CN109814455A - 一种无人机的禁飞控制方法、装置、设备以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无人机的禁飞控制方法、装置、设备以及存储介质。所述方法包括：实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息；如果根据所述当前位置信息确定所述无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制所述无人机执行安全飞行模式；如果在所述无人机执行所述安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据所述安全飞行模式，以及所述外部控制指令，对所述无人机进行安全控制。本发明实施例的技术方案可以在临近禁飞区的安全警报区域内，根据与安全警报区域对应的安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制，无人机无需降落，可以避免无人机丢失，提高无人机飞行安全性，提高用户体验。

Description

一种无人机的禁飞控制方法、装置、设备以及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机的禁飞控制方法、装置、设备以及存储介质。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人机行业的迅速发展，越来越多的无人机被应用到农业、林业、电力、测绘、遥测等行业，安全性问题也随之产生，例如，在机场、军事领地、人口密集区、市中心等禁飞区域飞行，无疑是非常危险的。

无人机在飞行过程中需要判断禁飞区域的位置，避免靠近或进入到禁飞区域内，以保证其可以在低风险状态下进行安全飞行。通常，无人机上的飞行控制器会实时计算无人机与禁飞区域边界之间的距离，当无人机进入禁飞区报警范围后，无人机将原地自动降落，不再响应外部控制指令。

现有技术存在以下缺陷：当无人机进入禁飞区报警范围后，无人机原地自动降落，无法响应外部控制指令，失去其它操作能力，容易出现无人机丢失现象，给用户操作带来极大不便，影响无人机任务的正常执行。

发明内容

本发明实施例提供一种无人机的禁飞控制方法、装置、设备以及存储介质，以优化现有的无人机在禁飞区域的飞行控制方法，避免无人机丢失，提高用户体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机的禁飞控制方法，包括：

实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息；

如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制无人机执行安全飞行模式；

如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制。

第二方面，本发明实施例还提供了一种无人机的禁飞控制装置，包括：

信息获取模块，用于实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息；

飞行模式控制模块，用于如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制无人机执行安全飞行模式；

安全控制模块，用于如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本发明任一实施例所提供的无人机的禁飞控制方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所提供的无人机的禁飞控制方法。

本发明实施例的技术方案，通过实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息，在根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中时，控制无人机执行安全飞行模式，然后在无人机执行安全飞行模式的过程中，如果接收到外部控制指令，则根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制，解决了现有技术中，当无人机进入禁飞区报警范围后，无人机原地自动降落，无法响应外部控制指令，失去其它操作能力，容易出现无人机丢失现象的问题，可以在临近禁飞区的安全警报区域内，根据与安全警报区域对应的安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制，无人机无需降落，可以避免无人机丢失，提高无人机飞行安全性，提高用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种无人机的禁飞控制方法的流程图；

图2a为本发明实施例二提供的一种无人机的禁飞控制方法的流程图；

图2b为本发明实施例二提供的一种安全警报区域的示意图；

图3a为本发明实施例三提供的一种无人机的禁飞控制方法的流程图；

图3b为本发明实施例三提供的无人机位于二级安全警报区域内的示意图；

图3c为本发明实施例三提供的在大地坐标系下的与外部控制指令对应的无人机的运动方向和无人机的当前位置相对于禁飞区域的夹角范围的示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种无人机的禁飞控制装置的结构框图；

图5为本发明实施例五提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种无人机的禁飞控制方法的流程图，本实施例可适用于在无人机接近禁飞区域时，对无人机进行飞行控制的情况，该方法可以由无人机的禁飞控制装置来执行，所述装置由软件和/或硬件来执行，并一般可集成在无人机中。如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤101、实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息。

其中，当前位置信息是无人机的地理位置信息。可选的，实时通过无人机自身携带的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)获取在飞行过程中的当前位置信息。在无人机的飞行过程中，无人机的当前位置信息实时更新。

步骤102、如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制无人机执行安全飞行模式。

其中，禁飞区域是指某一领地的上空禁止任何未经特别申请许可的飞行器飞入或飞越的空域。禁飞区域具体是由监管机构划定的。禁飞区域数据信息是指预先采集的禁飞区域的数据信息。禁飞区域的形状可以为圆形或者多边形。其中，禁飞区域数据信息至少包括禁飞区域的形状信息。由于禁飞区域可以看作由边界线围成的封闭图形，该封闭图形可以为圆形或者多边形，因此可以将禁飞区域的形状信息具体为禁飞区域水平边界的地理位置信息。在禁飞区域的水平边界为多边形时，形状信息为形成禁飞区域的多边形的各顶点的地理位置信息。在禁飞区域的水平边界为圆形时，形状信息为形成禁飞区域的圆心的地理位置信息和半径信息。其中，地理位置信息可以是经纬度信息。由禁飞区域数据信息可以唯一确定一个禁飞区域。

安全警报区域是指以禁飞区域为参考，在禁飞区域周围环境中设置的一个或者多个区域范围。例如，安全警报区域可以是以禁飞区域为中心的圆形区域，也可以是以禁飞区域为中心的正方形区域或正多边形区域等。

可选的，安全警报区域可以包括至少两个级别的安全警报区域，不同级别的安全警报区域边界上的各点到达禁飞区域边界的距离不同。可以为禁飞区域设置多个级别安全警报区域，各个级别的安全警报区域的边界图形可以为相似图形，不同级别的安全警报区域在禁飞区域四周的覆盖范围不同。例如，禁飞区域与级别越高的安全警报区域边界之间的距离越小。换言之，无人机进入级别越高的安全警报区域时与禁飞区域之间的距离越小。

在无人机的飞行过程中，根据无人机的当前位置信息，实时判断无人机是否进入到禁飞区域的安全警报区域中，进而可以确定是否需要控制无人机执行安全飞行模式。安全飞行模式可以为当前飞行方向上减速，或者在当前位置悬停。

可选的，禁飞区域可以是根据经纬度信息确定的在大地坐标系下的二维平面区域。相应的，安全警报区域也可以为在大地坐标系下的二维平面区域。具体的，安全警报区域为在大地坐标系下的二维平面区域。根据无人机的当前位置信息，确定无人机在大地坐标系下的当前位置，判断无人机在大地坐标系下的当前位置是否位于安全警报区域所对应的二维平面区域内。如果当前位置位于安全警报区域所对应的二维平面区域内，则确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中。如果当前位置没有位于安全警报区域所对应的二维平面区域内，则确定无人机未进入到禁飞区域的安全警报区域中。如果确定无人机未进入到禁飞区域的安全警报区域中，则不需对无人机进行安全控制。

在一个具体实例中，如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制无人机在当前飞行方向上减速，并发送报警信号至与无人机匹配的控制端。控制端通过产生并发送外部控制指令至无人机，控制无人机的飞行状态。控制端可以是与无人机进行无线通信的地面手持控制端。发送报警信号至地面手持控制端，地面手持控制端发出警报提示。警报提示可以为蜂鸣声、语音播报或者显示屏上的文字提醒，进而使地面手持控制端的用户发出外部控制指令以控制无人机调整飞行方向。

在另一个具体实例中，如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制无人机在当前位置悬停，并发送报警信号至与无人机匹配的控制端。

在另一个具体实例中，安全警报区域包括一级安全警报区域和二级安全警报区域。其中，禁飞区域的形状为圆形，根据禁飞区域的圆心、半径，以及分别与一级安全警报区域和二级安全警报区域匹配的半径，得到以禁飞区域的圆心为圆心的第一同心圆、第二同心圆，第一同心圆的半径大于第二同心圆的半径，第二同心圆的半径大于禁飞区域的半径；将第一同心圆与第二同心圆之间围成的区域作为一级安全警报区域，将第二同心圆与禁飞区域之间围成的区域作为二级安全警报区域一级安全警报区域。如果根据当前位置信息确定无人机进入到一级安全警报区域中，则控制无人机在当前飞行方向上减速，并发送一级报警信号至与无人机匹配的控制端。如果根据当前位置信息确定无人机进入到二级安全警报区域中，则控制无人机在当前位置悬停，并发送二级报警信号至与无人机匹配的控制端。可选的，地面手持控制端接收二级报警信号后，发出比与一级警报信号对应的蜂鸣声更加急促的蜂鸣声，同时还可以用语音播报或者文字提醒方式告知用户，使用户尽快发出控制指令以控制无人机调整飞行方向。

步骤103、如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制。

其中，外部控制指令可以包括自动返航指令，向左飞行指令、向右飞行指令、向前飞行指令以及向后飞行指令等。如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制。

在一个具体实例中，如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则直接控制无人机执行外部控制指令。

在另一个具体实例中，如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据与安全警报区域匹配的安全飞行模式、无人机的当前位置信息以及外部控制指令的指令类型，控制无人机执行外部控制指令，或者控制无人机保持安全飞行模式。具体的，根据无人机的当前位置信息和禁飞区域的禁飞区域数据信息，确定无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围；确定与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下的运动方向；如果确定运动方向在夹角范围内，则控制无人机保持安全飞行模式；如果确定运动方向不在夹角范围内，则控制无人机执行外部控制指令。

由此，实现当接收到外部控制指令时，根据外部控制指令所产生的无人机在大地坐标系下的运动方向确定是否控制无人机执行外部控制指令。如果外部控制指令所产生的无人机在大地坐标系下的运动方向靠近禁飞区域，即运动方向在无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围内，则控制无人机保持安全飞行模式。如果外部控制指令所产生的无人机在大地坐标系下的运动方向远离禁飞区域，即运动方向不在无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围内，则控制无人机执行外部控制指令，直至无人机脱离安全警报区域。

在另一个具体实例中，安全警报区域包括一级安全警报区域和二级安全警报区域。其中，禁飞区域的形状为圆形，根据禁飞区域的圆心、半径，以及分别与一级安全警报区域和二级安全警报区域匹配的半径，得到以禁飞区域的圆心为圆心的第一同心圆、第二同心圆，第一同心圆的半径大于第二同心圆的半径，第二同心圆的半径大于禁飞区域的半径；将第一同心圆与第二同心圆之间围成的区域作为一级安全警报区域，将第二同心圆与禁飞区域之间围成的区域作为二级安全警报区域。如果在无人机执行与一级安全警报区域匹配的安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则直接控制无人机执行外部控制指令。如果在无人机执行与二级安全警报区域匹配的安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据外部控制指令所产生的无人机在大地坐标系下的运动方向确定是否控制无人机执行外部控制指令。

本实施例提供的一种无人机的禁飞控制方法，通过实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息，在根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中时，控制无人机执行安全飞行模式，然后在无人机执行安全飞行模式的过程中，如果接收到外部控制指令，则根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制，解决了现有技术中，当无人机进入禁飞区报警范围后，无人机原地自动降落，无法响应外部控制指令，失去其它操作能力，容易出现无人机丢失现象的问题，可以在临近禁飞区域的安全警报区域内，根据与安全警报区域对应的安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制，无人机无需降落，可以避免无人机丢失，提高无人机飞行安全性，提高用户体验。

实施例二

图2a为本发明实施例二提供的一种无人机的禁飞控制方法的流程图。本实施例可以与上述一个或者多个实施例中各个可选方案结合，在本实施例中，安全警报区域包括一级安全警报区域和二级安全警报区域；其中，禁飞区域的形状为圆形，根据禁飞区域的圆心、半径，以及分别与一级安全警报区域和二级安全警报区域匹配的半径，得到以禁飞区域的圆心为圆心的第一同心圆、第二同心圆，第一同心圆的半径大于第二同心圆的半径，第二同心圆的半径大于禁飞区域的半径；将第一同心圆与第二同心圆之间围成的区域作为一级安全警报区域，将第二同心圆与禁飞区域之间围成的区域作为二级安全警报区域。

以及，如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制无人机执行安全飞行模式，包括：如果根据当前位置信息确定无人机进入到一级安全警报区域中，则控制无人机在当前飞行方向上减速，并发送一级报警信号至与无人机匹配的控制端；其中，控制端用于产生外部控制指令。

以及，根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制，包括：根据与一级安全警报区域匹配的安全飞行模式，控制无人机执行外部控制指令。

如图2a所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤201、实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息。

步骤202、如果根据当前位置信息确定无人机进入到一级安全警报区域中，则控制无人机在当前飞行方向上减速，并发送一级报警信号至与无人机匹配的控制端；其中，控制端用于产生外部控制指令。

其中，图2b为本发明实施例提供的一种安全警报区域的示意图。如图2b所示，禁飞区域是根据经纬度信息确定的在大地坐标系下的二维圆形平面区域。相应的，安全警报区域也为在大地坐标系下的二维平面圆形区域。N为大地坐标系下正北方向。E为大地坐标系下正北方向。安全警报区域包括一级安全警报区域和二级安全警报区域。禁飞区域的形状为圆形。根据禁飞区域的圆心、半径，以及与分别与一级安全警报区域和二级安全警报区域匹配的半径，得到以禁飞区域的圆心为圆心的第一同心圆、第二同心圆。第一同心圆的半径大于第二同心圆的半径。第二同心圆的半径大于禁飞区域的半径。将第一同心圆围成的区域作为一级安全警报区域，将第二同心圆围成的区域作为二级安全警报区域。

如果根据当前位置信息确定无人机进入到一级安全警报区域中，则控制无人机在当前飞行方向上减速，并发送报警信号至与无人机匹配的控制端。控制端通过产生并发送外部控制指令至无人机，控制无人机的飞行状态。控制端可以是与无人机进行无线通信的地面手持控制端。发送报警信号至地面手持控制端，地面手持控制端发出警报提示。警报提示可以为蜂鸣声、语音播报或者显示屏上的文字提醒，进而使地面手持控制端的用户发出外部控制指令以控制无人机调整飞行方向。

步骤203、如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据与一级安全警报区域匹配的安全飞行模式，控制无人机执行外部控制指令。

其中，如果在无人机执行与一级安全警报区域匹配的安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则直接控制无人机执行外部控制指令。

本实施例提供的一种无人机的禁飞控制方法，通过在根据当前位置信息确定无人机进入到一级安全警报区域中时，控制无人机在当前飞行方向上减速，并发送一级报警信号至与无人机匹配的控制端，以及如果在无人机执行与一级安全警报区域匹配的安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则直接控制无人机执行外部控制指令，当无人机进入到禁飞区安全警报区域后，根据不同安全警报区域做出相应的飞行策略，避免无人机误入禁飞区域。

实施例三

图3a为本发明实施例三提供的一种无人机的禁飞控制方法的流程图。本实施例可以与上述一个或者多个实施例中各个可选方案结合，在本实施例中，安全警报区域包括一级安全警报区域和二级安全警报区域；其中，禁飞区域的形状为圆形，根据禁飞区域的圆心、半径，以及分别与一级安全警报区域和二级安全警报区域匹配的半径，得到以禁飞区域的圆心为圆心的第一同心圆、第二同心圆，第一同心圆的半径大于第二同心圆的半径，第二同心圆的半径大于禁飞区域的半径；将第一同心圆与第二同心圆之间围成的区域作为一级安全警报区域，将第二同心圆与禁飞区域之间围成的区域作为二级安全警报区域。

以及，如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制无人机执行安全飞行模式，包括：如果根据当前位置信息确定无人机进入到二级安全警报区域中，则控制无人机在当前位置悬停，并发送二级报警信号至与无人机匹配的控制端；其中，控制端用于产生外部控制指令。

以及，根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制，包括：根据与二级安全警报区域匹配的安全飞行模式、无人机的当前位置信息以及外部控制指令的指令类型，控制无人机执行外部控制指令，或者控制无人机保持安全飞行模式。

如图3a所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤301、实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息。

步骤302、如果根据当前位置信息确定无人机进入到二级安全警报区域中，则控制无人机在当前位置悬停，并发送二级报警信号至与无人机匹配的控制端；其中，控制端用于产生外部控制指令。

其中，图3b为本发明实施例提供的无人机位于二级安全警报区域内的示意图。如图3b所示，禁飞区域是根据经纬度信息确定的在大地坐标系下的二维圆形平面区域。相应的，安全警报区域也为在大地坐标系下的二维平面圆形区域。N为大地坐标系下正北方向。E为大地坐标系下正北方向。禁飞区域的形状为圆形。第一同心圆围成的区域是一级安全警报区域，将第二同心圆围成的区域是二级安全警报区域。第一同心圆的半径大于第二同心圆的半径。第二同心圆的半径大于禁飞区域的半径。无人机位于二级安全警报区域内。

如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的二级安全警报区域中，则控制无人机在当前位置悬停，并发送报警信号至与无人机匹配的控制端。可选的，地面手持控制端接收二级报警信号后，发出比与一级警报信号对应的蜂鸣声更加急促的蜂鸣声，同时还可以用语音播报或者文字提醒方式告知用户，使用户尽快发出控制指令以控制无人机调整飞行方向。

步骤303、如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据与二级安全警报区域匹配的安全飞行模式、无人机的当前位置信息以及外部控制指令的指令类型，控制无人机执行外部控制指令，或者控制无人机保持安全飞行模式。

其中，如果在无人机执行与二级安全警报区域匹配的安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据外部控制指令所产生的无人机在大地坐标系下的运动方向确定是否控制无人机执行外部控制指令。具体的，包括：根据无人机的当前位置信息和禁飞区域的禁飞区域数据信息，确定无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围；确定与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下的运动方向；如果确定运动方向在夹角范围内，则控制无人机保持安全飞行模式，即控制无人机保持悬停；如果确定运动方向不在夹角范围内，则控制无人机执行外部控制指令。

可选的，根据无人机的当前位置信息和禁飞区域的禁飞区域数据信息，确定无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围，包括：根据禁飞区域数据信息确定禁飞区域的区域形状；如果确定禁飞区域的区域形状为圆形，则无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围为无人机的当前位置与禁飞区域的两条切线的夹角；如果确定禁飞区域的区域形状为多边形，则无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围为无人机的当前位置与禁飞区域的各顶点的连线所形成的最大夹角。

可选的，确定与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下的运动方向，包括：确定外部控制指令产生的机体加速度，机体加速度为机体坐标系下的加速度，包括：外部控制指令产生的机体坐标系x轴方向的加速度，外部控制指令产生的机体坐标系y轴方向的加速度，以及外部控制指令产生的机体坐标系z轴方向的加速度；根据以下公式，将机体加速度由机体坐标系下的加速度转化为大地坐标系下的加速度，得到与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，以及与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正东方向的加速度：

其中，a_N为与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，a_E为与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正东方向的加速度，a_x为外部控制指令产生的机体坐标系x轴方向的加速度，a_y为外部控制指令产生的机体坐标系y轴方向的加速度，a_z为外部控制指令产生的机体坐标系z轴方向的加速度，θ为无人机的俯仰角，ψ为无人机的偏航角，φ为无人机的滚转角；根据与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，以及与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正东方向的加速度，确定与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下的运动方向。

具体的，将与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，以及与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正东方向的加速度，按照矢量运算规则相加，得到的矢量的方向即为与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下的运动方向。

机体坐标系是指固定在无人机上的遵循右手法则的三维正交直角坐标系，其原点o位于无人机的重心，机体坐标系x轴位于无人机参考平面内平行于机身轴线并指向无人机前方，机体坐标系y轴垂直于无人机参考面并指向无人机右方，机体坐标系z轴在参考面内垂直于xoy平面，指向无人机下方。

俯仰角是无人机机体轴与地平面(水平面)之间的夹角，以无人机抬头为正。偏航角(方位角)是无人机机体轴在水平面上的投影与地轴之间的夹角，以无人机机头右偏为正。滚转角(倾斜角)是无人机对称面绕机体轴转过的角度，右滚为正。

图3c为本发明实施例三提供的在大地坐标系下的与外部控制指令对应的无人机的运动方向和无人机的当前位置相对于禁飞区域的夹角范围的示意图。N为大地坐标系下正北方向。E为大地坐标系下正北方向。禁飞区域为在大地坐标系下的二维平面圆形区域。圆心为O。P为无人机在大地坐标系下的当前位置。无人机位于二级安全警报区域内。无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围为无人机的当前位置与禁飞区域的两条切线PA、PB的夹角α。a_N为与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，a_E为与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正东方向的加速度。射线PC的方向即为与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下的运动方向。如图3c所示，与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下的运动方向不在无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围内，则控制无人机执行外部控制指令。

本实施例提供的一种无人机的禁飞控制方法，通过在根据当前位置信息确定无人机进入到二级安全警报区域中时，控制无人机在当前位置悬停，并发送二级报警信号至与无人机匹配的控制端，以及，如果在无人机执行与二级安全警报区域匹配的安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据与二级安全警报区域匹配的安全飞行模式、无人机的当前位置信息以及外部控制指令的指令类型，控制无人机执行外部控制指令，或者控制无人机保持安全飞行模式，可以实现在无人机进入到禁飞区安全警报区域后，执行对应的飞行策略，可以在二级安全警报区域中，根据无人机当前位置和外部控制指令所产生的运动方向判别是否执行外部控制指令，只有当外部控制指令所产生的运动方向远离禁飞区时才执行外部控制指令，否则，控制无人机保持悬停，直至接收到所产生的运动方向远离禁飞区的外部控制指令，在此过程中，无人机无需降落，提高了无人机飞行效率和飞行安全性，可以避免无人机丢失，提高了用户体验。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种无人机的禁飞控制装置的结构框图。如图4所示，所述装置包括：信息获取模块401、飞行模式控制模块402和安全控制模块403。

其中，信息获取模块401，用于实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息；飞行模式控制模块402，用于如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制无人机执行安全飞行模式；安全控制模块403，用于如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制。

本实施例提供的一种无人机的禁飞控制方法，通过实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息，在根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中时，控制无人机执行安全飞行模式，然后在无人机执行安全飞行模式的过程中，如果接收到外部控制指令，则根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制，解决了现有技术中，当无人机进入禁飞区报警范围后，无人机原地自动降落，无法响应外部控制指令，失去其它操作能力，容易出现无人机丢失现象的问题，可以在临近禁飞区的安全警报区域内，根据与安全警报区域对应的安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制，无人机无需降落，可以避免无人机丢失，提高无人机飞行安全性，提高用户体验。

在上述各实施例的基础上，安全警报区域可以包括一级安全警报区域和二级安全警报区域；其中，禁飞区域的形状为圆形，根据禁飞区域的圆心、半径，以及分别与一级安全警报区域和二级安全警报区域匹配的半径，得到以禁飞区域的圆心为圆心的第一同心圆、第二同心圆，第一同心圆的半径大于第二同心圆的半径，第二同心圆的半径大于禁飞区域的半径；将第一同心圆与第二同心圆之间围成的区域作为一级安全警报区域，将第二同心圆与禁飞区域区之间围成的区域作为二级安全警报区域。

在上述各实施例的基础上，飞行模式控制模块402可以包括：第一模式子模块，用于如果根据当前位置信息确定无人机进入到一级安全警报区域中，则控制无人机在当前飞行方向上减速，并发送一级报警信号至与无人机匹配的控制端；或者第二模式子模块，用于如果根据当前位置信息确定无人机进入到二级安全警报区域中，则控制无人机在当前位置悬停，并发送二级报警信号至与无人机匹配的控制端；其中，控制端用于产生外部控制指令。

在上述各实施例的基础上，安全控制模块403可以包括：第一控制子模块，用于根据与一级安全警报区域匹配的安全飞行模式，控制无人机执行外部控制指令；或者第二控制子模块，用于根据与二级安全警报区域匹配的安全飞行模式、无人机的当前位置信息以及外部控制指令的指令类型，控制无人机执行外部控制指令，或者控制无人机保持安全飞行模式。

在上述各实施例的基础上，第二控制子模块可以包括：夹角范围确定单元，用于根据无人机的当前位置信息和禁飞区域的禁飞区域数据信息，确定无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围；运动方向确定单元，用于确定与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下的运动方向；状态保持单元，用于如果确定运动方向在夹角范围内，则控制无人机保持安全飞行模式；指令执行单元，用于如果确定运动方向不在夹角范围内，则控制无人机执行外部控制指令。

在上述各实施例的基础上，夹角范围确定单元可以包括：形状确定子单元，用于根据禁飞区域数据信息确定禁飞区域的区域形状；第一范围子单元，用于如果确定禁飞区域的区域形状为圆形，则无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围为无人机的当前位置与禁飞区域的两条切线的夹角；第二范围子单元，用于如果确定禁飞区域的区域形状为多边形，则无人机的当前位置相对于禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围为无人机的当前位置与禁飞区域的各顶点的连线所形成的最大夹角。

在上述各实施例的基础上，运动方向确定单元可以包括：第一确定子单元，用于确定外部控制指令产生的机体加速度，机体加速度为机体坐标系下的加速度，包括：外部控制指令产生的机体坐标系x轴方向的加速度，外部控制指令产生的机体坐标系y轴方向的加速度，以及外部控制指令产生的机体坐标系z轴方向的加速度；转化子单元，用于根据以下公式，将机体加速度由机体坐标系下的加速度转化为大地坐标系下的加速度，得到与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，以及与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正东方向的加速度：

其中，a_N为与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，a_E为与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正东方向的加速度，a_x为外部控制指令产生的机体坐标系x轴方向的加速度，a_y为外部控制指令产生的机体坐标系y轴方向的加速度，a_z为外部控制指令产生的机体坐标系z轴方向的加速度，θ为无人机的俯仰角，ψ为无人机的偏航角，φ为无人机的滚转角；第二确定子单元，用于根据与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，以及与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下正东方向的加速度，确定与外部控制指令对应的无人机在大地坐标系下的运动方向。

本发明实施例所提供的无人机的禁飞控制装置可执行本发明任意实施例所提供的无人机的禁飞控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图5为本发明实施例五提供的一种计算机设备的结构示意图。如图5所示，该计算机设备包括处理器501、存储器502、输入装置503、输出装置504。计算机设备中处理器501的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器501为例；计算机设备中的处理器501、存储器502、输入装置503、输出装置504可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器502作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的无人机的禁飞控制方法对应的程序指令/模块(例如，无人机的禁飞控制装置中的信息获取模块401、飞行模式控制模块402和安全控制模块403)。处理器501通过运行存储在存储器502中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的无人机的禁飞控制方法。

存储器502可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器502可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器502可进一步包括相对于处理器501远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置503可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置504可包括语音输出装置。

实施例六

本发明实施例六还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的无人机的禁飞控制方法，该方法包括：实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息；如果根据当前位置信息确定无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制无人机执行安全飞行模式；如果在无人机执行安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据安全飞行模式，以及外部控制指令，对无人机进行安全控制。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种无人机的禁飞控制方法，其特征在于，包括：

实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息；

如果根据所述当前位置信息确定所述无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制所述无人机执行安全飞行模式；

如果在所述无人机执行所述安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据所述安全飞行模式，以及所述外部控制指令，对所述无人机进行安全控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全警报区域包括一级安全警报区域和二级安全警报区域；

其中，禁飞区域的形状为圆形，根据所述禁飞区域的圆心、半径，以及分别与一级安全警报区域和二级安全警报区域匹配的半径，得到以所述禁飞区域的圆心为圆心的第一同心圆、第二同心圆，所述第一同心圆的半径大于所述第二同心圆的半径，所述第二同心圆的半径大于所述禁飞区域的半径；将所述第一同心圆与所述第二同心圆之间围成的区域作为一级安全警报区域，将所述第二同心圆与所述禁飞区域之间围成的区域作为二级安全警报区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果根据所述当前位置信息确定所述无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制所述无人机执行安全飞行模式，包括：

如果根据所述当前位置信息确定所述无人机进入到一级安全警报区域中，则控制所述无人机在当前飞行方向上减速，并发送一级报警信号至与所述无人机匹配的控制端；或者

如果根据所述当前位置信息确定所述无人机进入到二级安全警报区域中，则控制所述无人机在当前位置悬停，并发送二级报警信号至与所述无人机匹配的控制端；

其中，所述控制端用于产生所述外部控制指令。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述安全飞行模式，以及所述外部控制指令，对所述无人机进行安全控制，包括：

根据与一级安全警报区域匹配的安全飞行模式，控制所述无人机执行所述外部控制指令；或者

根据与二级安全警报区域匹配的安全飞行模式、所述无人机的当前位置信息以及所述外部控制指令的指令类型，控制所述无人机执行所述外部控制指令，或者控制所述无人机保持所述安全飞行模式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据与二级安全警报区域匹配的安全飞行模式、所述无人机的当前位置信息以及所述外部控制指令的指令类型，控制所述无人机执行所述外部控制指令，或者控制所述无人机保持所述安全飞行模式，包括：

根据所述无人机的当前位置信息和所述禁飞区域的禁飞区域数据信息，确定所述无人机的当前位置相对于所述禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围；

确定与所述外部控制指令对应的所述无人机在大地坐标系下的运动方向；

如果确定所述运动方向在所述夹角范围内，则控制所述无人机保持所述安全飞行模式；

如果确定所述运动方向不在所述夹角范围内，则控制所述无人机执行所述外部控制指令。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述无人机的当前位置信息和所述禁飞区域的禁飞区域数据信息，确定所述无人机的当前位置相对于所述禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围，包括：

根据所述禁飞区域数据信息确定所述禁飞区域的区域形状；

如果确定所述禁飞区域的区域形状为圆形，则所述无人机的当前位置相对于所述禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围为所述无人机的当前位置与所述禁飞区域的两条切线的夹角；

如果确定所述禁飞区域的区域形状为多边形，则所述无人机的当前位置相对于所述禁飞区域的在大地坐标系下的夹角范围为所述无人机的当前位置与所述禁飞区域的各顶点的连线所形成的最大夹角。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定与所述外部控制指令对应的所述无人机在大地坐标系下的运动方向，包括：

确定所述外部控制指令产生的机体加速度，所述机体加速度为机体坐标系下的加速度，包括：所述外部控制指令产生的机体坐标系x轴方向的加速度，所述外部控制指令产生的机体坐标系y轴方向的加速度，以及所述外部控制指令产生的机体坐标系z轴方向的加速度；

根据以下公式，将所述机体加速度由机体坐标系下的加速度转化为大地坐标系下的加速度，得到与所述外部控制指令对应的所述无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，以及与所述外部控制指令对应的所述无人机在大地坐标系下正东方向的加速度：

其中，a_N为与所述外部控制指令对应的所述无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，a_E为与所述外部控制指令对应的所述无人机在大地坐标系下正东方向的加速度，a_x为所述外部控制指令产生的机体坐标系x轴方向的加速度，a_y为所述外部控制指令产生的机体坐标系y轴方向的加速度，a_z为所述外部控制指令产生的机体坐标系z轴方向的加速度，θ为所述无人机的俯仰角，ψ为所述无人机的偏航角，φ为所述无人机的滚转角；

根据与所述外部控制指令对应的所述无人机在大地坐标系下正北方向的加速度，以及与所述外部控制指令对应的所述无人机在大地坐标系下正东方向的加速度，确定与所述外部控制指令对应的所述无人机在大地坐标系下的运动方向。

8.一种无人机的禁飞控制装置，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于实时获取无人机在飞行过程中的当前位置信息；

飞行模式控制模块，用于如果根据所述当前位置信息确定所述无人机进入到禁飞区域的安全警报区域中，则控制所述无人机执行安全飞行模式；

安全控制模块，用于如果在所述无人机执行所述安全飞行模式的过程中，接收到外部控制指令，则根据所述安全飞行模式，以及所述外部控制指令，对所述无人机进行安全控制。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一所述的无人机的禁飞控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的无人机的禁飞控制方法。