[發明專利]一種飛行器的自動控制方法

在審

• 申請號: 201710223403.6
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106843257A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 朱才智;林斯越
• 申請（專利權）人: 深圳蟻石科技有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙)11473
• 代理人: 閆冬

技術領域

本發明涉及飛行器領域，尤其涉及一種飛行器的自動控制方法。

背景技術

飛行器是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的飛行裝置。現有的多旋翼飛行器若要實現圖像處理以及對飛行器的反饋及控制，需要飛行器擁有強大的計算功能，對飛行器的硬件要求高，這無疑會增加飛行器處理器的成本。

目前市場上的飛行器，多數是通過在飛行器上增加具有強大計算功能的MCU(光流運算芯片)，該MCU對飛行器的飛行姿態數據和圖像數據進行光流運算，獲得飛行器的運動狀態，并控制飛行器在三維空間保持靜止。圖像數據的光流運算需要飛行器有強大的計算功能，這就導致MCU必須達到相對較高的要求，使MCU的價格遠高于普通功能的芯片，飛行器的整體價格因此相對較高。如果飛行器上不搭載光流運算的MCU，飛行器的成本會大大下降，但是這也會導致飛行器無法實現光流定點控制的功能。

因此，急需提供一種能夠大大降低飛行器成本，同時能夠滿足飛行器定點控制功能的解決方案。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

為解決上述問題，本發明采用的技術方案在于，提供一種飛行器的自動控制方法，其基于一飛行器系統實現，所述飛行器系統包括：一飛行器，一手機端；

所述飛行器的自動控制方法包括如下步驟：

步驟一：通過所述飛行器上設置的一三軸陀螺儀和一三軸加速度計獲取所述飛行器在X、Y、Z三個方向的飛行姿態基礎數據；

步驟二：通過所述飛行器上的一攝像頭獲取圖像數據；

步驟三：所述飛行器的一機載控制單元接收所述步驟一測得的飛行姿態基礎數據，并通過所述機載控制單元運用互補濾波算法得到所述飛行器當前的飛行姿態數據；

步驟四：所述機載控制單元控制一WIFI發射/接收模塊將所述步驟二獲得的圖像數據發送到所述手機端；

步驟五：所述機載控制單元將所述步驟三計算得到的飛行姿態數據反饋至姿態PID控制環路，所述姿態PID控制環路接收所述飛行姿態數據并控制所述飛行器保持平衡；

步驟六：所述手機端獲得所述步驟四發送過來的圖像數據，并在所述手機端進行圖像處理，計算得到所述飛行器的運動狀態數據；

步驟七：所述步驟六獲得的所述飛行器的運動狀態數據，自所述手機端經由所述WIFI發射/接收模塊傳回至所述飛行器的所述機載控制單元；

步驟八：所述機載控制單元接收所述手機端回傳的所述運動狀態數據后，再次與所述步驟一中獲得的所述飛行姿態基礎數據進行互補濾波融合，計算得到二次飛行姿態數據；

步驟九：將步驟八中獲得的所述二次飛行姿態數據反饋至一位置PID控制環路，所述位置PID控制環路計算得到二次運動狀態數據，并以控制命令形式反饋至所述姿態PID控制環路；

步驟十：所述PID控制環路接收控制命令并控制所述飛行器在三維空間中保持相對靜止。

較佳的，所述三軸陀螺儀與所述三軸加速度計測得的所述飛行器在X、Y、Z三個方向的飛行姿態基礎數據，將傳送至所述機載控制單元，并通過所述機載控制單元運用互補濾波算法得到飛行器當前的飛行姿態數據。

較佳的，所述位置PID控制環路接受所述機載控制單元的控制，并將控制命令作用于所述姿態PID控制環路。

較佳的，所述攝像頭獲得的圖像數據經由所述WIFI發射/接收模塊直接傳輸至所述手機端，并由手機端進行圖像數據的處理，計算得到所述飛行器的運動狀態數據；所述機載控制單元經由所述WIFI發射/接收模塊接收所述手機端回傳的運動狀態數據。

較佳的，所述圖像處理方法包括光流法，所述光流法將所述手機端獲得的每一幀圖像數據，與上一幀圖像數據進行對比，進而通過光流算法計算得到所述飛行器的運動狀態數據。

較佳的，所述圖像處理方法包括人臉識別法，所述人臉識別法將識別對象鎖定為人臉，將所述手機端獲得的每一幀人臉圖像數據，與上一幀人臉圖像數據進行對比，從而通過所述手機端中內置的人臉識別系統，計算得到所述飛行器的運動狀態數據，并反饋給所述機載控制單元，進而控制所述飛行器調整飛行狀態，以保持時刻對鎖定的人臉進行追蹤。

較佳的，所述姿態PID控制環路接收所述機載控制單元的控制命令，并控制至少一個電機的轉速使所述飛行器調整為所需要的飛行姿態。