CN110673629B - 无人机数据采集方法、装置、计算机系统与可读存储介质 - Google Patents

无人机数据采集方法、装置、计算机系统与可读存储介质 Download PDF

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CN110673629B CN201910901730.1A CN201910901730A CN110673629B CN 110673629 B CN110673629 B CN 110673629B CN 201910901730 A CN201910901730 A CN 201910901730A CN 110673629 B CN110673629 B CN 110673629B
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Abstract

本公开实施例公开了一种无人机数据采集方法、装置、计算机系统与可读存储介质，所述无人机数据采集方法包括：根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间；在所述飞行采集模式和所述悬停采集模式中，选择所述数据采集任务完成时间最短的模式，作为实际数据采集模式；控制无人机采用所述实际数据采集模式，对所述电子设备进行数据采集。

Description

无人机数据采集方法、装置、计算机系统与可读存储介质
技术领域
本公开涉及通信领域，具体涉及一种无人机数据采集方法、装置、计算机系统与可读存储介质。
背景技术
近年，应用无人机进行灾后救援、物联网传感器等的数据采集引起了广泛关注。无人机作为飞行基站可为地面电子设备提供可靠且经济的无线通信服务，同时扩展覆盖范围、增强地面蜂窝网络的容量。大多数现有无人机数据采集都集中在利用单个无人机进行数据采集。但在实际应用场景中，单无人机数据采集系统无法高效应对用户密集场景下的采集任务。如果只使用一架无人机从大量电子设备收集数据，就会带来两个缺陷：第一个是任务完成时间会很长，第二个是无人机可能没有足够的能量来完成数据采集任务。因此，需要使用多个无人机进行电子设备的数据采集。
现有研究主要考虑无人机悬停在空中进行数据采集，但是在悬停采集模式下进行数据采集并没有完全有效地利用无人机的移动性来提升数据采集效率。为了充分利用新兴的无人机移动基站的优势，地面电子设备应该合理公平地分配给每个无人机。更公平的关联机制可以均衡无人机的负载，从而提高无人机对电子设备的数据采集效率。
在提出本公开的过程中，发明人发现，在使用无人机进行数据采集时，需要解决采集模式优化和无人机与电子设备的关联与飞行路线计算问题。
发明内容
为了至少部分解决相关技术问题，本公开实施例提供一种无人机数据采集方法、装置、计算机系统与可读存储介质。
本公开实施例中提供了一种无人机数据采集方法，用于控制一个或多个无人机执行针对一个或多个电子设备的数据采集任务。
具体地，所述无人机数据采集方法，包括：
根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间；
在所述飞行采集模式和所述悬停采集模式中，选择所述数据采集任务完成时间最短的模式，作为实际数据采集模式；
控制无人机采用所述实际数据采集模式，对所述电子设备进行数据采集。
可选的，所述无人机飞行速度包括无人机最大飞行速度；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述无人机飞行路线信息和无人机最大飞行速度计算数据采集起始位置，无人机在所述数据采集起始位置开始对所述电子设备进行数据采集；
根据所述数据采集起始位置和所述电子设备需要传输的数据量计算所述无人机在数据采集时的飞行速度；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算所述电子设备在数据采集时的发射功率；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间。
可选的，在飞行采集模式下，所述数据采集起始位置在飞行起始点和所述电子设备上方之间，其中，当所述电子设备是所述飞行路线上的第一个电子设备时，所述飞行起始点是所述无人机的起飞地点，否则，所述飞行起始点是所述飞行路线上前一个电子设备上方的位置；
所述无人机飞行到所述数据采集起始位置之前，采用最大速度飞行。
可选的，所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停模式下的数据采集时间；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度和所述悬停模式下的数据采集时间计算所述悬停采集模式下的数据采集任务完成时间。
可选的，在悬停采集模式下，所述无人机飞行到所述电子设备上方后，开始数据采集；
所述无人机飞行到所述电子设备上方之前，采用最大速度飞行。
可选的，所述无人机飞行路线信息包括由所述数据采集任务中的各电子设备对所述无人机的飞行路线划分得到的一个或多个子路线的长度信息，所述飞行路线是从所述无人机的起飞地点到所述数据采集任务中最后一个被采集的电子设备上方的飞行路线。
可选的，通过将多个无人机的飞行路线长度之和与单个无人机的飞行路线长度最大值进行联合优化，在所述多个无人机间均衡分配数据采集任务。
本发明的另一个方面提供了一种无人机数据采集装置，用于控制一个或多个无人机执行针对一个或多个电子设备的数据采集任务，其特征在于，所述装置包括：
计算模块，用于根据所述数据采集任务中的无人机飞行距离、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间；
模式确定模块，用于在所述飞行采集模式和所述悬停采集模式中，选择所述数据采集任务完成时间最短的模式，作为实际数据采集模式；
控制模块，用于控制无人机采用所述实际数据采集模式，对所述电子设备进行数据采集。
本发明的另一个方面提供了一种计算机系统，包括：处理器；存储器，存储有可执行指令，当所述可执行指令被处理器执行时，实现计算机系统的无人机数据采集方法。
本发明的另一个方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有可执行指令，当所述可执行指令被处理器执行时，实现所述无人机数据采集方法。
附图说明
结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它目的和优点将变得更加明显。在附图中：
图1示出了根据本公开实施例的应用场景的示意图；
图2示出了根据本公开实施例的无人机数据采集方法的流程图；
图3示出了根据本公开实施例的无人机数据采集装置的框图；
图4示出根据本公开实施例的计算机系统的结构框图；
图5示出根据本公开实施例适于无人机数据采集方法的计算机体系架构的结构框图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。
在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
在提出本公开的过程中，发明人发现，在使用无人机进行数据采集时，需要解决采集模式优化和无人机与电子设备的关联与飞行路线计算问题。
图1示出了根据本公开实施例的应用场景的示意图。可以理解，图1所示应用场景仅为了说明本公开的概念和原理，而并非意味着本公开仅适用于这样的应用场景。
根据本公开实施例，应用场景可以是地震灾后救援场景，电子设备可以是摄像头，存储了监控视频数据，由于移动通信网在地震中被破坏，可以采用无人机采集摄像头中的监控视频数据。应用场景也可以是物联网应用场景，例如电子设备可以是林区中的温、湿度传感器，存储了林区中特定位置的温、湿度数据。林区面积很大，移动通信网没有覆盖，可以采用无人机采集温、湿度传感器中的温、湿度数据。应用场景也可以是其它场景。
如图1所示，地面上分布着111～117共7个电子设备。无人机102、103、104从数据中心101出发，对电子设备111～117中存储的数据进行数据采集。
根据本公开实施例，将最后一个无人机完成数据采集的时间作为完成数据采集任务的总时间，系统的优化目标是使得完成数据采集任务的总时间最短。
数据中心根据电子设备的位置分布，在无人机和电子设备间进行关联，并为每个无人机计算对关联的电子设备进行数据采集的飞行路线。使得每个电子设备都有一个无人机进行数据采集，无人机间的数据采集任务分配较为均衡，所有无人机的飞行路线总长度较短，飞行路线最长的无人机的飞行路线长度也较短，使得飞行路线最长的无人机能尽快完成数据采集。在图1中，将电子设备111、112关联到无人机102，将电子设备113、114、115关联到无人机103，将电子设备116、117关联到无人机104。
无人机对电子设备的数据采集可以采用两种模式：飞行采集模式和悬停采集模式。
在飞行采集模式下，无人机从飞行起始点开始，以最大飞行速度飞行到飞行起始点和电子设备上方之间的数据采集起始位置，以节约不采集数据的飞行时间。无人机从数据采集起始位置开始进行数据采集，在到达电子设备上方时或者到达电子设备上方之前完成数据采集。在飞行数据采集的过程中，可以采用合适的飞行速度，以在节约时间的同时能将电子设备中的数据全部采集完毕。同时还可以计算电子设备在数据采集时的发射功率，使电子设备不会因为发送数据而耗尽存储的能量。当无人机从数据中心飞行到第一个电子设备进行数据采集时，飞行起始点是无人机的起飞位置，即数据中心位置；当无人机从前一个电子设备飞行到后一个电子设备进行数据采集时，飞行起始点是前一个电子设备上方的位置。
在悬停采集模式下，无人机从飞行起始点开始，以最大飞行速度飞行到电子设备上方，并悬停在电子设备上方进行数据采集。此时可以计算电子设备在数据采集时的发射功率，使电子设备不会因为发送数据而耗尽存储的能量。
在飞行采集模式下，无人机可以在飞往电子设备的过程中开始数据采集，但是由于飞行中无线信道环境不停变化，数据采集的传输速率可能受影响。而在悬停采集模式下，无人机飞到电子设备上方后才能开始数据采集，但数据采集时的无线信道环境稳定，可以用较高的传输速率进行数据采集。
在对每个电子设备进行数据采集的过程中，可以比较飞行采集模式和悬停采集模式的数据采集任务完成时间，选取数据采集任务完成时间较短的模式，作为实际数据采集模式，以尽快完成数据采集任务。当一个无人机对多个电子设备进行数据采集时，对不同电子设备可以分别采用不同的实际数据采集模式，以使每次数据采集任务都能尽快完成。例如，无人机102从数据中心101出发，对电子设备111和112进行数据采集，可以从数据中心101起飞，先以悬停采集模式对电子设备112进行数据采集，再从电子设备112上方出发，以飞行采集模式对电子设备111进行数据采集。
在数据中心完成无人机和电子设备间的关联、无人机的飞行路线计算和每次数据采集的数据采集模式选择之后，控制所有无人机起飞，完成数据采集任务。
根据本公开实施例，也可以实现一个无人机对一个电子设备的数据采集，此时可以省略无人机和电子设备间的关联和无人机的飞行路线计算过程。也可以实现一个无人机对多个电子设备的数据采集，此时可以省略无人机和电子设备间的关联过程。
根据本公开实施例，也可以采用其它无人机和电子设备间的关联方式、其它的飞行路线计算方式和其它的数据采集模式。
图2示出了根据本公开实施例的无人机数据采集方法的流程图，本公开实施例用于控制一个或多个无人机执行针对一个或多个电子设备的数据采集任务。
在步骤S201中，根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间；
在步骤S202中，在所述飞行采集模式和所述悬停采集模式中，选择所述数据采集任务完成时间最短的模式，作为实际数据采集模式；
在步骤S203中，控制无人机采用所述实际数据采集模式，对所述电子设备进行数据采集。
根据本公开实施例，步骤S201～S203可以直接应用于一个无人机对一个电子设备的数据采集，也可以应用于一个无人机对多个电子设备的数据采集或者多个无人机对多个电子设备的数据采集的过程中，对其中任意一个电子设备的数据采集。
例如，可以根据无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间，使得无人机在飞行到电子设备上方之前就开始数据采集，在到达电子设备上方时或者到达电子设备上方之前完成数据采集。在采集完电子设备需要传输的所有数据量，且电子设备不会因为发送数据而耗尽存储的能量的条件下，尽可能缩短飞行采集模式下的数据采集任务完成时间。可以根据无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停采集模式下的数据采集任务完成时间，使得无人机飞行到电子设备上方之后，在电子设备上方处于悬停状态时进行数据采集。在采集完电子设备需要传输的所有数据量，且电子设备不会因为发送数据而耗尽存储的能量的条件下，尽可能缩短悬停采集模式下的数据采集任务完成时间。
飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间都经过了优化计算，而在两种模式中选择数据采集任务完成时间最短的模式作为实际数据采集模式，实现了数据采集任务完成时间的进一步优化。
在优化计算之后，控制无人机采用所述实际数据采集模式，对所述电子设备进行数据采集，防止了无人机在未优化前的盲目飞行，提高了数据采集效率。
根据本公开实施例，在分别优化计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间之后，选择时间最短的模式作为实际数据采集模式控制无人机飞行，在不耗尽电子设备的能量采集完电子设备需要传输的数据量的条件下，尽可能缩短了数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，所述无人机飞行速度包括无人机最大飞行速度；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述无人机飞行路线信息和无人机最大飞行速度计算数据采集起始位置，无人机在所述数据采集起始位置开始对所述电子设备进行数据采集；
根据所述数据采集起始位置和所述电子设备需要传输的数据量计算所述无人机在数据采集时的飞行速度；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算所述电子设备在数据采集时的发射功率；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，M个无人机从数据中心出发对N个能量有限的电子设备进行数据采集。电子设备随机分布在二维地面区域，并携带一定数量的需要上传的数据。所有无人机的飞行高度为H。电子设备j(0≤j≤N-1)需要在存储的能量Ej下上传Bj比特的数据量。无人机i(0≤i≤M-1)在t时刻的三维坐标表示为(Xi(t)，Yi(t)，H)，用户j的坐标为(xj，yj)。W是数据采集过程中的无线信道带宽。
首先计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间。
在计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间的过程中，首先计算数据采集起始位置。对电子设备j，计算最优化的数据采集起始位置到电子设备上方的距离
Figure GDA0002682612690000081
使得数据采集任务完成时间最短。
Figure GDA0002682612690000082
其中，
Figure GDA0002682612690000091
是无人机i从飞行起始点到数据采集起始位置间的距离，vmax是无人机最大飞行速度，
Figure GDA0002682612690000092
是预设的无人机i从数据采集起始位置到电子设备j上方的优化飞行速度。
对
Figure GDA0002682612690000093
的限定条件是
Figure GDA0002682612690000094
其中xij是无人机i从飞行起始点到电子设备j上方的距离，即数据采集起始位置在飞行起始点和电子设备j上方之间。
在计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间的过程中，其次计算无人机在数据采集时的飞行速度。
在数据采集起始位置到电子设备j上方的距离为
Figure GDA0002682612690000095
的条件下，无人机从数据采集起始位置到电子设备j上方的最小飞行速度为
Figure GDA0002682612690000096
其中σ2是无线信道噪声功率，
Figure GDA0002682612690000097
是无人机在数据采集起始位置时电子设备j和无人机间通信的路径损耗，LdB(s)是无人机在飞行数据采集过程中电子设备j和无人机间通信的路径损耗。
为了最大限度地减少无人机的飞行时间，无人机的速度应尽可能大，并找到无人机在飞行数据采集时的最佳飞行速度
Figure GDA0002682612690000098
最大数据采集量
Figure GDA0002682612690000099
是vij的递减函数，vij过大可能导致无法采集完电子设备j中的全部数据。无人机在数据采集时的飞行速度vij的优化问题可以表示为：
Figure GDA00026826126900000910
限定条件是
Figure GDA00026826126900000911
即完成对电子设备j中的全部数据的数据采集；而且
Figure GDA00026826126900000912
即vij在无人机从数据采集起始位置到电子设备上方的最小飞行速度和无人机最大飞行速度之间。
在计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间的过程中，其次计算电子设备在数据采集时的发射功率。
在数据采集起始位置到电子设备上方的距离为
Figure GDA0002682612690000101
无人机在数据采集时的飞行速度为
Figure GDA0002682612690000102
的条件下，计算电子设备j在时间t下的发送功率Pj(t)，使得采集的数据量最大，即
Figure GDA0002682612690000103
其中γij(t)是无人机i和电子设备j间随时间t变化的无线信道信噪比。
限定条件是
Figure GDA0002682612690000104
即电子设备j发送数据消耗的能量小于或者等于存储的能量。
令
Figure GDA0002682612690000105
上述公式可以重写为：
Figure GDA0002682612690000106
限定条件是
Figure GDA0002682612690000107
使用注水定理分配电子设备j在飞行数据采集时的发射功率，用拉格朗日函数解决优化问题：
Figure GDA0002682612690000108
令
Figure GDA0002682612690000109
得到最优化的发射功率为
Figure GDA00026826126900001010
其中，
Figure GDA00026826126900001011
是注水线，
Figure GDA00026826126900001012
最大数据采集量为
Figure GDA00026826126900001013
在计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间的过程中，最后计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间。
在数据采集起始位置到电子设备上方的距离为
Figure GDA0002682612690000111
无人机在数据采集时的飞行速度为
Figure GDA0002682612690000112
的条件下，飞行采集模式下的数据采集任务完成时间是
Figure GDA0002682612690000113
在飞到数据采集起始位置之前，无人机以最大飞行速度vmax飞行，在飞行数据采集过程中，以优化的数据采集时的飞行速度
Figure GDA0002682612690000114
飞行。
通过上述计算，使得无人机在飞行采集模式下，在不耗尽电子设备存储的能量并采集完电子设备中需要传输的数据量的条件下，尽量缩短数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，在飞行采集模式下，所述数据采集起始位置在飞行起始点和所述电子设备上方之间，其中，当所述电子设备是所述飞行路线上的第一个电子设备时，所述飞行起始点是所述无人机的起飞地点，否则，所述飞行起始点是所述飞行路线上前一个电子设备上方的位置；所述无人机飞行到所述数据采集起始位置之前，采用最大速度飞行。
例如，数据采集起始位置在飞行起始点和所述电子设备上方之间，使得无人机可以在飞行过程中开始数据采集。而无人机飞行到所述数据采集起始位置之前，采用最大速度飞行，可以尽快飞到采集起始位置，尽可能缩短数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停模式下的数据采集时间；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度和所述悬停模式下的数据采集时间计算所述悬停采集模式下的数据采集任务完成时间。
在计算悬停采集模式下的数据采集任务完成时间的过程中，首先计算悬停模式下的数据采集时间。通过下面两个公式，采用二进制搜索算法的方式计算优化的悬停模式下的数据采集时间Tj。两个公式限定了：悬停模式下的数据采集时间Tj内电子设备j发射信号消耗的能量不超过电子设备j储存的能量；悬停模式下的数据采集时间Tj内能传输的数据量超过电子设备j需要传输的数据量。
Tj×Pj≤Ej
Figure GDA0002682612690000121
悬停采集模式下的数据采集任务完成时间是悬停模式下的数据采集时间加上无人机从飞行起始点到电子设备上方的飞行时间。
采用这种方式，实现在不消耗完电子设备存储的能量的条件下，尽快采集完电子设备中需要传输的数据量。
也可以采用其它方式计算悬停采集模式下的数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，在悬停采集模式下，所述无人机飞行到所述电子设备上方后，开始数据采集；所述无人机飞行到所述电子设备上方之前，采用最大速度飞行。
在悬停采集模式下，所述无人机飞行到所述电子设备上方后，才开始进行数据采集，无线信道稳定，能实现较高速的数据采集；无人机采用最大速度飞行到电子设备上方，尽量减少飞行时间，从而减少数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，所述无人机飞行路线信息包括由所述数据采集任务中的各电子设备对所述无人机的飞行路线划分得到的一个或多个子路线的长度信息，所述飞行路线是从所述无人机的起飞地点到所述数据采集任务中最后一个被采集的电子设备上方的飞行路线。
例如，当一个无人机对多个电子设备进行数据采集时，飞行路线是从无人机的起飞地点到最后一个被采集的电子设备上方的飞行路线，而且无人机飞行路线信息包括多个子路线的长度信息，每个子路线是飞行路线中从起飞地点到第一个电子设备，或者飞行路线中的前一个电子设备到后一个电子设备。对每个子路线，可以分别计算飞行模式下的数据采集任务完成时间和悬停模式下的数据采集任务完成时间，并根据其中最短者选择实际数据采集模式。由于每个子线路都逐段进行了独立优化，使得总体优化效果最佳。
根据本公开实施例，通过将多个无人机的飞行路线长度之和与单个无人机的飞行路线长度最大值进行联合优化，在所述多个无人机间均衡分配数据采集任务。
例如，数据中心根据电子设备的位置分布，在无人机和电子设备间进行关联，并为每个无人机计算对关联的电子设备进行数据采集的飞行路线。使得每个电子设备都有一个无人机进行数据采集，无人机间的数据采集任务分配较为均衡，所有无人机的飞行路线总长度较短，飞行路线最长的无人机的飞行路线长度也较短，使得飞行路线最长的无人机能尽快完成数据采集。
计算无人机飞行路线总长度和最长飞行路线长度均衡度的目标函数O，并使目标函数O的值最小：
O＝k1D+k2J,
k1+k2＝1
其中，
Figure GDA0002682612690000131
是M个无人机飞行路线的总长度，di表示无人机i的飞行路线长度。J＝max(di),i∈M是所有M个无人机中最长的飞行路线长度，k1和k2是D和J的权重。解决此问题可以使用动态规划算法求解增强的多旅行商问题。
通过这种方式，实现了电子设备的数据采集任务在多个无人机间的均衡分配，使得完成数据采集任务的总时间最短。
也可以采用其它方式实现在多个无人机间均衡分配数据采集任务。
图3示出了根据本公开实施例的无人机数据采集装置的框图。
如图3所示，无人机数据采集装置300包括：
计算模块301，用于根据所述数据采集任务中的无人机飞行距离、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间；
模式确定模块302，用于在所述飞行采集模式和所述悬停采集模式中，选择所述数据采集任务完成时间最短的模式，作为实际数据采集模式；
控制模块303，用于控制无人机采用所述实际数据采集模式，对所述电子设备进行数据采集。
根据本公开实施例，所述无人机飞行速度包括无人机最大飞行速度；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述无人机飞行路线信息和无人机最大飞行速度计算数据采集起始位置，无人机在所述数据采集起始位置开始对所述电子设备进行数据采集；
根据所述数据采集起始位置和所述电子设备需要传输的数据量计算所述无人机在数据采集时的飞行速度；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算所述电子设备在数据采集时的发射功率；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，在飞行采集模式下，所述数据采集起始位置在飞行起始点和所述电子设备上方之间，其中，当所述电子设备是所述飞行路线上的第一个电子设备时，所述飞行起始点是所述无人机的起飞地点，否则，所述飞行起始点是所述飞行路线上前一个电子设备上方的位置；
所述无人机飞行到所述数据采集起始位置之前，采用最大速度飞行。
根据本公开实施例，所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停模式下的数据采集时间；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度和所述悬停模式下的数据采集时间计算所述悬停采集模式下的数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，在悬停采集模式下，所述无人机飞行到所述电子设备上方后，开始数据采集；
所述无人机飞行到所述电子设备上方之前，采用最大速度飞行。
根据本公开实施例，所述无人机飞行路线信息包括由所述数据采集任务中的各电子设备对所述无人机的飞行路线划分得到的一个或多个子路线的长度信息，所述飞行路线是从所述无人机的起飞地点到所述数据采集任务中最后一个被采集的电子设备上方的飞行路线。
根据本公开实施例，通过将多个无人机的飞行路线长度之和与单个无人机的飞行路线长度最大值进行联合优化，在所述多个无人机间均衡分配数据采集任务。
图4示出根据本公开实施例的计算机系统的结构框图。
如图4中所示，该计算机系统400可以包括一个或多个处理器401以及一个或多个存储器402。所述一个或多个存储器402用于存储一条或多条可执行指令，当所述可执行指令被所述一个或多个处理器401执行时，可以实现以下步骤：
一种无人机数据采集方法，用于控制一个或多个无人机执行针对一个或多个电子设备的数据采集任务，其特征在于，所述方法包括：
根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间；
在所述飞行采集模式和所述悬停采集模式中，选择所述数据采集任务完成时间最短的模式，作为实际数据采集模式；
控制无人机采用所述实际数据采集模式，对所述电子设备进行数据采集。
根据本公开实施例，所述无人机飞行速度包括无人机最大飞行速度；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述无人机飞行路线信息和无人机最大飞行速度计算数据采集起始位置，无人机在所述数据采集起始位置开始对所述电子设备进行数据采集；
根据所述数据采集起始位置和所述电子设备需要传输的数据量计算所述无人机在数据采集时的飞行速度；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算所述电子设备在数据采集时的发射功率；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，在飞行采集模式下，所述数据采集起始位置在飞行起始点和所述电子设备上方之间，其中，当所述电子设备是所述飞行路线上的第一个电子设备时，所述飞行起始点是所述无人机的起飞地点，否则，所述飞行起始点是所述飞行路线上前一个电子设备上方的位置；
所述无人机飞行到所述数据采集起始位置之前，采用最大速度飞行。
根据本公开实施例，所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停模式下的数据采集时间；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度和所述悬停模式下的数据采集时间计算所述悬停采集模式下的数据采集任务完成时间。
根据本公开实施例，在悬停采集模式下，所述无人机飞行到所述电子设备上方后，开始数据采集；
所述无人机飞行到所述电子设备上方之前，采用最大速度飞行。
根据本公开实施例，所述无人机飞行路线信息包括由所述数据采集任务中的各电子设备对所述无人机的飞行路线划分得到的一个或多个子路线的长度信息，所述飞行路线是从所述无人机的起飞地点到所述数据采集任务中最后一个被采集的电子设备上方的飞行路线。
根据本公开实施例，通过将多个无人机的飞行路线长度之和与单个无人机的飞行路线长度最大值进行联合优化，在所述多个无人机间均衡分配数据采集任务。
根据本公开实施例，上述无人机数据采集装置可以在分布式计算机系统中实现。该分布式计算机系统可以使用多台计算机实现。
图5示出根据本公开实施例适于文本匹配方法的计算机体系架构的结构框图。
如图5所示，计算机系统500包括处理器(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行上述方法。在RAM 503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。
另外，根据本公开的实施方式，上文描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施方式包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在及其可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行上述方法的程序代码。在这样的实施方式中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。
根据本公开的实施例，可以采用一个如上文描述的计算机体系架构来实现根据本公开实施例的方法，也可以采用多个如上文描述的计算机体系架构彼此协作来实现根据本公开实施例的方法。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施方式中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过可编程硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施方式中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种无人机数据采集方法，用于控制一个或多个无人机执行针对一个或多个电子设备的数据采集任务，其特征在于，所述方法包括：
根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间；
在所述飞行采集模式和所述悬停采集模式中，选择所述数据采集任务完成时间最短的模式，作为实际数据采集模式；
控制无人机采用所述实际数据采集模式，对所述电子设备进行数据采集。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述无人机飞行速度包括无人机最大飞行速度；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述无人机飞行路线信息和无人机最大飞行速度计算数据采集起始位置，无人机在所述数据采集起始位置开始对所述电子设备进行数据采集；
根据所述数据采集起始位置和所述电子设备需要传输的数据量计算所述无人机在数据采集时的飞行速度；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算所述电子设备在数据采集时的发射功率；
根据所述数据采集起始位置和所述无人机在数据采集时的飞行速度计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
在飞行采集模式下，所述数据采集起始位置在飞行起始点和所述电子设备上方之间，其中，当所述电子设备是所述飞行路线上的第一个电子设备时，所述飞行起始点是所述无人机的起飞地点，否则，所述飞行起始点是所述飞行路线上前一个电子设备上方的位置；
所述无人机飞行到所述数据采集起始位置之前，采用最大速度飞行。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停采集模式下的数据采集任务完成时间包括：
根据所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算悬停模式下的数据采集时间；
所述根据所述数据采集任务中的无人机飞行路线信息、无人机飞行速度和所述悬停模式下的数据采集时间计算所述悬停采集模式下的数据采集任务完成时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
在悬停采集模式下，所述无人机飞行到所述电子设备上方后，开始数据采集；
所述无人机飞行到所述电子设备上方之前，采用最大速度飞行。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述无人机飞行路线信息包括由所述数据采集任务中的各电子设备对所述无人机的飞行路线划分得到的一个或多个子路线的长度信息，所述飞行路线是从所述无人机的起飞地点到所述数据采集任务中最后一个被采集的电子设备上方的飞行路线。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
通过将多个无人机的飞行路线长度之和与单个无人机的飞行路线长度最大值进行联合优化，在所述多个无人机间均衡分配数据采集任务。
8.一种无人机数据采集装置，用于控制一个或多个无人机执行针对一个或多个电子设备的数据采集任务，其特征在于，所述装置包括：
计算模块，用于根据所述数据采集任务中的无人机飞行距离、无人机飞行速度、所述电子设备需要传输的数据量和所述电子设备存储的能量计算飞行采集模式下的数据采集任务完成时间和悬停采集模式下的数据采集任务完成时间；
模式确定模块，用于在所述飞行采集模式和所述悬停采集模式中，选择所述数据采集任务完成时间最短的模式，作为实际数据采集模式；
控制模块，用于控制无人机采用所述实际数据采集模式，对所述电子设备进行数据采集。
9.一种计算机系统，包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述存储器存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被所述处理器执行时，实现根据权利要求1～7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述存储器存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器执行时，实现根据权利要求1～7中任一项所述的方法。
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