[发明专利]控制无人机悬停的装置

说明书

本申请公开了一种控制无人机悬停的装置。所述装置的一具体实施方式包括：气压计、陀螺仪、光流传感器、处理器，其中，气压计用于测量气压，输出气压值；陀螺仪用于测量所述无人机的角速度；光流传感器以一定的时间间隔，不断输出光流值；处理器，用于将一段时间内，光流传感器输出的光流值累加求和得到光流位移值，同时，对所述一段时间内的角速度进行积分，得到横滚角变化量和俯仰角变化量，根据气压值计算所述无人机的飞行高度，根据所述横滚角变化量、俯仰角变化量、飞行高度对所述光流位移值进行修正，得到位移偏移量，用于控制无人机修正偏移，实现悬停。该实施方式成本低，而且在控制悬停的过程中消除了姿态角的影响，悬停稳，精度高。

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，具体的涉及控制无人机悬停的装置。

背景技术

随着无人机技术的不断成熟，消费级无人机近年来进入了普通大众的视野。外观小巧、操作简便、自带悬停功能的小型无人机受到市场欢迎。

目前主要是基于光流控制无人机实现室内外的悬停，但无人机的姿态角会引入误差，为提高悬停的准确性，在控制无人机悬停时，需要根据姿态角修正光流。申请号为201710632847.5的一种基于IMU姿态补偿的多旋翼无人机光流悬停方法的专利，首先对光流摄像头拍摄的所有图像帧提取FAST角点；然后利用金字塔LK光流法匹配前后帧提取到的FAST角点，并建立特征点对，接着通过特征点对求取前后图像帧的光流结果；再通过获取的IMU数据对光流结果进行补偿；接着使用RANSAC随机采样一致性的方式计算飞机水平方向的主体偏移量；最终将计算结果发送给飞控装置保持飞机悬停状态。该算法基于机器视觉，使用光流摄像机、超声波传感器等设备，成本高，同时，该算法复杂，运算量大，对硬件要求较高。

发明内容

本申请的目的在于提出一种改进的控制无人机悬停的装置，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

本申请提供了一种控制无人机悬停的装置，所述装置包括：气压计，用于测量气压，输出气压值；陀螺仪，用于测量所述无人机的角速度；光流传感器，以一定的时间间隔，不断的输出光流值；处理器，用于将一段时间内，所述光流传感器输出的光流值累加求和得到光流位移值，同时，对所述一段时间内的角速度进行积分，得到横滚角变化量和俯仰角变化量，根据气压值计算所述无人机的飞行高度，根据所述横滚角变化量、俯仰角变化量、飞行高度对所述光流位移值进行修正，得到位移偏移量，用于控制无人机修正偏移，实现悬停。

在一些实施例中，所述光流传感器是鼠标传感器。

在一些实施例中，所述处理器根据所述横滚角变化量、俯仰角变化量、飞行高度对所述光流位移值进行修正，得到位移偏移量，包括：按照公式(1)，对X方向的光流位移值进行修正，得到X方向的位移偏移量：

其中，dx表示所述一段时间内的X方向的位移偏移量，Flow_x表示所述一段时间内的X方向的光流位移值，Angle_pitch表示所述一段时间内所述无人机绕Y轴旋转而产生的俯仰角变化量，f_pitch表示因俯仰角变化而引入光流变化的系数，High表示飞行高度。

在一些实施例中，所述处理器根据所述横滚角变化量、俯仰角变化量、飞行高度对所述光流位移值进行修正，得到位移偏移量，包括：按照公式(2)，对Y方向的光流位移值进行修正，得到Y方向的位移偏移量：

其中，dy表示所述一段时间内的Y方向的位移偏移量，Flow_y表示所述一段时间内的Y方向的光流位移值，Angle_roll表示所述一段时间内所述无人机绕X轴旋转而产生的横滚角变化量，f_roll表示因横滚角变化而引入光流变化的系数，High表示飞行高度。