本發(fā)明涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無人機自主卸貨的方法及裝置。

背景技術(shù)：

物流無人機能夠完成鄉(xiāng)鎮(zhèn)配送站點至工作人員間貨物的全流程自主運輸。

無人機沿規(guī)劃的航線自主巡航，到達目標點上空時自主下降。無人機載有貴重的貨物時選擇自主降落，由工作人員手動取出貨物，然后無人機自主返航。

然而，傳統(tǒng)的卸貨方式中無人機需要在降落之后再度起飛。如果降落點地面不平整，無人機再度起飛需要進行大角度的姿態(tài)調(diào)整，不利于無人機平穩(wěn)起飛。同時，無人機降落后，在無人機動力系統(tǒng)不斷電的情況下，工作人員直接進行取貨存在一定的危險性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的一個技術(shù)問題是，如何實現(xiàn)無人機的自主卸貨。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種無人機自主卸貨的方法，包括：無人機開啟自主卸貨模式；無人機判斷是否處于下降過程；無人機判斷是否到達預設(shè)的懸停點；無人機在下降至懸停點時進行卸貨。

在一些實施例中，無人機在下降至懸停點時進行卸貨包括：無人機在進行卸貨的同時，利用卸貨產(chǎn)生的加速度向上空爬升。

在一些實施例中，無人機的飛行控制系統(tǒng)向無人機的伺服舵機發(fā)送卸貨指令，同時向無人機的動力系統(tǒng)發(fā)送增大油門的控制指令；無人機的伺服舵機根據(jù)卸貨指令執(zhí)行卸貨操作；無人機的動力系統(tǒng)根據(jù)增大油門的控制指令控制物流無人機向上空爬升。

在一些實施例中，無人機判斷是否處于下降過程包括：無人機計算在預設(shè)時間段內(nèi)的航跡中的起始航點至終止航點的向量在高度方向的分量；無人機根據(jù)分量所代表的方向判斷是否處于下降過程。

在一些實施例中，懸停點在卸貨點上空預設(shè)高度處設(shè)置。

在一些實施例中，無人機在下降至懸停點時進行卸貨包括：無人機的飛行控制系統(tǒng)在下降至懸停點時向無人機的伺服舵機發(fā)送控制信號；無人機的伺服舵機根據(jù)控制信號移動橫桿進行卸貨。

在一些實施例中，無人機在下降至懸停點時進行卸貨包括：無人機調(diào)度懸停點所對應(yīng)的貨物，并在下降至懸停點時將懸停點所對應(yīng)的貨物進行卸載。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個方面，提供了一種無人機自主卸貨裝置，包括：開關(guān)模塊，用于開啟無人機自主卸貨模式；狀態(tài)判斷模塊，用于判斷無人機是否處于下降過程；位置判斷模塊，用于判斷無人機是否到達預設(shè)的懸停點；卸貨模塊，用于無人機在下降至懸停點時進行卸貨。

在一些實施例中，卸貨模塊用于：控制無人機在進行卸貨的同時，利用卸貨產(chǎn)生的加速度向上空爬升。

在一些實施例中，卸貨模塊包括：指令發(fā)送單元，用于控制無人機的飛行控制系統(tǒng)向無人機的伺服舵機發(fā)送卸貨指令，同時向無人機的動力系統(tǒng)發(fā)送增大油門的控制指令；卸貨控制單元，用于控制無人機的伺服舵機根據(jù)卸貨指令執(zhí)行卸貨操作；爬升控制單元，用于控制無人機的動力系統(tǒng)根據(jù)增大油門的控制指令使物流無人機向上空爬升。

在一些實施例中，狀態(tài)判斷模塊包括：向量計算單元，用于計算無人機在預設(shè)時間段內(nèi)的航跡中的起始航點至終止航點的向量在高度方向的分量；狀態(tài)判斷單元，用于根據(jù)分量所代表的方向判斷無人機是否處于下降過程。

在一些實施例中，無人機自主卸貨裝置還包括懸停點設(shè)置模塊，用于在卸貨點上空預設(shè)高度處設(shè)置懸停點。

在一些實施例中，卸貨模塊包括：信息發(fā)送單元，用于通過無人機的飛行控制系統(tǒng)在下降至懸停點時向無人機的伺服舵機發(fā)送控制信號；第一卸貨單元，用于控制無人機的伺服舵機根據(jù)控制信號移動橫桿進行卸貨。

在一些實施例中，卸貨模塊包括：貨物調(diào)度單元，用于調(diào)度懸停點所對應(yīng)的貨物；第二卸貨單元，用于在無人機下降至懸停點時將懸停點所對應(yīng)的貨物進行卸載。

根據(jù)本發(fā)明實施例的又一個方面，提供了一種無人機自主卸貨裝置，包括：存儲器；以及耦接至存儲器的處理器，處理器被配置為基于存儲在存儲器中的指令，執(zhí)行前述的無人機自主卸貨的方法。

根據(jù)本發(fā)明實施例的再一個方面，提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機指令，指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)前述的無人機自主卸貨的方法。

本發(fā)明提供了一種無人機自主卸貨的方法，能夠判斷無人機處于下降過程并到達預設(shè)的懸停點，并使得無人機在下降至懸停點時進行卸貨，從而實現(xiàn)了無人機自主卸貨。

通過以下參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出本發(fā)明無人機自主卸貨的方法的一個實施例的流程示意圖。

圖2示出無人機進行卸貨的一個實施例的流程示意圖。

圖3示出了飛行控制系統(tǒng)驅(qū)動伺服舵機打開和關(guān)閉時發(fā)出的控制信號。

圖4示出本發(fā)明無人機自主卸貨裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5示出了本發(fā)明無人機自主卸貨裝置的另一個實施例的結(jié)構(gòu)圖。

圖6示出了本發(fā)明無人機自主卸貨裝置的又一個實施例的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

發(fā)明人在考慮到傳統(tǒng)卸貨方式存在的弊端后，發(fā)明了無人機的自主卸貨方法。對于不易碎的貨物，當無人機自主下降至目標點上方較低高度時懸停保持穩(wěn)定，并在滿足一定的條件時拋下貨物自主返航。自主卸貨的整個過程都由無人機自主判斷并完成，減少工作人員的參與，降低無人機落地的風險并保證了工作人員的安全。

下面結(jié)合圖1描述本發(fā)明提供的無人機自主卸貨的方法的一個實施例。

圖1示出本發(fā)明無人機自主卸貨的方法的一個實施例的流程示意圖。如圖1所示，該實施例的無人機自主卸貨的方法包括：

步驟s102，無人機開啟自主卸貨模式。

為了避免無人機在自主降落的情況下進行自主卸貨，無人機可以至少設(shè)定兩種卸貨模式。其中的一種是自主卸貨模式，在自主卸貨模式下，無人機對是否滿足自主卸貨的觸發(fā)邏輯進行判斷；另一種是人工卸貨模式，在人工卸貨模式下，無人機不對是否滿足自主卸貨的觸發(fā)邏輯進行判斷。

步驟s104，在卸貨點上空預設(shè)高度處設(shè)置懸停點。

例如，可以在卸貨點相對高度1.0米處設(shè)置懸停點。根據(jù)貨物不同的屬性(例如易碎程度)，可以選擇不同的相對高度設(shè)置懸停點。懸停點與卸貨點具有相同的經(jīng)緯度。此外，還可以設(shè)置無人機在懸停點的懸停時間(例如3秒)。

步驟s106，無人機判斷是否處于下降過程。

在無人機判斷是否處于下降的過程中，無人機可以計算在預設(shè)時間段內(nèi)的航跡中的起始航點至終止航點的向量在高度方向的分量，并根據(jù)這一分量所代表的方向判斷是否處于下降過程。

例如，無人機在預設(shè)時間段內(nèi)的航跡中的起始航點為p1，p1的經(jīng)度為lon1，緯度為lat1，高度為hgh1。無人機在預設(shè)時間段內(nèi)的航跡中的終止航點為p2，p2的經(jīng)度為lon2，緯度為lat2，高度為hgh2。

由起始航點為原點，建立由起始航點至終止航點的相對矢量關(guān)系并歸一化，即公式(1)：

其中，表示起始航點至終止航點的直線距離。將公式(1)在經(jīng)度、緯度、高度三個方向展開可以得到公式(2)：

如果滿足則可以判斷無人機處于下降過程中。

步驟s108，無人機判斷是否到達預設(shè)的懸停點。

無人機可以周期性的持續(xù)判斷當前所在位置的經(jīng)度、緯度、高度。無人機當前所在位置的經(jīng)度、緯度、高度分別與預設(shè)的懸停點的經(jīng)度、緯度、高度時，判斷無人機到達預設(shè)的懸停點。

一種優(yōu)選的方案是，當無人機判斷當前所在位置的經(jīng)度、緯度、高度滿足預設(shè)值條件時控制無人機減速。例如，無人機判斷當前所在位置的經(jīng)度、緯度與卸貨點的經(jīng)度、緯度相同，并且當前所在位置的高度與地面高度之差為5米時，控制無人機減速下降。無人機減速下降更有利于無人機穩(wěn)定在懸停點。

步驟s110，無人機在下降至懸停點時進行卸貨。

如果無人機的航跡中存在多個懸停點，無人機同時載有多個貨物，那么無人機在下降過程中可以調(diào)度該懸停點所對應(yīng)的貨物，并在下降至懸停點時將懸停點所對應(yīng)的貨物進行卸載。

上述實施例提供了一種無人機的自主卸貨方法。對于不易碎的貨物，當無人機自主下降至目標點上方較低高度時懸停保持穩(wěn)定，并在滿足一定的條件時拋下貨物。自主卸貨的整個過程都由無人機自主判斷并完成，減少工作人員的參與，降低無人機落地的風險并保證了工作人員的安全。

另外，發(fā)明人還對無人機卸貨以及無人機向上空爬升的過程進行了研究。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，無人機在懸停點進行卸貨的過程中，無人機的質(zhì)量會發(fā)生變化。此時如果依然控制無人機在懸停點懸停,無人機的飛行控制系統(tǒng)需要在發(fā)出卸貨指令之后，向無人機的動力系統(tǒng)發(fā)送減小油門的控制指令，以保持無人機位置的相對穩(wěn)定。而具體控制油門減小到何種程度以及減小油門的時長，與所卸貨物的質(zhì)量以及無人機的質(zhì)量有關(guān)。飛行控制系統(tǒng)需要進行復雜的計算，才能使無人機在懸停點附近懸停。并且，即便飛行控制系統(tǒng)具有精確計算的能力，無人機依然會在懸停點附近晃動，在影響無人機安全性的同時，還會造成一定的能源消耗。

有鑒于此，發(fā)明人針對該過程提出了改進的技術(shù)方案。在圖1所示實施例的步驟s110中，無人機可以在進行卸貨的同時，利用卸貨產(chǎn)生的加速度向上空爬升。

例如，無人機的飛行控制系統(tǒng)向無人機的伺服舵機發(fā)送卸貨指令，無人機的伺服舵機根據(jù)卸貨指令執(zhí)行卸貨操作；同時，無人機的飛行控制系統(tǒng)向無人機的動力系統(tǒng)發(fā)送增大油門的控制指令，無人機的動力系統(tǒng)根據(jù)所述增大油門的控制指令控制物流無人機向上空爬升。

假設(shè)從飛行控制系統(tǒng)發(fā)送卸貨指令到伺服舵機完成卸貨所需時間為t1，并假設(shè)從飛行控制系統(tǒng)發(fā)送增大油門的控制指令到動力系統(tǒng)執(zhí)行爬升操作所需時間為t2。在理論上，t1和t2可以忽略不計。優(yōu)選的，可以提前檢測t1和t2的數(shù)值，并根據(jù)t1與t2的差值調(diào)整飛行控制系統(tǒng)發(fā)送卸貨指令以及增大油門的控制指令的時間差，使得伺服舵機在執(zhí)行卸貨操作的同時動力系統(tǒng)執(zhí)行爬升操作，從而進一步增強時間同步效果。

在卸貨的同時，無人機自主爬升，即低空懸停點為該段航跡飛行的起點，爬升至相同經(jīng)緯度，高度為例如100米的目標航點。由于無人機所受重力的變化對無人機來說相當于外部干擾，無人機將貨物下拋的同時，相對靜止懸停狀態(tài)的無人機會產(chǎn)生向上的加速度。發(fā)明人考慮到無人機在卸貨結(jié)束后向上空爬升也需要向上的加速度，因此可借助擾動產(chǎn)生的加速度向上空加速爬升，從而有效緩解了無人機在懸停點晃動帶來的負面影響，并在一定程度上節(jié)約了無人機所消耗的能源。

下面結(jié)合圖2描述無人機進行卸貨的過程。圖2示出無人機進行卸貨的一個實施例的流程示意圖。如圖2所示，步驟s110具體可以包括：

步驟s2101，無人機的飛行控制系統(tǒng)在下降至懸停點時向無人機的伺服舵機發(fā)送控制信號，無人機的伺服舵機根據(jù)控制信號移動橫桿進行卸貨。

例如，飛行控制系統(tǒng)通過相應(yīng)的接口向伺服舵機發(fā)送pwm控制信號。當pwm控制信號的數(shù)值為1934時，伺服舵機控制橫桿移動與數(shù)值1934相對應(yīng)的行程進行卸貨。

步驟s2103，設(shè)置自主卸貨指令已觸發(fā)的標志位。

自主卸貨指令已觸發(fā)的標志位可以對已經(jīng)自主卸貨的狀態(tài)進行標記。當然，在無人機開啟自主卸貨模式之前，可以先對標志位進行判斷，并僅在標志位標識尚未進行自主卸貨時，無人機開啟自主卸貨模式。

步驟s2105，無人機的飛行控制系統(tǒng)向無人機的伺服舵機發(fā)送控制信號，無人機的伺服舵機根據(jù)控制信號移動橫桿結(jié)束卸貨。

例如，當自主卸貨指令標志位置位后，間隔一段時間(例如3秒)等待拋貨過程完全結(jié)束。然后，由飛行控制系統(tǒng)仍通過接口發(fā)出pwm信號驅(qū)動伺服舵機關(guān)閉。當pwm控制信號的數(shù)值為1304時，伺服舵機控制橫桿移動與數(shù)值1304相對應(yīng)的行程結(jié)束卸貨。圖3示出了飛行控制系統(tǒng)驅(qū)動伺服舵機打開和關(guān)閉時發(fā)出的控制信號。

下面結(jié)合圖4描述本發(fā)明一個實施例的無人機自主卸貨裝置。

圖4示出本發(fā)明無人機自主卸貨裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該實施例的無人機自主卸貨裝置40包括：

開關(guān)模塊402，用于開啟無人機自主卸貨模式。

狀態(tài)判斷模塊404，用于判斷無人機是否處于下降過程。

位置判斷模塊406，用于判斷無人機是否到達預設(shè)的懸停點。

卸貨模塊408，用于無人機在下降至懸停點時進行卸貨。

上述實施例提供了一種無人機的自主卸貨的裝置。對于不易碎的貨物，當無人機自主下降至目標點上方較低高度時懸停保持穩(wěn)定，并在滿足一定的條件時拋下貨物。自主卸貨的整個過程都由無人機自主判斷并完成，減少工作人員的參與，降低無人機落地的風險并保證了工作人員的安全。

在一些實施例中，卸貨模塊408用于：控制無人機在進行卸貨的同時，利用卸貨產(chǎn)生的加速度向上空爬升。

在一些實施例中，卸貨模塊408包括：

指令發(fā)送單元4081，用于控制無人機的飛行控制系統(tǒng)向無人機的伺服舵機發(fā)送卸貨指令，同時向無人機的動力系統(tǒng)發(fā)送增大油門的控制指令。

卸貨控制單元4082，用于控制無人機的伺服舵機根據(jù)卸貨指令執(zhí)行卸貨操作。

爬升控制單元4083，用于控制無人機的動力系統(tǒng)根據(jù)增大油門的控制指令使物流無人機向上空爬升。

上述實施例借助無人機質(zhì)量變化的擾動產(chǎn)生的加速度向上空加速爬升，有效緩解了無人機在懸停點晃動帶來的負面影響，并在一定程度上節(jié)約了無人機所消耗的能源。

在一些實施例中，狀態(tài)判斷模塊404包括：

向量計算單元4042，用于計算無人機在預設(shè)時間段內(nèi)的航跡中的起始航點至終止航點的向量在高度方向的分量。

狀態(tài)判斷單元4044，用于根據(jù)分量所代表的方向判斷無人機是否處于下降過程。

在一些實施例中，無人機自主卸貨裝置40還包括懸停點設(shè)置模塊405，用于在卸貨點上空預設(shè)高度處設(shè)置懸停點。

在一些實施例中，卸貨模塊408包括：

信息發(fā)送單元4084，用于通過無人機的飛行控制系統(tǒng)在下降至懸停點時向無人機的伺服舵機發(fā)送控制信號。

第一卸貨單元4085，用于控制無人機的伺服舵機根據(jù)控制信號移動橫桿進行卸貨。

在一些實施例中，卸貨模塊408包括：貨物調(diào)度單元4086，用于調(diào)度懸停點所對應(yīng)的貨物。

第二卸貨單元4087，用于在無人機下降至懸停點時將懸停點所對應(yīng)的貨物進行卸載。

圖5示出了本發(fā)明無人機自主卸貨裝置的另一個實施例的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，該實施例的無人機自主卸貨裝置50包括：存儲器510以及耦接至該存儲器510的處理器520，處理器520被配置為基于存儲在存儲器510中的指令，執(zhí)行前述任意一個實施例中的無人機自主卸貨的方法。

其中，存儲器510例如可以包括系統(tǒng)存儲器、固定非易失性存儲介質(zhì)等。系統(tǒng)存儲器例如存儲有操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、引導裝載程序(bootloader)以及其他程序等。

圖6示出了本發(fā)明無人機自主卸貨裝置的又一個實施例的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，該實施例的裝置60包括：存儲器510以及處理器520，還可以包括輸入輸出接口630、網(wǎng)絡(luò)接口640、存儲接口650等。這些接口630，640，650以及存儲器510和處理器520之間例如可以通過總線650連接。其中，輸入輸出接口630為顯示器、鼠標、鍵盤、觸摸屏等輸入輸出設(shè)備提供連接接口。網(wǎng)絡(luò)接口640為各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供連接接口。存儲接口650為sd卡、u盤等外置存儲設(shè)備提供連接接口。

本發(fā)明還包括一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機指令，該指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)前述任意一個實施例中的無人機自主卸貨的方法。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用非瞬時性存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。