CN109992005A - 无人机控制方法、装置、计算机可读存储介质及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无人机控制方法，所述无人机控制方法包括当接收到区域变换指令时，根据所述区域变换指令确定目标区域的位置信息；根据所述目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置；根据每一所述第一类无人机的所述目标位置生成移动指令，并将所述移动指令发送至相应的第一类无人机，以便所述第一类无人机根据所述移动指令移动至相应的目标位置。本申请能够实现基站自动化布局，增大无人机的可移动范围。本申请还公开了一种无人机控制装置、一种计算机可读存储介质、一种电子设备、一种基站无人机的控制方法、装置及一种无人机，具有以上有益效果。

Description

无人机控制方法、装置、计算机可读存储介质及相关设备

技术领域

本发明涉及无人机定位技术领域，特别涉及一种无人机控制方法、系统、一种计算机可读存储介质、一种电子设备、一种基站无人机的控制方法、装置及一种无人机。

背景技术

无人机的全称为“无人驾驶飞机”，是一种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。随着近年来室外大型无人机灯光秀表演以及无人机编队的兴起，非常迫切需求相对稳定且定位精度高的一套无人机高精度定位系统。

相关技术中，往往预先在无人机的表演场地预先设置固定的基站，并控制无人机在基站信号的覆盖范围内进行飞行表演。由于无人机处于不同位置时接收信号时间戳不同，因此能够实现无人机的定位及相关表演。但是上述相关无人机控制技术中，为了保证表演过程中无人机定位精确，无人机必须始终处于基站信号的覆盖范围内。由于人为搭建固定基站费时费力，固定基站的信号覆盖范围较小，因此上述相关技术中无人机运动受到场地限制，无法在较大场地内进行表演。

因此，如何实现基站自动化布局，增大无人机的可移动范围是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种无人机控制方法、装置、一种计算机可读存储介质、一种电子设备、一种基站无人机的控制方法、装置及一种无人机，能够在保证无人机准确定位的前提下增大无人机的表演区域。

为解决上述技术问题，本申请提供一种无人机控制方法，应用于地面站控制系统，该无人机控制方法包括：

当接收到区域变换指令时，根据区域变换指令确定目标区域的位置信息；

根据目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置；

根据每一所述第一类无人机的所述目标位置生成移动指令，并将所述移动指令发送至相应的第一类无人机，以便所述第一类无人机根据所述移动指令移动至相应的目标位置。

可选的，将所述移动指令发送至相应的第一类无人机包括：

将所有所述移动指令同步发送至相应的第一类无人机，以使所有所述第一类无人机同步移动至相应的目标位置。

可选的，当目标区域与初始区域形状一致时，还包括：

向每一第二类无人机同步发送移动路径对应的移动指令，以使在第一类无人机移动过程中第二类无人机与任一第一类无人机保持相对静止。

可选的，在根据区域变换指令确定目标区域的位置信息之后，还包括：

获取初始区域内的第二类无人机的原位置信息；

根据原位置信息和目标区域的位置信息生成第二类无人机移动路径，控制第二类无人机按照第二类无人机移动路径移动以使每一第二类无人机均处于目标区域内。

可选的，在第一类无人机移动至目标位置之后，还包括：

对第一类无人机执行定位精度校准操作和/或系统时钟信息校准操作。

可选的，第一类无人机包括水平精度定位无人机和竖直精度定位无人机；其中，水平精度定位无人机设置于初始区域或目标区域的四周且所有水平精度定位无人机连线构成的平面平行于水平面，竖直精度定位无人机设置于水平精度定位无人机连线构成的平面的上方和/或下方。

可选的，根据目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置包括：

将目标区域设置为目标基站信号覆盖区域，并根据目标区域的位置信息确定目标基站信号覆盖区域对应的目标基站位置；

将目标基站位置设置为每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置。

本申请还提供了一种无人机控制装置，应用于地面站控制系统，该无人机控制装置包括：

区域确定模块，用于当接收到区域变换指令时，根据区域变换指令确定目标区域的位置信息；

位置确定模块，用于根据目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置；

控制模块，用于根据每一所述第一类无人机的所述目标位置生成移动指令，并将所述移动指令发送至相应的第一类无人机，以便所述第一类无人机根据所述移动指令移动至相应的目标位置。

可选的，控制模块具体为用于将所有所述移动指令同步发送至相应的第一类无人机，以使所有所述第一类无人机同步移动至相应的目标位置的模块。

可选的，还包括：

第一无人机控制模块，用于当目标区域与初始区域形状一致时，向每一第二类无人机同步发送移动路径对应的移动指令，以使在第一类无人机移动过程中第二类无人机与任一第一类无人机保持相对静止。

可选的，还包括：

第二类无人机位置获取模块，用于获取初始区域内的第二类无人机的原位置信息；

第二无人机控制模块，用于根据原位置信息和目标区域的位置信息生成第二类无人机移动路径，控制第二类无人机按照第二类无人机移动路径移动以使每一第二类无人机均处于目标区域内。

可选的，还包括：

校准模块，用于在控制第一类无人机移动至目标位置之后，对第一类无人机执行定位精度校准操作和/或系统时钟信息校准操作。

可选的，第一类无人机包括水平精度定位无人机和竖直精度定位无人机；其中，水平精度定位无人机设置于初始区域或目标区域的四周且所有水平精度定位无人机连线构成的平面平行于水平面，竖直精度定位无人机设置于水平精度定位无人机连线构成的平面的上方和/或下方。

可选的，位置确定模块包括：

基站位置确定单元，用于将目标区域设置为目标基站信号覆盖区域，并根据目标区域的位置信息确定目标基站信号覆盖区域对应的目标基站位置；

目标位置设置单元，用于将目标基站位置设置为每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置。

本申请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，计算机程序执行时实现上述无人机控制方法执行的步骤。

本申请还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器调用存储器中的计算机程序时实现上述无人机控制方法执行的步骤。

本申请还提供了一种基站无人机的控制方法，应用于搭载有基站的第一类无人机，该控制方法包括：

接收地面站控制系统发送的移动指令；其中，所述移动指令由所述地面站控制系统根据目标区域对应的目标位置生成；

解析所述移动指令得到移动轨迹，并按照所述移动轨迹运动至目标位置，以便向所述目标区域发送用于定位的基站信号。

本申请还提供了一种基站无人机的控制装置，应用于搭载有基站的第一类无人机，该控制装置包括：

指令接收模块，用于接收地面站控制系统发送的移动指令；其中，所述移动指令由所述地面站控制系统根据目标区域对应的目标位置生成；

移动控制模块，用于解析所述移动指令得到移动轨迹，并按照所述移动轨迹运动至目标位置，以便向所述目标区域发送用于定位的基站信号。

本申请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，计算机程序执行时实现上述基站无人机的控制方法执行的步骤。

本申请还提供了一种无人机，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器调用存储器中的计算机程序时实现上述基站无人机的控制方法执行的步骤；其中，无人机上搭载有用于发送基站信号的基站。

本申请提供了一种无人机控制方法，包括当接收到区域变换指令时，根据区域变换指令确定目标区域的位置信息；根据目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置；根据每一第一类无人机的目标位置生成移动指令，并将移动指令发送至相应的第一类无人机，以便第一类无人机根据移动指令移动至相应的目标位置。

本申请摒弃了相关技术中在固定支架上安装基站的方案，而是采用无人机搭载基站的方式实现无人机的定位。当无人机的表演区域需要改变时，本申请通过发送移动指令控制搭载有基站的第一类无人机移动至目标区域对应的目标位置，完成关于目标区域的基站自动化布局，以便其他无人机能够在目标区域内根据第一类无人机发送的数据实现定位操作。相对于相关技术中只能在固定基站信号覆盖范围内进行无人机表演的技术方案，本申请通过对基站进行自动化布局灵活改变基站信号的覆盖区域，实现基站自动化布局并增大无人机的可移动范围。本申请同时还提供了一种无人机控制装置、一种计算机可读存储介质、一种电子设备、一种基站无人机的控制方法、装置、另一种计算机可读存储介质及一种无人机，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种无人机控制方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种第一类无人机的目标位置确定方法的流程图；

图3为本申请实施例所提供的另一种无人机控制方法的流程图；

图4为本申请提供的一种室外无人机编队高精度定位布局示意图；

图5为室外无人机编队高精度定位布局系统流程图；

图6为UWB定位系统架构框图；

图7为本申请实施例所提供的一种无人机控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

无人机可以广泛应用于城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等领域，当需要进行多个无人机协同完成特定任务(如大型无人机灯光秀表演)时，若无人机存在定位误差将会导致无人机之间的碰撞，造成炸机，带来巨大的损失。因此无人机定位逐渐成为无人机控制技术中的关键，相关技术中采用固定安装的基站向特定范围内的无人机发送基站信号实现无人机的定位，但是上述相关技术的基站安装于固定在地面的支架上，无人机只能在特定的基站信号覆盖范围内实现定位，若无人机需要移动至当前基站信号覆盖范围之外的位置执行某些动作，需要人工进行基站的拆除与安装操作，费时费力。因此，相关技术中的无人机定位方案基站设置缺乏灵活性，严重限制了无人机的可运动范围。基于上述相关技术的种种缺陷，本申请通过以下几个实施例提供新的无人机控制方案，能够达到在保证无人机准确定位的前提下实现基站自动化布局并增大无人机的可移动范围。

下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种无人机控制方法的流程图，具体步骤可以包括：

S101：当接收到区域变换指令时，根据区域变换指令确定目标区域的位置信息；

其中，无人机所接收到的控制命令可以由控制终端发送，本实施例的执行主体可以为控制无人机运动的控制终端，即：无人机地面站控制系统所在的终端装置。本实施例默认存在两类无人机，第一类无人机为搭载有基站的无人机，又称基站无人机；第二类无人机为根据控制终端发送的运动指令执行相应的动作的无人机，例如无人机舞台灯光秀中的表演无人机或协同执行特定任务的多架无人机。

需要说明的是，第一类无人机相当于基站的载具，设置于第一类无人机上的基站可以向特定范围内发射基站信号，处于基站信号的第二类无人机上可以设置有用于接收基站信号的装置，根据接收多个基站信号的时间点可以确定第二类无人机的位置信息。当然，每一基站的基站信号覆盖范围是有限的，第二类无人机在所有基站信号覆盖区域交集时才能保证精准的定位，也就是说第二类无人机只能在有限的空间内实现精准定位。

本实施例默认，在S101之前第二类无人机处于初始区域内进行相关的运动，该初始区域指所有第一类无人机的基站信号覆盖范围的交集，也就是说在S101之前第二类无人机可以在初始区域内精准定位。

区域变换指令可以为将第二类无人机运动的区域由初始区域调整至目标区域的指令，此处提到的目标区域不为S101之前所有第一类无人机的基站信号覆盖范围的交集，因此为了保证第二类无人机能够在目标区域精准定位需要根据目标区域的位置信息调整基站信号覆盖范围。区域变换指令可以为由工作人员人为输入的指令，也可以为上位机软件下发的指令，此处不进行限定。区域变换指令可以包括区域运动轨迹，也可以直接包括目标区域的位置信息；当区域变换指令包括区域运动轨迹时，可以结合初始区域的位置信息区域运动轨迹计算目标区域的位置信息。

S102：根据目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置；

其中，本实施例建立在已经确定目标区域的位置信息的基础上，由于发射基站信号的基站设置于第一类无人机，因此本实施例通过调整第一类无人机的位置实现基站信号覆盖区域的改变。

可以理解的是，第一类无人机的数量可以根据第二类无人机的数量灵活调整，此处不限定第一类无人机和第二类无人机的数量。由于第一类无人机的作用在于实现第二类无人机的精准定位，因此所有第一类无人机的集合可以为无人机定位系统。

目标区域即第一类无人机运动至目标位置后所有基站信号覆盖区域的交集，因此可以根据目标区域的位置信息以及每一基站的信号强度确定每一个第一类无人机的目标位置。也就是说，当所有的第一类无人机移动至本步骤所确定的目标位置后，在目标区域内的任意一点都能接收到上述提到的无人机定位系统的所有基站信号。

S103：根据每一第一类无人机的目标位置生成移动指令，并将移动指令发送至相应的第一类无人机，以便第一类无人机根据移动指令移动至相应的目标位置。

其中，在得到了每一架第一类无人机的目标位置后，本步骤控制第一类无人机进行相应的移动。可以理解的是，第一类无人机上可以存在有与控制终端进行通信的装置，例如控制终端可以基于WiFi、4G网络，ZigBee(紫蜂)，Sub-G无线芯片等方式实现与第一类无人机的通信，本实施例不限定与第一类无人机的通信方式。具体的，本步骤可以根据每一架第一类无人机需要移动至的目标位置生成相应的移动指令，并向每一架第一类无人机发送对应的移动指令，以便控制第一类无人机移动至与其相对应的目标位置。当第一类无人机移动至目标位置后，可以向目标区域内的第二类无人机发送用于定位的基站信号。第一类无人机上可以集成有定位模块(如基于GPS的定位模块，或基于北斗系统的定位模块)，通过定位模块实现第一类无人机的准确移动。

作为一种可行的实施方式，本实施例中所提到的基站信号可以为UWB脉冲数据包，该脉冲数据包可以包括一串超宽频脉冲信号。本实施例中所采用的基站可以为UWB(UltraWideband，超宽带)基站，也可以为RTK(Real-time kinematic，载波相位差分)基站，此处不进行具体的限定。相应的，第二类无人机上可以设置有用于接收基站信号的标签，例如，当第一类无人机搭载UWB基站时，第二类无人机上用于接收基站信号的装置为UWB标签。

本实施例摒弃了相关技术中在固定支架上安装基站的方案，而是采用无人机搭载基站的方式实现第二类无人机的定位。当第二类无人机的表演区域需要改变时，本实施例通过发送移动指令控制搭载有基站的第一类无人机移动至目标区域对应的目标位置，完成关于目标区域的基站自动化布局，以便第二类无人机能够在目标区域内根据第一类无人机发送的数据实现定位操作。相对于相关技术中只能在固定基站信号覆盖范围内进行无人机表演的技术方案，本实施例通过对基站进行自动化布局灵活改变基站信号的覆盖区域，实现基站自动化布局并增大无人机的可移动范围。

下面请参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种第一类无人机的目标位置确定方法的流程图；本实施例是对图1对应的实施例中S102的进一步描述，可以将本实施例与图1对应的实施例相结合得到更为优选的实施方式，本实施例可以包括以下步骤：

S201：将目标区域设置为目标基站信号覆盖区域，并根据目标区域的位置信息确定目标基站信号覆盖区域对应的目标基站位置；

S202：将目标基站位置设置为每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置。

上述实施例通过预先将目标区域设置为目标基站信号覆盖区域，根据目标基站信号覆盖区域逆向推导构建目标基站信号覆盖区域所需要的目标基站及目标基站位置，处于目标基站位置的目标基站的基站信号覆盖区域的交集为目标基站信号覆盖区域。由于基站设置在第一类无人机上，因此可以通过调整第一类无人机的位置实现将基站移动至目标位置的目的。可以理解的是，未移动至目标位置的多架第一类无人机分别处于不同的位置，对于每一架第一类无人机均有其对应的目标位置，在每一架第一类无人机移动至其相应的目标位置后，所有第一类无人机的基站信号覆盖区域的交集即为目标区域。

作为一种可行的实施方式图1对应的实施例中将所述移动指令发送至相应的第一类无人机的操作可以具体为：将所有所述移动指令同步发送至相应的第一类无人机，以使所有第一类无人机同步移动至相应的目标位置。

上述可行的实施方式，通过同步发送移动路径的方式控制所有第一类无人机同步移动至相应的目标位置。上述“同步移动”指不同的第一类无人机具有相同的移动初始时间和相同的移动结束时间，并且在移动过程中始终保持匀速移动。

进一步的，图1对应的实施例相当于控制第一类无人机由初始区域对应的原位置移动至目标区域对应的新位置。当初始区域和目标区域为形状、大小一致的两块区域时，可以控制第一类无人机采用上述“同步移动”的方式保证任意两架第一类无人机相对静止。更进一步的，当目标区域与初始区域形状一致时，还可以存在控制第二类无人机移动的操作，具体为：向每一第二类无人机同步发送移动路径对应的移动指令，以使在第一类无人机移动过程中第二类无人机与任一第一类无人机保持相对静止。通过采用上述方法，能够使第一类无人机和第二类无人机保持在初始区域的位置关系移动至目标位置，可以减少第二类无人机移动至目标区域后调整无人机间距的操作。

当然，在根据区域变换指令确定目标区域的位置信息之后，控制第二类无人机运动的方式还包括以下步骤：步骤1：获取初始区域内的第二类无人机的原位置信息；步骤2：根据原位置信息和目标区域的位置信息生成第二类无人机移动路径，控制第二类无人机按照第二类无人机移动路径移动以使每一第二类无人机均处于目标区域内。作为一种可行的实施方式，可以按照地面控制系统中的路径模拟生成第二类无人机移动路径。上述操作能够达到控制第二类无人机快速进入目标区域的效果，相对于同步移动的方式流程更加简单。可以理解的是，本实施例中控制终端与第二类无人机的通信方式可以参见控制终端与第一类无人机的通信方式，此处不进行具体的限定。

作为对图1对应的实施例的进一步补充，S103在控制第一类无人机移动至目标位置之后，还包括以下操作：对第一类无人机执行定位精度校准操作和/或系统时钟信息校准操作。

定位精度校准操作(如GPS定位精度校准操作)指控制终端与第一类无人机进行定位精度校准，系统时钟信息校准指控制终端的时钟与第一类无人机的时钟进行精度校准，通过定位精度校准操作和系统时钟信息校准操作可以保证第一类无人机定位位置的准确性以及整个系统间时钟保持同步，校准完成后，第二类无人机执行相应的动作表演或无人机编队表演。

作为对图1对应的实施例的进一步补充，第一类无人机包括水平精度定位无人机和竖直精度定位无人机；其中，水平精度定位无人机设置于初始区域或目标区域的四周且所有水平精度定位无人机连线构成的平面平行于水平面，竖直精度定位无人机可以设置于水平精度定位无人机连线构成的平面的上方和下方，竖直精度定位无人机还可以设置于水平精度定位无人机连线构成的平面的上方，竖直精度定位无人机也可以设置于水平精度定位无人机连线构成的平面的下方。

上述补充对第一类无人机进行了更进一步的划分，第一类无人机可以包括用户在水平方向上进行定位的水平精度无人机和用于在竖直方向上的竖直精度无人机。具体的，在执行S101之前水平精度定位无人机可以设置于初始区域四周且所有水平精度定位无人机连线构成的平面平行于水平面，在执行S103之后水平精度定位无人机可以设置于目标区域四周且所有水平精度定位无人机连线构成的平面平行于水平面。作为一种可选的实施方式，竖直精度无人机可以设置于水平精度定位无人机连线构成的平面的中心点的正上方和正下方，也可以仅设置于正上方，还可以仅设置于正下方。

下面请参见图3，图3为本申请实施例所提供的另一种无人机控制方法的流程图，具体步骤可以包括：

S301：当接收到区域变换指令时，根据区域变换指令确定目标区域的位置信息；

S302：将目标区域设置为目标基站信号覆盖区域，并根据目标区域的位置信息确定目标基站信号覆盖区域对应的目标基站位置；

S303：将目标基站位置设置为每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置。

S304：根据每一所述第一类无人机的所述目标位置生成移动指令，并将所述移动指令发送至相应的第一类无人机，以便所述第一类无人机根据所述移动指令移动至相应的目标位置，进入S306。

S305：向每一第二类无人机同步发送移动路径对应的移动指令，以使在第一类无人机移动过程中第二类无人机与任一第一类无人机保持相对静止。

S306：对第一类无人机执行定位精度校准操作和/或系统时钟信息校准操作。

本实施例默认目标区域与初始区域为形状、大小一致的两块区域，S304和S305同时执行，S304执行完毕后可以进入S306的精度校准操作和/或系统时钟信息校准操作。

本申请还提供了一种基站无人机的控制方法，应用于搭载有基站的第一类无人机，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1：接收地面站控制系统发送的移动指令；其中，所述移动指令由所述地面站控制系统根据目标区域对应的目标位置生成；

步骤2：解析所述移动指令得到移动轨迹，并按照所述移动轨迹运动至目标位置，以便向所述目标区域发送用于定位的基站信号。

上述实施例为图1对应的实施例中第一类无人机的控制方式，第一类无人机搭载有用于发送基站信号的基站，第一类无人机即基站无人机。当第一类无人机接收到来自地面站控制系统发送的移动指令时，可以通过解析控制指令得到运动轨迹并按照该运动轨迹移动至相应的目标位置。可以理解的是，为了实现第二类无人机的精准定位，可以设置多个第一类无人机搭载基站构建基站信号覆盖区域。当所有的第一类无人机均按照各自解析得到的移动路径移动至相应的目标位置时，即可完成基站的布局。由于第一类无人机的运动具有灵活性且搭载有基站，通过上述实施例可以实现基站的快速自动化布局，无需人工拆除或搭建固定的基站，因此本实施例可以通过对基站进行自动化布局灵活改变基站信号的覆盖区域，实现基站自动化布局并增大无人机的可移动范围。

下面通过在实际应用中基于UWB定位系统无人机控制方案来说明上述实施例描述的内容。

请参见图4，图4为本申请提供的一种室外无人机编队高精度定位布局示意图，图中401为搭载UWB基站的基站无人机(相当于图1对应的实施例中的第一类无人机)，还402为设置有UWB标签的表演无人机(相当于图1对应的实施例中的第一类无人机，又称编队无人机)，还包括分别与基站无人机和表演无人机进行通信的地面站控制系统(相当于图1对应的实施例中的控制终端)。地面站控制系统可以包括定位引擎和监控终端。表演无人机可以具有抗干扰能力强的5G WiFi无线通信功能并且集成UWB标签。所有的基站无人机可以视为UWB高精度定位系统，即：本实施例中的UWB高精度定位系统包括基于编队无人机数量摆放悬停在飞行区域四周以及飞行区域正上方并且搭载UWB基站模块具有智能自动化定位的无人机，以及集成在基站无人机上的GPS模块和5G WiFi无线通信模块。搭载UWB基站模块具有智能自动化定位的基站无人机以及集成UWB标签的表演无人机在当前编队表演结束后，可以从当前表演区域移动到相邻区域时基于UWB测距定位原理实现UWB跟随功能，从而实现相对位置的平移。UWB高精度定位系统可以通过5G WiFi无线通信模块与地面站控制系统进行数据传输；表演无人机通过5G WiFi无线通信模块与地面站控制中心进行无线通信；所述搭载在飞行区域四周以及悬停在表演无人机正上方的无人机上的UWB基站模块通过发射超宽带电磁脉冲与集成在表演无人机上的UWB标签模块进行通信。

悬停在所有表演无人机构成的编队无人机系统四周的基站无人机相当于水平精度定位无人机，编队无人机系统的编队区域正上方的基站无人机相当于竖直精度定位无人机，竖直精度定位无人机上的UWB基站模块反复发出脉冲数据包，该脉冲数据包由一串超宽频脉冲组成。

表演无人机的UWB标签接收UWB基站发出来的脉冲数据包，UWB基站部署原则上通常在定位区域的边缘，本实施例为解决UWB基站在竖直方向定位精度误差太大问题，在区域正上方同步部署满足需求的UWB基站(即竖直精度定位无人机)。

请参见图5，图5为室外无人机编队高精度定位布局系统流程图，所有的基站无人机作为高精度定位系统，所有的编队无人机作为编队无人机系统，地面控制系统分别与高精度定位系统和编队无人机系统进行无线通信。高精度定位系统包括UWB基站模块发射端、GPS模块和无线通信模块，编队无人机系统包括UWB标签接收端、飞控端和无线通信模块，地面控制系统包括地面控制模块定位引擎应用软件和无线通信模块。高精度定位系统向编队无人机系统发射UWB电磁脉冲并基于时分TDOA。编队无人机系统接收地面控制系统发射的无线通信信号和编队轨迹信息，并向地面控制系统发射位置信息。地面控制系统向高精度定位系统发射位置校准信息以确保基站无人机的悬停精度，并接收高精度定位系统发送的GPS定位信息。

本实施例中的定位原理基于TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)测距方法，核心之处在于通过使用GPS辅助定位准确的UWB基站作为发射端，让集成在表演无人机上的UWB标签作为接收端。本实施例中在编队表演区域移动时，设置于表演无人机表演区域四周的搭载GPS定位模块以及UWB基站模块的无人机按照地面控制系统已经通过软件算法编程预设好的路径轨迹借助自身GPS定位模块移动到指定位置，与此同时，编队无人机基于UWB测距原理可以实现跟随功能，同样按照地面控制系统已经通过软件算法编程预设好的路径轨迹跟基站无人同步机保持相对位置的不变，最终实现表演区域的整体移动。表演区域整体移动结束后，地面站控制系统会跟基站无人机进行GPS定位精度以及时钟信息的校准，以便保证基站无人机定位位置的准确性以及整个系统间时钟保持同步，校准完成后，便可开始进行无人机编队表演。

请参见图6，图6为UWB定位系统架构框图，在设备层上UWB定位基站(即UWB基站)通过UWB无线脉冲信道向UWB定位标签发送脉冲数据；在算法层上通过无线传输或TCP协议或UDP协议的方式传输数据，算法引擎基于数据库实现定位。在应用层上可以提供开放的API接口和地面站应用软件来实时获取无人机的位置及运动状态。每架无人机搭载的UWB基站模块按照一定的频率不断地发射UWB无线脉冲广播报文，跟集成在空间无人机编队上的UWB定位标签进行测距，所有标签将接收到的报文时间戳，通过无线发送给地面站控制系统，进而通过相应的精准算法解算出相应携带标签的无人机的位置。地面应用软件基于接收到的准确位置信息分析处理后，通过5G WiFi无线通信发射已经编辑好的轨迹信息给具有不同ID信息的编队无人机，编队无人机基于接收到的信息进行解算处理后，进行无人机编队飞行表演。

上述实施例提出了一种解决以往UWB技术无法保证竖直方向上的定位精度问题的方法，并且提出了使用基站无人机搭载UWB基站模块代替传统人工搭建安装UWB基站模块的方案，实现了人工智能化，摆脱了场地的限制，提供了一种灵活多变基站布局方案。同时本实施例采用通过GPS辅助获取已知准确位置信息的无人机上的基站作为发射端，集成在编队无人机上的定位标签作为接收端，实现了更精准的UWB定位。

请参见图7，图7为本申请实施例所提供的一种无人机控制装置的结构示意图；

该系统可以包括：

区域确定模块100，用于当接收到区域变换指令时，根据所述区域变换指令确定目标区域的位置信息；

位置确定模块200，用于根据所述目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置；

控制模块300，用于控制所述第一类无人机移动至所述目标位置，以便向所述目标区域中的第二类无人机发送用于定位的基站信号。

本实施例摒弃了相关技术中在固定支架上安装基站的方案，而是采用无人机搭载基站的方式实现第二类无人机的定位。当第二类无人机的表演区域需要改变时，本实施例通过控制搭载有基站的第一类无人机移动至目标区域对应的目标位置，完成关于目标区域的基站自动化布局，以便第二类无人机能够在目标区域内根据第一类无人机发送的数据实现定位操作。相对于相关技术中只能在固定基站信号覆盖范围内进行无人机表演的技术方案，本实施例通过对基站进行自动化布局灵活改变基站信号的覆盖区域，实现基站自动化布局并增大无人机的可移动范围。

进一步的，所述控制模块300具体为用于向所有所述第一类无人机同步发送所述移动路径，以使所有所述第一类无人机同步移动至相应的目标位置的模块。

进一步的，还包括：

第一无人机控制模块，用于当所述目标区域与初始区域形状一致时，向每一所述第二类无人机同步发送所述移动路径对应的移动指令，以使在所述第一类无人机移动过程中所述第二类无人机与任一所述第一类无人机保持相对静止。

进一步的，该无人机控制装置还包括：

第二类无人机位置获取模块，用于获取初始区域内的第二类无人机的原位置信息；

第二无人机控制模块，用于根据所述原位置信息和所述目标区域的位置信息生成第二类无人机移动路径，控制所述第二类无人机按照所述第二类无人机移动路径移动以使每一所述第二类无人机均处于所述目标区域内。

进一步的，该无人机控制装置还包括：

校准模块，用于在控制所述第一类无人机移动至所述目标位置之后，对所述第一类无人机执行定位精度校准操作和/或系统时钟信息校准操作。

进一步的，所述第一类无人机包括水平精度定位无人机和竖直精度定位无人机；其中，所述水平精度定位无人机设置于所述初始区域或所述目标区域的四周且所有所述水平精度定位无人机连线构成的平面平行于水平面，所述竖直精度定位无人机设置于所述水平精度定位无人机连线构成的平面的上方和/或下方。

进一步的，所述位置确定模块200包括：

基站位置确定单元，用于将所述目标区域设置为目标基站信号覆盖区域，并根据所述目标区域的位置信息确定所述目标基站信号覆盖区域对应的目标基站位置；

目标位置设置单元，用于将所述目标基站位置设置为每一搭载有基站的所述第一类无人机的目标位置。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请还提供了一种基站无人机的控制装置，应用于搭载有基站的第一类无人机，所述控制装置包括：

指令接收模块，用于接收地面站控制系统发送的移动指令；其中，所述移动指令由所述地面站控制系统根据目标区域对应的目标位置生成；

移动控制模块，用于解析所述移动指令得到移动轨迹，并按照所述移动轨迹运动至目标位置，以便向所述目标区域发送用于定位的基站信号。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述应用于地面站控制系统的无人机控制方法所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述基站无人机的控制方法所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种电子设备，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述应用于地面站控制系统的无人机控制方法所提供的步骤。当然所述电子设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。

本申请还提供了一种无人机，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述基站无人机的控制方法所提供的步骤。当然所述电子设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。其中，所述无人机上搭载有用于发送基站信号的基站。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，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。在没有更多限制的状况下，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。

Claims (20)

1.一种无人机控制方法，其特征在于，应用于地面站控制系统，包括：

当接收到区域变换指令时，根据所述区域变换指令确定目标区域的位置信息；

根据所述目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置；

根据每一所述第一类无人机的所述目标位置生成移动指令，并将所述移动指令发送至相应的第一类无人机，以便所述第一类无人机根据所述移动指令移动至相应的目标位置。

2.根据权利要求1所述无人机控制方法，其特征在于，将所述移动指令发送至相应的第一类无人机包括：

将所有所述移动指令同步发送至相应的第一类无人机，以使所有所述第一类无人机同步移动至相应的目标位置。

3.根据权利要求2所述无人机控制方法，其特征在于，当所述目标区域与所述初始区域形状一致时，还包括：

向每一第二类无人机同步发送所述移动路径对应的移动指令，以使在所述第一类无人机移动过程中所述第二类无人机与任一所述第一类无人机保持相对静止。

4.根据权利要求1所述无人机控制方法，其特征在于，在根据所述区域变换指令确定目标区域的位置信息之后，还包括：

获取初始区域内的第二类无人机的原位置信息；

根据所述原位置信息和所述目标区域的位置信息生成第二类无人机移动路径，控制所述第二类无人机按照所述第二类无人机移动路径移动以使每一所述第二类无人机均处于所述目标区域内。

5.根据权利要求1所述无人机控制方法，其特征在于，在所述第一类无人机移动至所述目标位置之后，还包括：

对所述第一类无人机执行定位精度校准操作和/或系统时钟信息校准操作。

6.根据权利要求1所述无人机控制方法，其特征在于，所述第一类无人机包括水平精度定位无人机和竖直精度定位无人机；其中，所述水平精度定位无人机设置于初始区域或所述目标区域的四周且所有所述水平精度定位无人机连线构成的平面平行于水平面，所述竖直精度定位无人机设置于所述水平精度定位无人机连线构成的平面的上方和/或下方。

7.根据权利要求1至6任一项所述无人机控制方法，其特征在于，根据所述目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置包括：

将所述目标区域设置为目标基站信号覆盖区域，并根据所述目标区域的位置信息确定所述目标基站信号覆盖区域对应的目标基站位置；

将所述目标基站位置设置为每一搭载有基站的所述第一类无人机的目标位置。

8.一种无人机控制装置，其特征在于，应用于地面站控制系统，包括：

区域确定模块，用于当接收到区域变换指令时，根据所述区域变换指令确定目标区域的位置信息；

位置确定模块，用于根据所述目标区域的位置信息确定每一搭载有基站的第一类无人机的目标位置；

控制模块，用于根据每一所述第一类无人机的所述目标位置生成移动指令，并将所述移动指令发送至相应的第一类无人机，以便所述第一类无人机根据所述移动指令移动至相应的目标位置。

9.根据权利要求8所述无人机控制装置，其特征在于，所述控制模块具体为用于将所有所述移动指令同步发送至相应的第一类无人机，以使所有所述第一类无人机同步移动至相应的目标位置的模块。

10.根据权利要求9所述无人机控制装置，其特征在于，还包括：

第一类无人机控制模块，用于当所述目标区域与初始区域形状一致时，向每一第二类无人机同步发送所述移动路径对应的移动指令，以使在所述第一类无人机移动过程中，所述第二类无人机与任一所述第一类无人机保持相对静止。

11.根据权利要求8所述无人机控制装置，其特征在于，还包括：

第二类无人机位置获取模块，用于获取初始区域内的第二类无人机的原位置信息；

第二无人机控制模块，用于根据所述原位置信息和所述目标区域的位置信息生成第二类无人机移动路径，控制所述第二类无人机按照所述第二类无人机移动路径移动以使每一所述第二类无人机均处于所述目标区域内。

12.根据权利要求8所述无人机控制装置，其特征在于，还包括：

校准模块，用于在控制所述第一类无人机移动至所述目标位置之后，对所述第一类无人机执行定位精度校准操作和/或系统时钟信息校准操作。

13.根据权利要求8所述无人机控制装置，其特征在于，所述第一类无人机包括水平精度定位无人机和竖直精度定位无人机；其中，所述水平精度定位无人机设置于所述初始区域或所述目标区域的四周且所有所述水平精度定位无人机连线构成的平面平行于水平面，所述竖直精度定位无人机设置于所述水平精度定位无人机连线构成的平面的上方和/或下方。

14.根据权利要求8至13任一项所述无人机控制装置，其特征在于，所述位置确定模块包括：

基站位置确定单元，用于将所述目标区域设置为目标基站信号覆盖区域，并根据所述目标区域的位置信息确定所述目标基站信号覆盖区域对应的目标基站位置；

目标位置设置单元，用于将所述目标基站位置设置为每一搭载有基站的所述第一类无人机的目标位置。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述无人机控制方法的步骤。

16.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述无人机控制方法的步骤。

17.一种基站无人机的控制方法，其特征在于，应用于搭载有基站的第一类无人机，所述控制方法包括：

接收地面站控制系统发送的移动指令；其中，所述移动指令由所述地面站控制系统根据目标区域对应的目标位置生成；

解析所述移动指令得到移动轨迹，并按照所述移动轨迹运动至目标位置，以便向所述目标区域发送用于定位的基站信号。

18.一种基站无人机的控制装置，其特征在于，应用于搭载有基站的第一类无人机，所述控制装置包括：

指令接收模块，用于接收地面站控制系统发送的移动指令；其中，所述移动指令由所述地面站控制系统根据目标区域对应的目标位置生成；

移动控制模块，用于解析所述移动指令得到移动轨迹，并按照所述移动轨迹运动至目标位置，以便向所述目标区域发送用于定位的基站信号。

19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求17所述基站无人机的控制方法的步骤。

20.一种无人机，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求17所述基站无人机的控制方法的步骤；

其中，所述无人机上搭载有用于发送基站信号的基站。