机翼以及安装在所述机翼长度方向侧边的所述组装接口；

尾翼模块，所述尾翼模块包括用于调整姿态的翼片以及适于与所述组装接口连接的连杆。

12.如权利要求11所述的多模态控制装置，其特征在于，所述固定翼控制模式所需的所述组装模块还包括固定安装在所述机翼的宽度方向侧边位置的固定旋翼动力模块。

13.如权利要求11所述的多模态控制装置，其特征在于，所述固定翼控制模式所需的所述组装模块还包括倾转旋翼动力模块，其固定安装在所述机翼上且相对所述机翼倾转，并且所述倾转旋翼动力模块的旋转平面与所述机翼的平面的夹角在0°至90°之间。

14.如权利要求6所述的多模态控制装置，其特征在于，所述核心模块在与所述组装模块连接时检测所述组装模块的设备状态。

15.如权利要求14所述的多模态控制装置，其特征在于，所述核心模块在选定所述一种控制模式之前，检测第一个所述组装模块的设备状态。

16.如权利要求14所述的多模态控制装置，其特征在于，所述核心模块在选定所述一种控制模式之后，逐个检测后续安装的其他所需的组装模块的设备状态，直到所有组装模块正确安装且工作正常。

17.如权利要求5所述的多模态控制装置，其特征在于，所述组装模块还包括：

定位模块，在安装到所述核心模块上时，适于对所述核心模块进行定位；

电源模块，在安装到所述核心模块上时，适于为所述核心模块提供动力。

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