[发明专利]无人飞行器飞行控制装置、系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无人飞行器领域，特别是涉及一种无人飞行器飞行控制装置、控制系统及其飞行控制方法。

背景技术

小微型无人飞行器尤其是多旋翼无人飞行器由于其成本可控，性能成熟，开始成为航拍无人机的主要实现方式。在航拍无人机的使用中，尤其受到用户关注和喜爱的使用方式就是让无人机进行大范围的鸟瞰式拍摄，这样能够从高空给予观赏者一种明显的感官刺激；除此之外另一种航拍方式就是通过精准的控制无人机，让无人机围绕某个特定拍摄对象进行有针对性的飞行动作，同时保持对对象的拍摄，比如环绕、比如平行跟随等等。

由此可见，不同于普通人的想象，使用无人机进行摄像或者照相的时候，反而并不是要发挥无人机能够快速移动的特点，而是希望无人机能够平稳的飞行和移动。无论是云台的摆动还是无人机自身旋转、上升等动作，都希望无人机能够保持一个稳定的速率进行移动。尤其是在使用无人机围绕某个对象进行拍摄时，此时控制者需要同时操作遥控器上的多个维度的摇杆来共同工作完成弧线状的飞行线路，并且在完成该飞行线路的同时，还要保持恒定的速度和稳定性。因此，有经验的无人机操控者，有时候将无人机的操控称之为捻机，因为此时为了保证手柄上摇杆对于输入指令的精细控制，操纵者有时候是用左右手的大拇指和食指分别捻住手柄上的左右摇杆进行非常细致的控制。

同样的，对于一些采用无人机进行长距离飞行的情况下，同时进行拍摄的内容，往往为了后期展示内容的精简，对于长距离飞行拍摄的长视频往往要进行加快播放，如果在长距离飞行中的飞行速度和飞行方向控制不够稳定，也会导致加快后的长视频看起来拍摄质量不稳定，飞行线路歪歪斜斜或者拍摄速度时快时慢。

专利文献CN105676872 A公开的一种无人飞行器的控制方法包括：接收控制台基于无人飞行器的心跳信号返回的N条响应信号，其中，N为大于等于1的正整数；判定N条响应信号中是否存在连续的M条响应信号的信道质量参数满足预设条件；若是，则从自动返航模式切换至悬停飞行模式，并接收控制台的手动返航控制指令；若否，则继续监测控制台的响应信号。该专利中，若N条响应信号中的M条响应信号的信道质量参数满足预设条件时，则从自动返航模式切换至停飞行模式，并接收控制台的手动返航指令，但该专利无法自动地切换到稳定模式飞行，而且需要设定自动返航模式，不能在某个飞行状态中即时切换到延续当前飞行状态，灵活性和便捷性差，不适合航拍中使用。

专利文献CN105955291 A公开了一种无人机飞行航线轨迹记录与自动飞行控制方式包括通过遥控、智能移动设备终端按自己需求控制无人机以一定飞行轨迹飞行，并触发飞机记录飞行轨迹，对轨迹数据进行存储，具体选择某条学习的轨迹进行自动飞行，其中飞行模式至少包括GPS学习模式、GPS自动模式、手动模式。该专利文献可以按照需要根据不同应用场景，触发自动按照存储在飞控装置中的轨迹数据进行飞行，但该专利无法自动地切换到稳定模式飞行，不能在某个飞行状态中即时切换到延续当前飞行状态，灵活性和便捷性差。

专利文献CN102981509A公开的一种用于固定翼和四旋翼无人机的自动驾驶仪包括微处理器系统(1)，连接微处理器系统(1)输入端的传感系统(2)，连接微处理器系统(1)双向数据端的无线通讯接口(3)以及连接微处理器系统(1)输出端的控制信号输出接口(4)；所述的微处理器系统(1)包括ARM处理器(11)、与ARM处理器(11)双向数据端连接的ROM(12)和RAM(13)、与ARM处理器(11)输入端连接的AD转换器(14)以及与ARM处理器(11)输出端连接的JTAG接口(15)；所述的传感系统(2)与微处理器系统(1)中AD转换器(14)连接，包括姿态检测仪(21)、高度检测仪(22)、航向检测仪(23)、位置检测仪(24)、障碍物检测仪(25)以及速度检测仪(26)。该专利文献提高了自动驾驶的精度，但该专利无法自动地切换到稳定模式飞行，不能在某个飞行状态中即时切换到延续当前飞行状态，灵活性和便捷性差，不适合航拍中使用。

虽然，现有技术中提供一些按照事先指定的轨迹或者速度进行持续飞行的控制方案，但是这样通过事先制定好的轨迹进行飞行拍摄的解决方案，不仅设置起来麻烦，而且缺乏灵活性，对于一些需要灵感来拍摄的稍纵即逝的场景而言，这种方式很不便利。