CN109991995A - 一种无人机返航方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种无人机返航方法及装置，涉及无人机领域，能够解决无人机在飞向备降点的飞行过程存在较大风险的问题。具体技术方案为：获取目标航线，目标航线为无人机当前执行飞行任务的飞行路线；获取备降点列表，备降点列表包括至少一个备降点；根据目标航线及预设算法将无人机的返航点与至少一个备降点进行匹配；根据匹配结果在至少一个备降点中确定无人机的降落点；控制无人机沿着目标航线飞行至降落点。本发明用于无人机返航。
Description
技术领域
本公开涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机返航方法及装置。
背景技术
如今，无人机技术日益成熟，应用到了很多领域。例如，利用无人机进行航拍、测绘、新闻报道、电力巡检等。无人机在执行飞行任务时，因为动力装置的限制，通常在飞行过程中需要返回降落点更换动力装置；或者，在飞行任务执行完毕后可能距离起点较远，需要返回预先设置的降落点；或者，在执行飞行任务过程中需要进行调整等；为了应对这些情况，通常在无人机执行飞行任务的航行区域内设置多个备降点，在无人机需要降落时，会选择最近的备降点降落。
但是，无人机在选择备距离最近的备降点后，飞向备降点的线路因为可能存在未知的障碍，使得飞向备降点的飞行过程存在较大风险。
发明内容
本公开实施例提供一种无人机返航方法及装置，能够解决无人机在飞向备降点的飞行过程存在较大风险的问题。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种无人机返航方法，该方法包括：
获取目标航线，目标航线为无人机当前执行飞行任务的飞行路线；
获取备降点列表，备降点列表包括至少一个备降点；
根据目标航线及预设算法将无人机的返航点与至少一个备降点进行匹配；
根据匹配结果在至少一个备降点中确定无人机的降落点；
控制无人机沿着目标航线飞行至降落点。
因为根据目标航线及预设算法选择了降落点，保证了降落点尽可能距离航线比较近，并且控制无人机沿着目标航线飞行至降落点，使得无人机在飞向降落点的过程中，飞行的大部分路线都是沿着目标航线，而目标航线因为是执行飞行任务的航线，飞行的安全性较高，减少了无人机在飞向备降点的飞行过程存在的风险。
在一个实施例中，根据目标航线及预设算法将无人机的返航点与至少一个备降点进行匹配，包括：
根据目标航线及预设算法计算至少一个备降点中每一个备降点与返航点的匹配度；
根据匹配结果在至少一个备降点中确定无人机的降落点，包括：
将匹配度最高的备降点确定为降落点。
根据预设算法计算匹配度，将匹配度最高的备降点确定为降落点，保证了无人机脱离航线后飞向降落点的距离最小，进一步减少了无人机在飞向备降点的飞行过程存在的风险。
在一个实施例中，根据目标航线及预设算法计算至少一个备降点中每一个备降点与返航点的匹配度，包括：
根据公式P＝f(x)计算待匹配备降点与返航点的匹配度，P表示待匹配备降点与返航点的匹配度，P随着x的增大而减小；
其中x＝S1+D1，S1表示待匹配脱离点与返航点之间的航线长度，D1表示所书待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离，待匹配脱离点在目标航线上，且与待匹配备降点之间的距离小于或等于预设距离。
因为x表示了无人机沿着目标航线飞向待匹配备降点的飞行距离，而x 与匹配度P又是负相关，飞行距离越短，匹配度越高，能够优先选择飞行距离较短的备降点，减少动力浪费。
在一个实施例中，该方法还包括：
在与返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与待匹配备降点之间的距离最小的点确定为待匹配脱离点。
将与待匹配备降点之间的距离最小的点确定为待匹配脱离点，保证了无人机从待匹配脱离点到待匹配备降点之间的飞行距离最短，减少未知的飞行路线的长度，进一步减少无人机的飞信风险。
在一个实施例中，控制无人机沿着目标航线飞行至降落点，包括：
在目标航线上与返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与降落点距离最近的点确定为脱离点；
控制无人机沿着目标航线飞行至脱离点；
控制无人机从脱离点脱离目标航线，并控制无人机飞行至降落点。
无人机先沿着目标航线飞到距离降落点最近的脱离点，再从脱离点飞向降落点，使得从脱离点到降落点之间的未知飞行路线的长度最短，减少了无人机飞向降落点的风险。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种无人机返航装置，包括：获取模块、匹配模块、确定模块和控制模块；
其中，获取模块，用于获取备降点列表，备降点列表包括至少一个备降点；
匹配模块，用于根据目标航线及预设算法将无人机的返航点与至少一个备降点进行匹配；
确定模块，用于根据匹配结果在至少一个备降点中确定无人机的降落点；
控制模块，用于控制无人机沿着目标航线飞行至降落点。
在一个实施例中，匹配模块，还用于根据目标航线及预设算法计算至少一个备降点中每一个备降点与返航点的匹配度；
确定模块，还用于将匹配度最高的备降点确定为降落点。
在一个实施例中，匹配模块，还用于根据公式P＝f(x)计算待匹配备降点与返航点的匹配度，P表示待匹配备降点与返航点的匹配度，P随着x的增大而减小；
其中x＝S1+D1，S1表示待匹配脱离点与返航点之间的航线长度，D1表示所书待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离，待匹配脱离点在目标航线上，且与待匹配备降点之间的距离小于或等于预设距离。
在一个实施例中，匹配模块，还用于在与返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与待匹配备降点之间的距离最小的点确定为待匹配脱离点。
在一个实施例中，控制模块包括选择子模块、航线子模块和脱离子模块；
其中，选择子模块，用于在目标航线上与返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与降落点距离最近的点确定为脱离点；
航线子模块，用于控制无人机沿着目标航线飞行至脱离点；
脱离子模块，用于控制无人机从脱离点脱离目标航线，并控制无人机飞行至降落点。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种无人机，该无人机包括如本公开示例的第二方面或第二方面的任意一个是实例中所描述的无人机返航装置。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本公开实施例提供的一种返航路线示意图；
图2是本公开实施例提供的一种无人机返航方法流程示意图；
图3是本公开实施例提供的一种返航点与备降点匹配效果示意图；
图4是本公开实施例提供的一种无人机返航装置结构示意图；
图5是本公开实施例提供的一种无人机返航装置结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本公开实施例提供一种无人机返航方法，应用于无人机领域，如图1所示，图1是本公开实施例提供的一种返航路线示意图，图1中，目标航线是无人机当前执行飞行任务的飞行路线，是预先设定的执行飞行任务的飞行路线，返航点是无人机返回备降点时，中断执行飞行任务的点，在多个备降点中选择一个备降点作为降落点，脱离点是无人机脱离目标航线的点，例如，可以将目标航线上与降落点距离最近的点确定为脱离点，在无人机返航时，可以先沿着目标航线从返航点飞行至脱离点，再从脱离点脱离目标航线飞行至降落点，保证了从脱离点到降落点之间这一段未知飞行路线的飞行距离较短，降低了无人机返航时的风险。
参照图2所示，本公开实施例提供的无人机返航方法包括以下步骤：
201、获取目标航线。
目标航线为无人机当前执行飞行任务的飞行路线，是预先设定的执行飞行任务的飞行路线，在无人机飞行过程中，如果需要返回备降点时，飞行任务中断执行的点为无人机的返航点。如图1所示，返航点与目标航线的起点之间的航线是无人机已经飞行过的航线，返航点与目标航线的终点之间的航线是无人机尚未飞行的航线。需要说明的是，有没有飞行过都只是针对当前这一次的飞行任务，如果无人机长期按照目标航线执行飞行任务，那么目标航线整条航线都是无人机飞行过的。
202、获取备降点列表。
备降点列表包括至少一个备降点。备降点是用于让无人机在执行飞行任务的过程中，或者在执行完毕飞行任务后降落的点，如图1所示，备降点可以设置多个，备降点的位置也可以根据具体飞行任务设定，本公开对此不做限制。
203、根据目标航线及预设算法将无人机的返航点与至少一个备降点进行匹配。
预设算法可以是预设规则或者预设公式等，其具体形式本公开不做限制，将返航点与备降点进行匹配可以是按照预设公式计算各个备降点与返航点的匹配度，也可以是根据预设规则判断各个备降点是否满足预设规则所指示的条件。在步骤204之后对如何进行匹配进行详细说明。
204、根据匹配结果在至少一个备降点中确定无人机的降落点。
结合步骤203和步骤204，此处，列举两个具体示例详细说明如何对备降点与返航点进行匹配：
在第一个示例中，根据目标航线及预设算法将无人机的返航点与至少一个备降点进行匹配，包括：根据目标航线及预设算法判断至少一个备降点中每一个备降点是否满足预设算法所指示的预设条件；
根据匹配结果在至少一个备降点中确定无人机的降落点，包括：在满足预设条件的备降点中选择一个备降点作为降落点。
例如，将目标航线上与待匹配备降点距离最近的点确定为待匹配脱离点，待匹配备降点为任意一个备降点，本公开以待匹配备降点为例说明各个备降点如何进行匹配。预设条件可以是待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离小于或等于预设距离，且待匹配脱离点与返航点之间的航线长度小于或等于预设长度。当然此处只是示例性说明。
在满足预设条件的备降点中可以选择待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离最短的备降点作为降落点。这样保证了脱离点与备降点之间距离最短，尽可能减少了无人机在未知飞行路线上飞行的距离，减少返航时的风险。
在第二个示例中，根据目标航线及预设算法将无人机的返航点与至少一个备降点进行匹配，包括：根据目标航线及预设算法计算至少一个备降点中每一个备降点与返航点的匹配度；
根据匹配结果在至少一个备降点中确定无人机的降落点，包括：将匹配度最高的备降点确定为降落点。
根据预设算法计算匹配度，将匹配度最高的备降点确定为降落点，保证了无人机脱离航线后飞向降落点的距离最小，进一步减少了无人机在飞向备降点的飞行过程存在的风险。
基于上述第二个示例，本公开提供一种具体的实施例，说明如何利用预设算法进行匹配；在该实施例中，根据目标航线及预设算法计算至少一个备降点中每一个备降点与返航点的匹配度，包括：
根据公式P＝f(x)计算待匹配备降点与返航点的匹配度，P表示待匹配备降点与返航点的匹配度，P随着x的增大而减小；
其中x＝S1+D1，S1表示待匹配脱离点与返航点之间的航线长度，D1表示待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离，待匹配脱离点在目标航线上，且与待匹配备降点之间的距离小于或等于预设距离。参照图3所示，图3是本公开实施例提供的一种返航点与备降点匹配效果示意图。
在计算x时，还可以对S1与D1加权，例如，x＝α×S1+β×D1，α+β可以是1，通过调整α和β的大小可以满足用户需求。α越大，待匹配脱离点与返航点之间的航线长度对匹配度的影响就越大，β越大，待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离对匹配度的影响就越大。
此处，列举两个具体的应用场景说明如何调整α和β：
在第一个应用场景中，例如，在飞行环境较好的区域内，可以将α的值设置的小一些，将β的值设置大一些，可以设置为α＝0.3，β＝0.7，因为x 表示了无人机沿着目标航线飞向待匹配备降点的飞行距离，而x与匹配度P 又是负相关，待匹配脱离点与返航点之间的距离越大，匹配度越低，就能够选择飞行路程最短的备降点，减少动力的浪费，同时，因为飞行环境较好，待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离对飞行安全的影响也不会太大，适当增加该距离也能够保证无人机返航的安全性。
在第二个应用场景中，例如，在飞行环境较差的区域内，可以将α的值设置的大一些，将β的值设置小一些，可以设置为α＝0.8，β＝0.2，待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离就对匹配度有着很高的影响；如果飞行环境十分差，可以将参数的大小设置为α＝1，β＝0，这样，匹配度就完全由待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离决定。在这种应用场景中，将α的值设置的大一些，待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离就对匹配度有着很高的影响，又因为x与匹配度P又是负相关，所以距离越大，匹配度越低，能够优先选择距离近的备降点作为降落点，保证待匹配脱离点与待匹配备降点之间这一段未知的飞行路线的长度尽可能短，减少了无人机返航过程中的飞行风险。
基于上述第一个示例和第二个示例，对于待匹配备降点，如何确定待匹配脱离点可以有多种方式，例如：
在与返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与待匹配备降点之间的距离最小的点确定为待匹配脱离点。
将与待匹配备降点之间的距离最小的点确定为待匹配脱离点，保证了无人机从待匹配脱离点到待匹配备降点之间的飞行距离最短，减少未知的飞行路线的长度，进一步减少无人机的飞信风险。
又如，对于待匹配备降点，也可以按照公式P＝f(x)，x＝α×S1+β×D1在目标航线上确定待匹配备降点的待匹配脱离点，将目标航线上匹配度最高的点作为待匹配脱离点。
需要说明的是，结合步骤201的解释说明，在选择待匹配脱离点时，可以在无人机飞行过的航线上选择，这样，无人机从返航点飞行到脱离点时飞行的路线是已经飞行过的安全路线，能够进一步提高无人机返航的安全性。以上只是示例性说明，并不代表本公开局限于此。
205、控制无人机沿着目标航线飞行至降落点。
在一个实施例中，控制无人机沿着目标航线飞行至降落点，包括：
在目标航线上与返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与降落点距离最近的点确定为脱离点；控制无人机沿着目标航线飞行至脱离点；控制无人机从脱离点脱离目标航线，并控制无人机飞行至降落点。
结合步骤201的解释说明，在选择脱离点时，可以在无人机飞行过的航线上选择，无人机先沿着目标航线飞到距离降落点最近的脱离点，再从脱离点飞向降落点，使得从脱离点到降落点之间的未知飞行路线的长度最短，减少了无人机飞向降落点的风险，并且从返航点飞行到脱离点的路线是已经飞行过的安全路线，进一步降低了无人机返航的风险。
本公开实施例提供的无人机返航方法，因为根据目标航线及预设算法选择了降落点，保证了降落点尽可能距离航线比较近，并且控制无人机沿着目标航线飞行至降落点，使得无人机在飞向降落点的过程中，飞行的大部分路线都是沿着目标航线，而目标航线因为是执行飞行任务的航线，飞行的安全性较高，减少了无人机在飞向备降点的飞行过程存在的风险。
基于上述图2对应的实施例中所描述的无人机返航方法，下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。
本公开实施例提供一种无人机返航装置，如图4所示，该无人机返航装置40包括：获取模块401、匹配模块402、确定模块403和控制模块404；
其中，获取模块401，用于获取备降点列表，备降点列表包括至少一个备降点；
匹配模块402，用于根据目标航线及预设算法将无人机的返航点与至少一个备降点进行匹配；
确定模块403，用于根据匹配结果在至少一个备降点中确定无人机的降落点；
控制模块404，用于控制无人机沿着目标航线飞行至降落点。
在一个实施例中，匹配模块402，还用于根据目标航线及预设算法计算至少一个备降点中每一个备降点与返航点的匹配度；
确定模块403，还用于将匹配度最高的备降点确定为降落点。
在一个实施例中，匹配模块402，还用于根据公式P＝f(x)计算待匹配备降点与返航点的匹配度，P表示待匹配备降点与返航点的匹配度，P随着x 的增大而减小；
其中x＝S1+D1，S1表示待匹配脱离点与返航点之间的航线长度，D1表示所书待匹配脱离点与待匹配备降点之间的距离，待匹配脱离点在目标航线上，且与待匹配备降点之间的距离小于或等于预设距离。
在一个实施例中，匹配模块402，还用于在与返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与待匹配备降点之间的距离最小的点确定为待匹配脱离点。
在一个实施例中，控制模块404包括选择子模块4041、航线子模块4042 和脱离子模块4043；
其中，选择子模块4041，用于在目标航线上与返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与降落点距离最近的点确定为脱离点；
航线子模块4042，用于控制无人机沿着目标航线飞行至脱离点；
脱离子模块4043，用于控制无人机从脱离点脱离目标航线，并控制无人机飞行至降落点。
本公开实施例提供的无人机返航装置，因为根据目标航线及预设算法选择了降落点，保证了降落点尽可能距离航线比较近，并且控制无人机沿着目标航线飞行至降落点，使得无人机在飞向降落点的过程中，飞行的大部分路线都是沿着目标航线，而目标航线因为是执行飞行任务的航线，飞行的安全性较高，减少了无人机在飞向备降点的飞行过程存在的风险。
基于上述图2对应的实施例中所描述的无人机返航方法，以及上述图4 对应的实施例中所描述的无人机返航装置，本公开实施例提供一种无人机，该无人机包括如上述图4和图5对应的实施例中所描述的无人机返航装置 40。需要说明的是，该无人机返航装置40也可以是无人机的飞行控制器或者是飞行控制器的一部分。
基于上述图2对应的实施例中所描述的无人机返航方法，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是只读存储器(英文：Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(英文： Random Access Memory，RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储装置等。该存储介质上存储有计算机指令，用于执行上述图2对应的实施例中所描述的数据传输方法，此处不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种无人机返航方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标航线，所述目标航线为无人机当前执行飞行任务的飞行路线；
获取备降点列表，所述备降点列表包括至少一个备降点；
根据所述目标航线及预设算法将所述无人机的返航点与所述至少一个备降点进行匹配；
根据匹配结果在所述至少一个备降点中确定所述无人机的降落点；
控制所述无人机沿着所述目标航线飞行至所述降落点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标航线及预设算法将所述无人机的返航点与所述至少一个备降点进行匹配，包括：
根据所述目标航线及预设算法计算所述至少一个备降点中每一个备降点与所述返航点的匹配度；
根据匹配结果在所述至少一个备降点中确定所述无人机的降落点，包括：
将匹配度最高的备降点确定为所述降落点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述目标航线及预设算法计算所述至少一个备降点中每一个备降点与所述返航点的匹配度，包括：
根据公式P＝f(x)计算所述待匹配备降点与所述返航点的匹配度，P表示所述待匹配备降点与所述返航点的匹配度，P随着x的增大而减小；
其中x＝S1+D1，S1表示待匹配脱离点与所述返航点之间的航线长度，D1表示所书待匹配脱离点与所述待匹配备降点之间的距离，所述待匹配脱离点在所述目标航线上，且与所述待匹配备降点之间的距离小于或等于所述预设距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在与所述返航点之间的航线长度小于或等于所述预设长度的点中，将与所述待匹配备降点之间的距离最小的点确定为所述待匹配脱离点。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，控制所述无人机沿着所述目标航线飞行至所述降落点，包括：
在所述目标航线上与所述返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与所述降落点距离最近的点确定为脱离点；
控制所述无人机沿着所述目标航线飞行至所述脱离点；
控制所述无人机从所述脱离点脱离所述目标航线，并控制所述无人机飞行至所述降落点。
6.一种无人机返航装置，其特征在于，包括：获取模块、匹配模块、确定模块和控制模块；
其中，所述获取模块，用于获取备降点列表，所述备降点列表包括至少一个备降点；
所述匹配模块，用于根据所述目标航线及预设算法将所述无人机的返航点与所述至少一个备降点进行匹配；
所述确定模块，用于根据匹配结果在所述至少一个备降点中确定所述无人机的降落点；
所述控制模块，用于控制所述无人机沿着所述目标航线飞行至所述降落点。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述匹配模块，还用于根据所述目标航线及预设算法计算所述至少一个备降点中每一个备降点与所述返航点的匹配度；
所述确定模块，还用于将匹配度最高的备降点确定为所述降落点。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述匹配模块，还用于根据公式P＝f(x)计算所述待匹配备降点与所述返航点的匹配度，P表示所述待匹配备降点与所述返航点的匹配度，P随着x的增大而减小；
其中x＝S1+D1，S1表示待匹配脱离点与所述返航点之间的航线长度，D1表示所书待匹配脱离点与所述待匹配备降点之间的距离，所述待匹配脱离点在所述目标航线上，且与所述待匹配备降点之间的距离小于或等于所述预设距离。
9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括选择子模块、航线子模块和脱离子模块；
其中，所述选择子模块，用于在所述目标航线上与所述返航点之间的航线长度小于或等于预设长度的点中，将与所述降落点距离最近的点确定为脱离点；
所述航线子模块，用于控制所述无人机沿着所述目标航线飞行至所述脱离点；
所述脱离子模块，用于控制所述无人机从所述脱离点脱离所述目标航线，并控制所述无人机飞行至所述降落点。
10.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括如权利要求6-9任一项所述的无人机返航装置。
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