《電動無人機及其智慧型電量保護方法》是深圳市大疆創新科技有限公司於2014年7月16日申請的專利，該專利的公布號為CN104166355A，申請公布日為2014年11月26日，發明人是石仁利、宋健宇、陳熙。
《電動無人機及其智慧型電量保護方法》該方法包括如下步驟：實時獲取電池的當前剩餘電量；實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，並根據所述電動無人機的當前位置的坐標信息，計算所述電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量；判斷所述當前剩餘電量是否大於所述安全電量；若所述當前剩餘電量不大於所述安全電量，則立即執行相應的所述安全保護命令。上述電動無人機的智慧型電量保護方法能夠實時、有效、智慧型地保護電動無人機保護電動無人機，避免電動無人機出現因電量不足引起的事故，並且可以提高電池的利用率。該發明還提供一種能夠套用該方法的電動無人機。
2020年11月，《電動無人機及其智慧型電量保護方法》獲得第六屆廣東專利獎銀獎。
（概述圖為《電動無人機及其智慧型電量保護方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：電動無人機及其智慧型電量保護方法
- 申請人：深圳市大疆創新科技有限公司
- 申請日：2014年7月16日
- 申請號：2014103394452
- 公布號：CN104166355A
- 公布日：2014年11月26日
- 發明人：石仁利、宋健宇、陳熙
- 地址：廣東省深圳市南山區高新區南區粵興一道9號香港科大深圳產學研大樓6樓
- 分類號：G05B19/042(2006.01)I
- 代理機構：廣州三環專利代理有限公司
- 代理人：王基才、王冬華
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
傳統的電動無人機中，提示給用戶的電池的電量表示方式只有兩種，其中一種是電池的當前電壓值，另外一種是當前電池電量的百分比。
然而，若靠電池的電壓值來判斷電池的剩餘電量，則需要有豐富的經驗才能比較熟練的獲知電池的狀態。若靠當前電池電量的百分比來判斷的電池的剩餘電量，則比較直觀的知道當前電池的剩餘電量。對於該兩種表示方式，當電池處於低電狀態，或者快沒電的時候，會有相應的報警裝置報警，例如，閃紅光的LED燈，或者蜂鳴器發出響聲。
由於低電報警都是基於一個固定的基準電壓值去判斷電池是否達到預設的低電壓值，對於類似航拍的無人機的初學者，當電動無人機飛到很遠的地方，基本很難獲取電池的電量報警，同時也很難計算出電動無人機在當前位置飛回起飛點需要的電量，從而導致很多電動無人機在返航途中墜毀，或者，讓電動無人機提前返回，導致電池的利用率較低。
發明內容
專利目的
鑒於此，該發明有必要提供一種電動無人機的智慧型電量保護方法，其能夠實時、有效、智慧型地保護電動無人機保護電動無人機，避免電動無人機出現因電量不足引起的事故，並且可以提高電池的利用率。
技術方案
《電動無人機及其智慧型電量保護方法》包括如下步驟：實時獲取電池的當前剩餘電量；實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，並根據所述電動無人機的當前位置的坐標信息，計算所述電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量；判斷所述當前剩餘電量是否大於所述安全電量；若所述當前剩餘電量不大於所述安全電量，則立即執行相應的所述安全保護命令。
上述電動無人機的智慧型電量保護方法至少具有以下優點：
（1）上述電動無人機的智慧型電量保護方法通過實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，計算出電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量，當電池的當前剩餘電量不大於安全電量時，立即執行相應的所述安全保護命令，從而實時保護電動無人機，避免電動無人機出現因電量不足引起的事故。
（2）上述電動無人機的智慧型電量保護方法可以根據當前位置的安全電量及電池的當前剩餘電量，而自動判斷是否需要執行安全保護命令，不需要用戶根據自身經驗來判斷，從而使得上述智慧型電量保護方法能夠更加有效、智慧型地保護電動無人機。
（3）上述電動無人機的智慧型電量保護方法所採用的安全電量根據當前位置的坐標信息的變化而實時變化，無需電動無人機提前返回或提前降落，從而提高電池的利用率。
在其中一個實施例中，所述安全電量包括以下至少一種：所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量，所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量，所述電動無人機打開安全裝置所需要的電量；所述安全保護命令相應地包括以下至少一種：立即返航到所述預設位置的命令，立即從所述當前位置直接降落的命令，立即打開所述安全裝置的命令。
在其中一個實施例中，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置、以及起飛點的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置到所述起飛點的離地高度；根據所述離地高度，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量。
在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量包括預留電量。在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑為如下一種：原飛行路徑，所述當前位置與所述預設位置在水平方向的直線路徑及在豎直方向的直線路徑，所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑。在其中一個實施例中，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量時，所述電動無人機根據預設標準自動選取返航路徑，並根據所選取的返航路徑計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量。
在其中一個實施例中，所述預設標準包括如下至少一種：消耗電量最少，返航行程最短，變速次數最少。在其中一個實施例中，所述預設標準為消耗電量最少，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：分別計算所述電動無人機從所述當前位置沿不同路徑返航到所述預設位置時需要的消耗電量；計算所述不同路徑對應所需的返航電量，其中所述返航電量包括所述返航路徑對應的消耗電量，並且自動選取所述返航電量最少的路徑作為返航路徑。在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑可自動設定，或者，由用戶設定。
在其中一個實施例中，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置的水平距離及離地高度；根據所述水平距離及所述離地高度，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量。在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量包括計算所述水平距離所需要的電量及計算所述離地高度所需要的電量，所述水平距離所需要的電量包括第一預留電量，所述離地高度所需要的電量包括第二預留電量。
在其中一個實施例中，所述預設位置為所述電動無人機記錄的飛行路徑中的一個位置坐標，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息、以及原飛行路徑的行程信息，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離；根據所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量。
在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量包括預留電量。在其中一個實施例中，所述電動無人機降落過程所需的時間，通過所述無人機的下降高度與所述電動無人機下降時的速率計算得出，所述電動無人機下降時，在多個預設高度變速。在其中一個實施例中，所述多個預設高度包括第一預設高度及第二預設高度，先是勻速下降到所述第一預設高度，再逐漸減速並下降到所述第二預設高度，最後再勻速落地。在其中一個實施例中，所述第一預設高度、以及所述第二預設高度根據所述電動無人機自帶的測距感測器感測得知，或者，由用戶根據下降的總高度事先設定。
在其中一個實施例中，所述電池在當前飛行情況下的所述電量消耗速率通過間隔預設時間△t、並多次測量取平均值獲得，其中第n個預設時間△t的電量消耗速率為（Q1-Qn）/n*△t，Q1是電池的總電量，Qn是間隔第n個預設時間△t後檢測的所述電池的當前剩餘電量。在其中一個實施例中，所述預設位置為所述電動無人機的起飛點或用戶指定的目標點。在其中一個實施例中，所述電池的當前剩餘電量為所述電池的實際剩餘電量減去預設電量之後的電量，所述預設電量作為所述安全電量的計算誤差的補償。在其中一個實施例中，所述電池的當前剩餘電量通過AD採集電路採集電壓的方法或/及電流計測量電流的方法獲得。
該發明還提供另一實施方式的電動無人機的智慧型電量保護方法。一種電動無人機的智慧型電量保護方法，包括如下步驟：實時獲取電池的當前剩餘電量；實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，並根據所述電動無人機的所述當前位置的坐標信息、以及預設位置的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量、以及所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量；判斷所述當前剩餘電量是否大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量；若所述當前剩餘電量不大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量，則自動執行從所述當前位置直接降落的命令；若所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量，則判斷所述當前剩餘電量是否大於所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量；若所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量，則繼續正常飛行。
上述電動無人機的智慧型電量保護方法至少具有以下優點：
（1）上述電動無人機的智慧型電量保護方法通過實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，計算出電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量，當電池的當前剩餘電量不大於安全電量時，立即執行相應的所述安全保護命令，從而實時保護電動無人機，避免電動無人機出現因電量不足引起的事故。
（2）上述電動無人機的智慧型電量保護方法可以根據當前位置的安全電量及電池的當前剩餘電量，而自動判斷是否需要執行安全保護命令，不需要用戶根據自身經驗來判斷，從而使得上述智慧型電量保護方法能夠更加有效、智慧型地保護電動無人機。
（3）上述電動無人機的智慧型電量保護方法所採用的安全電量根據當前位置的坐標信息的變化而實時變化，無需電動無人機提前返回或提前降落，從而提高電池的利用率。
（4）上述電動無人機的智慧型電量保護方法設定了兩個不同等級的報警電量，電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量為一級報警電量，電動無人機從當前位置返航到所述預設位置所需要的電量為二級報警電量，根據不同等級的報警電量，選擇不同安全保護措施，例如，當電池的當前剩餘電量達到了一級報警電量，則可以自動控制電動無人機直接從當前位置降落，從而可以對電動無人機採取緊急保護措施，當電池的當前剩餘電量達到了二級報警電量，則可以選擇自動控制電動無人機立即返回，或者繼續正常飛行，以進一步提高電池的利用效率。
（5）上述電動無人機的智慧型電量保護方法設定了兩個不同等級的報警電量，電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量為一級報警電量，並且優先判斷電動無人機的電池的電量是否達到了一級報警電量，以提高電動無人機的電量控制效率。
在其中一個實施例中，所述方法還包括：若所述當前剩餘電量不大於所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量，則自動執行返航到所述預設位置的命令，或者，提示用戶是否執行返航到所述預設位置的命令。在其中一個實施例中，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及起飛點的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置到所述起飛點的離地高度；根據所述離地高度，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量。
在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量包括預留電量。在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑為如下一種：原飛行路徑，所述當前位置與所述預設位置在水平方向的直線路徑及在豎直方向的直線路徑，所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑。在其中一個實施例中，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量時，所述電動無人機根據預設標準自動選取返航路徑，並根據所選取的返航路徑計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量。
在其中一個實施例中，所述預設標準包括如下至少一種：消耗電量最少，返航行程最短，變速次數最少。在其中一個實施例中，所述預設標準為消耗電量最少，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：分別計算所述電動無人機從所述當前位置沿不同路徑返航到所述預設位置時需要的消耗電量；計算所述不同路徑對應所需的返航電量，其中所述返航電量包括所述返航路徑對應的消耗電量，並且自動選取所述返航電量最少的路徑作為返航路徑。在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑可自動設定，或者，由用戶設定。
在其中一個實施例中，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置的水平距離及離地高度；根據所述水平距離及所述離地高度，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量。在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量包括計算所述水平距離所需要的電量及計算所述離地高度所需要的電量，所述水平距離所需要的電量包括第一預留電量，所述離地高度所需要的電量包括第二預留電量。
在其中一個實施例中，所述預設位置為所述電動無人機記錄的飛行路徑中的一個位置坐標，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息、以及原飛行路徑的行程信息，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離；根據所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量。
在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量包括預留電量。在其中一個實施例中，所述電動無人機降落過程所需的時間，通過所述無人機的下降高度與所述電動無人機下降時的速率計算得出，所述電動無人機下降時，在多個預設高度變速。在其中一個實施例中，所述多個預設高度包括第一預設高度及第二預設高度，先是勻速下降到所述第一預設高度，再逐漸減速並下降到所述第二預設高度，最後再勻速落地。在其中一個實施例中，所述第一預設高度、以及所述第二預設高度根據所述電動無人機自帶的測距感測器感測得知，或者，由用戶根據下降的總高度事先設定。
在其中一個實施例中，所述電池在當前飛行情況下的所述電量消耗速率通過間隔預設時間△t、並多次測量取平均值獲得，其中第n個預設時間△t的電量消耗速率為（Q1-Qn）/n*△t，Q1是電池的總電量，Qn是間隔第n個預設時間△t後檢測的所述電池的當前剩餘電量。在其中一個實施例中，所述預設位置為所述電動無人機的起飛點或用戶指定的目標點。在其中一個實施例中，所述電池的當前剩餘電量為所述電池的實際剩餘電量減去預設電量之後的電量，所述預設電量作為所述安全電量的計算誤差的補償。在其中一個實施例中，所述電池的所述當前剩餘電量通過AD採集電路採集電壓的方法或/及電流計測量電流的方法獲得。
基於上述智慧型電量保護方法，該發明還提供一種能夠套用智慧型電量保護方法的上述電動無人機。一種電動無人機，包括：位置感測器，用於實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息；存儲器，用於存儲所述電動無人機的預設位置的坐標信息；控制器，與所述位置感測器及所述存儲器通訊連線，所述控制器用於根據所述電動無人機的所述當前位置的坐標信息、以及所述預設位置的坐標信息，計算所述電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量，並且與電池的當前剩餘電量進行比較；其中，當所述電池的所述當前剩餘電量不大於所述安全電量時，所述控制器執行相應的安全保護命令。
上述電動無人機至少具有以下優點：
（1）上述電動無人機的位置感測器可以實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，控制器可以實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，並計算出電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量，當電池的當前剩餘電量不大於安全電量時，控制器立即執行相應的所述安全保護命令，從而實時保護電動無人機，避免電動無人機出現因電量不足引起的事故。
（2）上述電動無人機的控制器可以根據當前位置的安全電量及電池的當前剩餘電量，而自動判斷是否需要執行安全保護命令，不需要用戶根據自身經驗來判斷，從而使得上述電動無人機可以自動保護，具有智慧型保護功能。
（3）上述電動無人機的位置感測器可以實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，安全電量根據當前位置的坐標信息的變化而實時變化，無需電動無人機提前返回或提前降落，從而提高電池的利用率。
（4）上述電動無人機的控制器可以實施兩個不同等級的電量報警，當電池的當前剩餘電量只能滿足返航到預設位置時，繼續向前飛行將出現電動無人機無法返航的可能，控制器可以根據用戶設定，自動實施返航功能，或者繼續正常飛行；當電池的當前剩餘電量只能滿足降落到地面時，控制器將實施自動降落功能。
在其中一個實施例中，所述位置感測器包括GPS感測器及高度感測器中的至少一種。在其中一個實施例中，所述高度感測器包括氣壓高度計、雷射高度計、無線電高度計、超音波高度計、圖像測距感測器中的至少一種。在其中一個實施例中，所述控制器包括用於根據所述電動無人機的所述當前位置的坐標信息及所述預設位置的坐標信息計算所述電動無人機安全保護所需要的安全電量的計算單元、以及用於判斷所述電池的當前剩餘電量與所述安全電量大小的比較器；或者，所述控制器包括用於根據所述電動無人機的所述當前位置的坐標信息及所述預設位置的坐標信息計算所述電動無人機安全保護所需要的安全電量、且判斷所述電池的當前剩餘電量與所述安全電量大小的微處理器。
在其中一個實施例中，所述控制器還包括用於實時檢測所述電池的當前剩餘電量的電量檢測電路，所述控制器通過所述電量檢測電路獲取所述電池的所述當前剩餘電量。在其中一個實施例中，所述電量檢測電路為AD採集電路或/及電流計。在其中一個實施例中，所述電池為自動檢測自身剩餘電量的智慧型電池，所述控制器與所述智慧型電池通訊連線而獲取所述智慧型電池的當前剩餘電量。在其中一個實施例中，所述安全電量包括以下至少一種：所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量，所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量，所述電動無人機打開安全裝置所需要的電量；所述安全保護命令相應地包括以下至少一種：立即返航到所述預設位置的命令，立即從所述當前位置直接降落的命令，立即打開所述安全裝置的命令。
在其中一個實施例中，所述安全電量包括所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量。在其中一個實施例中，當所述電池的所述當前剩餘電量不大於所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，所述控制器自動執行從所述當前位置直接降落命令。在其中一個實施例中，所述安全電量還包括所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量，當所述電池的所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量、且大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量時，所述控制器控制所述電動無人機繼續正常飛行。
在其中一個實施例中，當所述電池的所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量、且不大於所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，所述控制器自動執行返航到所述預設位置的命令。在其中一個實施例中，還包括提示模組，所述控制器與所述提示模組通訊連線，當所述電池的所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量、且不大於所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，所述控制器控制所述提示模組發出是否執行返航到所述預設位置的提示信號。
在其中一個實施例中，所述電動無人機還包括用於檢測所述電動無人機的周圍預設範圍內是否存在障礙物的感測器，當所述感測器檢測到所述電動無人機的所述周圍預設範圍記憶體在障礙物時，所述控制器自動規劃返航路徑。在其中一個實施例中，所述感測器包括紅外測距感測器、超音波測距感測器、圖像測距感測器、雷射測距感測器、微波雷達測距感測器中的至少一種。在其中一個實施例中，當執行返航到所述預設位置的命令時，所述控制器控制所述電動無人機沿原飛行路徑返回，或者沿所述控制器自動規劃的返航路徑返回。
在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑為如下一種：原飛行路徑，所述當前位置與所述預設位置在水平方向的直線路徑及在豎直方向的直線路徑，所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑。在其中一個實施例中，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑由所述控制器自動設定，或者，由用戶設定。
在其中一個實施例中，所述控制器自動設定返航路徑時，所述控制器分別計算所述電動無人機從所述當前位置沿不同路徑返航到所述預設位置時需要消耗的電量，並自動選取其中消耗電量最少的路徑作為返航路徑。在其中一個實施例中，所述電池的當前剩餘電量為所述電池的實際剩餘電量減去預設電量之後的電量，所述預設電量作為所述安全電量的計算誤差的補償。
附圖說明
圖1為該發明的實施方式一的電動無人機的智慧型電量保護方法的流程圖；
圖2為圖1所示的電動無人機的智慧型電量保護方法中計算安全返回所需要的電量的流程圖；
圖3為圖1所示的電動無人機的智慧型電量保護方法中計算安全降落所需要的電量的流程圖；
圖4為該發明的實施方式二的電動無人機的智慧型電量保護方法的流程圖；
圖5為該發明的實施方式二的電動無人機的智慧型電量保護方法中計算與判斷過程的流程圖；
圖6為該發明的實施方式的電動無人機的原理示意圖。
權利要求
1.《電動無人機及其智慧型電量保護方法》其特徵在於，包括如下步驟：實時獲取電池的當前剩餘電量；實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，並根據所述電動無人機的當前位置的坐標信息，計算所述電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量；判斷所述當前剩餘電量是否大於所述安全電量；若所述當前剩餘電量不大於所述安全電量，則立即執行相應的所述安全保護命令。
2.根據權利要求1所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述安全電量包括以下至少一種：所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量，所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量，所述電動無人機打開安全裝置所需要的電量；所述安全保護命令相應地包括以下至少一種：立即返航到所述預設位置的命令，立即從所述當前位置直接降落的命令，立即打開所述安全裝置的命令。
3.根據權利要求2所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置、以及起飛點的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置到所述起飛點的離地高度；根據所述離地高度，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量。
4.根據權利要求3所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量包括預留電量。
5.根據權利要求2所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑為如下一種：原飛行路徑，所述當前位置與所述預設位置在水平方向的直線路徑及在豎直方向的直線路徑，所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑。
6.根據權利要求2或5所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量時，所述電動無人機根據預設標準自動選取返航路徑，並根據所選取的返航路徑計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量。
7.根據權利要求6所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述預設標準包括如下至少一種：消耗電量最少，返航行程最短，變速次數最少。
8.根據權利要求6所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述預設標準為消耗電量最少，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：分別計算所述電動無人機從所述當前位置沿不同路徑返航到所述預設位置時需要的消耗電量；計算所述不同路徑對應所需的返航電量，其中所述返航電量包括所述返航路徑對應的消耗電量，並且自動選取所述返航電量最少的路徑作為返航路徑。
9.根據權利要求2或5所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑可自動設定，或者，由用戶設定。
10.根據權利要求5所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置的水平距離及離地高度；根據所述水平距離及所述離地高度，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量。
11.根據權利要求10所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量包括計算所述水平距離所需要的電量及計算所述離地高度所需要的電量，所述水平距離所需要的電量包括第一預留電量，所述離地高度所需要的電量包括第二預留電量。
12.根據權利要求5所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述預設位置為所述電動無人機記錄的飛行路徑中的一個位置坐標，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息、以及原飛行路徑的行程信息，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離；根據所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量。
13.根據權利要求12所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量包括預留電量。
14.根據權利要求2、3、10或12所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機降落過程所需的時間，通過所述無人機的下降高度與所述電動無人機下降時的速率計算得出，所述電動無人機下降時，在多個預設高度變速。
15.根據權利要求14所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述多個預設高度包括第一預設高度及第二預設高度，先是勻速下降到所述第一預設高度，再逐漸減速並下降到所述第二預設高度，最後再勻速落地。
16.根據權利要求15所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述第一預設高度、以及所述第二預設高度根據所述電動無人機自帶的測距感測器感測得知，或者，由用戶根據下降的總高度事先設定。
17.根據權利要求3、10、或12所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電池在當前飛行情況下的所述電量消耗速率通過間隔預設時間△t、並多次測量取平均值獲得，其中第n個預設時間△t的電量消耗速率為（Q1-Qn）/n*△t，Q1是電池的總電量，Qn是間隔第n個預設時間△t後檢測的所述電池的當前剩餘電量。
18.根據權利要求2或5所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述預設位置為所述電動無人機的起飛點或用戶指定的目標點。
19.根據權利要求1所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電池的當前剩餘電量為所述電池的實際剩餘電量減去預設電量之後的電量，所述預設電量作為所述安全電量的計算誤差的補償。
20.根據權利要求1所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電池的當前剩餘電量通過AD採集電路採集電壓的方法或/及電流計測量電流的方法獲得。
21.一種電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，包括如下步驟：實時獲取電池的當前剩餘電量；實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，並根據所述電動無人機的所述當前位置的坐標信息、以及預設位置的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量、以及所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量；判斷所述當前剩餘電量是否大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量；若所述當前剩餘電量不大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量，則自動執行從所述當前位置直接降落的命令；若所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量，則判斷所述當前剩餘電量是否大於所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量；若所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量，則繼續正常飛行。
22.根據權利要求21所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述方法還包括：若所述當前剩餘電量不大於所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量，則自動執行返航到所述預設位置的命令，或者，提示用戶是否執行返航到所述預設位置的命令。
23.根據權利要求21或22所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及起飛點的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置到所述起飛點的離地高度；根據所述離地高度，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量。
24.根據權利要求23所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量包括預留電量。
25.根據權利要求21或22所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑為如下一種：原飛行路徑，所述當前位置與所述預設位置在水平方向的直線路徑及在豎直方向的直線路徑，所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑。
26.根據權利要求25所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量時，所述電動無人機根據預設標準自動選取返航路徑，並根據所選取的返航路徑計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量。
27.根據權利要求26所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述預設標準包括如下至少一種：消耗電量最少，返航行程最短，變速次數最少。
28.根據權利要求26所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述預設標準為消耗電量最少，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：分別計算所述電動無人機從所述當前位置沿不同路徑返航到所述預設位置時需要的消耗電量；計算所述不同路徑對應所需的返航電量，其中所述返航電量包括所述返航路徑對應的消耗電量，並且自動選取所述返航電量最少的路徑作為返航路徑。
29.根據權利要求21或25所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑可自動設定，或者，由用戶設定。
30.根據權利要求25所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置的水平距離及離地高度；根據所述水平距離及所述離地高度，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量。
31.根據權利要求30所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量包括計算所述水平距離所需要的電量及計算所述離地高度所需要的電量，所述水平距離所需要的電量包括第一預留電量，所述離地高度所需要的電量包括第二預留電量。
32.根據權利要求25所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述預設位置為所述電動無人機記錄的飛行路徑中的一個位置坐標，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息、以及原飛行路徑的行程信息，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離；根據所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量。
33.根據權利要求32所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量包括預留電量。
34.根據權利要求21、23、28、30或32所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電動無人機降落過程所需的時間，通過所述無人機的下降高度與所述電動無人機下降時的速率計算得出，所述電動無人機下降時，在多個預設高度變速。
35.根據權利要求34所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述多個預設高度包括第一預設高度及第二預設高度，先是勻速下降到所述第一預設高度，再逐漸減速並下降到所述第二預設高度，最後再勻速落地。
36.根據權利要求35所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述第一預設高度、以及所述第二預設高度根據所述電動無人機自帶的測距感測器感測得知，或者，由用戶根據下降的總高度事先設定。
37.根據權利要求23、28、30或32所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電池在當前飛行情況下的所述電量消耗速率通過間隔預設時間△t、並多次測量取平均值獲得，其中第n個預設時間△t的電量消耗速率為（Q1-Qn）/n*△t，Q1是電池的總電量，Qn是間隔第n個預設時間△t後檢測的所述電池的當前剩餘電量。
38.根據權利要求21所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述預設位置為所述電動無人機的起飛點或用戶指定的目標點。
39.根據權利要求21所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電池的當前剩餘電量為所述電池的實際剩餘電量減去預設電量之後的電量，所述預設電量作為所述安全電量的計算誤差的補償。
40.根據權利要求21所述的電動無人機的智慧型電量保護方法，其特徵在於，所述電池的所述當前剩餘電量通過AD採集電路採集電壓的方法或/及電流計測量電流的方法獲得。
41.一種電動無人機，其特徵在於，包括：位置感測器，用於實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息；存儲器，用於存儲所述電動無人機的預設位置的坐標信息；以及控制器，與所述位置感測器及所述存儲器通訊連線，所述控制器用於根據所述電動無人機的所述當前位置的坐標信息、以及所述預設位置的坐標信息，計算所述電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量，並且與電池的當前剩餘電量進行比較；其中，當所述電池的所述當前剩餘電量不大於所述安全電量時，所述控制器執行相應的安全保護命令。
42.根據權利要求41所述的電動無人機，其特徵在於，所述位置感測器包括GPS感測器及高度感測器中的至少一種。
43.根據權利要求42所述的電動無人機，其特徵在於，所述高度感測器包括氣壓高度計、雷射高度計、無線電高度計、超音波高度計、圖像測距感測器中的至少一種。
44.根據權利要求41所述的電動無人機，其特徵在於，所述控制器包括用於根據所述電動無人機的所述當前位置的坐標信息及所述預設位置的坐標信息計算所述電動無人機安全保護所需要的安全電量的計算單元、以及用於判斷所述電池的當前剩餘電量與所述安全電量大小的比較器；或者，所述控制器包括用於根據所述電動無人機的所述當前位置的坐標信息及所述預設位置的坐標信息計算所述電動無人機安全保護所需要的安全電量、且判斷所述電池的當前剩餘電量與所述安全電量大小的微處理器。
45.根據權利要求41所述的電動無人機，其特徵在於，所述控制器還包括用於實時檢測所述電池的當前剩餘電量的電量檢測電路，所述控制器通過所述電量檢測電路獲取所述電池的所述當前剩餘電量。
46.根據權利要求45所述的電動無人機，其特徵在於，所述電量檢測電路為AD採集電路或/及電流計。
47.根據權利要求41所述的電動無人機，其特徵在於，所述電池為自動檢測自身剩餘電量的智慧型電池，所述控制器與所述智慧型電池通訊連線而獲取所述智慧型電池的當前剩餘電量。
48.根據權利要求41所述的電動無人機，其特徵在於，所述安全電量包括以下至少一種：所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量，所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量，所述電動無人機打開安全裝置所需要的電量；所述安全保護命令相應地包括以下至少一種：立即返航到所述預設位置的命令，立即從所述當前位置直接降落的命令，立即打開所述安全裝置的命令。
49.根據權利要求41所述的電動無人機，其特徵在於，所述安全電量包括所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量。
50.根據權利要求49所述的電動無人機，其特徵在於，當所述電池的所述當前剩餘電量不大於所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，所述控制器自動執行從所述當前位置直接降落命令。
51.根據權利要求49或50所述的電動無人機，其特徵在於，所述安全電量還包括所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量，當所述電池的所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量、且大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量時，所述控制器控制所述電動無人機繼續正常飛行。
52.根據權利要求51所述的電動無人機，其特徵在於，當所述電池的所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量、且不大於所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，所述控制器自動執行返航到所述預設位置的命令。
53.根據權利要求51所述的電動無人機，其特徵在於，還包括提示模組，所述控制器與所述提示模組通訊連線，當所述電池的所述當前剩餘電量大於所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量、且不大於所述電動無人機從所述當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，所述控制器控制所述提示模組發出是否執行返航到所述預設位置的提示信號。
54.根據權利要求52或53所述的電動無人機，其特徵在於，所述電動無人機還包括用於檢測所述電動無人機的周圍預設範圍內是否存在障礙物的感測器，當所述感測器檢測到所述電動無人機的所述周圍預設範圍記憶體在障礙物時，所述控制器自動規劃返航路徑。
55.根據權利要求54所述的電動無人機，其特徵在於，所述感測器包括紅外測距感測器、超音波測距感測器、圖像測距感測器、雷射測距感測器、微波雷達測距感測器中的至少一種。
56.根據權利要求52或53所述的電動無人機，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑為如下一種：原飛行路徑，所述當前位置與所述預設位置在水平方向的直線路徑及在豎直方向的直線路徑，所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑。
57.根據權利要求56所述的電動無人機，其特徵在於，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑由所述控制器自動設定，或者，由用戶設定。
58.根據權利要求57所述的電動無人機，其特徵在於，所述控制器自動設定返航路徑時，所述控制器根據預設標準自動選取返航路徑，並根據所選取的返航路徑計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量。
59.根據權利要求58所述的電動無人機，其特徵在於，所述預設標準包括如下至少一種：消耗電量最少，返航行程最短，變速次數最少。
60.根據權利要求41所述的電動無人機，其特徵在於，所述電池的當前剩餘電量為所述電池的實際剩餘電量減去預設電量之後的電量，所述預設電量作為所述安全電量的計算誤差的補償。
實施方式
《電動無人機及其智慧型電量保護方法》其根據電池的電壓或/及電流等信息來計算電動無人機可以繼續飛行的時間（電池的當前剩餘電量），同時可以根據電動無人機的當前狀態，計算出電動無人機在當前位置執行安全保護命令所需要的時間（安全電量），綜合二者的信息，自動執行相應的保護措施，避免在飛行中出現因電池的電量不足引起的事故。
在其中一些實施例中，所述電動無人機可以為單旋翼無人飛行器，也可以為多旋翼無人飛行器，例如，四旋翼無人飛行器、六旋翼無人飛行器，也可以為固定翼無人飛行器，等等。在其中一些實施例中，所述安全電量可以為電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，也可以為電動無人機從當前位置返航到目的地（HOME點）所需要的電量，也可以為所述電動無人機打開安全裝置所需要的電量，例如，打開降落傘或打開安全氣囊，或者為多種方式的綜合。當然，在該發明中，不限於上述各種方式，也可以為其他方式，例如，所述安全電量也可以為電動無人機從當前位置下降至安全高度所需要的電量。
對應所述安全電量的不同定義，則執行相應的所述安全保護命令，例如，所述安全電量為電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，則所述安全保護命令為立即從當前位置直接降落的命令；所述安全電量為電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量，則所述安全保護命令為立即從當前位置返回到預設位置的命令；所述安全電量為所述電動無人機打開安全裝置所述需要的時間，則所述安全保護命令為立即打開所述安全裝置的命令。
需要說明的是，所述安全電量的判斷方式可以單獨使用，也可以組合上述多種方式使用，例如，所述安全電量包括電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量、以及電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量，則判斷方式為：
（a）當電池的當前剩餘電量不大於電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量時，立即執行從當前位置直接降落的命令；
（b）當電池的當前剩餘電量大於電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量、且不大於電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量時，立即執行返航到預設位置的命令；
（c）當電池的當前剩餘電量大於電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量時，則繼續正常飛行。
在其中一些實施例中，電動無人機返航的預設位置可以為起飛點，也可以為用戶指定的地點。當然，在該發明中，電動無人機返航的預設位置不限於上述地點，也可以為其他地點，例如，當電動無人機裝載有探測地面的地理相貌的感測器時，電動無人機返航的預設位置可以為自動選取的最佳降落點。在其中一些實施例中，所述電動無人機的所述安全電量可以“連續”循環獲取、判斷，直至執行安全保護命令。所述電動無人機的所述安全電量也可以“間隔預定時間”循環獲取、判斷，直至執行安全保護命令，例如，每間隔5秒鐘循環一次。
在其中一些實施例中，“執行安全保護命令”可以為電動無人機自動執行該保護命令，也可以通過提示模組提示用戶，用戶再控制電動無人機執行該保護命令。在其中一些實施例中，電池的當前電量可以為實際測量所得的電量值，也可以為實際測量所得的電量值減去預留電量之後的電量值。
在其中一些實施例中，電池的當前電量可以採用電壓測量法，也可以採用電流測量方法。當然，在該發明中，電池的當前電量不限於上述測量方法，也可以為其他測量方法，例如，電壓與電流綜合測量法。在其中一些實施例中，所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑為如下一種：原飛行路徑，所述當前位置與所述預設位置在水平方向的直線路徑及在豎直方向的直線路徑，所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑。所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑可自動設定，或者，由用戶設定。
在其中一些實施例中，電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量、以及電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量，可以根據電池的平均電量消耗速率與從當前位置直接降落所需要的時間、從當前位置返航到預設位置所需要的時間計算獲得，也可以根據其他方式獲得，例如，根據當前飛行情況下的單位高度消耗的平均電量、單位水平距離消耗的平均電量與從當前位置返航到預設位置的水平距離及離地高度、以及預留電量計算獲得。
參閱圖1，該發明的實施方式一的電動無人機的智慧型電量保護方法，其包括如下步驟：
步驟S11，實時獲取電池的當前剩餘電量。電池的當前剩餘電量檢測方式有多種，例如，電池的當前剩餘電量通過AD採集電路採集電壓的方法或/及電流計測量電流的方法獲得。在其中一個實施例中，採用電壓採集法。電池的電量是指電池所能輸出的總電荷總和，通常以AH單位來表示，可以通過AD採集電路採集採樣器件兩端的電壓，採樣器件電連線在電池的負極線路，並按照電壓與電流的關係I＝U/R來計算當前電流的大小。電量與電流的關係為Q＝I×T。控制器會定期的採集該信號，例如，每隔t時間採集一次，則放電或者充電過程中電量的變化量為Q1＝∑I×t，假設電池原有電量為Q0，則當前電量為Q＝Q1+Q0。若電池的總容量為QALL,則，當前電量的百分比為P＝QALL/Q。
在其他實施例中，可以採用電流採集法。電流採集法可以通過電流計直接採集採樣器件上的電流，然後按照電量與電流的關係計算電池的當前電量。在其他實施例中，可以採用電流、電壓綜合採集法。通過AD採集電路採集電池輸出端上的電壓，並通過電流計採集採樣器件上的電流，然後按照Q＝Pt＝UIt的關係計算電池的當前電量。
步驟S12，實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，並根據電動無人機的當前位置的坐標信息及預設位置的坐標信息，計算電動無人機在當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量。安全電量可以有不同的定義，例如，安全電量可以為電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量，也可以為電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，還可以為當前位置安全返航到預設位置所需要的電量與電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量的綜合。
對於不同定義的安全電量，則執行相應的安全保護命令。例如，當安全電量為電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，安全保護命令為立即返航到預設位置的命令；當安全電量為電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，安全保護命令為立即從當前位置直接降落的命令。安全電量根據不同的定義有不同的計算方式。例如，如圖2所示，當安全電量為電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，計算電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：
步驟S12a，獲取電池的總電量及飛行時間，計算電池在當前飛行情況下的電量消耗速率。
電動無人機的存儲器中一般有存儲電池的總電量、飛行時間以及起飛點的坐標信息，根據電池的總電量及飛行時間即可算出電池的消耗電量。電池的消耗電量與飛行時間是相互對應的關係，例如，每間隔預定時間，就會計算出相應的消耗電量。具體在該實施例中，採取“多次測量取平均值”的方式計算電池的電量消耗速率，從而可以較為準確地獲得電池在當前飛行情況下的電量消耗速率。例如，所述電池在當前飛行情況下的所述電量消耗速率通過間隔預設時間△t、並多次測量取平均值獲得，其中第n個預設時間△t的電量消耗速率為（Q1-Qn）/n*△t，Q1是電池的總電量，Qn是間隔第n個預設時間△t後檢測的電池的當前剩餘電量。換句話說，間隔第一個預設時間△t的電量消耗速率為（Q1-Q2）/△t，Q1是電池的總電量，Q2是間隔第一個預設時間△t後檢測的電池的當前剩餘電量；間隔第二個預設時間2△t的電量消耗速率為（Q1-Q3）/2△t，第三個預設時間3△t及以上對應的電量消耗速率可以依次類推。預設時間△t可以根據不同的情況來設定，例如，預設時間△t可以為5秒。
步驟S12b，根據當前位置及預設位置的坐標信息，計算電動無人機從當前位置返航到預設位置的水平距離及離地高度。
當前位置及預設位置的坐標信息可以由GPS感測器、高度感測器等得知。由於得知了當前位置及預設位置的坐標信息，故根據坐標信息即可計算得出當前位置返航到預設位置的水平距離及離地高度。例如，在其中一個實施例中，預設位置的坐標信息可以事先存儲在電動無人機的存儲器內，或者由用戶直接輸入；當前位置在水平面上的平面坐標可以通過GPS感測器得知，根據預設位置及當前位置在水平面的平面坐標計算出計算電動無人機從當前位置返航到預設位置的水平距離。當前位置在豎直方向上的高度坐標可以通過測距感測器得知，例如，雷射測距感測器等，根據預設位置及當前位置在豎直方向上的高度坐標即可得知電動無人機從當前位置返航到預設位置的離地高度。
在另外一個實施例中，預設位置的坐標信息可以事先存儲在電動無人機的存儲器內，或者由用戶直接輸入；當前位置在水平面上的平面坐標可以通過GPS感測器得知，根據當前位置及預設位置在水平面上的平面坐標，計算出計算電動無人機從當前位置返航到預設位置的水平距離。當前位置在豎直方向上的高度坐標可以通過高度感測器得知，例如，氣壓高度計、無線電高度計等，根據當前位置及預設位置在豎直方向上的高度坐標，即可得知當前位置到預設位置的離地高度。若預設位置不是起飛點，例如，預設位置是用戶重新設定的位置，也可以將當前位置到起飛點的離地高度當作為當前位置到用戶重新設定的位置的離地高度。
步驟S12c，根據水平距離及離地高度，計算電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的時間。
電動無人機飛行所述水平距離所需的時間，可以根據所述水平距離與電動無人機水平飛行時的速率計算得出，即，水平距離所需時間＝水平距離/水平飛行速率。電動無人機水平飛行時，一般是勻速飛行，例如，電動無人機可以以8米/秒的速度水平飛行。電動無人機下降所述離地高度所需的時間，可以根據所述離地高度與電動無人機下降時的速率計算得出，即，離地高度所需時間＝離地高度/下降飛行速率。電動無人機下降時，在多個預設高度變速。例如，在其中一個實施例中，所述多個預設高度包括第一預設高度及第二預設高度，先是勻速下降到所述第一預設高度，再逐漸減速並下降到所述第二預設高度，最後再勻速落地。例如，電動無人機下降時，先以2米/秒的速度下降到15米的高度，然後，再下降到5米高度，並逐漸減速到0.5米/秒，最後，再以0.5米/秒勻速落地。需要說明的是，所述第一預設高度、以及所述第二預設高度可以根據電動無人機自帶的測距感測器感測得知，例如，無線電測距感測器、雷射測距感測器等，也可以由用戶根據下降的總高度事先設定。
步驟S12d，根據電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的時間，計算電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量。由電池在當前飛行情況下的電量消耗速率與電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的時間之間的乘積，即可得知電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量，即，返航所需電量＝電量消耗速率*（離地高度所需時間+水平距離所需時間）。
如圖3所示，當安全電量為電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，計算電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量的步驟進一步包括：步驟S12a’，獲取電池的總電量、飛行時間、以及起飛點的坐標信息，計算電池在當前飛行情況下的電量消耗速率。電動無人機的存儲器中一般有存儲電池的總電量、飛行時間以及起飛點的坐標信息，根據電池的總電量及飛行時間即可算出電池的消耗電量。電池的消耗電量與飛行時間是相互對應的關係，例如，每間隔預定時間，就會計算出相應的消耗電量。
具體在該實施例中，採取“多次測量取平均值”的方式計算電池的電量消耗速率，從而可以較為準確地獲得電池在當前飛行情況下的電量消耗速率。例如，所述電池在當前飛行情況下的所述電量消耗速率通過間隔預設時間△t、並多次測量取平均值獲得，其中第n個預設時間△t的電量消耗速率為（Q1-Qn）/n*△t，Q1是電池的總電量，Qn是間隔第n個預設時間△t後檢測的電池的當前剩餘電量。換句話說，間隔第一個預設時間△t的電量消耗速率為（Q1-Q2）/△t，Q1是電池的總電量，Q2是間隔第一個預設時間△t後檢測的電池的當前剩餘電量；間隔第二個預設時間2△t的電量消耗速率為（Q1-Q3）/2△t，第三個預設時間3△t及以上對應的電量消耗速率可以依次類推。預設時間△t可以根據不同的情況來設定，例如，預設時間△t可以為5秒。
步驟S12b’，根據當前位置及起飛點的坐標信息，計算電動無人機從當前位置到起飛點的離地高度。具體在該實施例中，可以通過高度感測器得知當前位置到起飛點的離地高度，例如，氣壓高度計等，並將當前位置到起飛點的離地高度當作當前位置到達地面離地高度。
步驟S12c’，根據離地高度，計算電動無人機從當前位置直接降落所需要的時間。電動無人機下降所述離地高度所需的時間，可以根據所述離地高度與電動無人機下降時的速率計算得出，即，離地高度所需時間＝離地高度/下降飛行速率。電動無人機下降時，在多個預設高度變速。例如，在其中一個實施例中，所述多個預設高度包括第一預設高度及第二預設高度，先是勻速下降到所述第一預設高度，再逐漸減速並下降到所述第二預設高度，最後再勻速落地。例如，電動無人機下降時，先以2米/秒的速度下降到15米的高度，然後，再下降到5米高度，並逐漸減速到0.5米/秒，最後，再以0.5米/秒勻速落地。需要說明的是，所述第一預設高度、以及所述第二預設高度可以根據電動無人機自帶的測距感測器感測得知，例如，雷射測距感測器等，也可以由用戶根據下降的總高度事先設定。
步驟S12d’，根據電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及電動無人機從當前位置直接降落所需要的時間，計算電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量。由電池在當前飛行情況下的電量消耗速率與電動無人機從當前位置直接降落所需要的時間之間的乘積，即可得知電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，即，直接下降所需電量＝電量消耗速率*離地高度所需時間。
需要說明的是，電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量、以及電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，不限於上述計算方法，也可以採用其他方法，例如，在計算電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量時，可以採用測距感測器測量當前位置到地面的實際高度，根據該實際高度計算從當前位置直接降落所需要的電量；當所述預設位置為所述電動無人機記錄的飛行路徑中的一個位置坐標，在計算電動無人機從當前位置返航到預設位置時，可以沿原飛行路徑返回並按照原飛行路徑計算實際返回的總距離。
例如，在其中一個實施例中，當所述預設位置為所述電動無人機記錄的飛行路徑中的一個位置坐標，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息、以及原飛行路徑的行程信息，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離；根據所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置的總距離，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量。
在另外一個實施例中，當返迴路徑為所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑，計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟進一步包括：獲取所述電池的總電量及飛行時間，計算所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率；根據所述當前位置及所述預設位置的坐標信息，計算所述電動無人機從所述當前位置到所述預設位置的直線距離；根據所述電動無人機從所述當前位置到所述預設位置的直線距離，計算所述電動無人機從所述當前位置沿直線路逕到所述預設位置所需要的時間；根據所述電池在當前飛行情況下的電量消耗速率及所述電動無人機從所述當前位置沿所述直線路徑返航到所述預設位置所需要的時間，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述直線路徑返航到所述預設位置所需要的電量。
另外，電動無人機從當前位置安全返航到預設位置時，電動無人機可以根據預設標準自動選取返航路徑，並根據所選取的返航路徑計算電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量。所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑可以為：原飛行路徑，所述當前位置與所述預設位置在水平方向的直線路徑及在豎直方向的直線路徑，所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑等等。預設標準可以為：消耗電量最少，返航行程最短，變速次數最少等等。預設標準可以為一個，也可以兩個或兩個以上。
例如，在其中一個實施中，所述預設標準為消耗電量最少，則計算所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量的步驟包括：分別計算所述電動無人機從所述當前位置沿不同路徑返航到所述預設位置時需要的消耗電量；計算所述不同路徑對應所需的返航電量，其中所述返航電量包括所述返航路徑對應的消耗電量，並且自動選取所述返航電量最少的路徑作為返航路徑。進一步的，為了補償計算過程中的誤差量，且所述電動無人機從所述當前位置安全返航到所述預設位置所需要的電量除了所述返航路徑對應的消耗電量，還包括預留電量。
對於計算電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量、以及電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量的過程中產生的誤差，可以採用預留電量來補償。換句話說，電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量可以預留預定電量，即，返航所需電量＝計算所得電量+預留電量；電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量也可以預留預定電量，即，直接降落所需電量＝計算所得電量+預留電量。
例如，在其中一個實施例中，當計算電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量包括計算所述水平距離所需要的電量及計算所述離地高度所需要的電量，所述水平距離所需要的電量包括第一預留電量，所述離地高度所需要的電量包括第二預留電量。例如，水平距離所需要的電量可以預留2％的電量，即，第一預留電量為2％的電量，離地高度所需要的電量可以預留2％的電量，即，第二預留電量為2％的電量。
在另外一個實施例中，當計算所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量時，所述電動無人機從所述當前位置直接降落所需要的電量包括預留電量。例如，該預留電量可以為2％的電量。在另外一個實施例中，計算所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量時，所述電動無人機從所述當前位置沿所述原飛行路徑返航到所述預設位置所需要的電量包括預留電量。例如，該預留電量可以為2％的電量。
另外，可以將電池的實際剩餘電量減去預設電量之後的電量作為所述當前剩餘電量，所述預設電量作為所述安全電量的計算誤差的補償，即，所述電池的當前剩餘電量＝實際剩餘電量-所述預設電量。例如，電池的實際剩餘電量可以預留10％的電量。
步驟S13，判斷電池的當前剩餘電量是否大於安全電量。在其中一個實施例中，當安全電量為電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，則判斷電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量與電池的當前剩餘電量的大小關係。在另一個實施例中，當安全電量為電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量時，則判斷電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量與電池的當前剩餘電量的大小關係。在另外一個實施例中，當安全電量包括電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量、以及電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量時，則判斷電池的當前剩餘電量分別與電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量、以及電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量之間的大小關係。
步驟S14，若電池的當前剩餘電量不大於安全電量，則立即執行相應的安全保護命令。在其中一個實施例中，若電池的當前剩餘電量不大於當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，則立即執行返航到預設位置的命令。在另外一個實施例中，若電池的當前剩餘電量不大於電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量時，則立即執行從當前位置直接降落的命令。
上述電動無人機的智慧型電量保護方法至少具有以下優點：
（1）上述電動無人機的智慧型電量保護方法通過實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，計算出電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量，當電池的當前剩餘電量不大於安全電量時，立即執行相應的所述安全保護命令，從而實時保護電動無人機，避免電動無人機出現因電量不足引起的事故。
（2）上述電動無人機的智慧型電量保護方法可以根據當前位置的安全電量及電池的當前剩餘電量，而自動判斷是否需要執行安全保護命令，不需要用戶根據自身經驗來判斷，從而使得上述智慧型電量保護方法能夠更加有效、智慧型地保護電動無人機。
（3）上述電動無人機的智慧型電量保護方法中所採用的安全電量根據當前位置的坐標信息的變化而實時變化，無需電動無人機提前返回或提前降落，從而提高電池的利用率。
一併參閱圖4及圖5，該發明的實施方式二的電動無人機的智慧型電量保護方法，包括如下步驟：步驟S21，實時獲取電池的當前剩餘電量。電池的當前剩餘電量檢測方式有多種，例如，電池的當前剩餘電量通過AD採集電路採集電壓的方法或/及電流計測量電流的方法獲得。在其中一個實施例中，採用電壓採集法。電池的電量是指電池所能輸出的總電荷總和，通常以AH單位來表示，可以通過AD採集電路採集採樣器件兩端的電壓，採樣器件電連線在電池的負極線路，並按照電壓與電流的關係I＝U/R來計算當前電流的大小。電量與電流的關係為Q＝I×T。控制器會定期的採集該信號，例如，每隔t時間採集一次，則放電或者充電過程中電量的變化量為Q1＝∑I×t，假設電池原有電量為Q0，則當前電量為Q＝Q1+Q0。若電池的總容量為QALL,則，當前電量的百分比為P＝QALL/Q。
在其他實施例中，可以採用電流採集法。電流採集法可以通過電流計直接採集採樣器件上的電流，然後按照電量與電流的關係計算電池的當前電量。在其他實施例中，可以採用電流、電壓綜合採集法。通過AD採集電路採集電池輸出端上的電壓，並通過電流計採集採樣器件上的電流，然後按照Q＝Pt＝UIt的關係計算電池的當前電量。
步驟S22，實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，並根據電動無人機的當前位置的坐標信息以及預設位置的坐標信息，計算電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量、以及電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量。計算電動無人機從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量，以及計算電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量的方法，可以採用與實施方式一的智慧型電量保護方法中相同的方法，在此不再詳細贅述。需要說明的是，預設位置可以為電動無人機的起飛點，也可以為用戶指定的目標點。
步驟S23，判斷當前剩餘電量是否大於電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量。此時，電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量作為電動無人機的安全電量的一級報警電量。因此，首先判斷當前剩餘電量是否大於電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，便於在緊急時間內有效保護電動無人機。
步驟S24，若當前剩餘電量不大於電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，則自動執行從當前位置直接降落的命令。由於電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量作為電動無人機的安全電量的一級報警電量，當電池的當前剩餘電量低於等於一級報警電量時，一般設定電動無人機“自動”執行安全保護命令，從而更有效地保護電動無人機。
步驟S25，若當前剩餘電量大於電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量，則判斷當前剩餘電量是否大於電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量。此時，電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量作為電動無人機的安全電量的二級報警電量。因此，在不滿足一級報警電量的情況下，再判斷當前剩餘電量是否大於電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量，以便於進一步提高電池的利用率。
步驟S26，若當前剩餘電量大於電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量，則繼續正常飛行。電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量作為電動無人機的安全電量的二級報警電量，當電池的當前剩餘電量大於二級報警電量時，電動無人機可以繼續正常飛行。
進一步地，所述方法還包括步驟S27，若所述當前剩餘電量不大於所述電動無人機從所述當前位置返航到所述預設位置所需要的電量，則自動執行返航到所述預設位置的命令，或者，提示用戶是否執行返航到所述預設位置的命令。由於電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量作為電動無人機的安全電量的二級報警電量，此時，電動無人機在不滿足一級報警電量的情況下，可以忽視二級報警電量，繼續正常飛行，以便於進一步提高電池的利用率。例如，若當前剩餘電量不大於電動無人機從當前位置返航到預設位置所需要的電量，可以提示用戶是否執行返航到預設位置的命令，以便於用戶根據實際情況進行選擇。
上述電動無人機的智慧型電量保護方法至少具有以下優點：
（1）上述電動無人機的智慧型電量保護方法通過實時獲取電動無人機的當前位置的坐標信息，計算出電動無人機在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量，當電池的當前剩餘電量不大於安全電量時，立即執行相應的所述安全保護命令，從而實時保護電動無人機，避免電動無人機出現因電量不足引起的事故。
（2）上述電動無人機的智慧型電量保護方法可以根據當前位置的安全電量及電池的當前剩餘電量，而自動判斷是否需要執行安全保護命令，不需要用戶根據自身經驗來判斷，從而使得上述智慧型電量保護方法能夠更加有效、智慧型地保護電動無人機。
（3）上述電動無人機的智慧型電量保護方法所採用的安全電量根據當前位置的坐標信息的變化而實時變化，無需電動無人機提前返回或提前降落，從而提高電池的利用率。
（4）上述電動無人機的智慧型電量保護方法設定了兩個不同等級的報警電量，電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量為一級報警電量，電動無人機從當前位置返航到所述預設位置所需要的電量為二級報警電量，根據不同等級的報警電量，選擇不同安全保護措施，例如，當電池的當前剩餘電量達到了一級報警電量，則可以自動控制電動無人機直接從當前位置降落，從而可以對電動無人機採取緊急保護措施，當電池的當前剩餘電量達到了二級報警電量，則可以選擇自動控制電動無人機立即返回，或者繼續正常飛行，以進一步提高電池的利用效率。
（5）上述電動無人機的智慧型電量保護方法設定了兩個不同等級的報警電量，電動無人機從當前位置直接降落所需要的電量為一級報警電量，並且優先判斷電動無人機的電池的電量是否達到了一級報警電量，以提高電動無人機的電量控制效率。基於上述智慧型電量保護方法，該發明還提供一種能夠套用上述智慧型電量保護方法的電動無人機。以下結合附圖詳細說明該發明實施方式的電動無人機的具體結構。
參閱圖6，該發明的實施方式的電動無人機100，包括位置感測器110、存儲器120、以及控制器130。位置感測器110，用於實時獲取電動無人機100的當前位置的坐標信息。位置感測器110包括GPS感測器及高度感測器中的至少一種。高度感測器包括氣壓高度計、雷射高度計、無線電高度計、超音波高度計、圖像測距感測器中的至少一種。例如，具體在該實施例中，位置感測器110包括GPS感測器111及氣壓高度計113，通過GPS感測器111得知當前位置的水平坐標，通過氣壓高度計113得知當前位置的高度坐標。在其他實施例中，位置感測器110包括GPS感測器，該GPS感測器能夠同時感測當前位置的水平坐標以及高度坐標。存儲器120，用於存儲電動無人機100的預設位置的坐標信息。例如，存儲器120可以為SD存儲卡、存儲硬碟等等。
需要說明的是，當預設位置不是起飛點時，存儲器還用於存儲電動無人機100的起飛點的坐標信息。控制器130，與位置感測器110及存儲器通訊連線，控制器130用於根據電動無人機100的當前位置的坐標信息及預設位置的坐標信息，計算電動無人機100在當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量，並且與電池140的當前剩餘電量進行比較。其中，當電池140的當前剩餘電量不大於安全電量時，控制器130執行相應的安全保護命令。
安全電量包括以下至少一種：電動無人機100從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量，電動無人機100從當前位置直接降落所需要的電量，電動無人機100打開安全裝置所需要的電量。安全保護命令相應地包括以下至少一種：立即返航到預設位置的命令，立即從當前位置直接降落的命令，立即打開安全裝置的命令。
例如，在圖示的實施例中，安全電量包括電動無人機100從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量。當電池140的當前剩餘電量不大於電動無人機100從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，控制器130自動執行從當前位置直接降落命令。
需要說明的是，所述電池140的當前剩餘電量可以為所述電池140的實際剩餘電量減去預設電量之後的電量，所述預設電量作為所述安全電量的計算誤差的補償。進一步地，安全電量還包括電動無人機100從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量，當電池140的當前剩餘電量大於電動無人機100從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量、且大於電動無人機100從當前位置直接降落所需要的電量時，控制器130控制電動無人機100繼續正常飛行。
當電池140的當前剩餘電量大於電動無人機100從當前位置直接降落所需要的電量、且不大於電動無人機100從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，控制器130可以選擇性執行相應的安全保護命令，或者，自動執行相應的安全保護命令。例如，在圖示的實施例中，進一步地，當電池140的當前剩餘電量大於電動無人機100從當前位置直接降落所需要的電量、且不大於電動無人機100從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，控制器130自動執行返航到預設位置的命令。
在其他實施例中，電動無人機100還包括提示模組，控制器130與提示模組通訊連線，當電池140的當前剩餘電量大於電動無人機100從當前位置直接降落所需要的電量、且不大於電動無人機100從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量時，控制器130控制提示模組發出是否執行返航到預設位置的提示信號。此時，用戶根據提示模組的提示信號選擇立即執行返航到預設位置的命令，還是取消返航到預設位置的命令，繼續正常飛行。
提示模組的結構可以根據不同需求來設計，例如，提示模組可以為遙控器上的顯示屏，可以直接將提示信息顯示在顯示屏上，或者，提示模組為紅色LED等警示燈，通過警示燈的閃爍來達到提示的功能。進一步地，所述電動無人機100還包括用於檢測所述電動無人機100的周圍預設範圍內是否存在障礙物的感測器（圖未示），當所述感測器檢測到所述電動無人機100的周圍預設範圍記憶體在障礙物時，所述控制器自動規劃返航路徑。例如，該感測器可以為紅外測距感測器、超音波測距感測器、圖像測距感測器、雷射測距感測器、微波雷達測距感測器等等。
進一步地，當執行返航到所述預設位置的命令時，所述控制器130控制所述電動無人機100沿原飛行路徑返回，或者沿所述控制器130自動規劃的返航路徑返回，以避開所述障礙物。需要說明的是，所述電動無人機100從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑為如下一種：原飛行路徑，所述當前位置與所述預設位置在水平方向的直線路徑及在豎直方向的直線路徑，所述當前位置與所述預設位置之間的直線路徑。所述電動無人機100從所述當前位置安全返航到所述預設位置的路徑由控制器130自動設定，或者，由用戶設定。所述控制器130自動設定返航路徑時，所述控制器130根據預設標準自動選取返航路徑，並根據所選取的返航路徑計算電動無人機100從當前位置安全返航到預設位置所需要的電量。例如，所述預設標準包括如下至少一種：消耗電量最少，返航行程最短，變速次數最少。
控制器130的具體結構可以根據不同需要來設計，例如，具體在圖示的實施例中，控制器130包括微處理器131，該微處理器131用於根據電動無人機100的當前位置的坐標信息及預設位置的坐標信息計算電動無人機100安全保護所需要的安全電量、且判斷電池140的當前剩餘電量與安全電量大小的微處理器131。在其他實施例中，控制器130包括用於根據電動無人機100的當前位置的坐標信息及預設位置的坐標信息計算電動無人機100安全保護所需要的安全電量的計算單元，以及用於判斷電池140的當前剩餘電量與安全電量大小的比較器。例如，計算單元可以為微處理器，計算器積體電路等等。
控制器130獲取電池140的當前剩餘電量時，可以通過內部電路來實時檢測電池140的當前剩餘電量，也可以通過外部電路來實時檢測電池140的當前剩餘電量。例如，具體在圖示的實施例中，控制器130還包括用於實時檢測電池140的當前剩餘電量的電量檢測電路133，控制器130通過電量檢測電路133獲取電池140的當前剩餘電量。所述電量檢測電路133可以為AD採集電路或/及電流計。在其他實施例中，電池140為自動檢測自身剩餘電量的智慧型電池，控制器130與智慧型電池通訊連線而獲取智慧型電池的當前剩餘電量。
上述電動無人機100至少具有以下優點：
（1）上述電動無人機100的位置感測器110可以實時獲取電動無人機100的當前位置的坐標信息，控制器130可以實時獲取電動無人機100的當前位置的坐標信息，並計算出電動無人機100在所述當前位置執行安全保護命令所需要的安全電量，當電池140的當前剩餘電量不大於安全電量時，控制器130立即執行相應的所述安全保護命令，從而實時保護電動無人機100，避免電動無人機100齣現因電量不足引起的事故。
（2）上述電動無人機100的控制器130可以根據當前位置的安全電量及電池140的當前剩餘電量，而自動判斷是否需要執行安全保護命令，不需要用戶根據自身經驗來判斷，從而使得上述電動無人機100可以自動保護，具有智慧型保護功能。
（3）上述電動無人機100的位置感測器110可以實時獲取電動無人機100的當前位置的坐標信息，安全電量根據當前位置的坐標信息的變化而實時變化，無需電動無人機100提前返回或提前降落，從而提高電池140的利用率。
（4）上述電動無人機100的控制器130可以實施兩個不同等級的電量報警，當電池140的當前剩餘電量只能滿足返航到預設位置時，繼續向前飛行將出現電動無人機100無法返航的可能，控制器130可以根據用戶設定，自動實施返航功能，或者繼續正常飛行；當電池140的當前剩餘電量只能滿足降落到地面時，控制器130將實施自動降落功能。
需要說明的是，在該發明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的相關裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模組或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連線可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連線，可以是電性，機械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網路單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現該實施例方案的目的。
另外，在該發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能單元的形式實現。
所述集成的單元如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，該發明的技術方案本質上或者說對已有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得計算機處理器（processor）執行該發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：隨身碟、移動硬碟、唯讀存儲器（ROM，Read-OnlyMemory）、隨機存取存儲器（RAM，RandomAccessMemory）、磁碟或者光碟等各種可以存儲程式代碼的介質。
榮譽表彰
2020年11月，《電動無人機及其智慧型電量保護方法》獲得第六屆廣東專利獎銀獎。
