[发明专利]飞行装置、飞行装置的控制方法和记录介质

说明书

本发明提供一种自主飞行的飞行装置，其能够响应飞行装置的移动控制的状况，在保持等速的控制与顺利到达目的位置的控制之间适当地进行切换。一种飞行装置，具有飞行推进部，包括：传感器部，其至少检测所述飞行装置的当前位置和当前速度；以及控制部，其用于执行如下的反馈控制，所述传感器部所检测的所述飞行装置的当前位置与目的位置之间的当前距离越大，则基于所述传感器部所检测的所述飞行装置的当前速度和对应于所述目的位置的目的速度的速度反馈控制越强，所述当前距离越小，则基于所述飞行装置的当前位置和所述目的位置的位置反馈控制越强。

本申请要求2017年12月22日提交的在先日本专利申请特愿2017-246112的优先权。

技术领域

本发明涉及自主飞行的飞行装置及其控制方法和记录介质。

背景技术

通过搭载由电动机驱动的旋翼叶片构成的驱动推进装置而进行自主飞行、并统称为所谓“无人机”或“多旋翼飞行器”的小型无人飞行装置(以下称为“无人机”)已经众所周知(例如专利文献1、2)。

作为这种飞行装置进行自主飞行时的移动控制已知有对位置进行被称为PID控制(Proportional-Integral-Differential Controll比例积分微分控制)的反馈控制。PID控制为一种组合有同对应于控制目标值与当前控制量之间差值的偏差有关的比例动作、积分动作和微分动作的反馈控制方法。例如如图7A所示，位置的PID控制利用在飞行装置中例如由GPS传感器检测的当前位置700和作为飞行装置飞行目的地的目的位置701，分别确定例如在平行于地面的平面内定义的相互垂直的二维XY坐标轴中X轴方向的位置偏差702和Y轴方向的位置偏差703，通过计算出使各偏差减小的各轴方向的操作量，并向飞行装置的飞行推进部指示该操作量。在图7A中，飞行装置的当前位置700所示的四个圆形标记表示飞行装置的推进装置，并表示通过将上述各轴方向的操作量变换为用黑圈表示的两个推进装置的两个推进量而驱动各推进装置。此外，也可以通过PID控制另行实施垂直于地面的高度方向上的控制。

而且，作为上述移动控制已知有对速度进行PID控制。例如如图7B所示，速度的PID控制利用与图7A同样的飞行装置的当前位置700和目的位置701，与图7A同样，在平行于地面的平面中首先计算出飞向目的位置701的目的速度矢量704。然后，计算出该目的速度矢量704与表示在飞行装置中例如通过对加速度传感器的输出进行积分而得到的上述平面内的当前速度的当前速度矢量705之间的偏差。具体而言，当前速度矢量705被分解成例如作为自当前位置700朝向目的位置701的轴(以下称为“水平轴”)向分量值的当前速度矢量705的水平方向分解分量706和作为垂直于上述水平轴的轴(以下称为“垂直轴”)向分量值的当前速度矢量705的垂直分解分量707。然后计算出水平方向偏差708和垂直方向偏差709作为上述各分量与以同样方式将目的速度矢量704在水平和垂直方向上分解的各分量之间的偏差。然后，计算出使该各偏差减小的各轴方向的操作量，并向飞行装置的飞行推进部指示该各操作量。在图7B中，与图7A同样，飞行装置的当前位置700所示的四个圆形标记也表示飞行装置的推进装置，并表示通过将上述各轴方向的操作量变换为用黑圈表示的两个推进装置的两个推进量而驱动各推进装置。

专利文献1：日本专利第5432277号

专利文献2：日本特开2013-129301号公报

发明内容

上述位置的PID控制可以进行极为细微的控制以使飞行装置最终到达目的位置。但当当前位置与目的位置之间的偏差较大时，位置的PID控制会过度地进行加速的控制。而且，由于操作量是由当前位置与目的位置的差异所决定，因而在移动过程中无法保持等速。

另一方面，上述速度的PID控制可以使控制途中的飞行装置的速度大致保持固定，以便接近与目的位置对应的目的速度。但当飞行装置接近最终的目的位置时，速度的PID控制会在目的位置附近以等速来回往复，而使顺利到达目的位置并停止的控制变得困难。