CN107783554A - 无人机飞行控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出无人机飞行控制方法及装置。方法包括：接收地面控制终端通过无线链路发来的飞行任务指令，控制无人机起飞；在无人机飞行过程中，自动检测无人机周围的障碍物；根据检测到的障碍物实时生成电子围栏，当无人机遇到障碍物而无法完成飞行任务时，检查无人机当前位置处是否有电子围栏，若有，则调取并更新电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务；若没有，则实时生成并存储电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。本申请能够在无人机飞行过程中实时检测障碍物，并使用电子围栏完成安全飞行。
Description
技术领域
本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及无人机飞行控制方法及装置。
背景技术
无人驾驶机器人，如无人机，具有体积小、造价低、机动灵活、使用方便和对环境条件要求较低等诸多优点。从无人驾驶机器人诞生之日起，它就随着科学技术水平的不断提高而不断进步，并已逐步被广泛应用于军用、民用、警用等众多领域，所执行的任务包括：目标侦察、跟踪监视、目标打击、毁伤评估、抢险救灾、人员搜救、地形勘察等。
电子围栏有很多专业的概念，在GIS(地理信息系统)中，电子围栏表示地图上的一个指定区域，在这个指定区域内车辆等可以正常行驶，超过了指定区域后就会报警。
目前，在无人机领域还未有电子围栏的相关技术方案。
发明内容
本申请实施例提供无人机飞行控制方法及装置，以实现无人机的安全飞行。
本申请的技术方案是这样实现的：
一种无人机飞行控制方法，该方法包括：
接收地面控制终端通过无线链路发来的飞行任务指令，控制无人机起飞；
在无人机飞行过程中，自动检测无人机周围的障碍物；
根据检测到的障碍物实时生成电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
所述使用电子围栏完成飞行任务包括：
当无人机遇到障碍物而无法完成飞行任务时，检查无人机当前位置处是否有电子围栏，若有，则调取并更新电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务；若没有，则实时生成并存储电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
所述实时生成电子围栏包括：
实时检测无人机周围的障碍物，检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值；
对于任意两个相邻的障碍物，计算该两障碍物之间的距离值b，若b小于预设阈值q，则确定该两障碍物之间的区域为禁飞区域；否则，确定该两障碍物之间的区域为飞行区域；
根据所确定的所有禁飞区域，实时生成无人机的电子围栏。
所述检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值包括：
在云台相机实时拍摄的图像中检测各障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值；
或者，通过无人机上安装的超声波或激光或雷达传感器检测障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值。
所述使用电子围栏完成飞行任务包括：
控制无人机爬升或者返回或者悬停。
一种无人机飞行控制装置，该装置包括：
起飞模块，用于接收地面控制终端通过无线链路发来的飞行任务指令，控制无人机起飞；
避障模块，用于在无人机飞行过程中，自动检测无人机周围的障碍物，根据检测到的障碍物实时生成电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
所述避障模块使用电子围栏完成飞行任务包括：
当无人机遇到障碍物而无法完成飞行任务时，检查无人机当前位置处是否有电子围栏，若有，则调取并更新电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务；若没有，则实时生成并存储电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
所述避障模块实时生成电子围栏包括：
实时检测无人机周围的障碍物，检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值；
对于任意两个相邻的障碍物，计算该两障碍物之间的距离值b，若b小于预设阈值q，则确定该两障碍物之间的区域为禁飞区域；否则，确定该两障碍物之间的区域为飞行区域；
根据所确定的所有禁飞区域，实时生成无人机的电子围栏。
所述避障模块检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值包括：
在云台相机实时拍摄的图像中检测各障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值；
或者，通过无人机上安装的超声波或激光或雷达传感器检测障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值。
所述避障模块使用电子围栏完成飞行任务包括：
控制无人机爬升或者返回或者悬停。
可见，本申请能够在无人机飞行过程中实时检测障碍物，并使用电子围栏完成安全飞行。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的无人机飞行控制方法流程图；
图2为本申请另一实施例提供的无人机飞行控制方法流程图；
图3为本申请应用示例示意图；
图4为本申请实施例提供的无人机飞行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为本申请一实施例提供的无人机飞行控制方法流程图，其具体步骤如下：
步骤101：接收地面控制终端通过无线链路发来的飞行任务指令，控制无人机起飞。
步骤102：在无人机飞行过程中，实时获取无人机的位置信息。
具体地，可通过卫星定位装置实时获取无人机的卫星坐标值；或者，通过惯性导航装置和无人机的初始坐标值，实时获取无人机的坐标值；另外，还可以结合光流装置得到更加精确的无人机的坐标值。
步骤103：在无人机飞行过程中，自动检测无人机周围的障碍物，当遇到障碍物而无法完成飞行任务时，检查当前位置处是否有电子围栏，若是，执行步骤104；否则，执行步骤105。
步骤104：调取并更新电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务，本流程结束。
步骤105：实时生成并存储电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
具体地，实时生成电子围栏的过程如下：
实时检测无人机周围的障碍物，检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值；
对于任意两个相邻的障碍物，计算该两障碍物之间的距离值b，若b小于预设阈值q，则确定该两障碍物之间的区域为禁飞区域；否则，确定该两障碍物之间的区域为飞行区域；
根据所确定的所有禁飞区域，实时生成无人机的电子围栏。
具体地，可通过如下方式检测各障碍物，以及计算各障碍物相对无人机的角度以及距离值包括：
在云台相机实时拍摄的图像中检测各障碍物，并计算障碍物相对无人机的的角度和距离值；
或者，通过无人机上安装的超声波或激光或雷达传感器检测障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值。
当无人机遇到障碍物时，根据电子围栏控制无人机爬升或者返回或者悬停。
图2为本申请另一实施例提供的无人机飞行控制方法流程图，其具体步骤如下：
步骤201：无人机的飞控模块接收地面控制终端通过无线链路发来的飞行任务指令，控制无人机起飞。
步骤202：在无人机飞行过程中，无人机的飞控模块实时获取无人机的位置信息。
步骤203：在无人机飞行过程中，无人机实时检测周围的障碍物，获得到各障碍物的距离，以及各障碍物相对机头的角度。
具体地，可在无人机上安装超声波传感器、或者激光传感器、或者雷达传感器等，来检测无人机周围的障碍物，并获得到各障碍物的距离以及各障碍物相对机头的角度；或者，通过云台相机实时拍摄周围图像，对图像进行障碍物检测，并计算得到各障碍物与无人机的距离以及相对无人机机头的角度。
步骤204：对于任意两个相邻的障碍物，无人机计算该两障碍物之间的距离值b，若b小于预设阈值q，则确定该两障碍物之间的区域为禁飞区域；否则，确定该两障碍物之间的区域为飞行区域；根据所确定的所有禁飞区域，实时生成无人机的电子围栏。
步骤205：在无人机飞行过程中，当遇到障碍物而无法完成飞行任务时，检查当前位置处是否有电子围栏，若是，执行步骤206；否则，执行步骤207。
步骤206：调取并更新电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务，本流程结束。
步骤207：实时生成并存储电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
当无人机遇到障碍物时，根据电子围栏爬升或者返回或者悬停。
无人机在飞行过程中，每检测到一个障碍点，就会记录该障碍点相对无人机的当前位置的距离和角度值；且，无人机在飞行过程中，由于无人机所处的位置在实时变化，因此，对于已检测到的各障碍点，无人机会实时更新各障碍点相对无人机当前位置的距离和角度；当无人机每检测到一个障碍点时，会将该障碍点相对本无人机的当前位置的距离和角度和已检测到的各障碍点相对本无人机的当前位置的距离和角度进行匹配，若能匹配上，则确定新检测到的障碍点之前已经被检测到，此时无需更新电子围栏，若没有匹配上，则确定新检测到障碍点为第一次被检测到，记录该新障碍点相对本无人机的当前位置的距离和角度，同时根据该新障碍点更新电子围栏。
其中，无人机在飞行过程中，更新已检测到的各障碍点相对无人机当前位置的距离和角度的过程如下：
设无人机在处于位置b1时，第一次检测到了障碍点a，则无人机能够计算出障碍点a相对无人机的当前位置b1的距离d1和角度β1，由于b1点的坐标已知，则无人机可以计算出障碍点a的坐标；此后，无人机飞到了位置b2，此时，b2点的坐标已知，则可以计算出障碍点a相对无人机的新位置b2的距离d2和角度β2。
通过上述方法，可以在无人机飞行过程中，持续、实时更新障碍点a相对无人机的新位置的距离和角度值。
以下给出本申请的应用示例：
无人机在房间内飞行，该房间只有一个门，用户在地面控制终端的电子地图上设定房间外的某个点B为目标点，则：
地面控制终端向无人机发出控制指令让无人机飞到该目标点；
无人机收到该控制指令时，规划一条从当前位置(图中的A点)到该目标点B的直线航线，然后按照规划的航线飞行，如图3中的直线航线AB；
无人机在飞行过程中，实时检测周围的障碍物，计算障碍物相对本无人机的距离和角度值，并根据检测到的障碍物实时生成电子围栏；
此时，房间内的墙壁都会被无人机检测到，并据此生成电子围栏，从而若原先规划的直线航线经过墙壁，则无人机在到达墙壁附近时会检测到，并根据生成的电子围栏绕过墙壁，最终会从门飞出房间，到达目标点，实际的航线如图3中的航线A->C->D->B。
图4为本申请实施例提供的无人机飞行控制装置的组成示意图，该装置主要包括：起飞模块41和避障模块42，其中：
起飞模块41，用于接收地面控制终端通过无线链路发来的飞行任务指令，控制无人机起飞。
避障模块42，用于在无人机飞行过程中，自动检测无人机周围的障碍物，根据检测到的障碍物实时生成电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
一实施例中，避障模块42使用电子围栏完成飞行任务包括：
当无人机遇到障碍物而无法完成飞行任务时，检查无人机当前位置处是否有电子围栏，若有，则调取并更新电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务；若没有，则实时生成并存储电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
一实施例中，避障模块42实时生成电子围栏包括：
实时检测无人机周围的障碍物，检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值；
对于任意两个相邻的障碍物，计算该两障碍物之间的距离值b，若b小于预设阈值q，则确定该两障碍物之间的区域为禁飞区域；否则，确定该两障碍物之间的区域为飞行区域；
根据所确定的所有禁飞区域，实时生成无人机的电子围栏。
一实施例中，避障模块42检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值包括：
在云台相机实时拍摄的图像中检测各障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值；
或者，通过无人机上安装的超声波或激光或雷达传感器检测障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值。
一实施例中，避障模块42使用电子围栏完成飞行任务包括：
控制无人机爬升或者返回或者悬停。
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 (10)
1.一种无人机飞行控制方法，其特征在于，该方法包括：
接收地面控制终端通过无线链路发来的飞行任务指令，控制无人机起飞；
在无人机飞行过程中，自动检测无人机周围的障碍物；
根据检测到的障碍物实时生成电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用电子围栏完成飞行任务包括：
当无人机遇到障碍物而无法完成飞行任务时，检查无人机当前位置处是否有电子围栏，若有，则调取并更新电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务；若没有，则实时生成并存储电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时生成电子围栏包括：
实时检测无人机周围的障碍物，检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值；
对于任意两个相邻的障碍物，计算该两障碍物之间的距离值b，若b小于预设阈值q，则确定该两障碍物之间的区域为禁飞区域；否则，确定该两障碍物之间的区域为飞行区域；
根据所确定的所有禁飞区域，实时生成无人机的电子围栏。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值包括：
在云台相机实时拍摄的图像中检测各障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值；
或者，通过无人机上安装的超声波或激光或雷达传感器检测障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用电子围栏完成飞行任务包括：
控制无人机爬升或者返回或者悬停。
6.一种无人机飞行控制装置，其特征在于，该装置包括：
起飞模块，用于接收地面控制终端通过无线链路发来的飞行任务指令，控制无人机起飞；
避障模块，用于在无人机飞行过程中，自动检测无人机周围的障碍物，根据检测到的障碍物实时生成电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述避障模块使用电子围栏完成飞行任务包括：
当无人机遇到障碍物而无法完成飞行任务时，检查无人机当前位置处是否有电子围栏，若有，则调取并更新电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务；若没有，则实时生成并存储电子围栏，使用电子围栏完成飞行任务。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述避障模块实时生成电子围栏包括：
实时检测无人机周围的障碍物，检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值；
对于任意两个相邻的障碍物，计算该两障碍物之间的距离值b，若b小于预设阈值q，则确定该两障碍物之间的区域为禁飞区域；否则，确定该两障碍物之间的区域为飞行区域；
根据所确定的所有禁飞区域，实时生成无人机的电子围栏。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述避障模块检测各障碍物相对无人机的角度以及距离值包括：
在云台相机实时拍摄的图像中检测各障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值；
或者，通过无人机上安装的超声波或激光或雷达传感器检测障碍物，并计算障碍物相对无人机的角度和距离值。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述避障模块使用电子围栏完成飞行任务包括：
控制无人机爬升或者返回或者悬停。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180309 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |