[发明专利]一种灾情探测四旋翼无人机的控制方法

说明书

本发明提出了一种灾情探测四旋翼无人机的控制方法，旨在通过对四旋翼无人机的有效和准确控制，以较低的数据传输成本实现可靠的灾情探测。实现步骤为：控制四旋翼无人机规避障碍物，飞往目标区域；四旋翼无人机在目标区域采集有效数据；四旋翼无人机在数据采集的同时自适应调整飞行高度；四旋翼无人机在数据采集的同时判断监测任务完成进度和设备异常情况；当四旋翼无人机监测到任务完成，设备异常或返航指令，四旋翼无人机执行返航程序，并降落到指定的区域。本发明能够很好地利用传感器数据实现四旋翼无人机自适应的调整飞行高度，避开突发危险，并且能够利用通信交互技术保证控制的准确性和有效性。

技术领域

本发明属于无人飞行器控制技术领域，涉及一种灾情探测四旋翼无人机的控制方法，可用于森林防火，电力巡检，环境监测，灾情巡查，防恐救生。

背景技术

面对各类灾害如果不能及时发现、处理，会造成很严重的后果。对于人力不能及时到达的灾情现场，如严重的地震区域，交通瘫痪，人力不能及时到达灾情现场了解具体的灾情情况，制定合理的救援方案；如有毒气体泄漏的灾难，人力不能长时间到现场排查故障。对于人力不能很方便全面地进行灾情探测的地方，如森林火灾的探测发现过程，人力巡航探测的周期长，并且探测范围有限，不能很好的预防，发现森林火灾；如人力对电力线故障的排查很困难，周期很长，影响用户需求。

近年来，无人机技术发展迅猛，尤其是四旋翼无人机因其结构简单，行动灵活，价格合理，起降灵活和易操作等特点发展、普及最快，四旋翼无人机的价格不断下降。四旋翼无人机很好地被用于各种监测场合，如森林火灾的实时监测，有害气体泄露监测，电力线故障排查等。四旋翼无人机携带通信模块，视频采集模块和各类传感器模块，能够完成对人力不可达或比较难到达的灾情现场数据的采集和传输，为救援策略的制定提供了合理的参考，为救援工作争取了大量宝贵的时间。

然而从现有公开的资料来看，四旋翼无人机探测系统控制技术存在一些不足之处。例如授权公告号为CN104391507B，名称为“无人机的控制方法及系统、无人机”的中国专利，公开了一种无人机控制方法，该方法包括以下步骤：通过激光测距模块得到无人机的飞行高度信息；分别获取至少三个激光测距模块的安装点相对坐标原点的位置信息；根据至少三个激光测距模块的安装点相对机身坐标原点的位置信息以及对应的激光测距模块获取的飞行高度信息计算机体相对降落平面的俯仰角和滚转角，得到机体相对降落平面的姿态角；根据无人机的高度信息和相对降落平面的姿态角度控制无人机的降落。但是该方法的不足之处是：1.无人机在调整姿态，降落的时候没有考虑规避障碍物，有可能造成四旋翼无人机的损坏；2.无人机缺少人机交互模块，飞行控制人员不能很好的按照飞行控制人员的意愿对无人机进行飞行控制。

例如授权公告号为CN102955478B，名称为“无人机飞行控制方法及系统”的中国专利，公开了一种无人机飞行控制方法，该方法包括以下步骤：设定飞行路线，并在所述飞行路线上设定若干目标点；控制无人机依次通过所述目标点。通过在飞行路线上设置若干目标点，相当于对飞行路线进行微分处理，从而将整个飞行路线拆分成若干个连续的小段航程，最终控制无人机依次通过所有的小段航程而完成整个导航任务。但是该方法的不足之处是控制四旋翼无人机飞往目标区域完成任务的时候，不能很好地控制四旋翼无人机采集有效的数据，造成数据传输成本的增加，甚至一次飞行任务不能完成目标区域数据的有效采集，导致无人机工作效率降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种灾情探测四旋翼无人机的控制方法，旨在通过对四旋翼无人机的有效和准确控制，以较低的数据传输成本实现可靠的灾情探测。

本发明技术思路是：控制四旋翼无人机规避障碍物，飞往目标区域；四旋翼无人机在目标区域采集有效数据，并且在目标区域采集数据的时候自适应的调整飞行高度，避免目标区域的突发危险对四旋翼无人机的损害，并且进行数据的有效采集，四旋翼无人机在数据采集的同时判断监测任务完成进度和设备异常情况；当四旋翼无人机判断出探测任务完成，出现异常情况，或接收到返航指令，四旋翼无人机执行返航程序，降落到指定地点。