CN106527481A - 无人机飞行控制方法、装置及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种无人机飞行控制方法、装置及无人机，所述无人机飞行控制方法包括：响应返航指令，实时获取无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息；依据无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制所述无人机飞行至所述返航目标区域的上方；获取所述返航目标区域的图像；依据所述返航目标区域的图像控制所述无人机降落至所述返航目标区域。本发明扩展了无人机返航的应用场景，提高了无人机的定位精度。

Description

无人机飞行控制方法、装置及无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种无人机飞行控制方法、装置及无人机。

背景技术

无人机被称为空中机器人，已经能越来越多地自动感应周边环境，一键完成某些复杂的功能，以减轻操作者的操作复杂度。相关技术中，无人机大多具备一键返航的功能，当用户下发返航指令后，无人机能立即停止当前任务，把某个位置，如起飞点或者操作者人为指定的位置，设为新的目的地，并在飞行控制系统的引导下自动飞向目的地，在到达目的地后自行降落，实现一键返航的功能。

上述相关技术存在以下缺陷：

1、无人机返航的目的地位置是固定的，在某些特殊应用场景中，如汽车、轮船等移动中的物体作为返航目的地的情况，目的地是在不断移动变化的，人们更多地希望无人机能自动跟踪返航目的地的位置和高度变化，而不是让目的地静止地等待无人机返回；

2、传统的无人机自动返航仅仅依靠GPS定位系统来确定无人机的目的地点坐标并引导飞机降落于目的地点坐标上，而GPS本身达数米级的定位精度，并不适用于一些对于降落位置和空间精度有严格要求的应用场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机飞行控制方法、装置及无人机，以解决相关技术中，无人机无法自动跟踪返航目的地的位置和高度变化，以及无人机自动返航的定位精度不高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机飞行控制方法，所述无人机飞行控制方法包括：响应返航指令，实时获取无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息；依据所述无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制所述无人机飞行至所述返航目标区域的上方；获取所述返航目标区域的图像；依据所述返航目标区域的图像控制所述无人机降落至所述返航目标区域。

第二方面，本发明实施例还提供了一种无人机飞行控制装置，所述无人机飞行控制装置包括：获取模块，用于响应返航指令，实时获取无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息；执行模块，用于依据无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制所述无人机飞行至所述返航目标区域的上方；所述获取模块还用于获取所述返航目标区域的图像；所述执行模块还用于依据所述返航目标区域的图像控制所述无人机降落至所述返航目标区域。

第三方面，本发明实施例还提供了一种无人机，所述无人机包括：存储器；处理器；以及无人机飞行控制装置，所述无人机飞行控制装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述无人机飞行控制装置包括：获取模块，用于响应返航指令，实时获取无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息；执行模块，用于依据无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制所述无人机飞行至所述返航目标区域的上方；所述获取模块还用于获取所述返航目标区域的图像；所述执行模块还用于依据所述返航目标区域的图像控制所述无人机降落至所述返航目标区域。

本发明实施例提供的一种无人机飞行控制方法、装置及无人机，其中，通过响应返航指令，实时获取无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，并依据无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制无人机飞行至返航目标区域的上方，然后通过对返航目标区域的图像进行分析，从而精确地控制无人机降落至返航目标区域。本发明的无人机飞行控制方法、装置及无人机，适用于某些车载或船载等移动载体返航的场景，能够通过GPS定位跟踪返航目标区域的位置变化和速度，同时在接近返航目标区域时，通过图像定位的方式识别返航目标区域并精确降落于返航目标区域上，扩展了自动返航应用场景范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的无人机飞行控制方法、装置及无人机的应用环境示意图。

图2示出了本发明实施例提供的无人机的结构框图。

图3示出了本发明实施例提供的无人机飞行控制装置的功能模块图。

图4示出了本发明实施例提供的无人机飞行控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例所提供的无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV)飞行控制方法、装置及无人机可应用于如图1所示的应用环境中。如图1所示，遥控终端200可以通过无线网络300发送控制指令（例如返航指令、起飞指令、悬停指令等等）给无人机100，无人机100接收到所述控制指令之后，可以执行与所述控制指令对应的飞行动作，例如，无人机100接收到返航指令之后，响应返航指令飞行至预设的返航目标区域500。

在本实施例中，所述返航目标区域500可以为移动目标区域（例如船、汽车，图1中以汽车为例），在其他实施例中，返航目标区域也可以为静止目标区域（例如操场）。更加具体的，无人机100可以响应返航指令而向返航目标区域500飞行并降落在返航目标区域500中的一个降落点510。

在本实施例中，所述遥控终端200可以是，但不限于智能手机、个人电脑（personalcomputer，PC）、平板电脑、个人数字助理（personal digital assistant，PDA）、移动上网设备（mobile Internet device，MID）等，优选地，本实施例中，遥控终端200为智能手机或智能平板电脑。所述遥控终端200的操作系统可以是，但不限于，安卓（Android）系统、IOS（iPhone operating system）系统、Windows phone系统、Windows系统等。优选地，本实施例中，所述遥控终端200的操作系统为IOS系统。当然，上述的遥控终端200也可以为安装有智能手机等的通用无人机遥控操纵器。

图2示出了一种可应用本发明实施例的无人机飞行控制方法及装置的无人机100的结构框图。如图2所示，无人机100包括存储器102、存储控制器104，一个或多个(图中仅示出一个）处理器106、外设接口108、射频单元110、输入输出单元112、传感器组件114以及图像拍摄单元116。

所述存储器102、存储控制器104、一个或多个处理器106、外设接口108、射频单元110、输入输出单元112、传感器组件114以及图像拍摄单元116各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互，例如，这些元件通过一条或多条通讯总线/信号线118相互通讯。所述无人机飞行控制装置400包括至少一个可以软件或固件（firmware）的形式存储于所述存储器102中的软件功能模块。

存储器102可用于存储软件程序以及模组，如本发明实施例中的无人机飞行控制方法及装置对应的程序指令/模块。所述处理器106用于执行所述存储器102中存储的可执行模块，例如无人机飞行控制装置400所包括的软件功能模块及计算机程序等。

存储器102可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。处理器106以及其他可能的组件对存储器102的访问可在存储控制器104的控制下进行。

外设接口108将各种输入/输出装置耦合至处理器106以及存储器102。在一些实施例中，外设接口108、处理器106以及存储控制器104可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

射频单元110用于接收以及发送无线电波信号（如电磁波），实现无线电波与电信号的相互转换，从而实现所述无人机100与遥控终端200之间的无线通信。

输入输出单元112用于提供给用户输入数据实现用户与该无人机100的交互。所述输入输出单元112可以是，但不限于，按键，用于响应用户的操作而输出对应的信号。

传感器组件114用于采集无人机100的GPS信息（包括经纬度）、高度信息等。在本实施例中，该传感器组件106可以是，但不限于，GPS传感器、光流传感器、超声波传感器、声控传感器、加速度传感器、气压计、惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）等，其中，GPS传感器可以用于采集无人机100的GPS信息，超声波传感器、气压计可以用于采集无人机100的高度信息。

图像拍摄单元116，用于拍摄图像，该图像拍摄单元116可以为无人机100的主摄像头或单独的对地摄像头，拍摄的图像可以发送给存储器102进行存储。

可以理解，图2所示的结构仅为示意，无人机100还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

第一实施例

请参阅图3，示出了本发明第一实施例提供的无人机飞行控制装置400的功能模块图。本发明实施例提供的无人机飞行控制装置400包括：获取模块410、计算模块420、执行模块430、触发模块440、比较模块450以及发送模块460。

获取模块410用于响应返航指令，实时获取无人机100的GPS信息、高度信息和返航目标区域500的GPS信息、高度信息。

在本发明实施例中，无人机100设置有传感器组件114，可以实时采集无人机100的GPS信息、高度信息等。其中，无人机100的GPS信息包括无人机100的经纬度。进一步地，传感器组件114中，可以通过GPS传感器采集无人机100的GPS信息，通过超声波传感器、气压计采集无人机100的高度信息。进一步地，传感器组件114可以将采集到的无人机100的GPS信息、高度信息存储于存储器102中。

返航目标区域500可以设有GPS信息和高度信息采集系统，用于实时采集返航目标区域500的GPS信息和高度信息，其中，返航目标区域500的GPS信息包括返航目标区域500的经纬度。进一步地，GPS信息和高度信息采集系统可以包括GPS传感器、超声波传感器、气压计等。GPS信息和高度信息采集系统采集到返航目标区域500的GPS信息和高度信息并将其发送至遥控终端200。

当用户通过遥控终端200向无人机100发送返航指令，无人机100收到返航指令，立即退出当前执行的任务，并将飞行速度减为零，同时设置返航状态标志位，该返航状态标志位表征无人机100已进入返航模式，然后，无人机100发送提示信息至所述遥控终端200，以提示用户该无人机100已进入返航模式。获取模块410响应返航指令而从设置于无人机100的传感器组件114（或存储器102）获取无人机100的GPS信息、高度信息，以及从遥控终端200获取返航目标区域500的GPS信息、高度信息。

计算模块420，用于依据无人机的GPS信息和返航目标区域的GPS信息，计算所述无人机向所述返航目标区域飞行的第一目标速度和目标航向角度。

在本发明实施例中，无人机100将接收到的返航目标区域的GPS信息所对应的位置设为目标位置，通过将当前无人机100的GPS信息与返航目标区域的GPS信息进行比对，计算无人机100的第一目标速度和目标航向角度。进一步地，无人机的GPS信息中的经纬度和返航目标区域的GPS信息中的经纬度，可以用来计算无人机100向返航目标区域500飞行的第一目标速度和目标航向角度。

无人机100向返航目标区域500飞行的第一目标速度可以采用以下方法计算：依据无人机100的经纬度和返航目标区域500的经纬度，计算无人机100和返航目标区域500之间的距离，当无人机100和返航目标区域500之间的距离大于第一预设范围时，则说明无人机100和返航目标区域500之间的距离较大，此时，需要将无人机100的当前速度增大以得到第一目标速度；当无人机100和返航目标区域500之间的距离小于第一预设范围时，则说明无人机100和返航目标区域500之间的距离较小，此时，需要将无人机100的当前速度减小以得到第一目标速度，亦即，无人机100的第一目标速度与无人机100和返航目标区域500之间的距离成正比，比例系数可以根据实际情况设定，在此不再说明。在本发明其他实施例中，无人机100的第一目标速度与无人机100和返航目标区域500之间的距离也可以不成正比关系，只需要依据无人机100和返航目标区域500之间的距离适当调整无人机100的第一目标速度，使得无人机100以适当的速度朝向返航目标区域500飞行即可。

无人机100向返航目标区域500飞行的目标航向角度可以采用以下方法计算：依据无人机100的经纬度和返航目标区域500的经纬度，计算无人机100的当前航向和返航目标区域500于水平方向的夹角，该夹角即为无人机100向返航目标区域500飞行的目标航向角度。

执行模块430，用于依据无人机100的第一目标速度、目标航向角度、无人机100的高度信息以及返航目标区域500的高度信息，控制无人机100飞行至返航目标区域500的上方。

在本发明实施例中，执行模块430可以依据无人机100的第一目标速度和目标航向角度，控制无人机100向返航目标区域500飞行；以及依据无人机100的高度信息和返航目标区域500的高度信息，控制无人机100的高度大于返航目标区域的高度。以此，可以控制无人机100飞行至返航目标区域500的上方。

在本发明实施例中，可以采用以下方法判定无人机100飞行至返航目标区域500的上方：首先，通过计算模块420计算无人机100的飞行速度和返航目标区域500的移动速度，当无人机100的飞行速度和返航目标区域500的移动速度相等，且无人机100的经纬度和返航目标区域500的经纬度的差值小于预设值（例如1米）时，则说明此时无人机100已飞行至返航目标区域500的上方附近，并能短时间内跟随返航目标区域500移动。

当返航目标区域500为移动目标区域时，上述返航目标区域500的移动速度则不为零，返航目标区域500的经纬度也在实时变化；当返航目标区域500为静止目标区域时，上述返航目标区域500的移动速度则为零，返航目标区域500的经纬度也为一个固定的值。

获取模块410还用于当无人机100飞行至返航目标区域500的上方时，获取返航目标区域500的图像。

在本发明实施例中，可以通过图像拍摄单元116拍摄返航目标区域500的图像，例如，可以通过主摄像头或对地摄像头拍摄返航目标区域500的图像，然后，拍摄的返航目标区域500的图像可以由获取模块410获取。

计算模块420还用于检测所述返航目标区域500的图像中的降落点。

在本发明实施例中，返航目标区域500可以设置一降落点510，返航目标区域500的图像中可以包含该降落点510。获取模块410获取到返航目标区域500的图像并发送给计算模块420，计算模块420检测图像中的降落点，并计算降落点在图像中的位置。

例如，预设降落点510为返航目标区域500的中心点，计算模块420按照降落点510的特征，比如直角或者正方形特征等，不断在图像中检测，当检测到降落点510的特征时，则说明降落点510存在于获取的图像中。进一步地，计算模块420计算降落点510在图像中的像素坐标，比如，图像大小为1920*1080，左上角坐标是(0, 0)，右下角坐标是(1920, 1080)，降落点在图像正中间，那么降落点的像素坐标就是960*540。

触发模块440，用于触发无人机100降落。

在本发明实施例中，若计算模块420检测到所述返航目标区域的图像中包括降落点，则可以由触发模块440触发无人机降落。进一步地，计算模块420还可以判断所述降落点是否位于所述图像的中心位置，若是，则由触发模块440触发无人机降落。

在无人机100降落的过程中，获取模块410还用于实时获取无人机100的GPS信息、飞行速度以及移动目标区域500的GPS信息、移动速度，执行模块440还用于控制无人机100的经纬度和移动目标区域500的经纬度一致，以及控制所述无人机的飞行速度和所述移动目标区域的移动速度相等。由于利用GPS信息进行定位的精度不高，因此，上述利用GPS信息进行定位的过程可以称为粗调的过程，控制无人机100的经纬度和移动目标区域500的经纬度一致，只能使无人机100和移动目标区域500的位置大致相同。

获取模块410还用于在无人机100降落的过程中，获取返航目标区域500的图像。

执行模块430还用于依据返航目标区域500的图像控制无人机100降落至返航目标区域500。

在本发明实施例中，依据返航目标区域500的图像可以控制无人机100降落于返航目标区域500的降落点510。

具体的，在无人机100降落至返航目标区域500中的降落点510的过程中，获取模块410获取到返航目标区域500的图像并发送给计算模块420，计算模块420检测图像中的降落点，并计算降落点在图像中的位置。计算模块420依据降落点在图像中的位置计算无人机100在水平方向的第二目标速度；执行模块430控制无人机100在水平方向依据第二目标速度飞行并降落于降落点510。

例如，预设降落点510为返航目标区域500的中心点，比如，图像大小为1920*1080，左上角坐标是(0, 0)，右下角坐标是(1920, 1080)，降落点在图像正中间，那么降落点的像素坐标就是960*540。

若计算出的降落点的像素坐标为960*540，则说明此时降落点在无人机100的正下方，无人机100适合继续降落，无人机100在水平方向的速度只需与返航目标区域500的水平速度相同即可使无人机100一直保持在降落点510的正上方，此时，无人机100在水平方向的第二目标速度即为返航目标区域500的水平速度，执行模块430则控制无人机100在水平方向依据第二目标速度飞行，同时在竖直方向控制无人机100以适当的速度朝向降落点510继续降落。

若计算出的降落点的像素坐标不在图像的中心，那么执行模块430调整无人机100的位置，以跟踪降落点运动，使得降落点处于拍摄的图像中心处。具体方法可以如下：首先根据降落点在图像中的像素坐标，可以计算出降落点与摄像头中心线的夹角，然后再根据无人机100离降落点510的高度，计算出无人机100与降落点510之间于水平方向的偏差距离（偏差距离=高度*角度），当偏差距离大于第二预设范围时，则说明无人机100和降落点510之间的偏差距离较大，此时，需要将无人机100的当前速度增大以得到第二目标速度；当无人机100和降落点510之间的偏差距离小于第二预设范围时，则说明无人机100和降落点510之间的偏差距离较小，此时，需要将无人机100的当前速度减小以得到第二目标速度，亦即，无人机100的第二目标速度与无人机100和降落点510之间的偏差距离成正比，比例系数可以根据实际情况设定，在此不再说明。在本发明其他实施例中，无人机100的第二目标速度与无人机100和降落点510之间的偏差距离也可以不成正比关系，只需要依据无人机100和降落点510之间的偏差距离适当调整无人机100的第二目标速度，使得无人机100在水平方向以适当的速度向降落点510靠近。

以上采用图像定位的过程，对无人机100的位置在水平方向进行微调，能够精确控制无人机100位于降落点510的正上方，同时，执行模块430控制无人机100在竖直方向缓慢降落。

在无人机100降落的过程中，如果无人机100与降落点510在水平方向的偏差距离太大，则降落点会在图像中消失，此时计算模块420无法检测到降落点的特征，执行模块430可以控制无人机100停止降落，并停止微调过程。无人机100再次利用前述的GPS定位方式调整无人机100位置，重新保证无人机100处于返航目标区域500的上方，然后继续开始向下的图像采集，利用前述的图像定位方式，开启微调过程，控制无人机100继续降落。如果返航过程中发生GPS信息丢失，则执行模块430可以控制无人机100退出返航过程，无人机100悬停以等待用户后续操作。

需要说明的是，本发明实施例中的降落点检测也可以在遥控终端200执行，例如：图像拍摄单元116拍摄到返航目标区域500的图像并发送给遥控终端200，遥控终端200检测图像中的降落点的特征，计算降落点在图像中的像素坐标，并将计算结果发送给无人机100，执行模块430依据计算结果控制无人机100飞行。

比较模块450用于在无人机降落的过程中，比较无人机的经纬度与移动目标区域的经纬度，以及比较无人机的飞行速度和移动目标区域的移动速度，当所述无人机的经纬度与移动目标区域的经纬度的差值超出第一阈值时，执行模块430控制所述无人机停止降落，当所述无人机的飞行速度和动目标区域的移动速度的差值超出第二阈值时，执行模块430控制所述无人机停止降落。

在所述无人机降落的过程中，若无人机的GPS信息和所述返航目标区域的GPS信息丢失，执行模块430则控制无人机停止降落。

发送模块460，用于当无人机100成功降落于降落点时，发送返航成功信息给遥控终端200，以告知用户。

第二实施例

请参阅图4，示出了本发明第二实施例提供一种无人机飞行控制方法的流程图，本发明第二实施例提供的一种无人机飞行控制方法包括以下步骤：

步骤S1，响应一键返航指令，退出当前状态，开始返航。

在本发明实施例中，步骤S1可以由获取模块410执行。当用户通过遥控终端200向无人机100发送一键返航指令，无人机100收到返航指令，立即退出当前执行的任务，并将飞行速度减为零，同时设置返航状态标志位，该返航状态标志位表征无人机100已进入返航模式，然后，无人机100发送提示信息至所述遥控终端200，以提示用户该无人机100已进入返航模式。

步骤S2，实时获取无人机100的GPS信息、高度信息和返航目标区域500的GPS信息、高度信息。步骤S2可以由获取模块410执行。

步骤S3，依据无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制所述无人机飞行至所述返航目标区域的上方。

在本发明实施例中，步骤S3可以包括步骤S31至步骤S33：

步骤S31，依据无人机的GPS信息和返航目标区域的GPS信息，计算无人机向返航目标区域飞行的第一目标速度和目标航向角度；步骤S31可以由计算模块420执行。

步骤S32，依据无人机的第一目标速度和目标航向角度，控制无人机向返航目标区域飞行；步骤S31可以由执行模块430执行。

步骤S33，依据无人机的高度信息和返航目标区域的高度信息，控制无人机的高度大于返航目标区域的高度。步骤S31可以由执行模块430执行。

在无人机飞行至返航目标区域的上方的过程中，计算模块420计算无人机的飞行速度和返航目标区域的移动速度，当无人机的飞行速度和返航目标区域的移动速度相等，且无人机的经纬度和返航目标区域的经纬度的差值小于预设值时，说明无人机已到达返航目标区域的上方，执行步骤S4，否则执行步骤S3。

无人机的飞行速度可以由计算模块410计算得到，具体的，无人机可以不断记录更新最近几次无人机的GPS信息，计算模块410利用最近几次无人机的经纬度计算无人机的飞行速度。

返航目标区域的移动速度可以由计算模块410或者遥控终端计算得到，具体的，计算模块410或者遥控终端不断记录更新最近几次返航目标区域的GPS信息，利用最近几次返航目标区域的经纬度计算返航目标区域的移动速度。

步骤S4，获取返航目标区域的图像。步骤S4，可以由获取模块410执行。

步骤S5，判断无人机是否满足降落条件。

在本发明实施例中，步骤S5，可以由计算模块420执行。计算模块420可以检测所述返航目标区域500的图像中是否包含降落点，进一步地，计算模块420还可以判断所述降落点是否位于所述图像的中心位置，若是，则执行步骤S6，若否，则执行步骤S4。

步骤S6，触发无人机降落。步骤S6可以由触发模块440执行。

步骤S7，在无人机降落的过程中，获取返航目标区域的图像、无人机的GPS信息、飞行速度以及返航目标区域的GPS信息、移动速度。步骤S7可以由获取模块410执行。

步骤S8，利用图像精确定位，跟踪降落点，慢慢降落。

本发明实施例中，执行模块430可以依据返航目标区域的图像控制无人机降落至返航目标区域。具体的，可以控制无人机降落至返航目标区域中的一降落点。

在无人机100降落的过程中，计算模块420可以按照降落点510的特征，比如直角或者正方形特征等，不断在图像中检测，当检测到降落点510的特征时，则说明降落点510存在于获取的图像中，当未检测到降落点510的特征时，则说明降落点510不存在于获取的图像中。若降落点在图像中，则可以由执行模块430控制无人机继续降落，若降落点不在图像中，则可以由执行模块430控制无人机停止降落。

步骤S8可以包括以下步骤：步骤S81，计算降落点在图像中的位置；步骤S82：依据降落点在图像中的位置计算无人机在水平方向的第二目标速度；步骤S83：控制无人机在水平方向依据第二目标速度飞行并在竖直方向向降落点降落。其中，步骤S81、步骤S82可以由计算模块420执行，步骤S83可以由执行模块430执行。

在无人机降落的过程中，执行模块430可以依据无人机的GPS信息和返航目标区域的GPS信息控制无人机的飞行使得无人机的经纬度和返航目标区域的经纬度一致，以及控制所述无人机的飞行速度和所述移动目标区域的移动速度相等。

在无人机降落的过程中，还可以由比较模块450比较无人机的经纬度与移动目标区域的经纬度，以及比较无人机的飞行速度和移动目标区域的移动速度，当所述无人机的经纬度与移动目标区域的经纬度的差值超出第一阈值时，执行模块430控制所述无人机停止降落，或者，当所述无人机的飞行速度和动目标区域的移动速度的差值超出第二阈值时，执行模块430控制所述无人机停止降落。

需要说明的是，在无人机降落的过程中，若无人机的GPS信息和返航目标区域的GPS信息丢失，则执行模块430可以控制无人机停止降落。

步骤S9，判断降落点是否在图像中。

在本发明实施例中，步骤S9可以由计算模块420执行。在无人机降落的过程中，实时获取返航目标区域的图像，并判断降落点是否在图像中，只要判断出降落点不在图像中，则立即控制无人机停止降落，并执行步骤S7，若降落点在图像中，则执行步骤S10。

步骤S10，判断无人机是否降落成功。

在本发明实施例中，步骤S10可以由计算模块420执行。具体的，当计算模块420计算出无人机的高度与返航目标区域的高度相等时，则可以判定无人机降落成功，执行步骤S11，若无人机未降落成功，则执行步骤S8。

步骤S11，发送返航成功信息至遥控终端。步骤S11可以由发送模块460执行。当遥控终端收到无人机发送的返航成功信息之后，则判定无人机返航成功，退出返航控制过程。

本发明提供了一种无人机飞行控制方法、装置及无人机，通过先利用GPS信息对无人机的位置初步调整于返航目标区域的上方，然后触发无人机降落，在无人机降落的过程中，通过对返航目标区域的图像进行分析，从而精确地控制无人机降落于返航目标区域的一个降落点。本发明的无人机飞行控制方法、装置及无人机，适用于某些车载或船载等移动载体返航的场景，能够通过GPS定位跟踪返航目标区域的位置变化和速度，同时在接近返航目标区域时，通过图像定位的方式识别返航目标区域并精确降落于返航目标区域的一个降落点上，扩展了自动返航应用场景范围，提高了无人机返航的定位精度。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种无人机飞行控制方法，其特征在于，所述无人机飞行控制方法包括：

响应返航指令，实时获取无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息；

依据无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制所述无人机飞行至所述返航目标区域的上方；

获取所述返航目标区域的图像；

依据所述返航目标区域的图像控制所述无人机降落至所述返航目标区域。

2.根据权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述依据所述返航目标区域的图像控制所述无人机降落至所述返航目标区域的步骤包括：

若检测到所述返航目标区域的图像中包括降落点，则触发无人机降落，控制所述无人机降落至所述降落点。

3.根据权利要求2所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，还包括判断所述降落点是否位于所述图像的中心位置，若是，则触发无人机降落，控制所述无人机降落至所述降落点。

4.如权利要求3所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述控制所述无人机降落至所述降落点包括：在所述无人机降落至所述降落点的过程中，获取所述返航目标区域的图像；计算所述降落点在所述图像中的位置；依据所述降落点在所述图像中的位置计算所述无人机在水平方向的第二目标速度；控制所述无人机在水平方向依据所述第二目标速度飞行并在竖直方向向所述降落点降落。

5.如权利要求4所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，在获取所述返航目标区域的图像之后，还包括以下步骤：判断降落点是否在所述图像中，若降落点不在所述图像中，则控制无人机停止降落；若降落点在所述图像中，则控制无人机继续降落，并调整无人机的位置使得所述降落点位于所述图像的中心位置。

6.根据权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述依据无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制所述无人机飞行至所述返航目标区域的上方包括：

依据所述无人机的GPS信息和所述返航目标区域的GPS信息，计算所述无人机向所述返航目标区域飞行的第一目标速度和目标航向角度；

依据所述无人机的第一目标速度和目标航向角度，控制所述无人机向所述返航目标区域飞行；

依据所述无人机的高度信息和所述返航目标区域的高度信息，控制所述无人机的高度大于所述返航目标区域的高度。

7.根据权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述返航目标区域包括移动目标区域，所述无人机的GPS信息包括所述无人机的经纬度，所述返航目标区域的GPS信息包括所述移动目标区域的经纬度，所述获取所述返航目标区域的图像之前包括：计算所述无人机的飞行速度和所述移动目标区域的移动速度，当所述无人机的飞行速度和所述移动目标区域的移动速度相等，且所述无人机的经纬度和移动目标区域的经纬度的差值小于预设值时，获取所述移动目标区域的图像。

8.根据权利要求7所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述无人机飞行控制方法还包括：在所述无人机降落的过程中，实时获取所述无人机的GPS信息、飞行速度以及所述移动目标区域的GPS信息、移动速度，并控制所述无人机的经纬度和所述移动目标区域的经纬度一致，以及控制所述无人机的飞行速度和所述移动目标区域的移动速度相等。

9.根据权利要求8所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述无人机飞行控制方法还包括：在所述无人机降落的过程中，比较无人机的经纬度与移动目标区域的经纬度，以及比较无人机的飞行速度和移动目标区域的移动速度，当所述无人机的经纬度与移动目标区域的经纬度的差值超出第一阈值时，控制所述无人机停止降落，当所述无人机的飞行速度和动目标区域的移动速度的差值超出第二阈值时，控制所述无人机停止降落。

10.根据权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，在所述无人机降落的过程中，若无人机的GPS信息和所述返航目标区域的GPS信息丢失，则控制无人机停止降落。

11.一种无人机飞行控制装置，其特征在于，所述无人机飞行控制装置包括：

获取模块，用于响应返航指令，实时获取无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息；

执行模块，用于依据无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制所述无人机飞行至所述返航目标区域的上方；

所述获取模块还用于获取所述返航目标区域的图像；

所述执行模块还用于依据所述返航目标区域的图像控制所述无人机降落至所述返航目标区域。

12.根据权利要求11所述的无人机飞行控制装置，其特征在于，所述无人机飞行控制装置还包括计算模块及触发模块，所述计算模块用于检测所述返航目标区域的图像中的降落点；所述触发模块用于当所述计算模块检测到所述返航目标区域的图像中包括降落点时，触发无人机降落，所述执行模块还用于控制所述无人机降落至所述降落点。

13.根据权利要求12所述的无人机飞行控制装置，其特征在于，所述计算模块还用于判断所述降落点是否位于所述图像的中心位置，若是，则所述触发模块触发无人机降落，所述执行模块控制所述无人机降落至所述降落点。

14.如权利要求13所述的无人机飞行控制装置，其特征在于，所述获取模块还用于：在所述无人机降落至所述降落点的过程中，获取所述返航目标区域的图像；所述计算模块还用于：计算所述降落点在所述图像中的位置，以及依据所述降落点在所述图像中的位置计算所述无人机在水平方向的第二目标速度；所述执行模块还用于：控制所述无人机在水平方向依据所述第二目标速度飞行并在竖直方向向所述降落点降落。

15.如权利要求14所述的无人机飞行控制装置，其特征在于，所述计算模块还用于：在获取所述返航目标区域的图像之后，判断降落点是否在所述图像中，所述执行模块还用于：当降落点不在所述图像中时，控制无人机停止降落，以及当降落点在所述图像中时，则控制无人机继续降落，并调整无人机的位置使得所述降落点位于所述图像的中心位置。

16.根据权利要求11所述的无人机飞行控制装置，其特征在于，所述计算模块还用于依据所述无人机的GPS信息和所述返航目标区域的GPS信息，计算所述无人机向所述返航目标区域飞行的第一目标速度和目标航向角度；所述执行模块还用于依据所述无人机的第一目标速度和目标航向角度，控制所述无人机向所述返航目标区域飞行；所述执行模块还用于依据所述无人机的高度信息和所述返航目标区域的高度信息，控制所述无人机的高度大于所述返航目标区域的高度。

17.根据权利要求11所述的无人机飞行控制装置，其特征在于，所述返航目标区域包括移动目标区域，所述无人机的GPS信息包括所述无人机的经纬度，所述返航目标区域的GPS信息包括所述移动目标区域的经纬度，所述计算模块还用于：计算所述无人机的飞行速度和所述移动目标区域的移动速度，所述获取模块还用于：当所述无人机的飞行速度和所述移动目标区域的移动速度相等，且所述无人机的经纬度和移动目标区域的经纬度的差值小于预设值时，获取所述移动目标区域的图像。

18.根据权利要求17所述的无人机飞行控制装置，其特征在于，所述获取模块还用于：在所述无人机降落的过程中，实时获取所述无人机的GPS信息、飞行速度以及所述移动目标区域的GPS信息、移动速度，所述执行模块还用于：在所述无人机降落的过程中，控制所述无人机的经纬度和所述移动目标区域的经纬度一致，以及控制所述无人机的飞行速度和所述移动目标区域的移动速度相等。

19.根据权利要求18所述的无人机飞行控制装置，其特征在于，所述无人机飞行控制装置还包括比较模块，所述比较模块用于：在所述无人机降落的过程中，比较无人机的经纬度与移动目标区域的经纬度，以及比较无人机的飞行速度和移动目标区域的移动速度，所述执行模块还用于：当所述无人机的经纬度与移动目标区域的经纬度的差值超出第一阈值时，控制所述无人机停止降落，当所述无人机的飞行速度和动目标区域的移动速度的差值超出第二阈值时，控制所述无人机停止降落。

20.根据权利要求11所述的无人机飞行控制装置，其特征在于，所述执行模块还用于：在所述无人机降落的过程中，若无人机的GPS信息和所述返航目标区域的GPS信息丢失，则控制无人机停止降落。

21.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括：

存储器；

处理器；以及

无人机飞行控制装置，所述无人机飞行控制装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述无人机飞行控制装置包括：

获取模块，用于响应返航指令，实时获取无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息；

执行模块，用于依据无人机的GPS信息、高度信息和返航目标区域的GPS信息、高度信息，控制所述无人机飞行至所述返航目标区域的上方；

所述获取模块还用于获取所述返航目标区域的图像；

所述执行模块还用于依据所述返航目标区域的图像控制所述无人机降落至所述返航目标区域。