CN110134131B - 用于无人飞行器的控制方法和控制装置以及无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式提供一种用于无人飞行器的控制方法和控制装置以及无人飞行器，属于无人飞行器领域。所述控制方法包括：在无人飞行器处于仿地飞行的模式下，通过向下设置的距离传感器检测无人飞行器的离地距离；通过前向设置的距离传感器确定无人飞行器的前方是否被阻挡；在无人飞行器的前方被阻挡的情况下，通过前向设置的距离传感器检测无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离；以及根据离地距离、间隔距离以及无人飞行器的行进速度来调节无人飞行器的竖直移动速度。通过上述技术方案，可以避免无人飞行器与山坡等阻挡物发生碰撞。

Description

用于无人飞行器的控制方法和控制装置以及无人飞行器

技术领域

本发明涉及无人飞行器领域，具体地涉及一种用于无人飞行器的控制方法和控制装置以及无人飞行器。

背景技术

当前社会，无人飞行器的应用越来越广泛，目前无人飞行器已经应用到航拍、农业、植保、快递运输和灾难救援等领域。为了实现准确控制的功能，现有的无人飞行器通过一个安装在无人飞行器底部的距离传感器来检测无人飞行器与地面之间的距离，飞行控制器通过距离传感器检测的离地距离使无人飞行器与地面之间的距离保持恒定。

然而，当无人飞行器的作业区域的坡度较大时，单纯利用无人飞行器底部安装的距离传感器可能无法及时跟踪地势的起伏变化，容易由于无人飞行器爬升不及时，而使得无人飞行器与坡面发生碰撞等意外情况。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种用于无人飞行器的控制方法和控制装置以及无人飞行器，以避免无人飞行器与坡面等阻挡物发生碰撞。

为了实现上述目的，本发明实施方式提供一种用于无人飞行器的控制方法，所述控制方法包括：在所述无人飞行器处于仿地飞行的模式下，通过向下设置的距离传感器检测所述无人飞行器的离地距离；通过前向设置的距离传感器确定所述无人飞行器的前方是否被阻挡；在所述无人飞行器的前方被阻挡的情况下，通过所述前向设置的距离传感器检测所述无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离；以及根据所述离地距离、所述间隔距离以及所述无人飞行器的行进速度来调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述根据所述离地距离、所述间隔距离以及所述无人飞行器的行进速度来调节所述无人飞行器的竖直移动速度包括：根据所述离地距离与预设期望高度值之间的差值确定第一调节值；根据所述离地距离和所述间隔距离确定第一斜率；根据所述第一斜率和所述行进速度确定第二调节值；根据所述第一调节值和所述第二调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述控制方法还包括：获取所述无人飞行器当前的所述竖直移动速度；以及根据所述差值和当前的所述竖直移动速度确定所述第一调节值。

可选地，所述控制方法还包括：获取所述无人飞行器处于不同位置时对应的海拔高度和离地距离；获取所述不同位置之间的水平距离；根据所述水平距离以及不同位置对应的所述海拔高度和所述离地距离确定第二斜率；根据所述第二斜率和所述行进速度确定第三调节值；以及根据所述第一调节值、所述第二调节值以及所述第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述控制方法还包括：根据所述第一斜率和所述无人飞行器的最大竖直移动速度确定最大允许行进速度；以及在当前的所述行进速度大于所述最大允许行进速度的情况下，控制所述行进速度降低至小于或等于所述最大允许行进速度。

可选地，所述控制方法还包括：将所述间隔距离与预设的第一距离阈值进行比较；以及在所述间隔距离大于所述第一距离阈值的情况下，根据所述第一调节值或根据所述第一调节值和第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述第一距离阈值与所述行进速度相关联。

可选地，所述控制方法还包括：根据所述无人飞行器的倾斜角度和所述离地距离确定第二距离阈值；以及在所述间隔距离大于所述第二距离阈值的情况下，根据所述第一调节值或根据所述第一调节值和第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述控制方法还包括：在所述无人飞行器的前方被阻挡的情况下，获取所述无人飞行器处于不同的所述离地距离时对应的所述间隔距离之间的变化量；获取所述无人飞行器在水平方向上的行进距离；确定所述变化量与跟该变化量对应的所述行进距离之间的差值；以及在所述差值在预设距离范围内的情况下，确定所述阻挡物为难以越过的障碍物，否则，确定所述阻挡物为向上斜坡。

可选地，所述控制方法还包括：在确定所述阻挡物为所述障碍物的情况下，控制所述无人飞行器在左右方向上移动以绕过所述障碍物。

另一方面，本发明实施方式还提供一种用于无人飞行器的控制装置，所述控制装置包括：竖直测距模块，被配置为检测所述无人飞行器的离地距离；水平测距模块，被配置为检测所述无人飞行器的前方是否被阻挡；以及控制器，被配置为：在所述无人飞行器处于仿地飞行的模式下，从所述竖直测距模块获取所述离地距离；通过所述水平测距模块确定所述无人飞行器的前方是否被阻挡；在所述无人飞行器的前方被阻挡的情况下，从所述水平测距模块获取所述无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离；以及根据所述离地距离、所述间隔距离以及所述无人飞行器的行进速度来调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述控制器根据所述离地距离、所述间隔距离以及所述无人飞行器的行进速度来调节所述无人飞行器的竖直移动速度包括：根据所述离地距离与预设期望高度值之间的差值确定第一调节值；根据所述离地距离和所述间隔距离确定第一斜率；根据所述第一斜率和所述行进速度确定第二调节值；根据所述第一调节值和所述第二调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述控制器还被配置为：获取所述无人飞行器当前的所述竖直移动速度；以及根据所述差值和当前的所述竖直移动速度确定所述第一调节值。

可选地，所述控制装置还包括：海拔检测装置，被配置为检测所述无人飞行器的海拔高度；所述控制器还被配置为：分别从所述海拔检测装置和所述竖直测距模块获取所述无人飞行器处于不同位置时对应的海拔高度和离地距离；获取所述不同位置之间的水平距离；根据所述水平距离以及不同位置对应的所述海拔高度和所述离地距离确定第二斜率；根据所述第二斜率和所述行进速度确定第三调节值；以及根据所述第一调节值、所述第二调节值以及所述第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述控制器还被配置为：根据所述第一斜率和所述无人飞行器的最大竖直移动速度确定最大允许行进速度；以及在当前的所述行进速度大于所述最大允许行进速度的情况下，控制所述行进速度降低至小于或等于所述最大允许行进速度。

可选地，所述控制器还被配置为：将所述间隔距离与预设的第一距离阈值进行比较；以及在所述间隔距离大于所述第一距离阈值的情况下，根据所述第一调节值或根据所述第一调节值和第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述第一距离阈值与所述行进速度相关联。

可选地，所述控制器还被配置为：根据所述无人飞行器的倾斜角度和所述离地距离确定第二距离阈值；以及在所述间隔距离大于所述第二距离阈值的情况下，根据所述第一调节值或根据所述第一调节值和第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

可选地，所述控制器还被配置为：在所述无人飞行器的前方被阻挡的情况下，获取所述无人飞行器处于不同的所述离地距离时对应的所述间隔距离之间的变化量；获取所述无人飞行器在水平方向上的行进距离；确定所述变化量与跟该变化量对应的所述行进距离之间的差值；以及在所述差值在预设距离范围内的情况下，确定所述阻挡物为难以越过的障碍物，否则，确定所述阻挡物为向上斜坡。

可选地，所述控制器还被配置为：在确定所述阻挡物为所述障碍物的情况下，控制所述无人飞行器在左右方向上移动以绕过所述障碍物。

可选地，所述控制装置还包括安装于所述无人飞行器机身上的云台，所述水平测距模块安装于所述云台上。

相应地，本发明实施方式还提供一种无人飞行器，所述无人飞行器包括上述的控制装置。

在上述技术方案中，通过对无人飞行器的前方进行检测，可以确定无人飞行器的行进方向上是否有阻挡物，从而在无人飞行器前方存在阻挡物时，能够提前检测到该阻挡物，并根据离地距离、间隔距离以及无人飞行器的行进速度来提前调节无人飞行器的竖直移动速度，使得无人飞行器能够及时调整飞行高度，以避免无人飞行器与阻挡物发生碰撞。

本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示例性示出了本发明一种实施方式提供的用于无人飞行器的控制方法的流程图；

图2示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的无人飞行器在上坡前的示意图；

图3示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的无人飞行器的下坡过程的示意图；

图4示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的无人飞行器的上坡过程的示意图；

图5示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的无人飞行器处于前倾状态下的示意图；

图6A和图6B示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的无人飞行器遇到障碍物时的示意图；

图7示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的无人飞行器遇到向上斜坡时的示意图；

图8示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的无人飞行器遇到障碍物时的示意图；

图9示例性示出了本发明一种实施方式提供的用于无人飞行器的控制装置的框图；以及

图10示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的用于无人飞行器的控制装置的框图。

附图标记说明

11 竖直测距模块 12 水平测距模块

20 控制器 30 海拔检测装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明，若本发明实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，本发明实施方式提供一种用于无人飞行器的控制方法，该控制方法包括：

步骤S10，在无人飞行器处于仿地飞行的模式下，通过向下设置的距离传感器检测无人飞行器的离地距离。

步骤S20，通过前向设置的距离传感器确定无人飞行器的前方是否被阻挡。

步骤S30，在无人飞行器的前方被阻挡的情况下，通过前向设置的距离传感器检测无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离。

步骤S40，根据离地距离、间隔距离以及无人飞行器的行进速度来调节无人飞行器的竖直移动速度。

如此，通过对无人飞行器的前方进行检测，可以确定无人飞行器的行进方向上是否有阻挡物，从而在无人飞行器前方存在阻挡物时，能够提前检测到该阻挡物，并根据离地距离、间隔距离以及无人飞行器的行进速度来提前调节无人飞行器的竖直移动速度，使得无人飞行器能够及时调整飞行高度，以避免无人飞行器与阻挡物发生碰撞。

具体地，该无人飞行器可以为植保无人机、测绘无人机或航拍无人机等。在无人飞行器工作过程中，可以例如通过在无人飞行器底部向下设置的距离传感器检测无人飞行器与地面之间沿竖直方向的离地距离，通过在无人飞行器前端前向设置的距离传感器检测无人飞行器的前方是否存在阻挡物以及阻挡物与无人飞行器之间的间隔距离，并可以通过例如GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块等导航模块来检测无人飞行器沿水平方向的行进速度。其中，无人飞行器的前方是针对无人飞行器的行进方向而言的，即该前方是指无人飞行器行进方向的前方。无人飞行器在飞行过程中，可以根据前向设置的距离传感器是否检测到阻挡物来确定无人飞行器的前方是否被阻挡。在确定无人飞行器被阻挡的情况下，可以认为无人飞行器的前方存在阻挡物，无人飞行器可以通过前向设置的距离传感器确定无人飞行器与该阻挡物之间的间隔距离。随后无人飞行器可以根据该间隔距离、离地距离以及无人飞行器的行进速度来提前调节无人飞行器的竖直移动速度，以避免无人飞行器与该阻挡物发生碰撞，从而提高了无人飞行器的飞行安全性。如果前向设置的距离传感器没有检测到无人飞行器前方存在物体，则说明无人飞行器的前方不存在阻挡物，因此可以仅根据离地距离来控制无人飞行器进行仿地飞行。

需要说明的是，无人飞行器可以设有仿地飞行模式，当需要无人飞行器进行仿地飞行时，操作人员可以将无人飞行器设置为仿地飞行模式，此时无人飞行器可以按照本实施方式所述的控制方法进行仿地飞行，本发明所述的仿地飞行模式是指无人飞行器在飞行过程中始终与地面保持一定高度飞行，以在地面高度上升时，无人飞行器也相对上升，从而避免无人飞行器撞地的情况发生，在地面高度下降时，无人飞行器也相对下降，保证作业效果；在无人飞行器未处于仿地飞行模式的情况下，无人飞行器可以不依据检测到的离地距离和间隔距离来调节竖直移动速度。

在本发明一种可选实施方式中，步骤S30具体可以包括：

步骤S31，根据离地距离与预设期望高度值之间的差值确定第一调节值；

步骤S32，根据离地距离和间隔距离确定第一斜率；

步骤S33，根据第一斜率和行进速度确定第二调节值；

步骤S34，根据第一调节值和第二调节值调节无人飞行器的竖直移动速度。

具体地，如图2所示，在检测到无人飞行器的前方被阻挡的情况下，可以检测无人飞行器与地面之间的离地距离h1、无人飞行器的行进方向的前方的阻挡物与无人飞行器之间的间隔距离d1以及无人飞行器水平方向的行进速度v。随后，无人飞行器可以根据离地距离h1与预设期望高度值H之间的差值确定第一调节值。其中，该预设期望高度值H可以根据无人飞行器在工作时，需要与地面保持的高度而预先设定。

该第一调节值具体可以例如通过PID控制法来确定。具体来说，可以通过以下公式来确定第一调节值U1：

U1＝kp×(H-h1)+ki×∑(H-h1)+kd×(0-vh) (1)

其中，U1为第一调节值，kp、ki、kd分别为比例系数、积分系数和微分系数，kp、ki、kd可以通过理论计算和/或试验预先确定，vh为无人飞行器在竖直方向与地面的相对移动速度(即竖直移动速度)。也就是说，无人飞行器可以通过检测到的离地距离h1与预设期望高度值H之间的差值以及当前的竖直移动速度，确定第一调节值，并基于该第一调节值调节无人飞行器的竖直移动速度，以改变无人飞行器的飞行高度，从而减小实际的离地距离h1与预设期望高度值H之间的偏差。因此，基于该第一调节值可以控制无人飞行器与地面保持设定的高度，从而无人飞行器能够跟随地势高低变化调节高度，从而达到仿地飞行的目的。

可以理解的是，在对竖直移动速度的精度要求不高的情况下，公式(1)中的微分项可以不需要，即U1也可以通过下式计算：

U1＝kp×(H-h1)+ki×∑(H1-h1) (2)

此时，可以仅根据离地距离h1与预设期望高度值H之间的差值确定第一调节值。

继续参照图2，当无人飞行器前方存在向上斜坡等阻挡物时，为了避免无人飞行器与阻挡物碰撞，此时还可以对无人飞行器的高度进行进一步地调节，以使得无人飞行器在遇到阻挡物时，能够提前调节无人飞行器的竖直移动速度。因此，还可以检测无人飞行器与其前方的阻挡物之间的间隔距离d1以及无人飞行器的行进速度v，并根据离地距离h1和间隔距离d1求第一斜率k，其中第一斜率k＝h1/d1。如图2所示，无人飞行器前方的阻挡物例如可以为向上斜坡，对于同样坡度的向上斜坡，无人飞行器以不同的行进速度飞行时，需要控制无人飞行器的提前爬升量也不同，例如当向上斜坡的斜率为1时，也就是该向上斜坡为45度的斜坡时，当无人飞行器以3m/s的行进速度飞行时，则无人飞行器需要的垂直爬升速度至少为3m/s，同样地，当无人飞行器以6m/s的行进速度飞行时，则无人飞行器需要的垂直爬升速度至少为6m/s，所以无人飞行器所需的爬升速度与该无人飞行器的行进速度v正相关。由此可见，可以根据向上斜坡的斜率和无人飞行器的行进速度v确定第二调节值U2，以能够在遇到向上斜坡时提前控制无人飞行器爬升。当无人飞行器接近该向上斜坡的坡脚时，第一斜率k与该向上斜坡的斜率比较接近，因此可以以第一斜率k近似替代该向上斜坡的斜率来计算第二调节值。具体地，该第二调节值U2＝k×v×μ；其中μ为一预设系数值，并且满足0<＝μ<＝1，该预设系数μ可以根据所需提前爬坡的高度和速度通过理论计算和/或试验预先确定。

在进行调节时，可以将第一调节值U1和第二调节值U2相加，以得到总调节值U，无人飞行器根据总调节值U来控制驱动螺旋桨旋转的电机的转速，以改变无人飞行器的竖直移动速度，以在前方出现向上斜坡等阻挡物时，无人飞行器能够实现在上坡前提前爬升的功能。

在本发明一种可选实施方式中，用于无人飞行器的控制方法还可以包括：

步骤S41，获取无人飞行器处于不同位置时对应的海拔高度和离地距离。

步骤S42，获取不同位置之间的水平距离。

步骤S43，根据不同位置之间的水平距离以及不同位置对应的海拔高度和离地距离确定第二斜率。

步骤S44，根据第二斜率和无人飞行器的行进速度确定第三调节值。

步骤S45，根据所述第一调节值、所述第二调节值以及所述第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

具体地，无人飞行器在飞行过程中，可以获取无人飞行器处于当前的第一位置时对应的第一海拔高度和第一离地距离以及无人飞行器处于在第一位置之前的第二位置时对应的第二海拔高度和第二离地距离，并获取第一位置与第二位置之间的水平距离。随后，无人飞行器可以根据第一海拔高度、第一离地距离、第二海拔高度、第二离地距离以及水平距离确定第二斜率。之后根据第二斜率和行进速度确定第三调节值。然后根据第一调节值、第二调节值以及第三调节值调节无人飞行的竖直移动速度。

更具体地，当无人飞行器为沿斜坡向下飞行或沿斜坡向上飞行时，由于实际山坡的斜坡在不同位置的坡度一般是不同的，因此可以实时计算无人飞行器所在位置对应的斜坡区段的斜率(即第二斜率)，并根据该第二斜率和无人飞行器当前的行进速度确定第三调节值，随后根据第一调节值、第二调节值以及第三调节值共同调节无人飞行器的竖直移动速度。其中，水平距离可以为固定值或者无人飞行器由第二位置移动至第一位置的时间间隔可以为固定值，也就是说，无人飞行器可以每隔预设距离计算一次第二斜率，也可以每隔预定时间计算一次第二斜率。该水平距离可以通过GPS导航模块确定或根据无人飞行器的行进速度和时间间隔计算得到。

举例来说，如图3所示，当无人飞行器沿斜坡向下飞行时，无人飞行器由位置①(即第二位置)移动到位置②(即第一位置)，位置①处无人飞行器的海拔高度为H1(该海拔高度可以例如由GPS模块或气压计等设备测得)，无人飞行器的离地距离为h1，位置②处无人飞行器的海拔高度为H2，无人飞行器的离地距离为h2。则H1-h1为位置①对应的斜坡位置的海拔高度，H2-h2为位置②对应的斜坡位置的海拔高度，则位置②对应的斜坡位置的海拔高度与位置①对应的斜坡位置的海拔高度的高度差为：(H2-h2)-(H1-h1)，位置①与位置②之间的水平距离为d4，则可计算出此坡度的斜率(即第二斜率)为γ＝((H2-h2)-(H1-h1))/d4，则第三调节值U3＝γ×v×λ，其中v为无人飞行器的行进速度，λ为预设系数，该预设系数可以基于坡度变化时的无人飞行器的竖直移动速度调节和高度调节需要而通过理论计算和/或试验确定，并且λ满足0<λ<1。如图4所示，当无人飞行器沿斜坡向上飞行时，同样可以通过U3＝γ×v×λ来计算第三调节值U3。通过斜率γ的正负符号可以判断无人飞行器当前是沿斜坡向上飞行还是沿斜坡向下飞行。

如此，既可以实现无人飞行器在上坡过程中的快速提前爬升，也可以在下坡过程中，实现无人飞行器的快速下降，从而避免地势快速下降时，无人飞行器下降不及时，使得无人飞行器无法准确保持与地面设定的距离。

在进行调节时，可以将第一调节值U1、第二调节值U2以及第三调节值U3相加，以得到总调节值U，即U＝U1+U2+U3。无人飞行器根据总调节值U来控制驱动螺旋桨旋转的电机的转速，以改变无人飞行器的竖直移动速度，从而当斜坡的坡度不断变化时，可以提前调节无人飞行器的竖直移动速度，从而可以使得无人飞行器能够根据地形的变化及时调整飞行高度，以更好地进行仿地飞行。

可以理解的是，当无人飞行器沿斜坡向下飞行时，由于前方没有阻挡物，因此可能检测不到间隔距离，此时第二调节值U2不起作用，因此可以仅通过第一调节值U1和第三调节值U3来进行无人飞行器的竖直移动速度调节。

在本发明一种可选实施方式中，用于无人飞行器的控制方法还包括：

步骤S35，将间隔距离与预设的第一距离阈值进行比较；

步骤S36，在间隔距离大于第一距离阈值的情况下，根据第一调节值或根据第一调节值和第三调节值调节无人飞行器的竖直移动速度。

具体地，如图2所示，当检测到的无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离过大时，无人飞行器无需提前爬升，而当无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离适当时，才需要提前爬升，因此可以根据需要设置一个距离阈值，以使得无人飞行器可以在与阻挡物之间的间隔距离为一个适当距离时开始提前爬升。该距离可以为一个预设的固定值，也可以根据无人飞行器当前的行进速度确定。例如，该第一距离阈值d2＝v×m，其中v为无人飞行器的行进速度，m为距离系数。该距离系数m可以为固定值，并满足1≤m≤5，例如该距离系数m可以取3。另外，该距离系数m还可以通过实时计算得到，例如距离系数m可以根据无人飞行器在竖直方向上的最大加速度确定。具体来说，可以根据上述的第一调节值、第二调节值和第三调节值确定无人飞行器需要达到的竖直移动速度v₂，并根据无人飞行器当前的竖直移动速度v₁和无人飞行器在竖直方向上的最大加速度a基于下式确定无人飞行器达到竖直移动速度v₂所需的时间t：

t＝(v₂-v₁)/a

随后可以根据该时间t确定距离系数m，例如距离系数m可以等于时间t。即第一距离阈值d2＝v×t。

当检测到间隔距离d1小于或等于第一距离阈值d2时，无人飞行器开始提前爬坡。也就是说，当间隔距离d1小于或等于第一距离阈值d2的情况下，可以根据第一调节值U1和第二调节值U2来调节无人飞行器的竖直移动速度，或者根据第一调节值U1、第二调节值U2和第三调节值U3来调节无人飞行器的竖直移动速度；而当间隔距离d1大于第一距离阈值d2时，第二调节值U2不起作用，此时可以根据第一调节值U1来调节无人飞行器的竖直移动速度，或者根据第一调节值U1和第三调节值U3来调节无人飞行器的竖直移动速度。具体地，可以以下述公式来表示上述实施方式中的总调节值U：

U＝U1+α×U2+U3

其中，当d1≤d2时，α＝1，当d1>d2时，α＝0。

在本发明一种可选实施方式中，该控制方法还可以包括：

步骤S37，根据无人飞行器的倾斜角度和离地距离确定第二距离阈值。

步骤S38，在间隔距离大于第二距离阈值的情况下，根据第一调节值或第一调节值和第三调节值调节无人飞行器的竖直移动速度。

具体地，如图5所示，当无人飞行器为多旋翼无人机时，由旋翼无人机的运动特性可知，旋翼无人机的进行速度与旋翼无人机的倾角有关，旋翼无人机的倾角越大，行进速度越快。但是，若旋翼无人机的倾角过大，无人机测到前向的间隔距离d1可能为旋翼无人机与水平地面之间的距离。为解决该问题，一方面，可以为测量间隔距离的距离传感器设置云台装置，并将该距离传感器安装在云台装置上，以使得无论旋翼无人机机身如何倾斜，测得的间隔距离均为水平方向的距离。另一方面，可以获取旋翼无人机的倾斜角度θ，该角度可以由旋翼无人机携带的陀螺仪加速度计等传感器检测得到，在旋翼无人机的倾角θ已知的情况下，可以根据倾角θ和离地距离h1确定第二距离阈值d3＝h1/sinθ。当检测到的间隔距离d1大于或等于第二距离阈值d3时，则说明间隔距离d1可能为旋翼无人机与水平地面之间的距离或旋翼无人机与前方向下斜坡之间的距离，此时由于旋翼无人机前方没有阻挡物，第二调节值可以不起作用，此时可以根据第一调节值U1来调节旋翼无人机的竖直移动速度，或者根据第一调节值U1和第三调节值U3来调节旋翼无人机的竖直移动速度。当间隔距离d1小于第二距离阈值d3时，则说明旋翼无人机前方可能为向上斜坡等阻挡物，即检测到的间隔距离为有效距离，此时可以根据第一调节值U1和第二调节值U2来调节旋翼无人机的竖直移动速度，或者根据第一调节值U1、第二调节值U2和第三调节值U3来调节旋翼无人机的竖直移动速度。

具体地，可以以下述公式来表示上述实施方式中的总调节值U：

U＝U1+β×U2+U3

其中，当d1＜d3时，β＝1，当d1≥d3时，β＝0。

或者，也可以基于间隔距离d1分别与第一距离阈值d2和第二距离阈值d3的比较结果来确定总调节值U。具体地，总调节值U可以表示为：

U＝U1+α×β×U2+U3

其中，当d1≤d2时，α＝1，当d1>d2时，α＝0；当d1＜d3时，β＝1，当d1≥d3时，β＝0。

在本发明一种可选实施方式中，用于无人飞行器的控制方法还可以包括：

步骤S51，根据第一斜率和无人飞行器的最大竖直移动速度确定最大允许行进速度。

步骤S53，在当前的行进速度大于最大允许行进速度的情况下，控制无人飞行器的行进速度降低至小于或等于最大允许行进速度。

具体地，如图2所示，无人飞行器的离地距离为h1，无人飞行器与向上斜坡之间的间隔距离为d1，向上斜坡的坡度为θ_s，无人飞行器的行进速度为v，无人飞行器的最大竖直移动速度为v_{2_max}。该最大竖直移动速度一般为无人飞行器在进行爬坡时的最大爬升速度，其一般为3m/s。其中，无人飞行器的最大允许行进速度v_{1_max}可以基于下式计算得到：

v_{1_max}＝v_{2_max}/tanθ_s

由于坡度θ_s难以准确检测，因此坡度θ_s的正切值tanθ_s可以以第一斜率k近似替代，即无人飞行器的最大允许行进速度v_{1_max}还可以基于下式计算得到：

v_{1_max}＝v_{2_max}/k

如此，通过第一斜率k和最大竖直移动速度v_{2_max}可以确定无人飞行器对应于前方向上斜坡的最大允许行进速度v_{1_max}，随后无人飞行器可以将当前的行进速度v与最大允许行进速度v_{1_max}进行比较，如果当前的行进速度v大于最大允许行进速度v_{1_max}，则说明无人飞行器的最大竖直移动速度v_{2_max}都无法满足针对该向上斜坡的爬坡需求，此时需要将无人飞行器的行进速度降低至小于或等于最大允许行进速度v_{1_max}，从而可以使得无人飞行器能够通过调节竖直移动速度来满足爬坡需求，避免无人飞行器与该向上斜坡发生碰撞。如果当前的行进速度v小于或等于最大允许行进速度v_{1_max}，则无需调整无人飞行器的行进速度，以保证无人飞行器的飞行连续性。

在本发明一种可选实施方式中，用于无人飞行器的控制方法还包括：

步骤S61，在无人飞行器的前方被阻挡的情况下，获取无人飞行器处于不同的离地距离时对应的间隔距离之间的变化量。

步骤S61，获取无人飞行器在水平方向上的行进距离。

步骤S61，确定间隔距离的变化量与跟该变化量对应的行进距离之间的差值。

步骤S61，在该差值在预设距离范围内的情况下，确定阻挡物为难以越过的障碍物，否则，确定阻挡物为向上斜坡。

具体地，在无人飞行器的前方被阻挡的情况下，可以获取无人飞行器处于当前的第三位置时对应的第一间隔距离和无人飞行器处于在第三位置之前的第四位置时对应的第二间隔距离，并获取无人飞行器由第四位置至第三位置所经过的行进距离，随后计算第二间隔距离与第一间隔距离之间的变化量(即第二间隔距离与第一间隔距离之间的差值)，然后再计算该变化量与行进距离之间的差值，在该差值在预设距离范围内的情况下，确定无人飞行器的前方存在难以越过的障碍物。

更具体地，无人飞行器可以通过其飞行过程中与前方阻挡物之间的间隔距离的变化量和移动的行进距离来判断前方的阻挡物是向上斜坡还是难以越过的障碍物。举例来说，如图6A、图6B和图7所示，无人飞行器由水平位置A移动至水平位置B，当无人飞行器的水平位置为A(即第四位置)时，距阻挡物的间隔距离为d1，距地面的离地距离为h1，行进速度为v，此时根据前述实施方式所述的控制方法，无人飞行器在第二调节值U2的作用下会提前爬升一段高度，并移动至水平位置B。当无人飞行器的水平位置为B(即第三位置)时，距阻挡物的间隔距离为d1’，距地面的离地距离为h1’，行进速度为v。无人飞行器由水平位置A至水平位置B所经过的行进距离为l1。当无人飞行器的前方为图6A所示的竖直的障碍物或图6B所示的向无人飞行器倾斜的障碍物时，此时间隔距离d1、间隔距离d1’以及行进距离l1满足d1-d1’≥l1，因此当间隔距离d1与间隔距离d1’之差大于或等于行进距离l1的情况下，可以确定无人飞行器前方存在如图6A或图6B所示的障碍物，这种障碍物无人飞行器不易通过爬升等方式越过，因此需要控制无人飞行器悬停、返航或者改变航线，以避免与障碍物相撞。当间隔距离d1与间隔距离d1’之差小于行进距离l1的情况下，可以确定无人飞行器前方存在如图7所示的向上斜坡等可以通过爬升越过的非障碍物，此时可以基于第一调节值U1、第二调节值U2和第三调节值U3来调节无人飞行器的竖直移动速度，以顺利通过该斜坡。其中，向上斜坡一般可以指高于无人飞行器所在位置的水平面、并与该水平面呈一定夹角的斜面，该夹角例如可以在10°～30°之间，该向上斜坡一般为山坡或人工边坡等。

进一步地，在判断行进距离l1与间隔距离的变化量△d(△d＝d1-d1’)之间的大小关系时，可以对两者做差，在差值s(s＝d1-d1’-l1)在预设范围内的情况下，可以确定无人飞行器前方的阻挡物为障碍物。例如，当需要判断阻挡物是否为图6A或图6B所示的障碍物时，可以将预设距离范围设置为[0,+∞)，即当间隔距离d1与间隔距离d1’之差大于或等于行进距离l1的情况下，确定无人飞行器前方存在如图6A或图6B所示的障碍物。然而，如图8所示，在一些情况下，树木等障碍物会向背离无人飞行器的方向倾斜，此时由于障碍物的阻挡面仍然很陡，因此无人飞行器仍然难以越过，而此时间隔距离d1与间隔距离d1’之差小于行进距离l1。为了能够准确地确定图8所示的障碍物，因此需要调整上述预设距离范围。一般而言，容易发生倾斜的障碍物为树木、电杆等，并且其相对于竖直方向的偏离角度不会过大，与向上斜坡的坡度相差较大。因此可以通过统计树木、电杆等在倾斜情况下，顶部位置与底部位置在水平方向上的距离来确定预设距离范围，例如在单位为毫米的情况下，该预设距离范围可以设置为[-100,+∞)。此外，还可以结合无人飞行器的一般飞行高度所对应树木或电杆上的位置和无人飞行器的爬升高度来确定预设距离范围。

其中，无人飞行器所经过的行进距离可以为固定值或者无人飞行器由第四位置移动至第三位置的时间间隔可以为固定值，也就是说，无人飞行器既可以每隔预设距离检测一次与前方阻挡物之间的距离，也可以每隔预定时间检测一次与前方阻挡物之间的距离。该行进距离可以通过GPS导航模块确定或根据无人飞行器的行进速度和时间间隔计算得到。

当无人飞行器前方为如图6A、图6B或图8所示的障碍物时，可以控制无人飞行器改变航线。具体地，可以控制无人飞行器在与水平方向和竖直方向所在平面垂直的左右方向上移动。例如，无人飞行器可以向左侧移动一定距离，并在检测到前方不存在障碍物的情况下，再向前移动。在向前移动一定距离后，无人飞行器回归预设的作业航线，从而绕过该障碍物继续进行作业。

如图9所示，本发明实施方式还提供一种用于无人飞行器的控制装置，该控制装置包括竖直测距模块11、水平测距模块12以及控制器20。其中，竖直测距模块11被配置为检测无人飞行器与地面之间的离地距离，水平测距模块12被配置为检测无人飞行器的行进方向的前方是否被阻挡。控制器20被配置为：在无人飞行器处于仿地飞行的模式下，从竖直测距模块11获取离地距离；通过水平测距模块12确定无人飞行器的前方是否被阻挡以及无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离；在无人飞行器的前方被阻挡的情况下，从水平测距模块12获取无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离；根据离地距离、间隔距离以及无人飞行器的行进速度来调节无人飞行器的竖直移动速度。

如此，通过水平测距模块12对无人飞行器的前方进行检测，可以确定无人飞行器的行进方向上是否有阻挡物，从而在无人飞行器前方存在阻挡物时，能够提前检测到该阻挡物，并根据离地距离、间隔距离以及无人飞行器的行进速度来提前调节无人飞行器的竖直移动速度，使得无人飞行器能够根据地形变化及时调整飞行高度，以避免无人飞行器与阻挡物等阻挡物发生碰撞。

具体地，该无人飞行器可以为植保无人机、测绘无人机或航拍无人机等。无人飞行器上可以设置有竖直测距模块11和水平测距模块12等距离传感器，竖直测距模块11可以在无人飞行器的底部向下设置，以检测无人飞行器与地面之间沿竖直方向的离地距离，水平测距模块12可以在无人飞行器的前端前向设置，以检测无人飞行器行进方向的前方是否被阻挡以及阻挡物与无人飞行器之间的间隔距离。该竖直测距模块11和水平测距模块12可以为微波测距模块、超声波测距模块、红外测距模块、激光测距模块或深度感知摄像头等。无人飞行器还可以包括控制器20，该控制器20与竖直测距模块11和水平测距模块12电性连接，以能够获取竖直测距模块11检测的离地距离和水平测距模块12检测的间隔距离，该控制器20还可以与无人飞行器的例如GPS模块等导航模块电性连接，以获取无人飞行器沿水平方向上的行进速度。无人飞行器在飞行过程中，可以根据水平测距模块12是否检测到阻挡物来确定无人飞行器的前方是否被阻挡。在确定无人飞行器被阻挡的情况下，可以认为无人飞行器的前方存在阻挡物。在确认无人飞行器前方存在阻挡物的情况下，无人飞行器可以通过水平测距模块12确定无人飞行器与该阻挡物之间的间隔距离，通过竖直测距模块11检测无人飞行器与地面之间沿竖直方向的离地距离，通过例如GPS模块等导航模块来检测无人飞行器沿水平方向的行进速度。在获取离地距离、间隔距离和行进速度后，控制器20可以根据离地距离、间隔距离和行进速度来调节无人飞行器在竖直方向上的竖直移动速度，以避免无人飞行器与山坡等阻挡物发生碰撞，从而提高了无人飞行器的飞行安全性。其中，控制器20可以例如通过调节用于驱动无人飞行器的螺旋桨旋转的电机的转速来控制无人飞行器的竖直移动速度，进而改变无人飞行器的飞行高度。该控制器20可以为无人飞行器的飞行控制器，也可以为独立的用于控制无人飞行器的竖直移动速度的控制器。另外，该控制器20可以包括但不限于单片机、芯片、集成电路、微控制器或处理器等。

需要说明的是，如果水平测距模块12检测不到无人飞行器前方存在阻挡，则说明在水平测距模块12的最大检测距离内不存在阻挡物，此时控制器20可以仅根据离地距离来控制无人飞行器进行仿地飞行。

在本发明一种可选实施方式中，控制器20根据离地距离、间隔距离以及无人飞行器的行进速度来调节无人飞行器的竖直移动速度包括：根据离地距离与预设期望高度值之间的差值确定第一调节值；根据离地距离和间隔距离确定第一斜率；根据第一斜率和行进速度确定第二调节值；根据第一调节值和第二调节值调节无人飞行器的竖直移动速度。

具体地，如图2所示，在检测到无人飞行器的前方被阻挡的情况下，可以通过竖直测距模块11检测无人飞行器与地面之间的离地距离h1、通过水平测距模块12检测无人飞行器的行进方向的前方的阻挡物与无人飞行器之间的间隔距离d1以及通过GPS模块检测无人飞行器的行进速度v。随后，控制器20可以根据离地距离h1与预设期望高度值H之间的差值确定第一调节值。其中，该预设期望高度值H可以根据无人飞行器在工作时，需要与地面保持的高度而预先设定，并且该第一调节值可以例如通过PID控制法来确定。

继续参照图2，当无人飞行器前方存在向上斜坡等阻挡物时，为了避免无人飞行器与阻挡物碰撞，此时还可以对无人飞行器的高度进行进一步地调节，以使得无人飞行器在遇到阻挡物时，能够提前调节无人飞行器的竖直移动速度。因此，可以通过水平测距模块12检测无人飞行器与其前方的阻挡物之间的间隔距离d1，控制器20可以根据离地距离h1和间隔距离d1求第一斜率k，其中第一斜率k＝h1/d1，此处需要说明的是，由于水平测距模块12和竖直测距模块11之间的距离较近，因此在计算过程中水平测距模块12与竖直测距模块11之间的距离可以忽略不计。如图2所示，无人飞行器前方的阻挡物例如可以为向上斜坡，对于同样坡度的向上斜坡，无人飞行器以不同的行进速度飞行时，控制器20需要控制无人飞行器的提前爬升量也不同，例如当向上斜坡的斜率为1时，也就是向上斜坡为45度的斜坡时，当无人飞行器以3m/s的行进速度飞行时，则无人飞行器需要的垂直爬升速度至少为3m/s，同样地，当无人飞行器以6m/s的行进速度飞行时，则无人飞行器需要的垂直爬升速度至少为6m/s，所以无人飞行器所需的爬坡速度与该无人飞行器的行进速度v正相关。由此可见，控制器20可以根据向上斜坡的斜率和无人飞行器的行进速度v确定第二调节值U2，以能够在遇到向上斜坡时提前控制无人飞行器爬升。当无人飞行器接近该向上斜坡的坡脚时，第一斜率k与该向上斜坡的斜率比较接近，因此可以以第一斜率k近似替代该向上斜坡的斜率来计算第二调节值。具体地，该第二调节值U2＝k×v×μ；其中μ为一预设系数值，并且满足0<＝μ<＝1，该预设系数μ可以根据所需提前爬坡的高度和速度通过理论计算和/或试验预先确定。

在进行调节时，控制器20可以将第一调节值U1和第二调节值U2相加，以得到总调节值U，并根据总调节值U来控制驱动螺旋桨旋转的电机的转速，以改变无人飞行器的竖直移动速度，以在前方出现向上斜坡等阻挡物时，无人飞行器能够实现在上坡前提前爬升的功能。

在本发明一种可选实施方式中，控制器20还被配置为：获取无人飞行器沿竖直方向上的竖直移动速度；以及根据离地距离与预设期望高度值之间的差值和竖直移动速度确定第一调节值。

如图10所示，在本发明一种可选实施方式中，控制装置还包括海拔检测装置30，该海拔检测装置30可以为GPS模块或气压计等，并被配置为检测无人飞行器的海拔高度。控制器20还被配置为分别从海拔检测装置30和竖直测距模块11获取无人飞行器处于不同位置时对应的海拔高度和离地距离，并获取不同位置之间的水平距离，随后根据水平距离以及不同位置对应的海拔高度和离地距离确定第二斜率。随后根据第二斜率和无人飞行器的行进速度确定第三调节值，最后根据第一调节值、第二调节值以及第三调节值调节无人飞行器的竖直移动速度。

具体地，控制器20可以获取无人飞行器处于当前的第一位置时对应的第一海拔高度和第一离地距离、处于在第一位置之前的第二位置时对应的第二海拔高度和第二离地距离以及第一位置与第二位置之间的水平距离，并根据第一海拔高度、第一离地距离、第二海拔高度、第二离地距离以及水平距离确定第二斜率，随后根据第二斜率和行进速度确定第三调节值，最后控制器20根据第一调节值、第二调节值以及第三调节值调节无人飞行器的竖直移动速度。

更具体地，当无人飞行器为沿斜坡向下飞行或沿斜坡向上飞行时，由于实际中山坡的斜坡在不同位置的坡度一般是不同的，因此控制器20可以实时计算无人飞行器所在位置对应的斜坡区段的斜率(即第二斜率)，随后根据该第二斜率和无人飞行器当前的行进速度确定第三调节值，并根据第一调节值、第二调节值以及第三调节值共同调节无人飞行器的竖直移动速度。其中，水平距离可以为固定值或者无人飞行器由第二位置移动至第一位置的时间间隔可以为固定值，也就是说，控制器20可以每隔预设距离计算一次第二斜率，也可以每隔预定时间计算一次第二斜率。该水平距离可以通过GPS导航模块确定或根据无人飞行器的行进速度和时间间隔计算得到。

在进行调节时，可以将第一调节值U1、第二调节值U2以及第三调节值U3相加，以得到总调节值U，即U＝U1+U2+U3。无人飞行器根据总调节值U来控制驱动螺旋桨旋转的电机的转速，以改变无人飞行器的竖直移动速度，从而当斜坡的坡度不断变化时，可以提前调节无人飞行器的竖直移动速度，从而可以使得无人飞行器能够根据地形的变化及时调整飞行高度，以更好的进行仿地飞行。

在本发明一种可选实施方式中，控制器20还被配置为将间隔距离与预设的第一距离阈值进行比较，在间隔距离大于该第一距离阈值的情况下，根据第一调节值或根据第一调节值和第三调节值调节无人飞行器的竖直移动速度。

具体地，如图2所示，当水平测距模块12检测到的无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离过大时，无人飞行器无需提前爬升，而当无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离适当时，才需要提前爬升，因此可以根据需要设置一个距离阈值(即第一距离阈值)，以使得无人飞行器可以在与阻挡物之间的间隔距离为一个适当距离时开始提前爬升。该距离可以为一个预设的固定值，也可以根据无人飞行器当前的行进速度确定。在水平测距模块12检测到的间隔距离大于第一距离阈值时，第二调节值U2不起作用，仅根据第一调节值U1或仅根据第一调节值U1和第三调节值U3调节无人飞行器的竖直移动速度。

在本发明一种可选实施方式中，控制器20还被配置为：根据无人飞行器的倾斜角度和离地距离确定第二距离阈值；以及在间隔距离大于第二距离阈值的情况下，根据第一调节值或第一调节值和第三调节值调节无人飞行器的竖直移动速度。

具体地，如图5所示，当无人飞行器为多旋翼无人机时，由旋翼无人机的运动特性可知，旋翼无人机的进行速度与旋翼无人机的倾角有关，旋翼无人机的倾角越大，行进速度越快。但是，若旋翼无人机的倾角过大，水平测距模块12测到前向的间隔距离d1可能为旋翼无人机与水平地面之间的距离。为解决该问题，一方面，可以为测量间隔距离的水平测距模块12设置云台装置，并将水平测距模块12安装在云台装置上，以使得无论旋翼无人机机身如何倾斜，测得的间隔距离均为水平方向的距离。另一方面，控制器20可以获取旋翼无人机的倾斜角度θ，该角度可以由旋翼无人机携带的陀螺仪加速度计等传感器检测得到，在旋翼无人机的倾角θ已知的情况下，控制器20可以根据倾角θ和离地距离h1确定第二距离阈值d3＝h1/sinθ。当水平测距模块12检测到的间隔距离d1大于或等于第二距离阈值d3时，则说明间隔距离d1可能为旋翼无人机与水平地面之间的距离或间隔距离d1可能为旋翼无人机与前方向下斜坡之间的距离，此时由于旋翼无人机前方没有阻挡物，第二调节值可以不起作用，此时控制器20可以根据第一调节值U1来调节旋翼无人机的竖直移动速度，或者根据第一调节值U1和第三调节值U3来调节旋翼无人机的竖直移动速度。当间隔距离d1小于第二距离阈值d3时，则说明旋翼无人机前方可能为向上斜坡等阻挡物，即检测到的间隔距离为有效距离，此时可以根据第一调节值U1和第二调节值U2来调节旋翼无人机的竖直移动速度，或者根据第一调节值U1、第二调节值U2和第三调节值U3来调节旋翼无人机的竖直移动速度。

在本发明一种可选实施方式中，控制器20还被配置为：根据第一斜率k和无人飞行器的最大竖直移动速度确定最大允许行进速度，并在无人飞行器当前的行进速度大于最大允许行进速度的情况下，控制无人飞行器的行进速度降低至小于或等于最大允许行进速度。

在本发明一种可选实施方式中，控制器20还被配置为：在无人飞行器的前方被阻挡的情况下，获取无人飞行器处于不同的离地距离时对应的间隔距离之间的变化量，获取无人飞行器在水平方向上的行进距离，随后确定间隔距离之间的变化量与跟该变化量对应的行进距离之间的差值，在该差值在预设距离范围内的情况下，确定阻挡物为难以越过的障碍物，否则，确定阻挡物为向上斜坡。也就是说，当无人飞行器被阻挡时，控制器20可以通过其爬升过程中与前方阻挡物之间的间隔距离的变化量和移动的行进距离来判断前方的阻挡物是向上斜坡还是难以越过的障碍物，并在确定前方的阻挡物为障碍物的情况下，控制无人飞行器悬停、返航或通过改变航线的方式绕过障碍物。

相应地，本发明实施还提供一种无人飞行器，该无人飞行器包括上述的控制装置。该无人飞行器可以为植保无人机、测绘无人机或航拍无人机等。

通过本发明上述实施方式，不仅可以实现无人飞行器与地面保持预设高度的距离，还可以实现无人飞行器在上坡过程中的快速提前爬升和在下坡过程中的快速下降。此外，在遇到障碍物时，无人飞行器能够及时悬停、返航或绕过障碍物。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (20)

1.一种用于无人飞行器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

在所述无人飞行器处于仿地飞行的模式下，通过向下设置的距离传感器检测所述无人飞行器的离地距离；

通过前向设置的距离传感器确定所述无人飞行器的前方是否被阻挡；

在所述无人飞行器的前方被阻挡的情况下，通过所述前向设置的距离传感器检测所述无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离；以及

根据所述离地距离、所述间隔距离以及所述无人飞行器的行进速度来调节所述无人飞行器的竖直移动速度；

所述根据所述离地距离、所述间隔距离以及所述无人飞行器的行进速度来调节所述无人飞行器的竖直移动速度，包括：

根据所述离地距离与预设期望高度值之间的差值确定第一调节值；

根据所述离地距离和所述间隔距离确定第一斜率；

根据所述第一斜率和所述行进速度确定第二调节值；以及

根据所述第一调节值和所述第二调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取所述无人飞行器当前的所述竖直移动速度；以及

根据所述差值和当前的所述竖直移动速度确定所述第一调节值。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取所述无人飞行器处于不同位置时对应的海拔高度和离地距离；

获取所述不同位置之间的水平距离；

根据所述水平距离以及不同位置对应的所述海拔高度和所述离地距离确定第二斜率；

根据所述第二斜率和所述行进速度确定第三调节值；以及

根据所述第一调节值、所述第二调节值以及所述第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

根据所述第一斜率和所述无人飞行器的最大竖直移动速度确定最大允许行进速度；以及

在当前的所述行进速度大于所述最大允许行进速度的情况下，控制所述行进速度降低至小于或等于所述最大允许行进速度。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

将所述间隔距离与预设的第一距离阈值进行比较；以及

在所述间隔距离大于所述第一距离阈值的情况下，根据所述第一调节值或根据所述第一调节值和第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述第一距离阈值与所述行进速度相关联。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

根据所述无人飞行器的倾斜角度和所述离地距离确定第二距离阈值；以及

在所述间隔距离大于所述第二距离阈值的情况下，根据所述第一调节值或根据所述第一调节值和第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在所述无人飞行器的前方被阻挡的情况下，获取所述无人飞行器处于不同的所述离地距离时对应的所述间隔距离之间的变化量；

获取所述无人飞行器在水平方向上的行进距离；

确定所述变化量与跟该变化量对应的所述行进距离之间的差值；以及

在所述差值在预设距离范围内的情况下，确定所述阻挡物为难以越过的障碍物，否则，确定所述阻挡物为向上斜坡。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在确定所述阻挡物为所述障碍物的情况下，控制所述无人飞行器在左右方向上移动以绕过所述障碍物。

10.一种用于无人飞行器的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

竖直测距模块，被配置为检测所述无人飞行器的离地距离；

水平测距模块，被配置为检测所述无人飞行器的前方是否被阻挡；

以及

控制器，被配置为：

在所述无人飞行器处于仿地飞行的模式下，从所述竖直测距模块获取所述离地距离；

通过所述水平测距模块确定所述无人飞行器的前方是否被阻挡；

在所述无人飞行器的前方被阻挡的情况下，从所述水平测距模块获取所述无人飞行器与阻挡物之间的间隔距离；以及

根据所述离地距离、所述间隔距离以及所述无人飞行器的行进速度来调节所述无人飞行器的竖直移动速度；

其中，所述控制器根据所述离地距离、所述间隔距离以及所述无人飞行器的行进速度来调节所述无人飞行器的竖直移动速度，包括：

根据所述离地距离与预设期望高度值之间的差值确定第一调节值；

根据所述离地距离和所述间隔距离确定第一斜率；

根据所述第一斜率和所述行进速度确定第二调节值；以及

根据所述第一调节值和所述第二调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

11.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：

获取所述无人飞行器当前的所述竖直移动速度；以及

根据所述差值和当前的所述竖直移动速度确定所述第一调节值。

12.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

海拔检测装置，被配置为检测所述无人飞行器的海拔高度；

所述控制器还被配置为：

分别从所述海拔检测装置和所述竖直测距模块获取所述无人飞行器处于不同位置时对应的海拔高度和离地距离；

获取所述不同位置之间的水平距离；

根据所述水平距离以及不同位置对应的所述海拔高度和所述离地距离确定第二斜率；

根据所述第二斜率和所述行进速度确定第三调节值；以及

根据所述第一调节值、所述第二调节值以及所述第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

13.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：

根据所述第一斜率和所述无人飞行器的最大竖直移动速度确定最大允许行进速度；以及

在当前的所述行进速度大于所述最大允许行进速度的情况下，控制所述行进速度降低至小于或等于所述最大允许行进速度。

14.根据权利要求10至13中任意一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：

将所述间隔距离与预设的第一距离阈值进行比较；以及

在所述间隔距离大于所述第一距离阈值的情况下，根据所述第一调节值或根据所述第一调节值和第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

15.根据权利要求14所述的控制装置，其特征在于，所述第一距离阈值与所述行进速度相关联。

16.根据权利要求10至13中任意一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：

根据所述无人飞行器的倾斜角度和所述离地距离确定第二距离阈值；以及

在所述间隔距离大于所述第二距离阈值的情况下，根据所述第一调节值或根据所述第一调节值和第三调节值调节所述无人飞行器的竖直移动速度。

17.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：

在所述无人飞行器的前方被阻挡的情况下，获取所述无人飞行器处于不同的所述离地距离时对应的所述间隔距离之间的变化量；

获取所述无人飞行器在水平方向上的行进距离；

确定所述变化量与跟该变化量对应的所述行进距离之间的差值；以及

在所述差值在预设距离范围内的情况下，确定所述阻挡物为难以越过的障碍物，否则，确定所述阻挡物为向上斜坡。

18.根据权利要求17所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：

在确定所述阻挡物为所述障碍物的情况下，控制所述无人飞行器在左右方向上移动以绕过所述障碍物。

19.根据权利要求10至13中任意一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括安装于所述无人飞行器机身上的云台，所述水平测距模块安装于所述云台上。

20.一种无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器包括根据权利要求10至19中任意一项所述的控制装置。

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