CN108445903A - 一种无人机防撞控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人机防撞控制方法，包括：确定主机的控制区域；使所述区域内的多台无人机能够接受所述主机设备的控制；每台所述无人机包括身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息；当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息到所述主机设备；所述无人机接收到所述主机设备发送的重新规划的路线信息时，执行下一位置飞行动作。本发明或通过主机计算指挥新的飞行路线，集中控制，避免多台无人机相撞的危险发生。或通过直接给对方发送自己下一个路径和路径计算复杂度,各自结合收到的对方路线和自己路径进行判断,防止碰撞。整个控制方法具有复杂环境下实施效果良好的技术优势。

Description

一种无人机防撞控制方法
技术领域
本发明涉及一种无人机控制技术领域，特别涉及一种无人机防撞控制方法。
背景技术
现有的消费级无人机,在公共场所、人口密集以及建筑环境复杂的条件下,往往需要多台无人机协同工作，而在这种工作环境下，必须保证多台无人机的飞行安全,即在保证操作体验、飞行流畅的同时还要保证多台(几台或几十台)无人机避免相互碰撞，这就对无人机的自动防撞控制提出了更高的要求。因此，本发明研究人员在长期的研究过程中，探索出了一种能够实现复杂环境下，多台无人机自由安全飞行的技术方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种无人机防撞控制方法，以解决现有多台无人机相互碰撞的技术问题。
本发明实施例提供的一种无人机防撞控制方法，包括如下步骤：
确定主机设备的控制区域；使所述区域内的多台无人机能够接受所述主机设备的控制；
每台所述无人机包括身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息；
当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息到所述主机设备；
所述无人机接收到所述主机设备发送的重新规划的路线信息时，执行下一位置飞行动作。
根据本发明的具体实施方式，所述“当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息到所述主机设备”后包括步骤：
所述主机设备接收到所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息后，判断两台无人机路线信息是否重叠；
若不发生重叠，返回执行原路线信息指令；
若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
根据本发明的具体实施方式，所述“若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，选择路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
发送重新规划路线给路线计算复杂度信息较小的无人机；
发送执行原路线信息给路线计算复杂度信息较大的无人机。
根据本发明的具体实施方式，所述“当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息到所述主机设备”包括：
当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息到所述主机设备；
所述主机设备接收到所述身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息后，判断两台无人机路线信息是否重叠；
若不发生重叠，返回执行原路线信息指令；
若发生重叠，首先判断备用路线方案是否重叠，若备用路线方案不重叠，返回执行备用路线方案信息指令；
若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
根据本发明的具体实施方式，所述“若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，选择路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
发送重新规划路线给路线计算复杂度信息较小的无人机；
发送执行原路线信息给路线计算复杂度信息较大的无人机。
根据本发明的具体实施方式，还包括步骤：所述主机设备可自动发送降落指令给各无人机。
另外，根据本发明的具体实施方式还提供一种无人机防撞控制方法，包括如下步骤：
所述无人机实时监测其周围一定范围内的另外的无人机设备；
当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息到所述另一无人机，同时接收该另一无人机的身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息；
判断两台无人机路线信息是否重叠；
若不发生重叠，返回执行原路线信息指令；
若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
根据本发明的具体实施方式，所述“若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
路线计算复杂度信息较大的无人机执行原路线信息。
根据本发明的具体实施方式，所述“若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
若发生重叠，首先判断备用路线方案是否重叠，若备用路线方案不重叠，执行备用路线方案信息；
若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
根据本发明的具体实施方式，所述“若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
路线计算复杂度信息较大的无人机执行原路线信息。
所述路线计算复杂度信息包括：无人机运动速度、到下一位置的距离和无人机位置。
本发明实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
本发明一方面通过在公共区域设立能覆盖整个区域的主机设备,无人机空中进入各自安全区后,当遇到危险情况，发送位置给主机设备,由主机计算指挥新的飞行路线，集中控制，避免了多台无人机相撞的危险发生。另一方面，空中飞行的无人机相遇,进入危险区域后,通过无线或红外给对方发送自己下一个路径和路径计算复杂度,各自结合收到的对方路线和自己路径进行判断,不冲突则继续航行,冲突则按路径计算复杂度低的重新规划路线，防止碰撞。整个控制方法智能、高效，具有复杂环境下实施效果良好的技术优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例所述无人机控制结构示意图；
图2是本发明一个实施例所述无人机控制流程示意图；
图3是本发明另一个实施例所述无人机控制结构示意图；
图4是本发明另一个实施例所述无人机控制流程示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……，但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一……也可以被称为第二……，类似地，第二……也可以被称为第一……。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，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商品或者系统不仅包括那些要素，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商品或者系统所固有的要素。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商品或者系统中还存在另外的相同要素。
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例1
本发明实施例提供的一种无人机防撞控制方法，包括如下步骤：
确定主机设备的控制区域；使所述区域内的多台无人机能够接受所述主机设备的控制；
每台所述无人机包括身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息；
当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息到所述主机设备；
所述无人机接收到所述主机设备发送的重新规划的路线信息时，执行下一位置飞行动作。
其中，所述主机设备可以是固定不动的服务器，也可以是移动的遥控设备，所述无人机设备的数量至少为2台，通常为几台或几十台，这样复杂的环境下，快速移动的无人机设备往往可能相撞。所述控制区域通常为一片开阔的区域，因为无人机及其主机设备之间的通信往往是红外或局域网无线通信，如果遮挡比较严重，会影响控制效果。
其中，每一台无人机具有身份信息，可以通过设备固定编码命名，也可以自己编辑命名，无人机还具有路线信息，即预设的无人机飞行路线，可以通过多个位置确定其路线，位置与下一位置为直线路线，无人机还具有路线计算复杂度信息，每一路线通常包括N个位置，N个位置的先后航行顺序构成了该无人机的路线信息，位置包括三维信息，往往位置越多，路线越复杂，当然，如果同一平面内的多个位置，也相对简单一些，这可以根据预先设置的程序进行规定，例如，以N的差值等于10为一档，设置多个档位，处于同一档位的，位置分布统计处于集中数量多的，认为路线计算复杂，处于不同档位的，N越大，则路线计算复杂。当然，也可以采用其他规则确认无人机的路线复杂情况。
其中，所述路线计算复杂度信息包括：无人机运动速度、方向、到下一位置的距离和无人机位置等，例如运动速度快的、到下一位置的距离远的复杂度就高，反之则低，无人机位置低的复杂度也高，因为可能会碰到周围障碍物。还可以计算运动方向周边的障碍物密集程度，越密集其计算复杂度就越高。
根据本发明的具体实施方式，所述“当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息到所述主机设备”后包括步骤：
所述主机设备接收到所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息后，判断两台无人机路线信息是否重叠；
若不发生重叠，返回执行原路线信息指令；
若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
其中，一定范围可以预先确认，例如5米。当处于5米范围内时，两无人机发送各自的信息到主机设备，所述主机设备开始自动判断是否会相撞。
根据本发明的具体实施方式，所述“若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，选择路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
发送重新规划路线给路线计算复杂度信息较小的无人机；
发送执行原路线信息给路线计算复杂度信息较大的无人机。
另外，根据本发明的具体实施方式，当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息到所述主机设备；即发送的信息还包括备用路线方案信息，且不限于一个备用路线方案信息，可以为2个或3个。
所述主机设备接收到所述身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息后，判断两台无人机路线信息是否重叠；
若不发生重叠，返回执行原路线信息指令；
若发生重叠，首先判断备用路线方案是否重叠，若备用路线方案不重叠，返回执行备用路线方案信息指令；当然，也可以比较备用路线方案与另一无人机的远路线方案是否重叠。
若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
根据本发明的具体实施方式，若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令，还包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，选择路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
发送重新规划路线给路线计算复杂度信息较小的无人机；
发送执行原路线信息给路线计算复杂度信息较大的无人机。
根据本发明的具体实施方式，当公共场所突发意外,不再适合继续执行航行任务时，所述主机可自动发送降落指令,支持一键禁飞，各无人机接收的降落指令后，迅速降落到附近位置或降落到某一指定位置，例如主机所在位置。
本发明通过在公共区域设立能覆盖整个区域的主机设备,无人机空中进入各自安全区后,当遇到危险情况，发送位置给主机设备,由主机计算指挥新的飞行路线，集中控制，避免了多台无人机相撞的危险发生。整个控制方法智能、高效，具有复杂环境下实施效果良好的技术优势。
实施例2
另外，根据本发明的具体实施方式还提供一种无人机防撞控制方法，包括如下步骤：
所述无人机实时监测其周围一定范围内的另外的无人机设备；
当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息到所述另一无人机，同时接收该另一无人机的身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息；
判断两台无人机路线信息是否重叠；
若不发生重叠，返回执行原路线信息指令；
若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
其中，所述无人机设备的数量至少为2台，通常为几台或几十台，这样复杂的环境下，快速移动的无人机设备往往可能相撞。所述控制区域通常为一片开阔的区域，因为无人机及其主机设备之间的通信往往是红外或局域网无线通信，如果遮挡比较严重，会影响控制效果。
其中，每一台无人机具有身份信息，可以通过设备固定编码命名，也可以自己编辑命名，无人机还具有路线信息，即预设的无人机飞行路线，可以通过多个位置确定其路线，位置与下一位置为直线路线，无人机还具有路线计算复杂度信息，每一路线通常包括N个位置，N个位置的先后航行顺序构成了该无人机的路线信息，位置包括三维信息，往往位置越多，路线越复杂，当然，如果同一平面内的多个位置，也相对简单一些，这可以根据预先设置的程序进行规定，例如，以N的差值等于10为一档，设置多个档位，处于同一档位的，位置分布统计处于集中数量多的，认为路线计算复杂，处于不同档位的，N越大，则路线计算复杂。当然，也可以采用其他规则确认无人机的路线复杂情况。
另外，所述路线计算复杂度信息包括：无人机运动速度、方向、到下一位置的距离和无人机位置等，例如运动速度快的、到下一位置的距离远的复杂度就高，反之则低，无人机位置低的复杂度也高，因为可能会碰到周围障碍物。还可以计算运动方向周边的障碍物密集程度，越密集其计算复杂度就越高。
其中，一定范围可以预先设定，例如5米。当处于5米范围内时，两无人机发送各自的信息到对方，两无人机自己开始自动判断是否会相撞。
根据本发明的具体实施方式，若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令，包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
路线计算复杂度信息较大的无人机执行原路线信息。
根据本发明的具体实施方式，若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令，包括步骤：
若发生重叠，首先判断备用路线方案是否重叠，若备用路线方案不重叠，执行备用路线方案信息；
若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
根据本发明的具体实施方式，若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令，包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
路线计算复杂度信息较大的无人机执行原路线信息。
本发明空中飞行的无人机相遇,进入危险区域后,通过无线或红外给对方发送自己下一个路径和路径计算复杂度,各自结合收到的对方路线和自己路径进行判断,不冲突则继续航行,冲突则按路径计算复杂度低的重新规划路线，防止碰撞。整个控制方法智能、高效，具有复杂环境下实施效果良好的技术优势。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无人机防撞控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定主机设备的控制区域；使所述区域内的多台无人机能够接受所述主机设备的控制；
每台所述无人机包括身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息；
当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息到所述主机设备；
所述无人机接收到所述主机设备发送的重新规划的路线信息时，执行下一位置飞行动作。
2.如权利要求1所述的无人机防撞控制方法，其特征在于，所述“当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息到所述主机设备”后包括步骤：
所述主机设备接收到所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息后，判断两台无人机路线信息是否重叠；
若不发生重叠，返回执行原路线信息指令；
若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
3.如权利要求2所述的无人机防撞控制方法，其特征在于，所述“若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，选择路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
发送重新规划路线给路线计算复杂度信息较小的无人机；
发送执行原路线信息给路线计算复杂度信息较大的无人机。
4.如权利要求1所述的无人机防撞控制方法，其特征在于，所述“当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息以及路线计算复杂度信息到所述主机设备”包括：
当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息到所述主机设备；
所述主机设备接收到所述身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息后，判断两台无人机路线信息是否重叠；
若不发生重叠，返回执行原路线信息指令；
若发生重叠，首先判断备用路线方案是否重叠，若备用路线方案不重叠，返回执行备用路线方案信息指令；
若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
5.如权利要求4所述的无人机防撞控制方法，其特征在于，所述“若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，选择路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
发送重新规划路线给路线计算复杂度信息较小的无人机；
发送执行原路线信息给路线计算复杂度信息较大的无人机。
6.一种无人机防撞控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述无人机实时监测其周围一定范围内的另外的无人机设备；
当所述无人机检测到其所在位置一定范围内有另一无人机时，发送所述身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息到所述另一无人机，同时接收该另一无人机的身份信息、路线信息、路线计算复杂度信息以及备用路线方案信息；
判断两台无人机路线信息是否重叠；
若不发生重叠，返回执行原路线信息指令；
若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
7.如权利要求6所述的无人机防撞控制方法，其特征在于，所述“若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
路线计算复杂度信息较大的无人机执行原路线信息。
8.如权利要求6所述的无人机防撞控制方法，其特征在于，所述“若发生重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
若发生重叠，首先判断备用路线方案是否重叠，若备用路线方案不重叠，执行备用路线方案信息；
若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令。
9.如权利要求8所述的无人机防撞控制方法，其特征在于，所述“若备用路线方案重叠，重新规划各无人机的飞行路线，返回执行新规划路线指令”包括步骤：
比较两台无人机的所述路线计算复杂度信息，路线计算复杂度信息较小的无人机重新规划路线；
路线计算复杂度信息较大的无人机执行原路线信息。
10.如权利要求1或4或7任一所述的无人机防撞控制方法，其特征在于，所述路线计算复杂度信息包括：无人机运动速度、到下一位置的距离和无人机位置数量。
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