CN105468024A - 一种无人机控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种无人机控制方法和装置。方法包括:无人机周期性地向操作员的遥控器中的GPS模块获取操作员的GPS位置信息;当获取到操作员的GPS位置信息时,无人机根据操作员的GPS位置信息与当前本无人机的GPS位置信息,计算本无人机与操作员之间的距离dc;无人机判断dc是否小于无人机与操作员之间的最小安全距离ds,若是,无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进。本申请提高了无人机的飞行安全性。

Description

一种无人机控制方法和装置
技术领域
本申请涉及无人机领域,尤其涉及一种无人机控制方法和装置。
背景技术
近十几年来,无人机已被广泛应用于航拍摄影、电力巡检、环境监测、森林防火、灾情巡查、防恐救生、军事侦察、战场评估等领域,有效克服了有人驾驶飞机空中作业的不足,降低了购买与维护成本,提高了运载工具的安全性。
无人机空中作业时,真实的飞行环境很难完全预知,面临着山脉、建筑物、树木、输电线路等有形障碍物的约束,以及禁飞区、危险区等无形障碍物的约束;需要注意的是,由于无人机空中作业时,还需要操作员手持遥控器对无人机的飞行进行控制,此时,操作员实际上也属于无人机的有形障碍物,为了保证操作员的安全,也为了避免损坏无人机,必须为无人机设计合理的飞行路线。
发明内容
本申请实施例提供无人机控制方法和装置,以提高无人机的飞行安全性。
本申请的技术方案是这样实现的:
一种无人机控制方法,该方法包括:
无人机周期性地向操作员的遥控器中的全球定位系统GPS模块获取操作员的GPS位置信息;
当获取到操作员的GPS位置信息时,无人机根据操作员的GPS位置信息与当前本无人机的GPS位置信息,计算本无人机与操作员之间的距离dc
无人机判断dc是否小于无人机与操作员之间的最小安全距离ds,若是,无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进。
一种无人机控制装置,位于无人机上,其特征在于,该装置包括:
全球定位系统GPS信息获取模块:周期性地向操作员的遥控器中的全球定位系统GPS模块获取操作员的GPS位置信息;
控制模块:当获取到操作员的GPS位置信息时,根据操作员的GPS位置信息与当前本无人机的GPS位置信息,计算本无人机与操作员之间的距离dc,判断dc是否小于无人机与操作员之间的最小安全距离ds,若是,控制本无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进。
可见,本申请实施例中,当无人机发现本无人机与操作员之间的距离小于预设最小安全距离时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进,从而尽可能地避免了对操作员的伤害,也避免了损坏本无人机,提高了飞行安全性。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的无人机控制方法流程图;
图2为本申请实施例提供的无人机控制装置的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图1为本申请实施例提供的无人机控制方法流程图,其具体步骤如下:
步骤100:无人机保存管理员预先配置的无人机与操作员之间的最小安全距离值ds
步骤101:无人机周期性地向操作员的遥控器中的GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系统)模块获取操作员的GPS位置信息。
步骤102:当获取到操作员的GPS位置信息时,无人机根据操作员的GPS位置信息与当前本无人机的GPS位置信息,计算本无人机与操作员之间的距离dc
步骤103:无人机判断dc<ds是否成立,若是,执行步骤104;否则,返回步骤101。
步骤104:无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进,返回步骤101。
具体地,以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向对应的航向角的计算过程如下:
设当前无人机所在纬度为lat_uav,当前无人机所在经度为lon_uav,当前操作员所在纬度为lat_home,当前操作员所在经度为lon_home,则:
当前无人机所在纬度对应的弧度lat_uav_rad为:
lat_uav_rad=lat_uav×0.017453;
当前无人机所在经度对应的弧度lon_uav_rad为:
lon_uav_rad=lon_uav×0.017453;
当前操作员所在纬度对应的弧度lat_home_rad为:
lat_home_rad=lat_home×0.017453;
当前操作员所在经度对应的弧度lon_home_rad为:
lon_home_rad=lon_home×0.017453;
当前操作员所在经度对应弧度与当前无人机所在经度对应弧度的差值lon为:
lon=lon_home_rad–lon_uav_rad;
以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向对应的航向角angle为:
angle=atan2f(sin(lon)×cos(lat_home_rad),cos(lat_uav_rad)×sin(lat_home_rad)–sin(lat_uav_rad)×cos(lat_home_rad)×cos(lon))
其中,atan2f为求反正切函数。
另外,本申请实施例中,当无人机要向左转时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的左切线方向前进。
当无人机要向右转时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的右切线方向前进。
本申请实施例的有益技术效果如下:
本申请实施例中,当无人机发现本无人机与操作员之间的距离小于预设最小安全距离时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进,从而尽可能地避免了对操作员的伤害,也避免了损坏本无人机,提高了飞行安全性。
图2为本申请实施例提供的无人机控制装置的组成示意图,该装置位于无人机上,该装置主要包括:GPS信息获取模块和控制模块,其中:
GPS信息获取模块:周期性地向操作员的遥控器中的GPS模块获取操作员的GPS位置信息,将获取的操作员的GPS位置信息发送给控制模块。
控制模块:接收GPS信息获取模块发来的操作员的GPS位置信息,根据操作员的GPS位置信息与当前本无人机的GPS位置信息,计算本无人机与操作员之间的距离dc,判断dc是否小于无人机与操作员之间的最小安全距离ds,若是,控制本无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进。
一实施例中,控制模块控制本无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进包括:
计算以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向对应的航向角angle:
angle=atan2f(sin(lon)×cos(lat_home_rad),cos(lat_uav_rad)×sin(lat_home_rad)–sin(lat_uav_rad)×cos(lat_home_rad)×cos(lon))
其中,atan2f为求反正切函数,lat_home_rad为当前操作员所在纬度对应的弧度,lat_uav_rad为当前本无人机所在纬度对应的弧度,lon=lon_home_rad–lon_uav_rad,lon_home_rad为当前操作员所在经度对应的弧度,lon_uav_rad为当前本无人机所在经度对应的弧度;
控制本无人机沿着计算出的angle的方向飞行。
一实施例中,控制模块进一步用于,当本无人机要向左转时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的左切线方向前进。
一实施例中,控制模块进一步用于,当本无人机要向右转时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的右切线方向前进。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种无人机控制方法,其特征在于,该方法包括:
无人机周期性地向操作员的遥控器中的全球定位系统GPS模块获取操作员的GPS位置信息;
当获取到操作员的GPS位置信息时,无人机根据操作员的GPS位置信息与当前本无人机的GPS位置信息,计算本无人机与操作员之间的距离dc
无人机判断dc是否小于无人机与操作员之间的最小安全距离ds,若是,无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进包括:
计算以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向对应的航向角angle:
angle=atan2f(sin(lon)×cos(lat_home_rad),cos(lat_uav_rad)×sin(lat_home_rad)–sin(lat_uav_rad)×cos(lat_home_rad)×cos(lon))
其中,atan2f为求反正切函数,lat_home_rad为当前操作员所在纬度对应的弧度,lat_uav_rad为当前无人机所在纬度对应的弧度,lon=lon_home_rad–lon_uav_rad,lon_home_rad为当前操作员所在经度对应的弧度,lon_uav_rad为当前无人机所在经度对应的弧度;
无人机沿着计算出的angle的方向飞行。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:
当无人机要向左转时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的左切线方向前进。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:
当无人机要向右转时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的右切线方向前进。
5.一种无人机控制装置,位于无人机上,其特征在于,该装置包括:
全球定位系统GPS信息获取模块:周期性地向操作员的遥控器中的全球定位系统GPS模块获取操作员的GPS位置信息;
控制模块:当获取到操作员的GPS位置信息时,根据操作员的GPS位置信息与当前本无人机的GPS位置信息,计算本无人机与操作员之间的距离dc,判断dc是否小于无人机与操作员之间的最小安全距离ds,若是,控制本无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述控制模块控制本无人机沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向前进包括:
计算以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的正方向对应的航向角angle:
angle=atan2f(sin(lon)×cos(lat_home_rad),cos(lat_uav_rad)×sin(lat_home_rad)–sin(lat_uav_rad)×cos(lat_home_rad)×cos(lon))
其中,atan2f为求反正切函数,lat_home_rad为当前操作员所在纬度对应的弧度,lat_uav_rad为当前本无人机所在纬度对应的弧度,lon=lon_home_rad–lon_uav_rad,lon_home_rad为当前操作员所在经度对应的弧度,lon_uav_rad为当前本无人机所在经度对应的弧度;
控制本无人机沿着计算出的angle的方向飞行。
7.根据权利要求5或6所述的装置,其特征在于,所述控制模块进一步用于,
当本无人机要向左转时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的左切线方向前进。
8.根据权利要求5或6所述的装置,其特征在于,所述控制模块进一步用于,
当本无人机要向右转时,则沿着以操作员为起点,以操作员和本无人机组成的射线的右切线方向前进。
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