無人飛行器的控制裝置及無人飛行器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種無人飛行器的控制裝置及無人飛行器。該控制裝置包括：距離傳感器，用于獲取無人飛行器與障礙物之間的距離信息；主控模塊，用于從距離傳感器獲取距離信息，并根據距離信息實現無人飛行器相對障礙物的懸停。通過上述方式，本發明能夠在GPS信號無法獲取的情況下實現無人飛行器相對障礙物的懸停。
【專利說明】無人飛行器的控制裝置及無人飛行器
【技術領域】
[0001]本發明涉及飛行器控制領域，特別是涉及一種無人飛行器的控制裝置及無人飛行器。
【背景技術】
[0002]無人飛行器是一種以無線電遙控或自身程序控制為主的不載人飛行器。當無人飛行器需要實現懸停時，一般情況下，采用GPS (Global Positioning System,全球定位系統)信號攜帶的位置信息作為參考信息，通過慣性導航裝置控制無人飛行器來實現懸停。眾所周知，GPS信號在空曠的地方比較容易接收到，而在相對封閉的地方例如室內則無法接收至IJ。當無人飛行器無法通過GPS信號獲取位置信息時，通過慣性導航裝置控制無人飛行器實現懸停將會出現隨著時間的累計，無人飛行器緩慢飄動的問題。
[0003]因此，如何不依賴GPS信號而實現無人飛行器的懸停是業界亟待解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明主要解決的技術問題是提供一種無人飛行器的控制裝置及無人飛行器，能夠不依賴GPS信號而實現無人飛行器的懸停。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是:提供一種無人飛行器的控制裝置，包括:距離傳感器，用于獲取無人飛行器與障礙物之間的距離信息；主控模塊，用于從距離傳感器獲取距離信息，并根據距離信息實現無人飛行器相對障礙物的懸停。
[0006]其中，距離傳感器包括檢測方向沿水平方向設置的第一距離傳感器，用于獲取無人飛行器相對障礙物的水平距離信息，其中，主控模塊根據水平距離信息實現無人飛行器在水平方向上的懸停。
[0007]其中，第一距離傳感器為至少兩組，并設置于無人飛行器的相對兩側或相鄰兩側。
[0008]其中，距離傳感器包括檢測方向沿豎直方向設置的第二距離傳感器，用于獲取無人飛行器相對障礙物的豎直距離信息，其中，主控模塊根據豎直距離信息實現無人飛行器在豎直方向上的懸停。
[0009]其中，第二距離傳感器設置于無人飛行器的頂部和/或底部。
[0010]其中，第一距離傳感器為四組，分別設置于無人飛行器的前后和左右側，第二距離傳感器為兩組，分別設置于無人飛行器的頂部和底部。
[0011]其中，主控模塊設置有第一距離閾值和第二距離閾值，且第一距離閾值大于第二距離閾值，當主控模塊基于距離信息判斷無人飛行器與障礙物之間的距離小于第一距離閾值時，主控模塊根據第一距離閾值、第二距離閾值以及無人飛行器的當前飛行速度控制無人飛行器減速，以使無人飛行器在與障礙物之間的距離等于第二距離閾值時相對障礙物保持懸停。
[0012]其中，主控模塊設置有第一距離閾值、第二距離閾值和第三距離閾值，且第一距離閾值大于第二距離閾值，第二距離閾值大于第三距離閾值，當主控模塊基于距離信息判斷無人飛行器與障礙物之間的距離小于第一距離閾值時，主控模塊根據第一距離閾值、第二距離閾值、第三距離閾值以及無人飛行器的當前飛行速度控制無人飛行器在第一距離閾值與第二距離閾值之間以第一加速度進行減速，并在第二距離閾值與第三距離閾值之間以第二加速度進行減速，且第一加速度大于第二加速度。
[0013]其中，距離傳感器為超聲波傳感器。
[0014]為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是:提供一種無人飛行器，包括了上述無人飛行器的控制裝置。
[0015]本發明的有益效果是:區別于現有技術的情況，本發明的無人飛行器的控制裝置通過距離傳感器獲取無人飛行器與障礙物的距離信息，主控模塊從距離傳感器獲取距離信息后，根據距離信息實現無人飛行器相對障礙物的懸停，從而在GPS信號無法獲取的情況下實現了無人飛行器相對障礙物的懸停。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明實施例的無人飛行器的控制裝置的結構示意圖；
[0017]圖2是本發明實施例的判斷無人飛行器所處區域的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]在說明書及權利要求書當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領域中的技術人員應可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及權利要求書并不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的基準。下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
[0019]圖1是本發明實施例的無人飛行器的控制裝置的結構示意圖。如圖1所示，無人飛行器的控制裝置包括:距離傳感器10和主控模塊20。
[0020]距離傳感器10用于獲取無人飛行器與障礙物之間的距離信息。其中，距離傳感器10為超聲波傳感器，其沿檢測方向發送超聲波，當超聲波碰到障礙物后部分超聲波被反射回來，通過檢測發送超聲波和反射回來的超聲波的時間間隔便可獲知無人飛行器與障礙物之間的距離信息。
[0021]具體來說，距離傳感器10包括第一距離傳感器11和第二距離傳感器12。第一距離傳感器11的檢測方向沿水平方向設置，用以獲取無人飛行器相對障礙物的水平距離信息，以實現無人飛行器在水平方向的懸停。第二距離傳感器12的檢測方向沿豎直方向設置，用以獲取無人飛行器相對障礙物的豎直距離信息，以實現無人飛行器在豎直方向上的懸停。
[0022]進一步，第一距離傳感器11為至少為兩組，分別設置于無人飛行器的相對兩側或相鄰兩側。優選地，第一距離傳感器11為四組，分別設置于無人飛行器的前后和左右側。第二距離傳感器12設置于無人飛行器的頂部和/或底部。優選地，第二距離傳感器12為兩組，分別設置于無人飛行器的頂部和底部。
[0023]以障礙物為封閉的空間為例來說，其中，封閉的空間由沿豎直方向的墻壁、沿水平方向的地面和屋頂構成。設置于無人飛行器的前后和左右側的第一距離傳感器11用于獲取無人飛行器與墻壁的距離信息，以避免無人飛行器碰撞墻壁。其中，主控模塊20只需根據前后和左右側四組第一距離傳感器11中任意相互垂直的兩組獲取得到的距離信息，便可實現水平方向上的懸停。設置于無人飛行器的頂部的第二距離傳感器12用于獲取無人飛行器與屋頂的距離信息，以避免無人飛行器碰撞屋頂。設置與無人飛行器的底面的第二距離傳感器12用于獲取無人飛行器與地面的距離信息，以避免無人飛行器碰撞地面。上述僅為舉例說明，并非為本發明的限制，本領域技術人員了解，距離傳感器的多少和位置可以依具體情況設置。
[0024]主控模塊20與距離傳感器10連接，具體來說，主控模塊20分別與第一距離傳感器11和第二距離傳感器12連接，用于從距離傳感器10獲取距離信息，并根據距離信息實現無人飛行器相對障礙物的懸停。一般來說，主控模塊20可以設置有距離閾值，并通過將距離閾值與距離傳感器10獲取的距離信息進行比較，并在無人飛行器接近障礙物后控制無人飛行器進行減速，進而實現無人飛行器相對障礙物的懸停，避免無人飛行器碰撞障礙物。
[0025]請一并參考圖2，主控模塊20設置有第一距離閾值Wl和第二距離閾值W2，且第一距離閾值Wl大于第二距離閾值W2。主控模塊20比較距離傳感器10獲取到的距離信息與第一距離閾值W1、第二距離閾值W2的大小，也即主控模塊20比較無人飛行器與障礙物之間的距離W與第一距離閾值W1、第二距離閾值W2的大小。其中，當比較得到無人飛行器與障礙物之間的距離W大于等于第一距離閾值Wl時，無人飛行器處于自由飛行區域，可以自由地飛行。當比較得到無人飛行器與障礙物之間的距離W小于第一距離閾值Wl時，主控模塊20控制無人飛行器減速，以使無人飛行器與障礙物之間的距離W等于第二距離閾值W2時，實現無人飛行器相對障礙物的懸停。具體來說，當人飛行器與障礙物之間的距離W小于第一距離閾值Wl大于等于第二閾值W2時，無人飛行器處于懸停區域。當無人飛行器處于懸停區域且無人飛行器不被用戶操控時，若無人飛行器與障礙物之間的距離W接近第一距離閾值W1，則無人飛行器以較小的沿朝向障礙物的方向的加速度飛行，若無人飛行器與障礙物之間的距離W接近第二距離閾值W2時，則無人飛行器以較小的沿遠離障礙物的方向的加速度飛行。當比較得到無人飛行器與障礙物之間的距離W小于第二距離閾值W2時，無人飛行器處于緊急減速區域，此時，無人飛行器以很大的沿遠離障礙物的方向的加速度飛行，以避免碰撞障礙物。
[0026]本領域技術人員可以理解，第一距離閾值和第二距離閾值的設置可依具體情況而定，例如，當無人飛行器以較快速度飛行時，設置第一距離閾值和第二距離閾值為較大值，以避免無人飛行器無法實現緊急減速而碰撞障礙物。
[0027]在本發明的一個優選實施例中，主控模塊20設置有第一距離閾值、第二距離閾值和第三距離閾值，且第一距離閾值大于第二距離閾值，第二距離閾值大于第三距離閾值。主控模塊20比較距離傳感器10獲取到的距離信息與第一距離閾值的大小，當比較得到距離信息小于第一距離閾值時，也即無人飛行器與障礙物之間的距離小于第一距離閾值時，主控模塊20控制無人飛行器在第一距離閾值與第二距離閾值之間以第一加速度進行減速，并在第二距離閾值與第三距離閾值之間以第二加速度進行減速，以使無人飛行器與障礙物之間的距離等于第三距離閾值時飛行速度減少至零，實現無人飛行器相對障礙物的懸停，避免碰撞障礙物。其中，設置第一加速度大于第二加速度，以使無人飛行器在距離障礙物較遠時以較大幅度進行減速，在距離障礙物較近時以較小幅度進行減速，從而提高無人飛行器減速操作的安全性和穩定性。[0028]在上述實施例中，主控模塊20優選在判斷無人飛行器與障礙物之間的距離小于預定距離閾值(例如，第一距離閾值)時屏蔽用戶針對無人飛行器發出的向障礙物進一步移動的控制指令，即主控模塊20對用戶輸入的向障礙物進一步移動的控制指令不進行響應，而優選執行減速動作，進而避免碰撞障礙物。
[0029]本發明進一步提供一種無人飛行器，包括了上述無人飛行器的控制裝置。
[0030]本發明的有益效果是:與現有技術相比，本發明無人飛行器的控制裝置通過距離傳感器獲取無人飛行器與障礙物的距離信息，主控模塊從距離傳感器獲取距離信息后，根據距離信息實現無人飛行器相對障礙物的懸停，從而在GPS信號無法獲取的情況下實現了無人飛行器相對障礙物的懸停。
[0031]以上所述僅為本發明的實施方式，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種無人飛行器的控制裝置，其特征在于，所述裝置包括: 距離傳感器，用于獲取所述無人飛行器與障礙物之間的距離信息； 主控模塊，用于從所述距離傳感器獲取所述距離信息，并根據所述距離信息實現所述無人飛行器相對所述障礙物的懸停。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述距離傳感器包括檢測方向沿水平方向設置的第一距離傳感器，用于獲取所述無人飛行器相對所述障礙物的水平距離信息，其中，所述主控模塊根據所述水平距離信息實現所述無人飛行器在水平方向上的懸停。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一距離傳感器為至少兩組，并設置于所述無人飛行器的相對兩側或相鄰兩側。
4.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述距離傳感器包括檢測方向沿豎直方向設置的第二距離傳感器，用于獲取所述無人飛行器相對所述障礙物的豎直距離信息，其中，所述主控模塊根據所述豎直距離信息實現所述無人飛行器在豎直方向上的懸停。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第二距離傳感器設置于所述無人飛行器的頂部和/或底部。
6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一距離傳感器為四組，分別設置于所述無人飛行器的前后和左右側，所述第二距離傳感器為兩組，分別設置于所述無人飛行器的頂部和底部。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主控模塊設置有第一距離閾值和第二距離閾值，且所述第一距離閾值大于所述第二距離閾值，當所述主控模塊基于所述距離信息判斷所述無人飛行器與所述障礙物之間的距離小于所述第一距離閾值時，所述主控模塊根據所述第一距離閾值、所述第二距離閾值以及所述無人飛行器的當前飛行速度控制所述無人飛行器減速，以使所述無人飛行器在與所述障礙物之間的距離等于所述第二距離閾值時相對所述障礙物保持懸停。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主控模塊設置有第一距離閾值、第二距離閾值和第三距離閾值，且所述第一距離閾值大于所述第二距離閾值，所述第二距離閾值大于所述第三距離閾值，當所述主控模塊基于所述距離信息判斷所述無人飛行器與所述障礙物之間的距離小于所述第一距離閾值時，所述主控模塊根據所述第一距離閾值、所述第二距離閾值、所述第三距離閾值以及所述無人飛行器的當前飛行速度控制所述無人飛行器在所述第一距離閾值與所述第二距離閾值之間以第一加速度進行減速，并在所述第二距離閾值與所述第三距離閾值之間以第二加速度進行減速，且所述第一加速度大于所述第二加速度。
9.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述距離傳感器為超聲波傳感器。
10.一種無人飛行器，其特征在于，所述無人飛行器包括權利要求1-9任意一項所述的無人飛行器的控制裝置。
【文檔編號】G05D1/10GK103543751SQ201310416760
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】潘緒洋, 汪滔 申請人:深圳市大疆創新科技有限公司