ES2913548T3 - Procedimiento y aparato para controlar el vuelo de un vehículo aéreo no tripulado - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para controlar el vuelo de un vehículo aéreo no tripulado, UAV, que comprende: recibir un parámetro de velocidad de vuelo y un parámetro de distancia de vuelo, en el que el parámetro de velocidad de vuelo se refiere a una velocidad de vuelo a la que opera un UAV y el parámetro de distancia de vuelo se refiere a una distancia lineal, con respecto a la que opera el UAV, que el UAV tiene que volar; determinar (101) una posición de vuelo inicial en la que el UAV está estacionado actualmente y una dirección de morro del UAV; la puesta en marcha (102) desde la posición de vuelo inicial, y volar a lo largo de una línea recta en la dirección del morro; y cuando se recibe una instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, ajustar (103) una ruta aérea del UAV según la instrucción de ajuste de ruta; en el que la instrucción de ajuste de ruta es una instrucción enviada por un aparato de control remoto, y el aparato de control remoto se utiliza para determinar al menos uno de una dirección de ajuste de ruta aérea y un margen de ajuste de ruta aérea ajustado por el UAV; caracterizado por que la etapa de que cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, se ajusta la ruta aérea del UAV según la instrucción de ajuste de ruta comprende lo siguiente: cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, operar el UAV para que vuele hacia un punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea, adquirir coordenadas del punto de referencia, determinar coordenadas de un punto objetivo según un ángulo de dirección y el parámetro de distancia de vuelo, en el que el ángulo de dirección se determina por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia, adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV, calcular una desviación de la ruta aérea según el ángulo de dirección y el ángulo de rumbo, controlar el UAV para su alineación con el punto objetivo según la desviación de la ruta aérea, y calcular una distancia entre el punto de referencia y el punto objetivo, y controlar el UAV para que vuele hacia el punto objetivo; o, cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, operar el UAV para que vuele hacia un punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea, adquirir coordenadas del punto de referencia, adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV, calcular una desviación de la ruta aérea según un ángulo de dirección y el ángulo de rumbo, en el que el ángulo de dirección se determina por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia, controlar el UAV para su alineación con una dirección indicada por el ángulo de dirección según la desviación de la ruta aérea, calcular una distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia, y controlar el vuelo del UAV según una distancia restante, donde la distancia restante se determina por el parámetro de distancia de vuelo y la distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y aparato para controlar el vuelo de un vehículo aéreo no tripulado
Campo técnico
La presente invención se refiere al campo técnico de los vehículos aéreos no tripulados, y en particular a un procedimiento para controlar el vuelo de un vehículo aéreo no tripulado y a un aparato para controlar el vuelo de un vehículo aéreo no tripulado.
Antecedentes
Un vehículo aéreo no tripulado (UAV, Unmanned Aerial Vehicle)) es una aeronave no tripulada operada por un dispositivo de control remoto por radio y un aparato de control de programa autónomo. Los UAV se utilizan ampliamente en la protección de plantas, la gestión urbana, la geología, la meteorología, la energía eléctrica, la ayuda en caso de catástrofes, la grabación de vídeos y otros sectores.
Con el desarrollo de la tecnología de protección de plantas de los UAV, la protección de plantas de los UAV tiene características de pequeños daños a los cultivos y una alta tasa de utilización de pesticidas. Cada vez más hogares campesinos o agricultores utilizan los UAV para las operaciones de protección de plantas; especialmente utilizan los UAV para la pulverización de pesticidas y la pulverización de fertilizantes.
En la técnica relacionada, cuando un UAV se encuentra en la operación de protección de plantas, pueden utilizarse las dos maneras siguientes para controlar una ruta de vuelo: una manera es controlar manualmente la actitud o la velocidad de vuelo del UAV para controlar el UAV para que vuele a lo largo de una trayectoria correspondiente, y la otra manera es cargar o establecer una ruta en un extremo de terreno, de modo que el UAV realice automáticamente la ruta correspondiente para lograr la tarea de la operación.
La primera manera mencionada anteriormente puede controlarse de manera flexible y manual en operaciones en pequeñas parcelas, aunque requiere que un operador participe en todo el proceso para corregir el vuelo del UAV con la percepción humana. Es fácil hacer que el uAv se desvíe de la ruta de vuelo al realizar una tarea de parcela un poco más grande.
En la segunda manera mencionada anteriormente, la operación es precisa y no requiere la participación de personas, pero tiene que estudiarse con antelación, los requisitos de topografía y cartografía son elevados y la tecnología existente no puede emplearse en tiempo real en el caso de cambios de operación reales.
Los documentos CN 104670496A, CN 105302158A, CN 105867424A y WO 2016027544A1 proporcionan soluciones técnicas relacionadas; sin embargo, el problema mencionado anteriormente sigue sin resolver.
Sumario
Al menos algunas formas de realización de la presente invención proporcionan un procedimiento para controlar el vuelo de un UAV y un aparato para controlar el vuelo de un UAV, para superar el problema anterior o para al menos resolver parcialmente el problema anterior.
La presente invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
Al menos algunas formas de realización de la presente invención incluyen las ventajas siguientes: cuando el UAV determina la posición de vuelo inicial y la dirección de morro del UAV, el UAV puede comenzar directamente desde la posición de vuelo inicial y volar a lo largo de la línea recta en la dirección de morro. Cuando se recibe una instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, la ruta aérea del UAV puede ajustarse según la instrucción de ajuste de ruta. Al menos algunas formas de realización de la presente invención hacen que el UAV vuele a lo largo de una línea recta requerida por un operador en combinación con la modificación manual de ajuste fino y la navegación automática del UAV; durante el vuelo, el operador puede corregir la ruta aérea a través de un aparato de control remoto sin operaciones simples, simplificando así el proceso de operación y promoviendo la adaptabilidad a los cambios del UAV. Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de flujo de un procedimiento para controlar el vuelo de un UAV según una forma de realización de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama esquemático de una ruta de vuelo de un UAV en un procedimiento para controlar el vuelo del UAV según una forma de realización opcional de la presente invención.
La figura 3 es un diagrama estructural de bloques de un aparato para controlar el vuelo de un UAV según una forma de realización de la presente invención.
Descripción detallada
Para que los objetos, características y ventajas de la presente invención sean más evidentes y comprensibles, la presente invención se describe con más detalle a continuación con referencia a los dibujos y a las formas de implementación específicas.
Como se muestra en la figura 1, muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para controlar el vuelo de un UAV según una forma de realización de la presente invención. El procedimiento puede incluir específicamente las etapas siguientes.
En la etapa 101, un UAV determina una posición de vuelo inicial en la que el UAV está estacionado actualmente y una dirección de morro del UAV.
En una implementación específica, la posición de vuelo inicial puede ser una posición de estacionamiento actual del UAV. En la operación de protección de plantas, una posición puede predefinirse como la posición de estacionamiento del UAV, es decir, la posición en la que el UAV está estacionado. Si el UAV no está en la posición de estacionamiento predefinida, el operador puede colocar o controlar el UAV para que vuele a la posición de estacionamiento.
En una implementación específica, antes de que el UAV se ponga en marcha, la posición de vuelo inicial y la dirección de morro del UAV pueden detectarse mediante un aparato de posicionamiento en el UAV tal como un instrumento de brújula y un sistema de posicionamiento global (GPS).
En la práctica, la posición de vuelo inicial del UAV puede expresarse en latitud y longitud, y la dirección de morro del UAV puede representarse mediante un ángulo de rumbo.
En una forma de realización opcional, antes de la etapa 101, el procedimiento puede incluir además la etapa en la que: el UAV recibe un parámetro de velocidad de vuelo y un parámetro de distancia de vuelo.
Antes de la etapa 101, el procedimiento incluye además la etapa en la que: el UAV recibe un parámetro de velocidad de vuelo y un parámetro de distancia de vuelo.
Específicamente, antes de que un operador realice una operación, el parámetro de velocidad de vuelo y el parámetro de distancia de vuelo, requeridos para la operación actual, pueden introducirse en primer lugar a través de un aparato de control remoto.
El parámetro de velocidad de vuelo se refiere a una velocidad de vuelo a la que opera el UAV.
El parámetro de distancia de vuelo se refiere a una distancia lineal, con respecto a la que el UAV está operando, que el UAV necesita volar.
Después de recibir el parámetro de velocidad de vuelo y el parámetro de distancia de vuelo introducidos por el operador, el aparato de control remoto puede enviar el parámetro de velocidad de vuelo y el parámetro de distancia de vuelo al UAV a través de un componente de comunicación.
En una implementación específica, el aparato de control remoto puede ser un aparato con una pantalla táctil, u otros controladores remotos con botones de entrada físicos y otros botones físicos funcionales, no limitados en la presente forma de realización de la presente invención.
En la etapa 102, el UAV se pone en marcha desde la posición de vuelo inicial, y vuela a lo largo de una línea recta en la dirección de morro.
Cuando el UAV empieza a operar después de determinar la posición de vuelo inicial en la que el UAV está estacionado actualmente y la dirección de morro del UAV, el UAV puede ponerse en marcha desde la posición de vuelo inicial, y volar a lo largo de la línea recta en la dirección de morro del UAV.
En una forma de realización opcional, después de que se haya determinado el parámetro de velocidad de vuelo, la etapa 102 puede incluir además lo siguiente: el UAV se pone en marcha desde la posición de vuelo inicial, y vuela a lo largo de la línea recta a una velocidad especificada por el parámetro de velocidad de vuelo en la dirección de morro. En una implementación específica, cuando el UAV empieza a operar después de determinar la posición de vuelo inicial en la que el UAV está estacionado actualmente y la dirección de morro del UAV, una ruta de vuelo determinada por el UAV puede ser la siguiente: tomar la posición de vuelo inicial como punto de partida y un rayo emitido desde el punto de partida en la dirección de morro del UAV como la ruta de vuelo.
En la práctica, después de tomar la posición de vuelo inicial como el punto de partida, el UAV puede definir un punto virtual en la línea recta a lo largo de la dirección de morro del UAV como punto final, y la línea recta determinada por el punto de partida y el punto final se toma como la ruta de vuelo. Por ejemplo, como se muestra en el diagrama esquemático de una ruta de vuelo de un UAV en la figura 2, si el punto O es el punto de partida, el operador puede colocarlo en el punto O, o controlar el UAV para que vuele hacia el punto O, y ajustar la dirección de morro, y si la dirección de morro es hacia el punto A1, el UAV puede tomar una línea recta compuesta por OA1 como ruta de vuelo.
En una forma de realización a modo de ejemplo de la presente invención, después de determinar la ruta de vuelo, el UAV puede tener la capacidad de volar a lo largo de una ruta de vuelo recta, y cuando el UAV se desvía de la ruta de vuelo recta, el UAV puede volver a la línea recta lo antes posible, manteniendo así una desviación pequeña.
En la etapa 103, cuando se recibe una instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, el UAV ajusta una ruta aérea del UAV según la instrucción de ajuste de ruta.
En una implementación específica, como la dirección de morro se ajusta mediante la percepción del operador, el ajuste manual de la dirección de morro tiende a la desviación, de modo que la dirección de morro no pueda alinearse con precisión con una dirección deseada por el operador, dando como resultado que la ruta de vuelo determinada por el UAV sea incoherente con la ruta de vuelo requerida en realidad por el operador. Por ejemplo, como se muestra en la figura 2, se supone que la ruta de vuelo requerida en realidad por el operador es una línea recta compuesta por OA, y cuando el operador ajusta la dirección de morro, la dirección de morro se alinea con el punto A1, de modo que la ruta de vuelo determinada por el UAV sea una línea recta compuesta por OA1, que se desvía de una ruta OA en la que el operador tiene que volar en realidad. En este caso, el operador puede enviar una instrucción de ajuste de ruta al UAV a través del aparato de control remoto, y el UAV puede ajustar automáticamente la ruta durante el vuelo del UAV según la instrucción de ajuste de ruta. Por ejemplo, puede utilizarse la instrucción de ajuste de ruta enviada por el operador para notificar al UAV que se desvíe del punto A1 al punto A, por ejemplo, al punto A2, y el UAV puede converger hacia el punto A según la instrucción de ajuste de ruta después de recibir la instrucción de ajuste de ruta.
En una forma de implementación, el aparato de control remoto genera la instrucción de ajuste de ruta de las siguientes maneras.
El aparato de control remoto puede detectar una operación de ajuste de ruta aérea realizada por un operador en el aparato de control remoto. El aparato de control remoto puede determinar al menos uno de una dirección de ajuste de ruta aérea y un margen de ajuste de ruta aérea correspondiente a la operación de ajuste de ruta aérea; y generar la instrucción de ajuste de ruta según al menos uno de la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea.
Específicamente, durante el vuelo del UAV, cuando el operador observa que el UAV se desvía de la ruta aérea, la operación de ajuste de ruta aérea puede enviarse por el aparato de control remoto.
En una forma de implementación, la operación de ajuste de ruta aérea puede incluir una operación de deslizamiento del operador en un deslizador de pantalla táctil en el aparato de control remoto. Por ejemplo, el deslizador de pantalla táctil puede visualizarse en un panel de control de un aparato de control en forma de barra de progreso. Cuando el operador desliza la barra de progreso, se determina que el operador envía una operación de ajuste de ruta aérea.
Opcionalmente, el deslizador de pantalla táctil puede visualizarse en una dirección horizontal. Cuando el operador lo desliza hacia la izquierda, se indica que el operador quiere controlar el UAV para que se desplace hacia la izquierda. Cuando el operador lo desliza hacia la derecha, se indica que el operador quiere controlar el uAv para que se desplace hacia la derecha.
Opcionalmente, el deslizador de pantalla táctil puede dividirse en múltiples celdas pequeñas, cada pequeña celda está predeterminada para que corresponda a una amplitud de desviación del UAV, y la amplitud de desviación del UAV puede determinarse según el número de celdas pequeñas que ha deslizado el operador en el deslizador de pantalla táctil, que es la distancia que el UAV se desvía con respecto a la ubicación actual.
En otra forma de implementación, la operación de ajuste de ruta aérea puede incluir una operación de clic del operador en un botón de dirección físico en el aparato de control remoto.
Específicamente, el operador también puede activar la operación de ajuste de ruta aérea a través del botón de dirección físico en el aparato de control remoto. Por ejemplo, en el aparato de control remoto, puede haber botones de dirección físicos en cuatro direcciones de arriba, abajo, izquierda y derecha. Cuando el operador hace clic en el botón físico en la dirección izquierda, se indica que el operador quiere controlar el UAV para que se desplace hacia la izquierda. Cuando el operador hace clic en el botón físico en la dirección derecha, se indica que el operador quiere controlar el UAV para que se desplace hacia la derecha.
Opcionalmente, también puede predeterminarse que un clic corresponda a una amplitud de desviación del UAV, y la amplitud de desviación del UAV puede determinarse según el número de clics en la misma dirección por el operador en el aparato de control remoto, que es la distancia que el UAV se desvía de la ubicación actual.
En otra forma de implementación, la operación de ajuste de ruta aérea también puede incluir una operación táctil del operador en un botón de dirección de pantalla táctil en el aparato de control remoto, es decir, pueden visualizarse unos botones de dirección físicos de las direcciones de arriba, abajo, izquierda y derecha en la forma de realización anterior en forma de botón virtual en una interfaz de control del aparato de control remoto. Cuando el operador hace clic en el botón virtual en la dirección izquierda, se indica que el operador quiere controlar el UAV para que se desplace hacia la izquierda. Cuando el operador hace clic en el botón virtual en la dirección derecha, se indica que el operador quiere controlar el UAV para que se desplace hacia la derecha.
Opcionalmente, también puede predeterminarse que un clic corresponda a una amplitud de desviación del UAV, y la amplitud de desviación del UAV puede determinarse según el número de clics en la misma dirección por el operador en el aparato de control remoto, que es la distancia que el UAV se desvía de la ubicación actual.
En otra forma de implementación, la operación de ajuste de ruta aérea también puede incluir una operación de movimiento del operador en un balancín de control en el aparato de control remoto. Cuando el operador mueve el balancín de control hacia la izquierda, se indica que el operador quiere controlar el UAV para que se desplace hacia la izquierda. Cuando el operador mueve el balancín de control hacia la derecha, se indica que el operador quiere controlar el UAV para que se desplace hacia la derecha.
Opcionalmente, también puede predeterminarse que una operación de movimiento de balancín corresponda a una amplitud de desviación del UAV, y la amplitud de desviación del UAV puede determinarse según el número de movimientos en la misma dirección por el operador en el aparato de control remoto, que es la distancia que el UAV se desvía de la ubicación actual.
Cabe indicar que las formas de realización de la presente invención no están limitadas a la operación de ajuste de ruta aérea mencionada anteriormente y que los expertos en la técnica pueden realizar otras operaciones para alcanzar el objetivo del control de dirección, que no está limitado por la forma de realización de la presente invención.
Cuando el aparato de control remoto detecta la operación de ajuste de ruta aérea realizada por el operador en el aparato de control remoto, al menos uno de la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea puede determinarse según la dirección de movimiento y la distancia de movimiento del operador para el deslizador de pantalla táctil, o la dirección del botón de dirección físico o el botón de dirección virtual y el número de clics, o la dirección de movimiento y el número de movimientos para el balancín.
Por ejemplo, si un usuario hace clic en el botón físico una vez en la dirección izquierda en el aparato de control remoto, suponiendo que la amplitud de desviación correspondiente a un clic es de 5 metros, la dirección de movimiento correspondiente a la operación de ajuste de ruta aérea puede obtenerse como la dirección izquierda, y el margen de ajuste de ruta aérea es de 5 metros.
Después de que el aparato de control remoto determine al menos uno de la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea ajustado por el UAV, la instrucción de ajuste de ruta aérea puede generarse según al menos uno de la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea, y la instrucción de ajuste de ruta aérea se envía al UAV a través del componente de comunicación, de modo que el UAV pueda ajustar la ruta aérea según al menos uno de la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea.
En una forma de implementación, el aparato de control remoto puede generar la instrucción de ajuste de ruta según la dirección de ajuste de ruta aérea, de modo que después de recibir la instrucción de ajuste de ruta, el UAV se desvía por una amplitud predeterminada hacia la dirección de ajuste de ruta aérea.
En otra forma de implementación, el aparato de control remoto puede generar la instrucción de ajuste de ruta según la dirección de ajuste de ruta aérea y la amplitud de ajuste de ruta aérea, de modo que después de recibir la instrucción de ajuste de ruta, el UAV se desvía por una distancia correspondiente a la amplitud de ajuste de ruta aérea hacia la dirección de ajuste de ruta aérea. En la práctica, durante la operación del UAV, cuando el operador observa que el UAV se desvía de la ruta aérea, el UAV puede corregirse hacia la ruta aérea correcta después de múltiples correcciones. Por ejemplo, como se muestra en la figura 2, la ruta aérea requerida por el usuario para operar el UAV es una línea recta Oa , pero debido al error de operación, el operador alinea el morro del UAV con una dirección A1, de modo que la ruta de vuelo determinada por el UAV es una línea recta OA1, y el UAV vuela a lo largo de la línea recta OA1. En este momento, el operador observa que el UAV no vuela en la dirección OA, y determina que es una ruta de desviación. El operador puede enviar la instrucción de ajuste de ruta al UAV mediante el aparato de control remoto para indicar un desplazamiento hacia la derecha, por ejemplo, un desplazamiento hacia el punto A2. El UAV se mueve a la posición A2 después de recibir la instrucción de ajuste de ruta, de modo que el UAV vuele en una línea recta hacia la dirección O-A2, y el operador corrige continuamente la ruta aérea según el procedimiento anterior.
Cuando el UAV se desplaza al punto C en la figura 2, el UAV comienza a volar en la dirección C-A. Mediante la corrección anterior, en la figura 2, la parte más gruesa es la trayectoria de vuelo de la operación actual del UAV. En una forma de realización opcional, la etapa 103 puede incluir las subetapas siguientes.
En la subetapa S11, cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, el UAV vuela hacia un punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea.
Específicamente, durante el vuelo del UAV, después de que el UAV reciba la instrucción de ajuste de ruta enviada mediante el aparato de control remoto, el UAV puede desplazarse hacia el punto de referencia, concretamente el punto C, como se muestra en la figura 2 según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea que lleva la instrucción de ajuste de ruta, o según una dirección de ajuste de ruta aérea que lleva la instrucción de ajuste de ruta y un margen de ajuste de ruta aérea predeterminado.
Por ejemplo, después de que el operador opere el balancín de control para hacer que el UAV vuele hacia el punto C en la figura 2, el operador soltará el balancín, y el UAV puede tomar el punto C como el punto de referencia.
En la subetapa S12, el UAV adquiere coordenadas del punto de referencia.
Después de que se determine el punto de referencia, el UAV puede adquirir las coordenadas del punto de referencia como las coordenadas del punto C en la figura 2 mediante el aparato de posicionamiento en el uAv .
En la subetapa S13, el UAV determina las coordenadas de un punto objetivo según un ángulo de dirección y el parámetro de distancia de vuelo, y el ángulo de dirección se determina por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia.
Después de que el UAV determine las coordenadas del punto de referencia, el UAV puede determinar un ángulo de dirección entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia según las coordenadas de la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia. Y el UAV puede calcular las coordenadas de un punto objetivo según las coordenadas de la posición de vuelo inicial, el ángulo de dirección y el parámetro de distancia de vuelo.
Por ejemplo, como se muestra en la figura 2, un ángulo de dirección de OC puede determinarse según el punto O y el punto C, y a continuación pueden obtenerse las coordenadas del punto A según el ángulo de dirección de OC, las coordenadas del punto O y el parámetro de distancia de vuelo.
En la subetapa S14, el UAV adquiere un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV.
En una implementación específica, el UAV puede adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV mediante una brújula del UAV.
En la subetapa S15, el UAV calcula una desviación de la ruta aérea según el ángulo de dirección y el ángulo de rumbo. Después de adquirir el ángulo de rumbo y el ángulo de dirección, el UAV puede calcular una diferencia entre el ángulo de rumbo y el ángulo de dirección para tomar la diferencia como la desviación de la ruta aérea.
En la subetapa S16, el UAV se controla para alinearse con el punto objetivo según la desviación de la ruta aérea. Después de adquirir la desviación de la ruta aérea, el UAV puede sumar el ángulo de rumbo en tiempo real a la desviación de la ruta aérea para obtener un ángulo de ruta de vuelo real. A continuación, el UAV puede ajustar la dirección de morro del UAV para su alineación con el ángulo de ruta de vuelo real, de modo que el uAv se alinee con el punto objetivo.
En la subetapa S17, el UAV calcula una distancia entre el punto de referencia y el punto objetivo, y el UAV se controla para que vuele hacia el punto objetivo.
Después de que el UAV se alinee con el punto objetivo, el UAV puede calcular la distancia entre el punto de referencia y el punto objetivo para obtener una distancia restante de la ruta de vuelo actual, y a continuación el UAV puede controlarse para que vuele la distancia restante a una velocidad especificada por el parámetro de velocidad de vuelo. Por ejemplo, como se muestra en la figura 2, después de que el morro del UAV se alinee con el punto A, el UAV puede obtener una distancia del punto C al punto A y el UAV se controla para que vuele esta distancia, de modo que cuando se alcance el punto A, el UAV finalice la operación de ruta actual.
La etapa 103 incluye las subetapas siguientes.
En la subetapa S21, cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, el UAV vuela hacia el punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea.
En la subetapa S22, el UAV puede adquirir las coordenadas del punto de referencia.
En la subetapa S23, el UAV puede adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV.
En la subetapa S24, el UAV puede calcular una desviación de la ruta aérea según el ángulo de dirección y el ángulo de rumbo.
En la subetapa S25, el UAV se controla para alinearse con una dirección indicada por el ángulo de dirección según la desviación de la ruta aérea.
En la subetapa S26, el UAV puede calcular una distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia. En la subetapa S27, el vuelo del UAV se controla según una distancia restante determinada por el parámetro de distancia de vuelo y la distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia. La forma de realización de la subetapa S21 a la subetapa S27 es diferente de la forma de realización de la subetapa S11 a la subetapa S17 descritas anteriormente, excepto que la presente forma de realización no obtiene con precisión las coordenadas del punto objetivo. Cuando el UAV calcula la desviación de la ruta aérea, el UAV puede determinar la desviación de la ruta aérea según la diferencia entre el ángulo de dirección y el ángulo de rumbo. Después de que el UAV adquiera la desviación de la ruta aérea, el UAV puede sumar el ángulo de rumbo a la desviación de la ruta aérea para obtener el ángulo de ruta de vuelo real. A continuación, el UAV puede ajustar la dirección de morro del UAV para su alineación con el ángulo de ruta de vuelo real. El ángulo de ruta de vuelo real es una dirección vectorial determinada por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia. Cuando se calcula la distancia restante, el UAV puede calcular en primer lugar la distancia de vuelo entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia, y en segundo lugar puede calcular la distancia restante según el parámetro de distancia de vuelo y la distancia de vuelo, y a continuación el UAV puede controlarse para que vuele a una velocidad especificada por el parámetro de velocidad de vuelo por la distancia restante.
En al menos algunas formas de realización de la presente invención, cuando el UAV determina la posición de vuelo inicial y la dirección de morro del UAV, el UAV puede comenzar directamente desde la posición de vuelo inicial y volar a lo largo de una línea recta en la dirección de morro. Durante el vuelo, si el UAV recibe la instrucción de ajuste de ruta, la ruta aérea del UAV puede ajustarse según la instrucción de ajuste de ruta. Al menos algunas formas de realización de la presente invención hacen que el UAV vuele a lo largo de la línea recta que requiere el operador en combinación con la modificación manual de ajuste fino y la navegación automática del UAV; durante el vuelo, el operador puede corregir la ruta aérea a través del aparato de control remoto sin topografía ni cartografía cuando se detecta que el UAV no está siguiendo el rumbo; y el operador puede hacer que el UAV vuele de manera precisa a lo largo de la línea recta deseada por medio de operaciones simples, simplificando así el proceso de operación y promoviendo la adaptabilidad a los cambios del uAv .
Cabe indicar que, para las formas de realización del procedimiento, en aras de una descripción simple, todas se expresan como una serie de combinaciones de acciones, pero los expertos en la técnica deben entender que las formas de realización de la presente invención no están limitadas por la secuencia de acciones descrita, ya que ciertas etapas pueden realizarse en otras secuencias o simultáneamente según algunas formas de realización de la presente invención. A continuación, los expertos en la técnica deben entender también que las formas de realización descritas en la memoria descriptiva son todas formas de realización opcionales, y las acciones implicadas no son obligatoriamente necesarias en al menos algunas formas de realización de la presente invención.
Como se muestra en la figura 3, muestra un diagrama estructural de bloques de un aparato para controlar el vuelo de un UAV según la presente invención. El aparato puede incluir: un componente de determinación de información 301, un componente de vuelo 302 y un componente de ajuste de dirección 303.
El componente de determinación de información 301 está configurado para determinar una posición de vuelo inicial en la que un UAV está estacionado actualmente y una dirección de morro del UAV.
El componente de vuelo 302 está configurado para ponerse en marcha desde la posición de vuelo inicial, y volar a lo largo de una línea recta en la dirección de morro.
El componente de ajuste de dirección 303 está configurado para, cuando se recibe una instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, ajustar una ruta aérea del UAV según la instrucción de ajuste de ruta.
El aparato incluye además un componente de recepción de parámetros.
El componente de recepción de parámetros está configurado para recibir un parámetro de velocidad de vuelo y un parámetro de distancia de vuelo.
En una forma de realización opcional, el componente de vuelo 302 está configurado además para: ponerse en marcha desde la posición de vuelo inicial, y volar a lo largo de la línea recta a una velocidad especificada por el parámetro de velocidad de vuelo en la dirección de morro.
En una forma de realización opcional, la instrucción de ajuste de ruta es una instrucción enviada por un aparato de control remoto, y mediante el aparato de control remoto se genera la instrucción de ajuste de ruta de las siguientes maneras:
detectar una operación de ajuste de ruta aérea realizada por un operador en el aparato de control remoto; determinar al menos uno de una dirección de ajuste de ruta aérea y un margen de ajuste de ruta aérea correspondiente a la operación de ajuste de ruta aérea; y
generar la instrucción de ajuste de ruta según al menos uno de la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea.
En una forma de realización opcional, la operación de ajuste de ruta aérea incluye al menos una de las operaciones siguientes:
una operación de deslizamiento del operador en un deslizador de pantalla táctil en el aparato de control remoto; una operación de clic del operador en un botón de dirección físico en el aparato de control remoto;
una operación de movimiento del operador en un balancín de control en el aparato de control remoto; y
una operación táctil del operador en un botón de dirección de pantalla táctil en el aparato de control remoto.
El componente de ajuste de dirección 303 incluye: un primer subcomponente de vuelo de punto de referencia, un primer subcomponente de adquisición de coordenadas de punto de referencia, un subcomponente de determinación de coordenadas de punto objetivo, un primer subcomponente de adquisición de ángulos de rumbo en tiempo real, un primer subcomponente de cálculo de desviación de ruta aérea, un primer subcomponente de alineación de dirección y un primer subcomponente de control de vuelo.
El primer subcomponente de vuelo de punto de referencia está configurado para, cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, operar el UAV para que vuele hacia un punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea durante el vuelo.
El primer subcomponente de adquisición de coordenadas de punto de referencia está configurado para adquirir coordenadas del punto de referencia.
El subcomponente de determinación de coordenadas de punto de referencia está configurado para determinar coordenadas de un punto objetivo según un ángulo de dirección y el parámetro de distancia de vuelo, y el ángulo de dirección se determina por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia.
El primer subcomponente de adquisición de ángulos de rumbo en tiempo real está configurado para adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV.
El primer subcomponente de cálculo de desviación de ruta aérea está configurado para calcular una desviación de la ruta aérea según el ángulo de dirección y el ángulo de rumbo.
El primer subcomponente de alineación de dirección está configurado para controlar el UAV para su alineación con el punto objetivo según la desviación de la ruta aérea.
El primer subcomponente de control de vuelo está configurado para calcular una distancia entre el punto de referencia y el punto objetivo, y controlar el UAV para que vuele hacia el punto objetivo.
El componente de ajuste de dirección incluye: un segundo subcomponente de vuelo de punto de referencia, un segundo subcomponente de adquisición de coordenadas de punto de referencia, un segundo subcomponente de adquisición de ángulo de rumbo en tiempo real, un segundo subcomponente de cálculo de desviación de la ruta aérea, un segundo subcomponente de alineación de dirección, un subcomponente de cálculo de distancia y un segundo subcomponente de control de vuelo.
El segundo subcomponente de vuelo de punto de referencia está configurado para, cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, operar el UAV para que vuele hacia un punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea.
El segundo subcomponente de adquisición de coordenadas de punto de referencia está configurado para adquirir coordenadas del punto de referencia.
El segundo subcomponente de adquisición de ángulo de rumbo en tiempo real está configurado para adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV.
El segundo subcomponente de cálculo de desviación de la ruta aérea está configurado para calcular una desviación de la ruta aérea según un ángulo de dirección y el ángulo de rumbo, y el ángulo de dirección se determina por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia.
El segundo subcomponente de alineación de dirección está configurado para controlar el UAV para que se alinee con una dirección indicada por el ángulo de dirección según la desviación de la ruta aérea.
El subcomponente de cálculo de distancia está configurado para calcular una distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia.
El segundo subcomponente de control de vuelo está configurado para controlar el vuelo del UAV según una distancia restante, donde la distancia restante se determina por el parámetro de distancia de vuelo y la distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia.
Varias formas de realización en la presente memoria descriptiva se describen de manera progresiva, cada forma de realización se centra en las diferencias con respecto a otras formas de realización, y las partes idénticas o similares entre las diversas formas de realización pueden hacer referencia entre sí.
Un experto en la técnica entenderá que al menos algunas formas de realización de la presente invención pueden proporcionarse como un procedimiento, un dispositivo o un producto de programa informático. Por tanto, al menos algunas formas de realización de la presente invención pueden adoptar formas de realizaciones de hardware completas, realizaciones de software completas o realizaciones que integren software y hardware. Además, al menos algunas formas de realización de la presente invención pueden adoptar la forma de un producto de programa informático implementado en uno o varios medios de almacenamiento disponibles en ordenador (incluyendo, pero sin limitarse a, una memoria de disco, un CD-ROM, una memoria óptica y similares) que contenga códigos de programa disponibles en ordenador.
Al menos algunas formas de realización de la presente invención se describen con referencia a diagramas de flujo y/o diagramas de bloques del procedimiento, el dispositivo terminal (sistema) y el producto de programa informático según al menos algunas formas de realización de la presente invención. Ha de entenderse que cada flujo y/o bloque en los diagramas de flujo y/o los diagramas de bloques y una combinación de los flujos y/o los bloques en los diagramas de flujo y/o los diagramas de bloques pueden implementarse por instrucciones de programa informático. Estas instrucciones de programa informático pueden proporcionarse para un ordenador general, un ordenador dedicado, un procesador integrado o procesadores de otros dispositivos terminales de procesamiento de datos programables para generar una máquina, de modo que un aparato para lograr las funciones designadas en uno o varios flujos de los diagramas de flujo y/o uno o varios bloques de los diagramas de bloques se genere mediante instrucciones ejecutadas por los ordenadores o los procesadores de los otros dispositivos terminales de procesamiento de datos programables.
Estas instrucciones de programa informático también pueden almacenarse en una memoria legible por ordenador que pueda guiar los ordenadores o los otros dispositivos de procesamiento de datos programables para que trabajen en un modo específico, de modo que se genere un producto manufacturado que incluya un aparato de instrucción a través de las instrucciones almacenadas en la memoria legible por ordenador, y el aparato de instrucción logre las funciones designadas en uno o varios flujos de los diagramas de flujo y/o uno o varios bloques de los diagramas de bloques.
Estas instrucciones de programa informático también pueden cargarse en los ordenadores o en los otros dispositivos terminales de procesamiento de datos programables, de modo que el procesamiento implementado por los ordenadores se genere mediante la ejecución de una serie de etapas de operación en los ordenadores o en los otros dispositivos terminales programables, y por tanto las instrucciones ejecutadas en los ordenadores o en los otros dispositivos terminales programables proporcionen una etapa para lograr las funciones designadas en uno o varios flujos de los diagramas de flujo y/o uno o varios bloques de los diagramas de bloques.
Si bien se han descrito formas de realización opcionales de al menos algunas formas de realización de la presente invención, los expertos en la técnica pueden realizar cambios y modificaciones adicionales a las formas de realización una vez conocido el concepto básico de creatividad. Por tanto, las reivindicaciones adjuntas deben interpretarse como que incluyen las formas de realización opcionales y todos los cambios y modificaciones que entran dentro del alcance de al menos algunas formas de realización de la presente invención.
Por último, también hay que señalar que los términos relacionales como primero y segundo se utilizan simplemente para distinguir una entidad u operación de otra entidad u operación en el presente documento, y no requieren ni implican necesariamente la existencia de ninguna relación u orden real entre estas entidades u operaciones. Además, los términos “incluir”, “contener” o cualquier otra variación de los mismos pretenden abarcar una inclusión no exclusiva, de manera que un proceso, procedimiento, artículo o dispositivo terminal que incluya una serie de elementos no sólo incluya dichos elementos, sino que también incluya aquellos elementos que no están explícitamente enumerados, o incluya elementos inherentes a dicho proceso, procedimiento, artículo o dispositivo terminal. Bajo la condición de que no haya más limitaciones, no se excluye que existan elementos idénticos adicionales en el proceso, procedimiento, artículo o dispositivo terminal que incluya elementos definidos por una frase “que incluye un ...”.
Lo anterior es una descripción detallada de un procedimiento y un aparato para controlar el vuelo de un UAV proporcionado por la presente invención. El principio y la forma de implementación de la presente invención se describen en los ejemplos específicos aquí expuestos. La descripción de las formas de realización es sólo para ayudar a entender el procedimiento de la presente invención y sus ideas centrales. Además, para los expertos en la técnica, según la idea de la presente invención, habrá cambios en las formas de implementación específicas y en los ámbitos de aplicación. En conclusión, la descripción anterior no debe tomarse como una limitación de la presente invención.
Aplicabilidad industrial
Como se describió anteriormente, al menos algunas formas de realización de la presente invención proporcionan un procedimiento para controlar el vuelo de un UAV y un aparato correspondiente para controlar el vuelo del UAV, con los siguientes efectos beneficiosos: el UAV vuela a lo largo de una línea recta requerida por un operador en combinación con la modificación manual de ajuste fino y la navegación automática del UAV; durante el vuelo, el operador puede corregir una ruta aérea a través de un aparato de control remoto sin topografía ni cartografía cuando se detecta que un UAV no está siguiendo el rumbo; y el operador puede hacer que el UAV vuele de manera precisa a lo largo de una línea recta deseada por medio de operaciones simples, simplificando así el proceso de operación y promoviendo la adaptabilidad a los cambios del UAV.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para controlar el vuelo de un vehículo aéreo no tripulado, UAV, que comprende:
recibir un parámetro de velocidad de vuelo y un parámetro de distancia de vuelo, en el que el parámetro de velocidad de vuelo se refiere a una velocidad de vuelo a la que opera un UAV y el parámetro de distancia de vuelo se refiere a una distancia lineal, con respecto a la que opera el UAV, que el UAV tiene que volar;
determinar (101) una posición de vuelo inicial en la que el UAV está estacionado actualmente y una dirección de morro del UAV;
la puesta en marcha (102) desde la posición de vuelo inicial, y volar a lo largo de una línea recta en la dirección del morro; y
cuando se recibe una instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, ajustar (103) una ruta aérea del UAV según la instrucción de ajuste de ruta;
en el que la instrucción de ajuste de ruta es una instrucción enviada por un aparato de control remoto, y el aparato de control remoto se utiliza para determinar al menos uno de una dirección de ajuste de ruta aérea y un margen de ajuste de ruta aérea ajustado por el UAV;
caracterizado por que la etapa de que cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, se ajusta la ruta aérea del UAV según la instrucción de ajuste de ruta comprende lo siguiente:
cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, operar el UAV para que vuele hacia un punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea, adquirir coordenadas del punto de referencia, determinar coordenadas de un punto objetivo según un ángulo de dirección y el parámetro de distancia de vuelo, en el que el ángulo de dirección se determina por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia, adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV, calcular una desviación de la ruta aérea según el ángulo de dirección y el ángulo de rumbo, controlar el UAV para su alineación con el punto objetivo según la desviación de la ruta aérea, y calcular una distancia entre el punto de referencia y el punto objetivo, y controlar el UAV para que vuele hacia el punto objetivo;
o,
cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, operar el UAV para que vuele hacia un punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea, adquirir coordenadas del punto de referencia, adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del uAv , calcular una desviación de la ruta aérea según un ángulo de dirección y el ángulo de rumbo, en el que el ángulo de dirección se determina por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia, controlar el UAV para su alineación con una dirección indicada por el ángulo de dirección según la desviación de la ruta aérea, calcular una distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia, y controlar el vuelo del UAV según una distancia restante, donde la distancia restante se determina por el parámetro de distancia de vuelo y la distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de puesta en marcha desde la posición de vuelo inicial y volar a lo largo de la línea recta en la dirección de morro comprende:
la puesta en marcha desde la posición de vuelo inicial, y volar a lo largo de la línea recta a una velocidad especificada por el parámetro de velocidad de vuelo en la dirección de morro.
3. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que la generación, mediante el aparato de control remoto, de la instrucción de ajuste de ruta se produce de las siguientes maneras:
detectar una operación de ajuste de ruta aérea realizada por un operador en el aparato de control remoto;
determinar al menos uno de una dirección de ajuste de ruta aérea y un margen de ajuste de ruta aérea correspondiente a la operación de ajuste de ruta aérea; y
generar la instrucción de ajuste de ruta según al menos uno de la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea.
4. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que la operación de ajuste de ruta aérea comprende al menos una de las operaciones siguientes:
una operación de deslizamiento del operador en un deslizador de pantalla táctil en el aparato de control remoto; una operación de clic del operador en un botón de dirección físico en el aparato de control remoto;
una operación de movimiento del operador en un balancín de control en el aparato de control remoto; y
una operación táctil del operador en un botón de dirección de pantalla táctil en el aparato de control remoto.
5. Un aparato para controlar el vuelo de un vehículo aéreo no tripulado, UAV, que comprende:
un componente de recepción de parámetros, configurado para recibir un parámetro de velocidad de vuelo y un parámetro de distancia de vuelo, en el que el parámetro de velocidad de vuelo se refiere a una velocidad de vuelo a la que opera un UAV y el parámetro de distancia de vuelo se refiere a una distancia lineal, con respecto a la que opera el UAV, que el UAV tiene que volar;
un componente de determinación de información (301), configurado para determinar una posición de vuelo inicial en la que el UAV está estacionado actualmente y una dirección de morro del UAV;
un componente de vuelo (302), configurado para ponerse en marcha desde la posición de vuelo inicial, y volar a lo largo de una línea recta en la dirección del morro; y
un componente de ajuste de dirección (303), configurado para, cuando se recibe una instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, ajustar una ruta aérea del UAV según la instrucción de ajuste de ruta;
en el que la instrucción de ajuste de ruta es una instrucción enviada por un aparato de control remoto, y el aparato de control remoto se utiliza para determinar al menos uno de una dirección de ajuste de ruta aérea y un margen de ajuste de ruta aérea ajustado por el UAV;
caracterizado por que el componente de ajuste de dirección comprende: un primer subcomponente de vuelo de punto de referencia, configurado para, cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, operar el UAV para que vuele hacia un punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea; un primer subcomponente de adquisición de coordenadas de punto de referencia, configurado para adquirir coordenadas del punto de referencia; un subcomponente de determinación de coordenadas de punto objetivo, configurado para determinar coordenadas de un punto objetivo según un ángulo de dirección y el parámetro de distancia de vuelo, en el que el ángulo de dirección se determina por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia; un primer subcomponente de adquisición de ángulo de rumbo en tiempo real, configurado para adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV; un primer subcomponente de cálculo de desviación de la ruta aérea, configurado para calcular una desviación de la ruta aérea según el ángulo de dirección y el ángulo de rumbo; un primer subcomponente de alineación de dirección, configurado para controlar el UAV para su alineación con el punto objetivo según la desviación de la ruta aérea; y un primer subcomponente de control de vuelo, configurado para calcular una distancia entre el punto de referencia y el punto objetivo, y controlar el UAV para que vuele hacia el punto objetivo; o, en el que el componente de ajuste de dirección comprende: un segundo subcomponente de vuelo de punto de referencia, configurado para, cuando se recibe la instrucción de ajuste de ruta durante el vuelo del UAV, operar el UAV para que vuele hacia un punto de referencia según la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea; un segundo subcomponente de adquisición de coordenadas de punto de referencia, configurado para adquirir coordenadas del punto de referencia; un segundo subcomponente de adquisición de ángulo de rumbo en tiempo real, configurado para adquirir un ángulo de rumbo en tiempo real del UAV; un segundo subcomponente de cálculo de desviación de la ruta aérea, configurado para calcular una desviación de la ruta aérea según un ángulo de dirección y el ángulo de rumbo, en el que el ángulo de dirección se determina por la posición de vuelo inicial y las coordenadas del punto de referencia; un segundo subcomponente de alineación de dirección, configurado para controlar el UAV para que se alinee con una dirección indicada por el ángulo de dirección según la desviación de la ruta aérea; un subcomponente de cálculo de distancia, configurado para calcular una distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia; y un segundo subcomponente de control de vuelo, configurado para controlar el vuelo del UAV según una distancia restante, donde la distancia restante se determina por el parámetro de distancia de vuelo y la distancia entre la posición de vuelo inicial y el punto de referencia.
6. El aparato según la reivindicación 5, en el que el componente de vuelo está configurado además para: ponerse en marcha desde la posición de vuelo inicial, y volar a lo largo de la línea recta a una velocidad especificada por el parámetro de velocidad de vuelo en la dirección de morro.
7. El aparato según la reivindicación 5 o 6, en el que la generación, mediante el aparato de control remoto, de la instrucción de ajuste de ruta se produce de las siguientes maneras:
detectar una operación de ajuste de ruta aérea realizada por un operador en el aparato de control remoto; determinar al menos uno de una dirección de ajuste de ruta aérea y un margen de ajuste de ruta aérea correspondiente a la operación de ajuste de ruta aérea; y
generar la instrucción de ajuste de ruta según al menos uno de la dirección de ajuste de ruta aérea y el margen de ajuste de ruta aérea.
8. El aparato según la reivindicación 7, en el que la operación de ajuste de ruta aérea comprende al menos una de las operaciones siguientes:
una operación de deslizamiento del operador en un deslizador de pantalla táctil en el aparato de control remoto; una operación de clic del operador en un botón de dirección físico en el aparato de control remoto;
una operación de movimiento del operador en un balancín de control en el aparato de control remoto; y
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