CN109901617B - 一种无人机飞行方法、装置及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种无人机飞行方法、装置及无人机，其中，方法包括：实时获取无人机的探测信息；按照探测信息，确定在无人机的预设安全距离内是否存在障碍物；若在无人机的预设安全距离内存在障碍物，按照探测信息，确定目标模型；将目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线；若存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线中选取一个备选航线，得到目标航线；将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。本发明实现了无人机自主调整飞行航线，提高了无人机避障效率。

Description

一种无人机飞行方法、装置及无人机

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，特别是涉及一种无人机飞行方法、装置及无人机。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。自主避障技术可用于解决城市、山区等场地环境下的无人机运输、飞行、侦察、救援等多项任务。

现有无人机应用于视距内飞行，在无人机飞行过程中实时获取探测信息，探测飞行过程的飞行环境，并将探测信息以数据链的形式回传给地面操作人员，若探测信息中存在障碍物时，地面操作人员根据探测信息实时计算避障方式，进而向无人机发出操作指令，控制无人机采用悬停、升高、降落等方式避障飞行。

发明人发现，现有在视距内通过地面操作人员控制无人机飞行的方式中，地面控制人员接收的探测信息易受网络链路中断、传输延时或超视距的影响，进而探测信息不能及时接收，并且需要按照探测信息实时计算避障方式，计算量大，最终使得控制无人机避障的方式效率较低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种无人机飞行方法、装置及无人机，实现无人机在遇到障碍物时，自主调整飞行航线，提高了无人机避障效率。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例公开了一种无人机飞行方法，所述方法包括：

在所述无人机按照指定航线飞行的过程中，实时获取所述无人机的探测信息；

按照所述探测信息，确定在所述无人机的预设安全距离内是否存在障碍物；

若在所述无人机的预设安全距离内存在障碍物，按照所述探测信息，确定目标模型，其中，所述目标模型包括所述无人机与所述障碍物的位置关系模型及所述障碍物的障碍物模型；

将所述目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，其中，所述备选航线的设计模型包括确定所述备选航线时的位置关系模型及障碍物模型；

若存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线中选取一个备选航线，得到目标航线；

将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行。

可选地，在所述将所述目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线之后，所述方法还包括：

若不存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，选取模型参数与所述目标模型的模型参数相似度最高的备选航线，得到待拟合航线；

按照所述目标模型，对所述待拟合航线进行拟合，得到目标航线。

可选地，所述方法还包括：

在所述无人机起飞之前，在所述无人机中加载所述指定航线及各所述备选航线；

其中，确定所述指定航线及各所述备选航线的步骤包括：

获取所述无人机的起点及终点，获取所述无人机飞行区域的数字地图；

按照所述起点、所述终点及所述数字地图确定所述指定航线；

获取各预设类型障碍物信息，按照各所述预设类型障碍物信息，分别构建各障碍物模型及各所述障碍物模型的位置关系模型；

按照所述起点、所述终点、所述数字地图、各所述障碍物模型及各所述位置关系模型，分别确定各所述备选航线。

可选地，在所述按照所述数字地图中的各障碍物信息，构建各障碍物模型之后，所述方法还包括：

按照各所述障碍物模型及位置关系模型，确定各障碍物躲避模型及切换到各所述备选航线的切换位置；

所述将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行，包括：

确定所述无人机对应的目标障碍物躲避模型；

按照所述目标障碍物躲避模型及各所述备选航线的切换位置，将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行。

第二方面，本发明实施例公开了一种无人机飞行装置，位于无人机，所述装置包括：

探测信息获取模块，用于在所述无人机按照指定航线飞行的过程中，实时获取所述无人机的探测信息；

障碍物确定模块，用于按照所述探测信息，确定在所述无人机的预设安全距离内是否存在障碍物；

目标模型确定模块，用于若在所述无人机的预设安全距离内存在障碍物，按照所述探测信息，确定目标模型，其中，所述目标模型包括所述无人机与所述障碍物的位置关系模型及所述障碍物的障碍物模型；

判断模块，用于将所述目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，其中，所述备选航线的设计模型包括确定所述备选航线时的位置关系模型及障碍物模型；

目标航线确定模块，用于若存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线中选取一个备选航线，得到目标航线；

位置切换模块，用于将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行。

可选地，所述装置还包括：

待拟合航线确定模块，用于若不存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，选取模型参数与所述目标模型的模型参数相似度最高的备选航线，得到待拟合航线；

待拟合航线拟合模块，用于按照所述目标模型，对所述待拟合航线进行拟合，得到目标航线。

可选地，所述装置还包括：

航线加载模块，用于在所述无人机起飞之前，在所述无人机中加载所述指定航线及各所述备选航线；

其中，航线确定模块包括：

信息获取模块，用于获取所述无人机的起点及终点，获取所述无人机飞行区域的数字地图；

指定航线确定模块，用于按照所述起点、所述终点及所述数字地图确定所述指定航线；

模型构建模块，用于获取各预设类型障碍物信息，按照各所述预设类型障碍物信息，分别构建各障碍物模型及各所述障碍物模型的位置关系模型；

备选航线确定模块，用于按照所述起点、所述终点、所述数字地图、各所述障碍物模型及各所述位置关系模型，分别确定各所述备选航线。

可选地，所述装置还包括：

切换位置确定模块，用于按照各所述障碍物模型及位置关系模型，确定各障碍物躲避模型及切换到各所述备选航线的切换位置；

所述位置切换模块，具体用于确定所述无人机对应的目标障碍物躲避模型；按照所述目标障碍物躲避模型及各所述备选航线的切换位置，将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行。

第三方面，本发明实施例公开了一种无人机，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述无人机飞行方法中任一所述的方法步骤。

第四方面，本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述无人机飞行方法中任一所述的方法步骤。

本发明实施例提供的一种无人机飞行方法、装置及无人机，具体为预先设置无人机的指定航线及备选航线，在无人机按照指定航线飞行过程中遇到障碍物时，按照所述探测信息，确定该无人机的目标模型，将该障碍物的目标模型与预先设置的备选航线的设计模型进行比对，确定是否存在可以切换的备选航线，若存在可切换的备选航线，将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。可见本发明实施例不需要地面控制人员控制，实现无人机自主避障飞行，简化了对地面操作人员的要求。另外，预先设置备选航线，在遇到障碍物时，按照障碍物对应的目标模型与预先确定的各备选航线的设计模型进行比对，计算量小，使得无人机快速确定出当前切换的航线，提高了无人机避障效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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的附图。

图1为本发明实施例的一种无人机飞行方法流程图；

图2为本发明实施例的一种无人机飞行方法中确定指定航线及备选航线的方法流程图；

图3为本发明实施例的一种无人机装置结构示意图；

图4为本发明实施例的一种无人机结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。

下面将结合本发明实施例中的附图，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。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一方面，本发明实施例公开了一种无人机飞行方法，如图1所示。图1为本发明实施例的一种无人机飞行方法流程图，方法包括：

S101，在无人机按照指定航线飞行的过程中，实时获取无人机的探测信息。

本发明实施例的执行主体为无人机，在无人机起飞前，该无人机可加载本次飞行任务(飞行起点、飞行终点)、本次飞行任务的数字地图、指定航线、备选航线、各障碍物躲避模型。

本发明实施例的指定航线为按照起点、终点以及本次飞行任务的数字地图中包含的障碍物，充分考虑任务区域的地形、禁飞区、飞行器性能、油耗等信息，自动生成从飞行起点到飞行终点之间的最短航线。本发明实施例的备选航线可包括将本次飞行任务的数字地图中包含的各障碍物抽象得到各障碍物模型，设置的以各障碍物模型为中心，无人机以预设安全距离分别在各障碍物模型的上下左右飞行的躲避航线；本发明实施例的备选航线还可包括模拟指定航线上一定距离范围内数字地图上不存在的预设障碍物，设置的以各预设障碍物为中心，无人机以预设安全距离分别在各预设障碍物的上下左右飞行的躲避航线。

本实施例的障碍物可为实际飞行过程中遇到的数字地图上没有的障碍物，例如，气球、飞机、小鸟等。

本步骤中，在无人机按照指定航线飞行的过程中，实时获取无人机的探测信息，该探测信息可为预设安全距离内是否存在障碍物、障碍物位置、障碍物形状大小、飞机速度、无人机位置、飞行方向等信息。

本发明实施例的预设安全距离可为按照无人机尺寸、无人机速度，综合动力学基础，得到的确定无人机安全飞行的距离，例如，5m、10等，具体由实施人员设定。

S102，按照探测信息，确定在无人机的预设安全距离内是否存在障碍物。

S103，若在无人机的预设安全距离内存在障碍物，按照探测信息，确定目标模型，其中，目标模型包括无人机与障碍物的位置关系模型及障碍物的障碍物模型。

本步骤中，若在无人机的预设安全距离内存在障碍物时，可按照探测信息中障碍物位置、障碍物形状大小、飞机速度、无人机位置、飞行方向等信息，确定目标模型，该目标模型包含障碍物模型及无人机与该障碍物的位置关系模型。

障碍物模型为将障碍物的尺寸抽象提炼，得到立体空间模型，例如可抽象为圆柱体模型。无人机与该障碍物的位置关系模型为当前无人机位置与该障碍物位置确定的模型。

S104，将目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，其中，备选航线的设计模型包括确定备选航线时的位置关系模型及障碍物模型。

本发明实施例的预设相似条件可为目标模型与备选航线的设计模型的相似度大于相似度阈值，本步骤即为判断是否存在模型参数与目标模型的模型参数的相似度大于相似度的阈值的备选航线。

例如，将目标模型的各参数形成矩阵，将每个备选航线的设计模型的参数分别形成矩阵，分别计算目标模型的矩阵与每个备选航线的矩阵之间的相似度值。

S105，若存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线中选取一个备选航线，得到目标航线。

本发明实施例中，为保证无人机的安全飞行，在其指定航线的上下前后左右的预设安全距离范围内不允许出现障碍物。如果实时探测到障碍物出现在无人机的指定航线的预设安全距离范围之内，则需要切换至满足障碍物位于安全距离范围之外条件的备选航线上。

本步骤中，将确定的目标模型与预先加载的各备选航线的设计模型进行计算，确定预先加载的备选航线中存在可以躲避当前障碍物的备选航线。若存在，可在确定的备选航线中任意选取一条，作为目标航线；或者选取距离指定航线距离最为接近的备选航线，作为目标航线。

S106，将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。

在本发明实施例的一种无人机飞行方法中，具体为预先设置无人机的指定航线及备选航线，在无人机按照指定航线飞行过程中遇到障碍物时，按照探测信息，确定该无人机的目标模型，将该障碍物的目标模型与预先设置的备选航线的设计模型进行比对，确定是否存在可以切换的备选航线，若存在可切换的备选航线，将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。可见本发明实施例不需要地面控制人员控制，实现无人机自主避障飞行，简化了对地面操作人员的要求。另外，预先设置备选航线，在遇到障碍物时，按照障碍物对应的目标模型与预先确定的各备选航线的设计模型进行比对，计算量小，使得无人机快速确定出当前切换的航线，提高了无人机避障效率。

可选地，在本发明的无人机飞行方法的一种实施例中，在将目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线之后，方法还包括：

步骤一，若不存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，选取模型参数与目标模型的模型参数相似度最高的备选航线，得到待拟合航线；

步骤二，按照目标模型，对待拟合航线进行拟合，得到目标航线。

本步骤中，可利用探测信息确定的障碍物的目标模型，结合选定的模型参数与目标模型的模型参数相似度最高的备选航线，通过构建符合飞机效能要求的最小代价函数，对待拟合航线进行最小二乘拟合，得到目标航线。

通过本发明实施例，可实现不存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线时，可选取相似度最高的备选航线作为待拟合航线，按照目标模型对该待拟合航线进行拟合，实现了实时确定目标航线的效果。其中对相似度最高的备选航线精心拟合，使得得到的目标航线更为精确，且计算量小。

可选地，在本发明的无人机飞行方法的一种实施例中，方法还包括：

在无人机起飞之前，在无人机中加载指定航线及各备选航线。

其中，确定指定航线及各备选航线的步骤，可参见图2。图2为本发明实施例的一种无人机飞行方法中确定指定航线及备选航线的方法流程图，包括：

S201，获取无人机的起点及终点，获取无人机飞行区域的数字地图。

S202，按照起点、终点及数字地图确定指定航线。

本发明实施例，为了规避无人机飞行过程中的各种威胁源，可预先为无人机规划航线。航线规划分为起飞前的预规划以及起飞后的重规划两类；预规划为预先规划指定航线及备选航线；重规划为在飞行过程中遇到障碍物时，实时根据探测信息以及备选航线确定避障的目标航线。起飞前使用地面设备计算机预规划航线，起飞后使用无人机机载计算机重规划航线。

预规划的规划范围比较大，又是离线进行，因此规划时间可以比较宽裕，规划的粒度可以比较大，一般为全局优化解。

在航线规划的过程中：①充分考虑地形因素，确保与山体等障碍物足够的安全距离；无人直升机的飞行能力和抗风扰的能力；输出一系列的航路点。②在给出的航路点的基础上，考虑无人机的转弯半径限制，规划出合理、更加平滑的航线。③考虑无人机的动力学特性，将航线进一步处理，限定航段上的飞行速度，得到航段交接的准入速度和交接轨迹以及各个航段上的飞行模态。

本发明实施例按照上述航线规划要求，按照起点、终点以及本次飞行任务的数字地图中包含的障碍物，充分考虑任务区域的地形、禁飞区、飞行器性能、油耗等信息，自动生成从飞行起点到飞行终点之间的最短航线，将该航线确定为指定航线。

S203，获取各预设类型障碍物信息，按照各预设类型障碍物信息，分别构建各障碍物模型及各障碍物模型的位置关系模型。

本步骤中，预先构建各障碍物模型，具体为设置预定尺寸间隔，建立预定尺寸范围的各圆柱体模型及位置关系模型。例如，本次飞行任务为数字地图上的指定起点、终点距离100m，可将每20米作为一个位置关系模型，结合数字地图设置每个20m内可能出现的障碍物模型，例如，在20-40地段为鸟类频繁出现地段，可获取该地段各种鸟类信息，分别以每种鸟的尺寸建立一个圆柱体模型，或者将鸟类尺寸分段，建立各分段鸟类对应的圆柱体模型。

另外，本发明实施例还可根据历史飞行信息，预先获取无人机飞行过程中遇到的障碍物，对障碍物按照尺寸进行分类，分别构建各预设类型障碍物的障碍物模型，并且还可按照每种类型障碍物模型出现位置，分别构建每种障碍物模型的位置关系模型。

S204，按照起点、终点、数字地图、各障碍物模型及各位置关系模型，分别确定各备选航线。

本步骤中，可按照本次飞行任务的数字地图中包含的各障碍物抽象得到各障碍物模型，设置的以各障碍物模型为中心，无人机以预设安全距离分别在各障碍物模型的上下左右飞行的躲避航线，得到备选航线。

将备选航线以指定航线下载装订到机载计算机上，由机载计算机指挥跟踪系统跟随规划航线飞行。

另外，还可按照上述构建的各障碍物模型及位置关系模型，结合起点、终点、数字地图，分别构建以各障碍物模型为中心，无人机以预设安全距离分别在各障碍物模型的上下左右飞行的躲避航线，得到备选航线。

可见，通过本发明实施例可预先设置好飞行任务的主要路线，以及保证无人机安全飞行的备选航线。该备选航线作为避障调整的参考航线，减少了无人机在飞行过程中实时重新计算避障航线所耗费的时间，提高了避障效率。

可选地，在本发明的无人机飞行方法的一种实施例中，在按照数字地图中的各障碍物信息，构建各障碍物模型之后，方法还包括：

按照各障碍物模型及位置关系模型，确定各障碍物躲避模型及切换到各备选航线的切换位置。

障碍物躲避模型指的是，已知无人机飞行速度、无人机对应的目标模型信息，在确保飞行速度尽可能不变、对无人机调整控制量最小的约束条件下，生成的无人机如何躲避飞行的方案。它是由从无人机当前位置到完全躲避障碍物的安全位置，并按固定时间间隔给出的无人机的一系列航点位置及其对应飞行速度。躲避模型可以根据飞行计算机的性能、航线安全评级等因素，适量装载到无人机飞行计算机中。

本步骤中，在确定了各障碍物模型及位置关系模型后，可按照各障碍物模型及位置关系模型，设置无人机的避障方式及切换到各备选航线的切换位置。具体为确定在哪个位置关系模型对应的那种障碍物模型下，采用何种躲避方式，以及在那个位置切换到那个备选航线上。

例如，无人机飞行过程中遇到距离自身8米的2*2*2的热气球对应的圆柱体模型时，确定该无人机在向前飞行0.5m后向左上方飞行，切换到备选航线3上。

将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行，包括：

确定无人机对应的目标障碍物躲避模型。

例如，当前无人机飞行过程中遇到距离自身8米的2*2*2的热气球对应的圆柱体模型时，在预先设置的各障碍物躲避模型中，确定该无人机对应的目标障碍物躲避模型为向前飞行0.5m后向左上方飞行，切换到备选航线3上。

按照目标障碍物躲避模型及各备选航线的切换位置，将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。

可见，通过本发明实施例，可预先设置好无人机在遇到不同障碍物时的躲避方式，使得无人机在实时飞行时，直接按照对应的目标障碍物躲避模型进行切换航线，使得无人机能够快速调整航线，保证无人机安全飞行。

另外，本发明实施例中，在无人机起飞后，针对机载探测模块的不同故障，可采取预测、融合等信息处理方法给出可靠的自主飞行控制信号，保证无人机安全性；在无人机到的重点进行降落时，可用机载探测模块识别降落场地并引导降落；降落后，读出机载记录模块存储的数据并解析处理后更新航线与数字地图。

第二方面，本发明实施例公开了一种无人机飞行装置，位于无人机，如图3所示。图3为本发明实施例的一种无人机装置结构示意图，装置包括：

探测信息获取模块301，用于在无人机按照指定航线飞行的过程中，实时获取无人机的探测信息；

障碍物确定模块302，用于按照探测信息，确定在无人机的预设安全距离内是否存在障碍物；

目标模型确定模块303，用于若在无人机的预设安全距离内存在障碍物，按照探测信息，确定目标模型，其中，目标模型包括无人机与障碍物的位置关系模型及障碍物的障碍物模型；

判断模块304，用于将目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，其中，备选航线的设计模型包括确定备选航线时的位置关系模型及障碍物模型；

目标航线确定模块305，用于若存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线中选取一个备选航线，得到目标航线；

位置切换模块306，用于将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。

在本发明实施例提供的一种无人机飞行装置中，具体为预先设置无人机的指定航线及备选航线，在无人机按照指定航线飞行过程中遇到障碍物时，按照探测信息，确定该无人机的目标模型，将该障碍物的目标模型与预先设置的备选航线的设计模型进行比对，确定是否存在可以切换的备选航线，若存在可切换的备选航线，将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。可见本发明实施例不需要地面控制人员控制，实现无人机自主避障飞行，简化了对地面操作人员的要求。另外，预先设置备选航线，在遇到障碍物时，按照障碍物对应的目标模型与预先确定的各备选航线的设计模型进行比对，计算量小，使得无人机快速确定出当前切换的航线，提高了无人机避障效率。

可选地，在本发明的无人机飞行装置的一种实施例中，装置还包括：

待拟合航线确定模块，用于若不存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，选取模型参数与目标模型的模型参数相似度最高的备选航线，得到待拟合航线；

待拟合航线拟合模块，用于按照目标模型，对待拟合航线进行拟合，得到目标航线。

可选地，在本发明的无人机飞行装置的一种实施例中，装置还包括：

航线加载模块，用于在无人机起飞之前，在无人机中加载指定航线及各备选航线；

其中，航线确定模块包括：

信息获取模块，用于获取无人机的起点及终点，获取无人机飞行区域的数字地图；

指定航线确定模块，用于按照起点、终点及数字地图确定指定航线；

模型构建模块，用于获取各预设类型障碍物信息，按照各预设类型障碍物信息，分别构建各障碍物模型及各障碍物模型的位置关系模型；

备选航线确定模块，用于按照起点、终点、数字地图、各障碍物模型及各位置关系模型，分别确定各备选航线。

可选地，在本发明的无人机飞行装置的一种实施例中，装置还包括：

切换位置确定模块，用于按照各障碍物模型及位置关系模型，确定各障碍物躲避模型及切换到各备选航线的切换位置；

位置切换模块，具体用于确定无人机对应的目标障碍物躲避模型；按照目标障碍物躲避模型及各备选航线的切换位置，将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。

第三方面，本发明实施例公开了一种无人机，如图4所示。图4为本发明实施例的一种无人机结构示意图，包括处理器401、通信接口402、存储器403和通信总线404，其中，处理器401、通信接口402、存储器403通过通信总线404完成相互间的通信；

存储器403，用于存放计算机程序；

处理器401，用于执行存储器上所存放的程序时，实现以下方法步骤：

在无人机按照指定航线飞行的过程中，实时获取无人机的探测信息；

按照探测信息，确定在无人机的预设安全距离内是否存在障碍物；

若在无人机的预设安全距离内存在障碍物，按照探测信息，确定目标模型，其中，目标模型包括无人机与障碍物的位置关系模型及障碍物的障碍物模型；

将目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，其中，备选航线的设计模型包括确定备选航线时的位置关系模型及障碍物模型；

若存在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，在模型参数与目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线中选取一个备选航线，得到目标航线；

将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。

在本发明实施例提供的一种无人机，具体为预先设置无人机的指定航线及备选航线，在无人机按照指定航线飞行过程中遇到障碍物时，按照探测信息，确定该无人机的目标模型，将该障碍物的目标模型与预先设置的备选航线的设计模型进行比对，确定是否存在可以切换的备选航线，若存在可切换的备选航线，将无人机的位置切换到目标航线上继续飞行。可见本发明实施例不需要地面控制人员控制，实现无人机自主避障飞行，简化了对地面操作人员的要求。另外，预先设置备选航线，在遇到障碍物时，按照障碍物对应的目标模型与预先确定的各备选航线的设计模型进行比对，计算量小，使得无人机快速确定出当前切换的航线，提高了无人机避障效率。

第四方面，本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述无人机飞行方法中的任一方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

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。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无人机飞行方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述无人机按照指定航线飞行的过程中，实时获取所述无人机的探测信息；

按照所述探测信息，确定在所述无人机的预设安全距离内是否存在障碍物，所述障碍物包括实际飞行过程中遇到的数字地图上没有的障碍物；

若在所述无人机的预设安全距离内存在障碍物，按照所述探测信息，确定目标模型，其中，所述目标模型包括所述无人机与所述障碍物的位置关系模型及所述障碍物的障碍物模型；

将所述目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，其中，所述备选航线的设计模型包括确定所述备选航线时的位置关系模型及障碍物模型；

若存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线中选取一个备选航线，得到目标航线；

将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线之后，所述方法还包括：

若不存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，选取模型参数与所述目标模型的模型参数相似度最高的备选航线，得到待拟合航线；

按照所述目标模型，对所述待拟合航线进行拟合，得到目标航线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述无人机起飞之前，在所述无人机中加载所述指定航线及各所述备选航线；

其中，确定所述指定航线及各所述备选航线的步骤包括：

获取所述无人机的起点及终点，获取所述无人机飞行区域的数字地图；

按照所述起点、所述终点及所述数字地图确定所述指定航线；

获取各预设类型障碍物信息，按照各所述预设类型障碍物信息，分别构建各障碍物模型及各所述障碍物模型的位置关系模型；

按照所述起点、所述终点、所述数字地图、各所述障碍物模型及各所述位置关系模型，分别确定各所述备选航线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述按照所述数字地图中的各障碍物信息，构建各障碍物模型之后，所述方法还包括：

按照各所述障碍物模型及位置关系模型，确定各障碍物躲避模型及切换到各所述备选航线的切换位置；

所述将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行，包括：

确定所述无人机对应的目标障碍物躲避模型；

按照所述目标障碍物躲避模型及各所述备选航线的切换位置，将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行。

5.一种无人机飞行装置，其特征在于，位于无人机，所述装置包括：

探测信息获取模块，用于在所述无人机按照指定航线飞行的过程中，实时获取所述无人机的探测信息；

障碍物确定模块，用于按照所述探测信息，确定在所述无人机的预设安全距离内是否存在障碍物，所述障碍物包括实际飞行过程中遇到的数字地图上没有的障碍物；

目标模型确定模块，用于若在所述无人机的预设安全距离内存在障碍物，按照所述探测信息，确定目标模型，其中，所述目标模型包括所述无人机与所述障碍物的位置关系模型及所述障碍物的障碍物模型；

判断模块，用于将所述目标模型与各备选航线的设计模型进行比对，判断是否存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，其中，所述备选航线的设计模型包括确定所述备选航线时的位置关系模型及障碍物模型；

目标航线确定模块，用于若存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线中选取一个备选航线，得到目标航线；

位置切换模块，用于将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

待拟合航线确定模块，用于若不存在模型参数与所述目标模型的模型参数满足预设相似条件的备选航线，选取模型参数与所述目标模型的模型参数相似度最高的备选航线，得到待拟合航线；

待拟合航线拟合模块，用于按照所述目标模型，对所述待拟合航线进行拟合，得到目标航线。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

航线加载模块，用于在所述无人机起飞之前，在所述无人机中加载所述指定航线及各所述备选航线；

其中，航线确定模块包括：

信息获取模块，用于获取所述无人机的起点及终点，获取所述无人机飞行区域的数字地图；

指定航线确定模块，用于按照所述起点、所述终点及所述数字地图确定所述指定航线；

模型构建模块，用于获取各预设类型障碍物信息，按照各所述预设类型障碍物信息，分别构建各障碍物模型及各所述障碍物模型的位置关系模型；

备选航线确定模块，用于按照所述起点、所述终点、所述数字地图、各所述障碍物模型及各所述位置关系模型，分别确定各所述备选航线。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

切换位置确定模块，用于按照各所述障碍物模型及位置关系模型，确定各障碍物躲避模型及切换到各所述备选航线的切换位置；

所述位置切换模块，具体用于确定所述无人机对应的目标障碍物躲避模型；按照所述目标障碍物躲避模型及各所述备选航线的切换位置，将所述无人机的位置切换到所述目标航线上继续飞行。

9.一种无人机，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-4任一所述的方法步骤。

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