CN104007766A - 无人飞行器飞行控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人飞行器飞行控制方法包括以下步骤：采集用于降落和起飞的平台所发射的坐标信息；根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；控制无人飞行器飞行至锁定的平台附近后，采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息；根据所述引导标示和预置的距离传感器所检测的距离信息控制飞行器降落至所述平台预置的承托器上。本发明还公开了一种无人飞行器飞行控制装置。本发明提高了无人飞行器的控制精度，同时减轻了无人飞行器的重量，延长了飞行时间。

Description

无人飞行器飞行控制方法及装置

技术领域

本发明涉及无人飞行器控制技术领域，尤其涉及无人飞行器飞行控制方法及装置。

背景技术

众所周知，现有技术中无人飞行器通常采用六轴陀螺仪及飞行控制器实现姿态增稳飞行，利用卫星定位系统（如GPS）、指南针及气压计传感器信息，可辅助实现惯性导航飞行及自主定点起飞、降落。其中六轴陀螺仪包含三轴陀螺仪、三轴加速度器，可提供对应轴的加速度和角速度信息；卫星定位系统（如GPS）接收器可提供当前飞行器的三维位置坐标、飞行速度，指南针可用于辅助修正飞行方向、气压计则可提供飞行器相对海拔高度。飞行器利用多传感器姿态融合算法，在上述传感器的辅助下，可实现自主导航飞行及定点起飞和降落。

但是在现有技术中由于容易受到外界磁场、建筑物、地理位置或自身的气动扰流的影响，导致无法精确降落，因此需要在无人飞行器上安装用于保护无人飞行器及其他重要设备的固定起落支架；从而增加了无人飞行器自身的重量，影响飞行时间。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有相同发明构思的无人飞行器飞行控制方法及装置，旨在提高无人飞行器的控制精度，同时减轻无人飞行器的重量，延长飞行时间。

为了实现发明目的，本发明提供的一种无人飞行器飞行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集用于降落和起飞的平台所发射的坐标信息；

根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；

控制无人飞行器飞行至锁定的平台附近后，采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息；

根据所述引导标示和预置的距离传感器所检测的距离信息控制飞行器降落至所述平台预置的承托器上。

优选地，所述根据采集到的坐标信息锁定降落的平台的步骤具体包括：

根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器；

在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台。

优选地，在执行所述根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器的步骤之前还包括：

将采集到的平台坐标信息发送至用户，判断在预置的时间段内是否接收到用户指定降落的平台；

若是，则将用户指定的降落平台设定为锁定降落的平台；

若否，则执行所述根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器的步骤。

优选地，所述判断各平台上是否存在无人飞行器具体为：控制预置的摄像头拍摄照片，并根据照片信息分析获得各平台上是否存在无人飞行器。

优选地，所述在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台的步骤具体为：

将未存在无人飞行器的平台中距离所述无人飞行器最近的平台设定为锁定降落的平台。

优选地，所述无人飞行器飞行控制方法还包括：

在所述无人飞行器起飞时，获取当前平台的坐标信息和引导标示；

在执行所述采集用于降落和起飞的平台所发射的坐标信息步骤之后还包括：

判断是否采集到平台所发射的坐标信息；

若是，则执行所述根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；

若否，则将无人飞行器起飞时获取的坐标信息锁定降落的平台。

本发明进一步提供的一种无人飞行器飞行控制装置包括：

采集模块，用于采集降落和起飞的平台所发射的坐标信息；

锁定模块，用于根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；

处理模块，用于控制无人飞行器飞行至锁定的平台附近后，采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息；

控制模块，用于根据所述引导标示和预置的距离传感器所检测的距离信息控制飞行器降落至所述平台预置的承托器上。

优选地，所述锁定模块包括：

分析单元，用于根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器；

锁定单元，用于在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台。

优选地，所述锁定模块还包括：

判断单元，用于将采集到的平台坐标信息发送至用户，判断在预置的时间段内是否接收到用户指定降落的平台；

所述锁定单元具体用于，当在预置的时间段内接收到用户指定降落的平台时，将用户指定的降落平台设定为锁定降落的平台；

所述分析单元，具体用于当在预置的时间段内未接收到用户指定降落的平台时，根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器。

优选地，所述分析单元，具体用于控制预置的摄像头拍摄照片，并根据照片信息分析获得各平台上是否存在无人飞行器。

优选地，所述锁定单元具体用于将未存在无人飞行器的平台中距离所述无人飞行器最近的平台设定为锁定降落的平台。

优选地，所述无人飞行器飞行控制装置还包括：

获取模块，用于在所述无人飞行器起飞时，获取当前平台的坐标信息和引导标示；

判断模块，用于判断是否采集到平台所发射的坐标信息；

所述锁定模块具体用于，当采集到平台所发射的坐标信息时，根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；当未采集到平台所发射的坐标信息时，将无人飞行器起飞时获取的坐标信息锁定降落的平台。

本发明通过设置摄像头采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息，同时通过与距离传感器所检测的距离信息控制无人飞行器实现精确降落，防止了因为受到外界磁场、建筑物、地理位置或自身的气动扰流的影响，导致无法做到精确降落。由于提高了无人飞行器降落的控制精度，因此可减少无人飞行器上安装用于保护无人飞行器及其他重要设备的固定起落支架，从而减轻了无人飞行器的重量，延长了飞行时间，此外提高了无人飞行器使用的安全性和便利性。

附图说明

图1为无人飞行系统的系统架构图；

图2为无人飞行器的降落控制示意图；

图3为本发明无人飞行器飞行控制方法一实施例的流程示意图；

图4为图3中步骤S20一实施例的细化流程示意图；

图5为图3中步骤S20另一实施例的细化流程示意图；

图6为本发明无人飞行器飞行控制方法另一实施例的流程示意图；

图7为本发明无人飞行器飞行控制装置一实施例的流程示意图；

图8为图7中锁定模块的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的无人飞行器飞行控制方法及装置用于控制无人飞行器在预置平台进行起飞和降落，如图1和图2所示，飞行平台上设有供无人飞行器起飞与降落、并用于承载无人飞行器的承托器，同时设有地理位置坐标发射器。用户可在地面设置1个或多个平台，供无人飞行器选择性降落和起飞。本发明通过无人飞行器的接收器采集地理位置坐标发射器发送的地理位置坐标信息，并通过摄像头采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息，同时通过与距离传感器所检测的距离信息控制无人飞行器实现精确降落，进而实现了外置平台供无人飞行器起飞和降落。由于外置平台具有便携性，因此用户可以在户外任意水平位置摆放平台，从而降低了无人飞行器起飞与降落对环境的依赖性。

本发明提供一种无人飞行器飞行控制方法，参照图3，在一实施例中，该无人飞行器飞行控制方法包括以下步骤：

步骤S10，采集用于降落和起飞的平台所发射的坐标信息；

本实施例中，上述坐标信息为平台的地理坐标信息，可在平台内设置地理位置坐标发射器，实时或间歇发送自身当前所处的地理坐标信息。无人飞行器可在一次执行任务完成后，准备回航时，首先采集由平台发送的坐标信息。

步骤S20，根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；

每一平台对应一坐标信息，无人飞行器根据获取到的坐标信息确定需降落的平台，具体地，确定最终降落平台的方式可根据实际需要进行设置。

步骤S30，控制无人飞行器飞行至锁定的平台附近后，采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息；

本实施例中，无人飞行器上设有变焦摄像头，该摄像头可通过变焦方式识别出地面平台上的引导标示，并产生图形信息反馈给无人飞行器进行相关的处理。具体地，当无人飞行器确定好最终降落的平台后，根据该平台对应的坐标信息飞行到该平台附近；然后启动摄像头拍摄包含平台上引导标示的图像。

步骤S40，根据所述引导标示和预置的距离传感器所检测的距离信息控制飞行器降落至所述平台预置的承托器上。

应当说明的是，上述引导标示还可以用于区分不同的平台，即每一平台的引导标示均不相同。在无人飞行器制作时，可通过编程的方式将各平台的引导标示导入至无人飞行器中；或者将无人飞行器放置在平台的承托器上，通过拍照获取平台引导标示的方式导入至无人飞行器中。在降落时，当获取到摄像头所拍摄的引导标示后，在先前导入的引导标示中获取与当前引导标示一致的目标引导标示；并根据目标引导标示与当前摄像头获取的引导标示进行对比，调整无人飞行器的位置和方位。该位置为无人飞行器降落的位置，该方位为无人飞行器的朝向方位。可以理解的是，为了确保无人飞行器降落的精准度，可实时采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息，并根据所述引导标示和预置的距离传感器所检测的距离信息实时调整无人飞行器的位置和方位，以使无人飞行器最终降落至平台的承托器上。

本发明通过设置摄像头采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息，同时通过与距离传感器所检测的距离信息控制无人飞行器实现精确降落，防止了因为受到外界磁场、建筑物、地理位置或自身的气动扰流的影响，导致无法做到精确降落。由于提高了无人飞行器降落的控制精度，因此可减少无人飞行器上安装用于保护无人飞行器及其他重要设备的固定起落支架，从而减轻了无人飞行器的重量，延长了飞行时间，此外提高了无人飞行器使用的安全性和便利性。

具体地，参照图4，上述步骤S20具体包括：

步骤S21，根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器；

步骤S22，在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台。

本实施例中，当无人飞行器采集到相关的平台坐标信息时，可飞行到平台附近，通过摄像头远距离扫描各个平台上是否存在无人飞行器，并在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台，以确保锁定的平台上可以安全降落。具体地，在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台时，可采用就近原则进行选择。即将未存在无人飞行器的平台中距离所述无人飞行器最近的平台设定为锁定降落的平台。

进一步地，参照图5，基于上述实施例，本实施例中，在执行所述步骤S21之前还包括：

步骤S23，将采集到的平台坐标信息发送至用户，判断在预置的时间段内是否接收到用户指定降落的平台；若是，则执行步骤S24；若否，则返回执行步骤S21

步骤S24，将用户指定的降落平台设定为锁定降落的平台。

本实施例中，可在用户手中设置一接收器，用于接收无人飞行器传输的数据。当用户接收到无人飞行器发送的平台坐标信息后，可选择其中的某一平台作为指定平台反馈给无人飞行器；或者选择自行锁定的方式反馈给无人飞行器，由无人飞行器自行锁定最终降落的平台。由于可通过用户手动设置无人飞行器最终降落的平台，可随时改变无人飞行器降落的位置，增强无人飞行器的实用性。

进一步地，参照图6，基于上述实施例，本实施例中，上述无人飞行器飞行控制方法还包括：

步骤S50，在所述无人飞行器起飞时，获取当前平台的坐标信息和引导标示；

在执行步骤S10之后还包括：

步骤S60，判断是否采集到平台所发射的坐标信息；若是则执行步骤S20；若否，则执行步骤S70

步骤S70，将无人飞行器起飞时获取的坐标信息锁定降落的平台。

本实施例中，由于在无人飞行器起飞时，获取平台的坐标信息；并当无人飞行器无法采集到平台坐标信息时，直接以起飞时的平台为最终降落的平台，从而防止了由于其他故障无法采集到平台坐标信息导致无人飞行器无法正确返航，因此提高了无人飞行器使用的安全性。可以理解的是，在执行完步骤S70后，应当直接返回步骤S30，从而完成降落。

本发明还提供了一种无人飞行器飞行控制装置，参照图7，本发明提供的无人飞行器飞行控制装置包括：

采集模块100，用于采集降落和起飞的平台所发射的坐标信息；

本实施例中，上述坐标信息为平台的地理坐标信息，可在平台内设置地理位置坐标发射器，实时或间歇发送自身当前所处的地理坐标信息。无人飞行器可在一次执行任务完成后，准备回航时，首先通过采集模块100采集由平台发送的坐标信息。

锁定模块200，用于根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；

每一平台对应一坐标信息，无人飞行器的锁定模块200根据采集模块100获取到的坐标信息确定需降落的平台，具体地，确定最终降落平台的方式可根据实际需要进行设置。

处理模块300，用于控制无人飞行器飞行至锁定的平台附近后，采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息；

本实施例中，无人飞行器上设有变焦摄像头，该摄像头可通过变焦方式识别出地面平台上的引导标示，并产生图形信息反馈给无人飞行器进行相关的处理。具体地，处理模块300用于当无人飞行器确定好最终降落的平台后，根据该平台对应的坐标信息飞行到该平台附近；然后启动摄像头拍摄包含平台上引导标示的图像。

控制模块400，用于根据所述引导标示和预置的距离传感器所检测的距离信息控制飞行器降落至所述平台预置的承托器上。

应当说明的是，上述引导标示还可以用于区分不同的平台，即每一平台的引导标示均不相同。在无人飞行器制作时，可通过编程的方式将各平台的引导标示导入至无人飞行器中；或者将无人飞行器放置在平台的承托器上，通过拍照获取平台引导标示的方式导入至无人飞行器中。在降落时，当获取到摄像头所拍摄的引导标示后，在先前导入的引导标示中获取与当前引导标示一致的目标引导标示；并根据目标引导标示与当前摄像头获取的引导标示进行对比，调整无人飞行器的位置和方位。该位置为无人飞行器降落的位置，该方位为无人飞行器的朝向方位。可以理解的是，为了确保无人飞行器降落的精准度，可实时采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息，并根据所述引导标示和预置的距离传感器所检测的距离信息实时调整无人飞行器的位置和方位，以使无人飞行器最终降落至平台的承托器上。

本发明通过设置摄像头采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息，同时通过与距离传感器所检测的距离信息控制无人飞行器实现精确降落，防止了因为受到外界磁场、建筑物、地理位置或自身的气动扰流的影响，导致无法做到精确降落。由于提高了无人飞行器降落的控制精度，因此可减少无人飞行器上安装用于保护无人飞行器及其他重要设备的固定起落支架，从而减轻了无人飞行器的重量，延长了飞行时间，此外提高了无人飞行器使用的安全性和便利性。

具体地，结合参照图8，基于上述实施例，本实施例中，上述锁定模块200包括：

分析单元201，用于根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器；

锁定单元202，用于在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台。

本实施例中，当无人飞行器采集到相关的平台坐标信息时，可飞行到平台附近，通过摄像头远距离扫描各个平台上是否存在无人飞行器，并在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台，以确保锁定的平台上可以安全降落。具体地，锁定单元202在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台时，可采用就近原则进行选择。即锁定单元202将未存在无人飞行器的平台中距离所述无人飞行器最近的平台设定为锁定降落的平台。

进一步地，基于上述实施例，本实施例中，上述锁定模块200还包括：

判断单元203，用于将采集到的平台坐标信息发送至用户，判断在预置的时间段内是否接收到用户指定降落的平台；

所述锁定单元202具体用于，当在预置的时间段内接收到用户指定降落的平台时，将用户指定的降落平台设定为锁定降落的平台；

所述分析单元201，具体用于当在预置的时间段内未接收到用户指定降落的平台时，根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器。

本实施例中，可在用户手中设置一接收器，用于接收无人飞行器传输的数据。当用户接收到无人飞行器发送的平台坐标信息后，可选择其中的某一平台作为指定平台反馈给无人飞行器；或者选择自行锁定的方式反馈给无人飞行器，由无人飞行器自行锁定最终降落的平台。由于可通过用户手动设置无人飞行器最终降落的平台，可随时改变无人飞行器降落的位置，增强无人飞行器的实用性。

进一步地，基于上述实施例，本实施例中，所述无人飞行器飞行控制装置还包括：

获取模块500，用于在所述无人飞行器起飞时，获取当前平台的坐标信息和引导标示；

判断模块600，用于判断是否采集到平台所发射的坐标信息；

所述锁定模块200具体用于，当采集到平台所发射的坐标信息时，根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；当未采集到平台所发射的坐标信息时，将无人飞行器起飞时获取的坐标信息锁定降落的平台。

本实施例中，由于在无人飞行器起飞时，获取平台的坐标信息；并当无人飞行器无法采集到平台坐标信息时，直接以起飞时的平台为最终降落的平台，从而防止了由于其他故障无法采集到平台坐标信息导致无人飞行器无法正确返航，因此提高了无人飞行器使用的安全性。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种无人飞行器飞行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集用于降落和起飞的平台所发射的坐标信息；

根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；

控制无人飞行器飞行至锁定的平台附近后，采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息；

根据所述引导标示和预置的距离传感器所检测的距离信息控制飞行器降落至所述平台预置的承托器上。

2.如权利要求1所述的无人飞行器飞行控制方法，其特征在于，所述根据采集到的坐标信息锁定降落的平台的步骤具体包括：

根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器；

在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台。

3.如权利要求2所述的无人飞行器飞行控制方法，其特征在于，在执行所述根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器的步骤之前还包括：

将采集到的平台坐标信息发送至用户，判断在预置的时间段内是否接收到用户指定降落的平台；

若是，则将用户指定的降落平台设定为锁定降落的平台；

若否，则执行所述根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器的步骤。

4.如权利要求3所述的无人飞行器飞行控制方法，其特征在于，所述判断各平台上是否存在无人飞行器具体为：控制预置的摄像头拍摄照片，并根据照片信息分析获得各平台上是否存在无人飞行器。

5.如权利要求2至4中任一项所述的无人飞行器飞行控制方法，其特征在于，所述在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台的步骤具体为：

将未存在无人飞行器的平台中距离所述无人飞行器最近的平台设定为锁定降落的平台。

6.如权利要求1所述的无人飞行器飞行控制方法，其特征在于，所述无人飞行器飞行控制方法还包括：

在所述无人飞行器起飞时，获取当前平台的坐标信息和引导标示；

在执行所述采集用于降落和起飞的平台所发射的坐标信息步骤之后还包括：

判断是否采集到平台所发射的坐标信息；

若是，则执行所述根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；

若否，则将无人飞行器起飞时获取的坐标信息锁定降落的平台。

7.一种无人飞行器飞行控制装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集降落和起飞的平台所发射的坐标信息；

锁定模块，用于根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；

处理模块，用于控制无人飞行器飞行至锁定的平台附近后，采集包含所述平台用于引导所述无人飞行器降落至所述平台位置和方位的引导标示的图像信息；

控制模块，用于根据所述引导标示和预置的距离传感器所检测的距离信息控制飞行器降落至所述平台预置的承托器上。

8.如权利要求7所述的无人飞行器飞行控制装置，其特征在于，所述锁定模块包括：

分析单元，用于根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器；

锁定单元，用于在未存在无人飞行器的平台中锁定降落的平台。

9.如权利要求8所述的无人飞行器飞行控制装置，其特征在于，所述锁定模块还包括：

判断单元，用于将采集到的平台坐标信息发送至用户，判断在预置的时间段内是否接收到用户指定降落的平台；

所述锁定单元具体用于，当在预置的时间段内接收到用户指定降落的平台时，将用户指定的降落平台设定为锁定降落的平台；

所述分析单元，具体用于当在预置的时间段内未接收到用户指定降落的平台时，根据采集到的平台坐标信息控制无人飞行器飞行至预置的位置后，判断各平台上是否存在无人飞行器。

10.如权利要求9所述的无人飞行器飞行控制装置，其特征在于，所述分析单元，具体用于控制预置的摄像头拍摄照片，并根据照片信息分析获得各平台上是否存在无人飞行器。

11.如权利要求8至10中任一项所述的无人飞行器飞行控制装置，其特征在于，所述锁定单元具体用于将未存在无人飞行器的平台中距离所述无人飞行器最近的平台设定为锁定降落的平台。

12.如权利要求7所述的无人飞行器飞行控制装置，其特征在于，所述无人飞行器飞行控制装置还包括：

获取模块，用于在所述无人飞行器起飞时，获取当前平台的坐标信息和引导标示；

判断模块，用于判断是否采集到平台所发射的坐标信息；

所述锁定模块具体用于，当采集到平台所发射的坐标信息时，根据采集到的坐标信息锁定降落的平台；当未采集到平台所发射的坐标信息时，将无人飞行器起飞时获取的坐标信息锁定降落的平台。