CN111742277A - 无人机的控制方法、设备、无人机及存储介质 - Google Patents

无人机的控制方法、设备、无人机及存储介质 Download PDF

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CN111742277A CN201980012528.1A CN201980012528A CN111742277A CN 111742277 A CN111742277 A CN 111742277A CN 201980012528 A CN201980012528 A CN 201980012528A CN 111742277 A CN111742277 A CN 111742277A
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/12—Target-seeking control

Abstract

一种无人机的控制方法、设备、无人机及存储介质。该方法包括：根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从无人机的当前位置到第一个航路点的目标航线，其中，无人机沿该目标航线进入第一个航路点时的方向与无人机沿该预设航线从第一个航路点飞行到第二个航路点的方向一致(S101)；根据该目标航线，控制无人机飞行到第一个航路点(S102)。该方法可以使无人机以较小的偏差平滑进入预设航线的第一个航路点，提高无人机在预设航线的初始阶段对该预设航线的跟踪效果。

Description

无人机的控制方法、设备、无人机及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机的控制方法、设备、无人机及存储介质。
背景技术
垂直起降无人机是近年来发展迅速的一类新型航空器，同时具备旋翼飞行器的垂直起降并能在空中悬停和低速飞行的能力和固定翼飞行器以较低能耗高速飞行的能力，具有极强的行业应用价值。垂直起降无人机可以按照用户预先规划好的航线飞行，例如，垂直起降无人机可以接收地面控制端发送的多个航路点信息，从当前位置自动飞行到第一个航路点，并从该第一个航路点开始沿着预先规划好的航线飞行。
但是，现有技术中无人机在进入第一个航路点时，无法满足第个航路点的要求，导致无人机进入第一个航路点之后，无法按照预先规划好的航线正常飞行。
发明内容
本发明实施例提供一种无人机的控制方法、设备、无人机及存储介质，以使无人机以较小的偏差平滑进入预设航线的第一个航路点，提高该无人机在该预设航线的初始阶段对该预设航线的跟踪效果。
本发明实施例的第一方面是提供一种无人机的控制方法，包括：
根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线，其中，所述无人机沿所述目标航线进入所述第一个航路点时的方向与所述无人机沿所述预设航线从所述第一个航路点飞行到所述第二个航路点的方向一致；
根据所述目标航线，控制所述无人机飞行到所述第一个航路点。
本发明实施例的第二方面是提供一种无人机的控制设备，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序代码；
所述处理器，调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行以下操作：
根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线，其中，所述无人机沿所述目标航线进入所述第一个航路点时的方向与所述无人机沿所述预设航线从所述第一个航路点飞行到所述第二个航路点的方向一致；
根据所述目标航线，控制所述无人机飞行到所述第一个航路点。
本发明实施例的第三方面是提供一种无人机，包括：
机身；
动力系统，安装在所述机身，用于提供飞行动力；
以及第二方面所述的控制设备。
本发明实施例的第四方面是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现第一方面所述的方法。
本实施例提供的无人机的控制方法、设备、无人机及存储介质，通过根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定所述无人机从当前位置到所述第一个航路点的目标航线，由于该目标航线参考了预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，并且无人机进入第一个航路点时的方向与无人机从第一个航路点飞行到第二个航路点的方向一致，因此，当无人机沿着该目标航线飞行到该第一个航路点时，可以使得该无人机以较小的偏差平滑进入第一个航路点，提高了该无人机在该预设航线的初始阶段对该预设航线的跟踪效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的无人机的控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种应用场景的示意图；
图3为本发明另一实施例提供的无人机的控制方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的另一种应用场景的示意图；
图5为本发明实施例提供的多个备选航线的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种备选航线的俯视图；
图7为本发明实施例提供的一种备选航线的侧视图；
图8为本发明实施例提供的另一种备选航线的俯视图；
图9为本发明实施例提供的另一种备选航线的侧视图；
图10为本发明实施例提供的另一种多个备选航线的示意图；
图11为本发明另一实施例提供的无人机的控制方法的流程图；
图12为本发明实施例提供的一种无人机的水平航程和高度变化的示意图；
图13为本发明实施例提供的另一种无人机的水平航程和高度变化的示意图；
图14为本发明实施例提供的无人机的控制设备的结构图。
附图标记：
20：无人机； 21：第一个航路点； 22：第二个航路点；
23：反向延长线； 41：第一起始圆； 42：第二起始圆；
51：第一终止圆； 52：第二终止圆； 11：第一个航路点；
12：第二个航路点； 140：控制设备； 141：存储器；
142：处理器。
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清楚地描述，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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供一种无人机的控制方法。图1为本发明实施例提供的无人机的控制方法的流程图。如图1所示，本实施例中的方法，可以包括：
步骤S101、根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线，其中，所述无人机沿所述目标航线进入所述第一个航路点时的方向与所述无人机沿所述预设航线从所述第一个航路点飞行到所述第二个航路点的方向一致。
本实施例方法的执行主体可以是无人机的控制设备，该控制设备可以是无人机的飞行控制器，或者是其他用于控制无人机飞行的装置、部件或设备。
可选的，无人机沿目标航线进入第一个航路点时的方向与无人机沿预设航线从第一个航路点飞行到第二个航路点的方向一致，可以是无人机沿目标航线进入第一个航路点的弧线与无人机沿预设航线从第一个航路点飞行到第二个航路点的弧线的曲率一致。
可选的，无人机沿目标航线进入第一个航路点时的方向与无人机沿预设航线从第一个航路点飞行到第二个航路点的方向一致，可以是无人机沿目标航线进入第一个航路点时的方向与第一个航路点指向第二个航路点的方向一致。
如图2所示，假设无人机20需要执行虚线所示的预设航线的飞行任务，在执行该飞行任务之前，该无人机20需要从当前位置飞行到该预设航线的第一个航路点21。可以理解，此处只是示意性说明，并不限定预设航线的形状，也不限定该预设航线包括的航路点的个数。可选的，该无人机20可预先存储有该预设航线包括的多个航路点中每个航路点的相关信息，每个航路点的相关信息具体可包括该航路点的高度信息、位置信息、无人机在该航路点的速度信息等。
在本实施例中，当该无人机20需要从当前位置飞行到该预设航线的第一个航路点21时，该无人机20的控制设备首先需要确定从当前位置到第一个航路点21的目标航线，进一步，根据该目标航线控制该无人机20从当前位置飞行到该预设航线的第一个航路点21。具体的，该无人机20的控制设备可根据该无人机20当前的位置信息以及该预设航线的第一个航路点21和第二个航路点22的位置信息，确定从当前位置到第一个航路点21的目标航线。例如，该无人机20的控制设备可根据第一个航路点21和第二个航路点22的位置信息，确定第一个航路点21和第二个航路点22之间的航线段，进一步，确定该航线段的反向延长线23，该反向延长线23的长度可以由该控制设备确定，具体长度值此处不做限定。进一步，该控制设备可确定出从当前位置平滑过渡到该反向延长线23的曲线或直线，该曲线或直线以及该反向延长线23可构成从当前位置到第一个航路点21的目标航线。由于该目标航线包括反向延长线23，可以使得无人机沿目标航线进入第一个航路点时的方向与无人机沿预设航线从第一个航路点飞行到第二个航路点的方向一致。
步骤S102、根据所述目标航线，控制所述无人机飞行到所述第一个航路点。
如图2所示，在确定出目标航线之后，该控制设备可按照箭头所示的曲线控制无人机20从当前位置飞行到反向延长线23，进一步，按照该反向延长线23控制无人机20飞行到该第一个航路点21。具体的，该无人机20在反向延长线23上的飞行高度可以是该第一个航路点21对应的高度，该无人机20在反向延长线23上的飞行速度可以是该第一个航路点21的预设速度，该无人机20在反向延长线23上的飞行方向为第一个航路点21和第二个航路点22之间的航线段的方向。
在其他实施例中，该无人机的控制设备还可以是该无人机对应的控制终端，该控制终端具体可以是地面控制端，该地面控制端例如可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。
本实施例提供的无人机的控制方法、设备、无人机及存储介质，通过根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定所述无人机从当前位置到所述第一个航路点的目标航线，由于该目标航线参考了预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，并且无人机进入第一个航路点时的方向与无人机从第一个航路点飞行到第二个航路点的方向一致，因此，当无人机沿着该目标航线飞行到该第一个航路点时，可以使得该无人机以较小的偏差平滑进入第一个航路点，提高了该无人机在该预设航线的初始阶段对该预设航线的跟踪效果。
本发明实施例提供一种无人机的控制方法。图3为本发明另一实施例提供的无人机的控制方法的流程图。如图3所示，在上述实施例的基础上，所述根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线，包括：根据所述无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线；从所述多个备选航线中确定所述目标航线。
如图2所示为无人机20的控制设备根据该无人机20当前的位置信息以及该预设航线的第一个航路点21和第二个航路点22的位置信息，确定的从当前位置到第一个航路点21的目标航线的一种示例。在本实施例中，该控制设备可根据该无人机20当前的位置信息以及该预设航线的第一个航路点21和第二个航路点22的位置信息，确定从当前位置到第一个航路点21的多个备选航线，进一步，从该多个备选航线中确定出该目标航线。
可选的，本发明实施例方法可应用于垂直起降无人机，垂直起降无人机包括旋翼动力系统和固定翼动力系统，可以在旋翼和固定翼两种模式间自由切换。当垂直起降无人机切换至旋翼模式时，旋翼动力系统提供无人机的动力，当垂直起降无人机切换至固定翼模式时，固定翼动力系统提供无人机的动力。
作为一种可行的实现方式，所述根据所述无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线，包括：
步骤S301、根据所述无人机当前的位置信息，确定与所述无人机在当前位置的速度方向相切的第一起始圆和第二起始圆。
如图4所示，B点表示无人机当前所在的位置，箭头表示无人机在当前位置的速度方向，根据当前的位置信息即B点的位置信息以及该速度方向，可确定出与该无人机在当前位置的速度方向相切的两个圆，该两个圆分别记为第一起始圆41和第二起始圆42。本实施例并不限定第一起始圆41和第二起始圆42的半径，该半径具体可以是用户通过控制终端设置的。
如图4所示，假设以该无人机在当前位置B点的速度方向为前向，可以将该速度方向左侧的起始圆记为第一起始圆41，将该速度方向右侧的起始圆记为第二起始圆42。在其他实施例中，还可以将速度方向左侧的起始圆记为第二起始圆42，将该速度方向右侧的起始圆记为第一起始圆41。
在本实施例中，以第一起始圆41逆时针旋转，第二起始圆42顺时针旋转为例进行示意性说明。在其他实施例中，第一起始圆41也可以顺时针旋转，第二起始圆42逆时针旋转。
步骤S302、根据所述预设航线中的第一个航路点和第二个航路点之间的航线段，确定第一终止圆和第二终止圆，所述第一终止圆和所述第二终止圆分别与所述航线段的反向延长线相切。
如图4所示，根据第一个航路点21和第二个航路点22的位置信息，可确定出第一个航路点21和第二个航路点22之间的航线段，根据该航线段可确定该航线段的反向延长线23，进一步，可确定出与该反向延长线23相切的两个圆，这两个圆分别记为第一终止圆51和第二终止圆52。在本实施例中，反向延长线23的长度、以及第一终止圆51和第二终止圆52的半径均可以由用户通过控制终端设置。
同理，本实施例将该反向延长线23左侧的终止圆记为第一终止圆51，将该反向延长线23右侧的终止圆记为第二终止圆52。在其他实施例中，还可以将该反向延长线23左侧的终止圆记为第二终止圆52，将该反向延长线23右侧的终止圆记为第一终止圆51。
在本实施例中，以第一终止圆51逆时针旋转，第二终止圆52顺时针旋转为例进行示意性说明。在其他实施例中，第一终止圆51也可以顺时针旋转，第二终止圆52逆时针旋转。
步骤S303、根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线。
具体的，根据第一起始圆41或第二起始圆42、以及第一终止圆51或第二终止圆52，确定从无人机的当前位置B点到第一个航路点21的多个备选航线。
作为一种可行的实现方式，在起始圆和终止圆之间可以通过切线连接的方式生成多个备选航线，如此，两个起始圆和两个终止圆通过切线连接的方式可生成4个备选航线，如图5所示，其中，WP1表示第一个航路点21，WP2表示第二个航路点22，左起始圆对应于本实施例中的第一起始圆41，右起始圆对应于本实施例中的第二起始圆42，左终止圆对应于本实施例中的第一终止圆51，右终止圆对应于本实施例中的第二终止圆52。另外，如果两个圆之间没有切线，则标记这两个圆之间的切线的水平航程为无穷大。
其中，所述多个备选航线中的每个所述备选航线包括依次连接的第一航线段、第二航线段、第三航线段；所述第一航线段可投影于第一圆，所述第三航线段可投影于第二圆，所述第二航线段分别与所述第一圆和所述第二圆相切，所述第一圆为所述第一起始圆或所述第二起始圆，所述第二圆为所述第一终止圆或所述第二终止圆。
本实施例以左起始圆和右终止圆通过切线连接的方式生成的备选航线为例进行示意性说明，如图6所示为该备选航线的俯视图，如图7所示为该备选航线的侧视图。该备选航线包括多个航线段，如图6和图7所示，该备选航线包括编号为2-5的航线段，即该备选航线是从当前位置B点到第一个航路点WP1的航线。编号为1的航线段是该无人机从起始点例如Home点上升到预设高度后沿着目标方向飞行到当前位置B点的航线。
具体的，将编号为2的航线段记为第一航线段，将编号为3的航线段记为第二航线段，将编号为4的航线段记为第三航线段。其中，第一航线段即编号为2的航线段可投影于左起始圆即第一起始圆41，第三航线段即编号为4的航线段可投影于右终止圆即第二终止圆52。第二航线段即编号为3的航线段分别与左起始圆和右终止圆相切。
同理，当右起始圆和左终止圆通过切线连接的方式生成备选航线时，该第一航线段可投影于右起始圆，该第三航线段可投影于左终止圆。第二航线段分别与该右起始圆和左终止圆相切。
同理，当左起始圆和左终止圆通过切线连接的方式生成备选航线时，该第一航线段可投影于左起始圆，该第三航线段可投影于左终止圆。第二航线段分别与该左起始圆和左终止圆相切。
同理，当右起始圆和右终止圆通过切线连接的方式生成备选航线时，该第一航线段可投影于右起始圆，该第三航线段可投影于右终止圆。第二航线段分别与该右起始圆和右终止圆相切。
本实施例将第一航线段投影到的圆记为第一圆，将第三航线段投影到的圆记为第二圆，综上所述，该第一圆可以是第一起始圆或所述第二起始圆，第二圆可以是第一终止圆或第二终止圆。
如图8和图9所示，用户还可以在起始圆和终止圆之间设置一个爬升圆，该爬升圆的位置和半径也可以是用户通过控制终端设置的，例如，该爬升圆可设置在无障碍物的预设区域内。同理于起始圆和终止圆的旋转方向，该爬升圆也可以逆时针旋转或顺时针旋转。
作为另一种可行的实现方式，所述根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线，包括：根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、所述爬升圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线。
例如，在起始圆和爬升圆之间通过切线连接且在爬升圆和终止圆之间通过切线连接的方式生成多个备选航线，如此，两个起始圆、逆时针旋转或顺时针旋转的爬升圆、以及两个终止圆通过切线连接的方式可生成8个备选航线，如图10所示，其中，11表示第一个航路点，12表示第二个航路点。另外，如果两个圆之间没有切线，则标记这两个圆之间的切线的水平航程为无穷大。
可选的，所述第二航线段包括第一子航线、第二子航线、第三子航线；其中，所述第一子航线与所述第一航线段连接，所述第三子航线与所述第三航线段连接；所述第二子航线可投影于爬升圆，所述第一子航线分别与所述第一圆和所述爬升圆相切，所述第三子航线分别与所述第二圆和所述爬升圆相切。可选的，所述爬升圆是用户通过控制终端的用户界面设置的。
本实施例以左起始圆、逆时针旋转的爬升圆和右终止圆通过切线连接的方式生成的备选航线为例进行示意性说明，即以图10所示的8个备选航线中的一个为例进行示意性说明，其他备选航线与此类似。
图8所示为该备选航线的俯视图，如图9所示为该备选航线的侧视图。该备选航线包括多个航线段，如图8和图9所示，该备选航线包括编号为2-7的航线段，即该备选航线是从当前位置B点到第一个航路点WP1的航线。编号为1的航线段是该无人机从起始点例如Home点上升到预设高度后沿着目标方向飞行到当前位置B点的航线。
具体的，将编号为2的航线段记为第一航线段，将编号为3、4、5构成的航线段记为第二航线段，将编号为6的航线段记为第三航线段。其中，第一航线段即编号为2的航线段可投影于左起始圆即第一起始圆41，第三航线段即编号为6的航线段可投影于右终止圆即第二终止圆52。将图8或图9中编号为3的航线段记为第二航线段的第一子航线，将编号为4的航线段记为第二航线段的第二子航线，将编号为5的航线段记为第二航线段的第三子航线。其中，编号为3的航线段即第一子航线与编号为2的航线段即第一航线段连接，编号为5的航线段即第三子航线与编号为6的航线段即第三航线段连接。编号为4的航线段即第二子航线可投影于爬升圆，编号为3的航线段分别与左起始圆和逆时针旋转的爬升圆相切，编号为5的航线段分别与右终止圆和逆时针旋转的爬升圆相切。
在其他实施例中，每个所述备选航线还包括：第四航线段，所述第四航线段分别与所述第三航线段和所述第一个航路点连接。
如图6或图7所示，该备选航线还包括第四航线段，该第四航线段可以是编号为5的航线段。该第四航线段分别与第三航线段即编号为4的航线段和第一个航路点WP1连接。如图6或图7所示，将无人机沿着编号为1的航线段飞行的阶段记为前向过度阶段，将无人机沿着编号为2的航线段飞行的阶段记为起始圆圆弧阶段，将无人机沿着编号为3的航线段飞行的阶段记为终止圆切线阶段，将无人机沿着编号为4的航线段飞行的阶段记为终止圆圆弧阶段，将无人机沿着编号为5的航线段飞行的阶段记为预设航线进入前准备阶段。
如图8或图9所示，该备选航线还包括第四航线段，该第四航线段可以是编号为7的航线段。该第四航线段分别与第三航线段即编号为6的航线段和第一个航路点WP1连接。如图8或图9所示，将无人机沿着编号为1的航线段飞行的阶段记为前向过度阶段，将无人机沿着编号为2的航线段飞行的阶段记为起始圆圆弧阶段，将无人机沿着编号为3的航线段飞行的阶段记为爬升圆切线阶段，将无人机沿着编号为4的航线段飞行的阶段记为爬升圆圆弧阶段，将无人机沿着编号为5的航线段飞行的阶段记为终止圆切线阶段，将无人机沿着编号为6的航线段飞行的阶段记为终止圆圆弧阶段，将无人机沿着编号为7的航线段飞行的阶段记为预设航线进入前准备阶段。
可选的，该第四航线段具体可以是如上所述的第一个航路点WP1和第二个航路点WP2之间的航线段的反向延长线。
可选的，所述第四航线段满足如下至少一个条件：所述第四航线段的高度与所述第一个航路点的高度相同；所述无人机在所述第四航线段上的飞行速度与所述第一个航路点的预设速度相同；所述第四航线段的方向与所述第一个航路点和所述第二个航路点之间的航线段的方向一致。
例如以如图6或图7所示的第四航线段为例，该第四航线段可以满足如下至少一个条件：该第四航线段的高度与第一个航路点WP1的高度相同；无人机在该第四航线段的飞行速度与第一个航路点WP1的预设速度相同；该第四航线段的方向与第一个航路点WP1和第二个航路点WP2之间的航线段的方向一致。
可选的，所述无人机在所述第一航线段、所述第二航线段、所述第三航线段上的飞行速度为所述第一个航路点的预设速度。
例如以如图6或图7所示的备选航线为例，当无人机在该备选航线的第一航线段、第二航线段、第三航线段上飞行时，该无人机可采用该第一个航路点WP1的预设速度大小进行飞行，也就是说，从无人机的当前位置B点开始，该无人机即可按照该第一个航路点WP1的预设速度的大小进行飞行。
本实施例通过根据所述无人机当前的位置信息，确定与所述无人机在当前位置的速度方向相切的第一起始圆和第二起始圆，根据所述预设航线中的第一个航路点和第二个航路点之间的航线段，确定第一终止圆和第二终止圆，并根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线，实现了备选航线的多样性。另外，通过在无障碍物的预设区域内设置爬升圆，可有效避免无人机在爬升过程中碰触到障碍物，提高了无人机的飞行安全性。此外，通过第四航线段满足如下至少一个条件：所述第四航线段的高度与所述第一个航路点的高度相同；所述无人机在所述第四航线段上的飞行速度与所述第一个航路点的预设速度相同；所述第四航线段的方向与所述第一个航路点和所述第二个航路点之间的航线段的方向一致，可使得该无人机以较小的偏差平滑进入第一个航路点，提高了该无人机在该预设航线的初始阶段对该预设航线的跟踪效果。
本发明实施例提供一种无人机的控制方法。图11为本发明另一实施例提供的无人机的控制方法的流程图。如图11所示，在上述实施例的基础上，所述无人机的高度在所述第一航线段、所述第二航线段、所述第三航线段中的至少一个航线上逐渐增加。
如图12为无人机沿着如图6或图7所示的备选航线飞行时，该无人机的水平航程和高度变化的示意图。如图12所示，无人机的高度在第一航线段即编号为2的航线段、第二航线段即编号为3的航线段、以及第三航线段即编号为4的航线段上逐渐增加。其中，无人机在编号为4的航线段上沿着右终止圆重复盘旋爬升。
在其他实施例中，该无人机的高度也可以只在第一航线段、第二航线段或第三航线段上逐渐增加，或者，该无人机的高度在第一航线段、第二航线段和第三航线段中的任意两个航线段上逐渐增加。
如图13为无人机沿着如图8或图9所示的备选航线飞行时，该无人机的水平航程和高度变化的示意图。如图13所示，该无人机的高度在第一航线段即编号为2的航线段、第二航线段的第一子航线即编号为3的航线段、以及该第二航线段的第二子航线即编号为4的航线段上逐渐增加。其中，无人机在编号为4的航线段上沿着爬升圆重复盘旋爬升。
如图5或图10所示，在确定出从无人机的当前位置B点到第一个航路点WP1的多个备选航线后，需要进一步从该多个备选航线中确定出目标航线，例如，当不需要爬升圆确定该多个备选航线时，从如图5所示的4个备选航线中确定出目标航线。当需要爬升圆确定该多个备选航线时，从如图10所示的8个备选航线中确定出目标航线。
所述从所述多个备选航线中确定所述目标航线，包括：
步骤S1101、确定所述无人机沿着所述多个备选航线中的每个所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程。
以如图6或图7所示的备选航线为例进行示意性说明，该备选航线是如图5所示的4个备选航线中的一种。当无人机沿着如图6或图7所示的备选航线飞行时，无人机的高度从当前位置B点的高度上升到第一个航路点WP1的高度。无人机整个爬升过程即从当前位置B点的高度上升到第一个航路点WP1的高度的过程在初始圆圆弧阶段、终止圆切线阶段以及终止圆圆弧阶段完成。其中无人机在终止圆圆弧阶段可以重复盘旋爬升，无人机在整个爬升过程中的水平航程S等于这三个阶段的水平航程之和。同理，可计算出无人机沿着如图5所示的4个备选航线中其他几种备选航线飞行时，无人机在整个爬升过程中的水平航程，进而得到无人机沿着每个备选航线从当前位置飞行至第一个航路点的过程中，无人机的水平航程。
另外，如图8或图9所示的备选航线是如图10所示的8个备选航线中的一种。当无人机沿着如图8或图9所示的备选航线飞行时，无人机的高度从当前位置B点的高度上升到第一个航路点WP1的高度。无人机整个爬升过程即从当前位置B点的高度上升到第一个航路点WP1的高度的过程在初始圆圆弧阶段、爬升圆切线阶段以及爬升圆圆弧阶段完成，其中无人机在爬升圆圆弧阶段可以重复盘旋爬升，无人机在整个爬升过程中的水平航程S等于这三个阶段的水平航程之和。同理，可计算出无人机沿着如图10所示的8个备选航线中其他几种备选航线飞行时，无人机在整个爬升过程中的水平航程，进而得到无人机沿着每个备选航线从当前位置飞行至第一个航路点的过程中，无人机的水平航程。
步骤S1102、将所述多个备选航线中水平航程最短的备选航线确定为所述目标航线。
例如，当不需要爬升圆确定该多个备选航线时，将图5所示的4个备选航线中水平航程最短的备选航线确定为所述目标航线。当需要爬升圆确定该多个备选航线时，将图10所示的8个备选航线中水平航程最短的备选航线确定为所述目标航线。例如，当不需要爬升圆确定该多个备选航线时，若如图6或图7所示的备选航线为目标航线，则该控制设备将控制无人机按照编号为2-5的航线段依次顺序飞行到该第一个航路点。当需要爬升圆确定该多个备选航线时，若如图8或图9所示的备选航线为目标航线，则该控制设备将控制无人机按照编号为2-7的航线段依次顺序飞行到该第一个航路点。
可选的，所述确定所述无人机沿着所述多个备选航线中的每个所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程，包括：根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数；根据所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数，确定所述无人机沿着所述备选航线从所述当前位置的高度上升到所述第一个航路点的高度的过程中，所述无人机的水平航程。
以图6或图7所示的备选航线为例，将无人机当前位置B点的高度记为初始高度h0，将第一个航路点WP1的高度记为目标高度htgt。在无人机从当前位置B点的高度上升到第一个航路点WP1的高度的过程中，无人机的爬升高度记为Δh，Δh＝htgt-h0，将图6或图7所示的编号为5的航线段与右终止圆的切点记为D点，也就是说，无人机在D点时的高度达到第一个航路点WP1的高度。当无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数为0时，该无人机在整个爬升过程中的水平航程S为从B点到D点的水平航程。当无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数为1时，该无人机在整个爬升过程中的水平航程S为从B点到D点的水平航程再加上一个2πR，其中，R表示右终止圆的半径。当无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数为2时，该无人机在整个爬升过程中的水平航程S为从B点到D点的水平航程再加上两个2πR。也就是说，每当无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数增加一圈，该无人机在整个爬升过程中的水平航程S就增加2πR。因此，在计算无人机整个爬升过程中的水平航程S时，需要计算该无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数，并根据该无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数，确定该无人机沿着如图6或图7所示的备选航线从当前位置的高度上升到第一个航路点的高度的过程中，该无人机的水平航程S，进而得到无人机沿着每个备选航线从当前位置飞行至第一个航路点的过程中，无人机的水平航程。
同理，当无人机沿着如图8或图9所示的备选航线从当前位置飞行至第一个航路点的高度的过程中，可根据该无人机在爬升圆上重复盘旋爬升的圈数，确定该无人机在整个爬升过程中的水平航程S，进而得到无人机沿着每个备选航线从当前位置飞行至第一个航路点的过程中，无人机的水平航程。
在一些实施例中，该无人机还可以在爬升圆和终止圆上重复盘旋，此时，可根据该无人机在爬升圆和终止圆上重复盘旋爬升的圈数，确定该无人机在整个爬升过程中的水平航程S，进而得到无人机沿着每个备选航线从当前位置飞行至第一个航路点的过程中，无人机的水平航程。
可选的，所述根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数，包括：根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的轨迹倾角，所述盘旋爬升的轨迹倾角小于或等于预设爬升轨迹倾角阈值。其中，所述无人机盘旋爬升的轨迹倾角是根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度的高度差、以及所述水平航程确定的。
以图6或图7所示的备选航线为例，当无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数为0时，该无人机在整个爬升过程中的水平航程S为从B点到D点的水平航程。此时，根据水平航程S和无人机的爬升高度Δ□计算该无人机盘旋爬升的轨迹倾角θ，
Figure BDA0002623763230000161
由于当无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数每增加一圈，该无人机在整个爬升过程中的水平航程S就增加2πR，因此，当无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数每增加一圈时，该无人机盘旋爬升的轨迹倾角θ就会减小。因此，可以在盘旋爬升的圈数为0的基础上逐渐加1，每增加一圈计算一次该无人机盘旋爬升的轨迹倾角θ。直到满足计算得到的该无人机盘旋爬升的轨迹倾角θ小于或等于预设爬升轨迹倾角阈值时，停止增加。此处，将预设爬升轨迹倾角阈值记为θmax，该预设爬升轨迹倾角阈值θmax具体可以是用户设置的最大允许爬升轨迹倾角，即满足条件
Figure BDA0002623763230000162
时，停止增加。此时得到的无人机在右终止圆上重复盘旋爬升的圈数即为最终该无人机需要在该右终止圆上重复盘旋爬升的圈数。同理，可计算出无人机沿着图8或图9所示的备选航线飞行时，该无人机需要在爬升圆上重复盘旋爬升的圈数，或者，该无人机需要在爬升圆和右终止圆上重复盘旋爬升的圈数。
本实施例通过确定所述无人机沿着所述多个备选航线中的每个所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程，将所述多个备选航线中水平航程最短的备选航线确定为所述目标航线，使得该无人机可以在从当前位置飞行到第一个航路点的过程中最大化的节省能量。
本发明实施例提供一种无人机的控制方法。在上述实施例的基础上，所述根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线之前，所述方法还包括：控制所述无人机从起始点上升到预设高度后沿着目标方向飞行到所述当前位置。
如图7或图9所示，点A表示无人机的起始点例如Home点，该无人机从点A开始起飞后，控制设备控制该无人机从点A上升到预设高度到达点C，进一步，从点C沿着目标方向飞行到当前位置点B，即如图7或图9所示的编号为1的前向过度阶段。
可选的，所述无人机为垂直起降无人机，所述控制所述无人机从起始点上升到预设高度，包括：以旋翼模式控制所述无人机从起始点上升到预设高度。例如，该无人机从点A开始起飞后，控制设备控制该无人机以旋翼模式从点A上升到预设高度。
可选的，所述目标方向为控制终端发送的遥控指令所指示的方向，或者所述无人机上升到所述预设高度时的方向。例如，该无人机从点A开始起飞上升到预设高度的过程中，该用户可通过控制终端向该无人机发送遥控指令，该遥控指令可调整该无人机的方向。该目标方向具体可以是该无人机到达该预设高度时该控制终端的遥控指令所指示的方向。或者，该目标方向可以是该无人机到达该预设高度时该无人机的方向。
可选的，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述无人机的飞行模式由所述旋翼模式过度为固定翼模式。
例如，当无人机以旋翼模式从点A上升到预设高度h后在点C悬停，进一步，从点C沿着如上所述的目标方向飞行到当前位置点B。在从点C飞行到当前位置点B的过程中，该无人机的飞行模式由旋翼模式过度为固定翼模式，也就是说，当无人机在当前位置点B的飞行模式为固定翼模式。
作为一种可能的实现方式，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述方法还包括：当所述无人机的旋翼升力小于预设升力，且所述无人机的空速大于第一空速阈值时，将所述无人机从所述旋翼模式切换为所述固定翼模式。
例如，在从点C飞行到当前位置点B的过程中，当无人机的旋翼升力小于预设升力，且该无人机的空速大于第一空速阈值时，可以将该无人机从旋翼模式切换为固定翼模式。
作为另一种可能的实现方式，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述方法还包括：当所述无人机的空速大于第二空速阈值时，将所述无人机从所述旋翼模式切换为所述固定翼模式。
例如，在从点C飞行到当前位置点B的过程中，无人机的空速大于第二空速阈值时，可以将该无人机从旋翼模式切换为固定翼模式。其中，第二空速阈值大于第一空速阈值。
本实施例通过控制所述无人机从起始点上升到预设高度后沿着目标方向飞行到所述当前位置，并且在所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述无人机的飞行模式由所述旋翼模式过度为固定翼模式，进一步节省了无人机的能量。
下面以不需要爬升圆确定该多个备选航线的应用场景为例，对目标航线的确定过程进行示意性说明。例如，预设航线中的第一个航路点相对于无人机Home点的位置坐标是(-500m，550m)，该第一个航路点相对于地面的高度是200米。该预设航线中的第二个航路点相对于无人机Home点的位置坐标是(-500m，650m)，该第二个航路点相对于地面的高度是200米。用户通过控制终端设置的最大允许爬升轨迹倾角θmax是5度。起始圆和终止圆的半径均为100米，第一个航路点21和第二个航路点22之间的航线段的反向延长线的长度是50米。该无人机从Home点起飞的预设高度是60米。当该无人机需要执行如图2所示的虚线所示的预设航线的飞行任务时，该无人机从Home点以旋翼模式自动起飞离地，在旋翼模式上升过程中，用户通过打杆可以改变无人机的机头航向，例如，使得该无人机的机头航向对准目标方向，例如，该目标方向可以是第一航路点指向第二个航路点的方向。当该无人机上升到预设高度60米后，该无人机自动触发航线入口飞行任务。该无人机首先进入前向过度过程，在前向过度过程中，该无人机的飞行模式从旋翼模式转换到固定翼模式，且该无人机由旋翼模式转换到固定翼模式时的瞬时高度是60m，瞬时位置相对home点的坐标为(0m，100m)，此时，该无人机的速度方向为目标方向。该瞬时位置具体为如上所述的当前位置点B。进一步，根据无人机的当前位置点B的位置信息、速度方向、以及用户设置的起始圆和终止圆的半径，在该速度方向的左右两侧动态生成与速度方向相切的两个起始圆，左侧起始圆圆心坐标为(-100m，100m)，右侧起始圆圆心坐标为(100m，100m)；在第一个航路点与第二个航路点之间航线段的反向延长线两侧动态生成两个终止圆，左终止圆的圆心位置坐标为(-600m，500m)，右终止圆的圆心位置坐标为(-400m，500m)。通过两个起始圆和两个终止圆之间切线连接的方式，可生成如图5所示的4个备选航线。进一步，根据如上所述的最大允许爬升轨迹倾角θmax的限制条件，计算得到如下四组结果：
1)无人机沿着由左起始圆和左终止圆组成的备选航线飞行时，无人机的水平航程为1896m，无人机需要在左终止圆上盘旋爬升的圈数为1圈，无人机盘旋爬升的轨迹倾角为4.22°。
2)无人机沿着由左起始圆与右终止圆组成的备选航线飞行时，无人机的水平航程为1906m，无人机需要在右终止圆上盘旋爬升的圈数为2圈，无人机盘旋爬升的轨迹倾角为4.20°。
3)无人机沿着由右起始圆与左终止圆组成的备选航线飞行时，无人机的水平航程为1713m，无人机需要在左终止圆上盘旋爬升的圈数为0圈，无人机盘旋爬升的轨迹倾角为4.67°。
4)无人机沿着由右起始圆与右终止圆组成的备选航线飞行时，无人机的水平航程为1896m，无人机需要在右终止圆上盘旋爬升的圈数为1圈，无人机盘旋爬升的轨迹倾角为4.22°。
根据如上四组结果可知，当该无人机沿着由右起始圆与左终止圆组成的备选航线飞行时，无人机的水平航程最短，因此，可将由右起始圆与左终止圆组成的备选航线作为该无人机从当前位置点B到第一个航路点的目标航线。该无人机按照该目标航线对应的起始圆圆弧阶段、终止圆切线阶段、终止圆圆弧阶段以及进入预设航线进入前准备阶段顺序飞行至第一个航路点。
本发明实施例提供一种无人机的控制设备。图14为本发明实施例提供的无人机的控制设备的结构图，如图14所示，该控制设备140包括：存储器141和处理器142；存储器141用于存储程序代码；处理器142，调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行以下操作：根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线，其中，所述无人机沿所述目标航线进入所述第一个航路点时的方向与所述无人机沿所述预设航线从所述第一个航路点飞行到所述第二个航路点的方向一致；根据所述目标航线，控制所述无人机飞行到所述第一个航路点。
可选的，处理器142根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线时，具体用于：根据所述无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线；从所述多个备选航线中确定所述目标航线。
可选的，处理器142根据所述无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线时，具体用于：根据所述无人机当前的位置信息，确定与所述无人机在当前位置的速度方向相切的第一起始圆和第二起始圆；根据所述预设航线中的第一个航路点和第二个航路点之间的航线段，确定第一终止圆和第二终止圆，所述第一终止圆和所述第二终止圆分别与所述航线段的反向延长线相切；根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线。
可选的，所述多个备选航线中的每个所述备选航线包括依次连接的第一航线段、第二航线段、第三航线段；所述第一航线段可投影于第一圆，所述第三航线段可投影于第二圆，所述第二航线段分别与所述第一圆和所述第二圆相切，所述第一圆为所述第一起始圆或所述第二起始圆，所述第二圆为所述第一终止圆或所述第二终止圆。
可选的，所述第二航线段包括第一子航线、第二子航线、第三子航线；其中，所述第一子航线与所述第一航线段连接，所述第三子航线与所述第三航线段连接；所述第二子航线可投影于爬升圆，所述第一子航线分别与所述第一圆和所述爬升圆相切，所述第三子航线分别与所述第二圆和所述爬升圆相切。
可选的，所述爬升圆是用户通过控制终端的用户界面设置的。
可选的，处理器142根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线时，具体用于：根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、所述爬升圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线。
可选的，每个所述备选航线还包括：第四航线段，所述第四航线段分别与所述第三航线段和所述第一个航路点连接。
可选的，所述第四航线段满足如下至少一个条件：所述第四航线段的高度与所述第一个航路点的高度相同；所述无人机在所述第四航线段上的飞行速度与所述第一个航路点的预设速度相同；所述第四航线段的方向与所述第一个航路点和所述第二个航路点之间的航线段的方向一致。
可选的，所述无人机在所述第一航线段、所述第二航线段、所述第三航线段上的飞行速度为所述第一个航路点的预设速度。
可选的，所述无人机的高度在所述第一航线段、所述第二航线段、所述第三航线段中的至少一个航线上逐渐增加。
可选的，处理器142从所述多个备选航线中确定所述目标航线时，具体用于：确定所述无人机沿着所述多个备选航线中的每个所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程；将所述多个备选航线中水平航程最短的备选航线确定为所述目标航线。
可选的，处理器142确定所述无人机沿着所述多个备选航线中的每个所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程时，具体用于：根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数；根据所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数，确定所述无人机沿着所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程。
可选的，处理器142根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数时，具体用于：根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的轨迹倾角，所述盘旋爬升的轨迹倾角小于或等于预设爬升轨迹倾角阈值。
可选的，所述无人机盘旋爬升的轨迹倾角是根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度的高度差、以及所述无人机在爬升过程中的水平航程确定的。
可选的，处理器142根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线之前，还用于：控制所述无人机从起始点上升到预设高度后沿着目标方向飞行到所述当前位置。
可选的，所述目标方向为控制终端发送的遥控指令所指示的方向，或者所述无人机上升到所述预设高度时的方向。
可选的，处理器142控制所述无人机从起始点上升到预设高度时，具体用于：以旋翼模式控制所述无人机从起始点上升到预设高度。
可选的，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述无人机的飞行模式由所述旋翼模式过度为固定翼模式。
可选的，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，处理器142还用于：当所述无人机的旋翼升力小于预设升力，且所述无人机的空速大于第一空速阈值时，将所述无人机从所述旋翼模式切换为所述固定翼模式。
可选的，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，处理器142还用于：当所述无人机的空速大于第二空速阈值时，将所述无人机从所述旋翼模式切换为所述固定翼模式。
本发明实施例提供的控制设备的具体原理和实现方式均与上述实施例类似，此处不再赘述。
本实施例提供的无人机的控制方法、设备、无人机及存储介质，通过根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定所述无人机从当前位置到所述第一个航路点的目标航线，由于该目标航线参考了预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，并且无人机进入第一个航路点时的方向与无人机从第一个航路点飞行到第二个航路点的方向一致，因此，当无人机沿着该目标航线飞行到该第一个航路点时，可以使得该无人机以较小的偏差平滑进入第一个航路点，提高了该无人机在该预设航线的初始阶段对该预设航线的跟踪效果。
本发明实施例提供一种无人机。该无人机包括：机身、动力系统和如上所述的控制设备，其中，动力系统安装在所述机身，用于提供飞行动力。该动力系统包括如下至少一种：电机、螺旋桨和电子调速器。该控制设备可执行如上所述的无人机的控制方法，该方法的具体原理和实现过程如上所述，此处不再赘述。
另外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述实施例所述的无人机的控制方法。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(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。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (44)

1.一种无人机的控制方法，其特征在于，包括：
根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线，其中，所述无人机沿所述目标航线进入所述第一个航路点时的方向与所述无人机沿所述预设航线从所述第一个航路点飞行到所述第二个航路点的方向一致；
根据所述目标航线，控制所述无人机飞行到所述第一个航路点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线，包括：
根据所述无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线；
从所述多个备选航线中确定所述目标航线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线，包括：
根据所述无人机当前的位置信息，确定与所述无人机在当前位置的速度方向相切的第一起始圆和第二起始圆；
根据所述预设航线中的第一个航路点和第二个航路点之间的航线段，确定第一终止圆和第二终止圆，所述第一终止圆和所述第二终止圆分别与所述航线段的反向延长线相切；
根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个备选航线中的每个所述备选航线包括依次连接的第一航线段、第二航线段、第三航线段；
所述第一航线段可投影于第一圆，所述第三航线段可投影于第二圆，所述第二航线段分别与所述第一圆和所述第二圆相切，所述第一圆为所述第一起始圆或所述第二起始圆，所述第二圆为所述第一终止圆或所述第二终止圆。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二航线段包括第一子航线、第二子航线、第三子航线；其中，所述第一子航线与所述第一航线段连接，所述第三子航线与所述第三航线段连接；
所述第二子航线可投影于爬升圆，所述第一子航线分别与所述第一圆和所述爬升圆相切，所述第三子航线分别与所述第二圆和所述爬升圆相切。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述爬升圆是用户通过控制终端的用户界面设置的。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线，包括：
根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、所述爬升圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线。
8.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，每个所述备选航线还包括：第四航线段，所述第四航线段分别与所述第三航线段和所述第一个航路点连接。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第四航线段满足如下至少一个条件：
所述第四航线段的高度与所述第一个航路点的高度相同；
所述无人机在所述第四航线段上的飞行速度与所述第一个航路点的预设速度相同；
所述第四航线段的方向与所述第一个航路点和所述第二个航路点之间的航线段的方向一致。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述无人机在所述第一航线段、所述第二航线段、所述第三航线段上的飞行速度为所述第一个航路点的预设速度。
11.根据权利要求4-10任一项所述的方法，其特征在于，所述无人机的高度在所述第一航线段、所述第二航线段、所述第三航线段中的至少一个航线上逐渐增加。
12.根据权利要求4-11任一项所述的方法，其特征在于，所述从所述多个备选航线中确定所述目标航线，包括：
确定所述无人机沿着所述多个备选航线中的每个所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程；
将所述多个备选航线中水平航程最短的备选航线确定为所述目标航线。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述确定所述无人机沿着所述多个备选航线中的每个所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程，包括：
根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数；
根据所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数，确定所述无人机沿着所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数，包括：
根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的轨迹倾角，所述盘旋爬升的轨迹倾角小于或等于预设爬升轨迹倾角阈值。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述无人机盘旋爬升的轨迹倾角是根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度的高度差、以及所述无人机在爬升过程中的水平航程确定的。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线之前，所述方法还包括：
控制所述无人机从起始点上升到预设高度后沿着目标方向飞行到所述当前位置。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述目标方向为控制终端发送的遥控指令所指示的方向，或者所述无人机上升到所述预设高度时的方向。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述控制所述无人机从起始点上升到预设高度，包括：
以旋翼模式控制所述无人机从起始点上升到预设高度。
19.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述无人机的飞行模式由旋翼模式过度为固定翼模式。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述方法还包括：
当所述无人机的旋翼升力小于预设升力，且所述无人机的空速大于第一空速阈值时，将所述无人机从所述旋翼模式切换为所述固定翼模式。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述方法还包括：
当所述无人机的空速大于第二空速阈值时，将所述无人机从所述旋翼模式切换为所述固定翼模式。
22.一种无人机的控制设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序代码；
所述处理器，调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行以下操作：
根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线，其中，所述无人机沿所述目标航线进入所述第一个航路点时的方向与所述无人机沿所述预设航线从所述第一个航路点飞行到所述第二个航路点的方向一致；
根据所述目标航线，控制所述无人机飞行到所述第一个航路点。
23.根据权利要求22所述的控制设备，其特征在于，所述处理器根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线时，具体用于：
根据所述无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线；
从所述多个备选航线中确定所述目标航线。
24.根据权利要求23所述的控制设备，其特征在于，所述处理器根据所述无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线时，具体用于：
根据所述无人机当前的位置信息，确定与所述无人机在当前位置的速度方向相切的第一起始圆和第二起始圆；
根据所述预设航线中的第一个航路点和第二个航路点之间的航线段，确定第一终止圆和第二终止圆，所述第一终止圆和所述第二终止圆分别与所述航线段的反向延长线相切；
根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线。
25.根据权利要求24所述的控制设备，其特征在于，所述多个备选航线中的每个所述备选航线包括依次连接的第一航线段、第二航线段、第三航线段；
所述第一航线段可投影于第一圆，所述第三航线段可投影于第二圆，所述第二航线段分别与所述第一圆和所述第二圆相切，所述第一圆为所述第一起始圆或所述第二起始圆，所述第二圆为所述第一终止圆或所述第二终止圆。
26.根据权利要求25所述的控制设备，其特征在于，所述第二航线段包括第一子航线、第二子航线、第三子航线；其中，所述第一子航线与所述第一航线段连接，所述第三子航线与所述第三航线段连接；
所述第二子航线可投影于爬升圆，所述第一子航线分别与所述第一圆和所述爬升圆相切，所述第三子航线分别与所述第二圆和所述爬升圆相切。
27.根据权利要求26所述的控制设备，其特征在于，所述爬升圆是用户通过控制终端的用户界面设置的。
28.根据权利要求26或27所述的控制设备，其特征在于，所述处理器根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线时，具体用于：
根据所述第一起始圆或所述第二起始圆、所述爬升圆、以及所述第一终止圆或所述第二终止圆，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的多个备选航线。
29.根据权利要求25-28任一项所述的控制设备，其特征在于，每个所述备选航线还包括：第四航线段，所述第四航线段分别与所述第三航线段和所述第一个航路点连接。
30.根据权利要求29所述的控制设备，其特征在于，所述第四航线段满足如下至少一个条件：
所述第四航线段的高度与所述第一个航路点的高度相同；
所述无人机在所述第四航线段上的飞行速度与所述第一个航路点的预设速度相同；
所述第四航线段的方向与所述第一个航路点和所述第二个航路点之间的航线段的方向一致。
31.根据权利要求25所述的控制设备，其特征在于，所述无人机在所述第一航线段、所述第二航线段、所述第三航线段上的飞行速度为所述第一个航路点的预设速度。
32.根据权利要求25-31任一项所述的控制设备，其特征在于，所述无人机的高度在所述第一航线段、所述第二航线段、所述第三航线段中的至少一个航线上逐渐增加。
33.根据权利要求25-32任一项所述的控制设备，其特征在于，所述处理器从所述多个备选航线中确定所述目标航线时，具体用于：
确定所述无人机沿着所述多个备选航线中的每个所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程；
将所述多个备选航线中水平航程最短的备选航线确定为所述目标航线。
34.根据权利要求33所述的控制设备，其特征在于，所述处理器确定所述无人机沿着所述多个备选航线中的每个所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程时，具体用于：
根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数；
根据所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数，确定所述无人机沿着所述备选航线从所述当前位置飞行至所述第一个航路点的过程中，所述无人机的水平航程。
35.根据权利要求34所述的控制设备，其特征在于，所述处理器根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的圈数时，具体用于：
根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度，确定所述无人机沿着所述备选航线飞行时，所述无人机需要在所述第二航线段和/或所述第三航线段上盘旋爬升的轨迹倾角，所述盘旋爬升的轨迹倾角小于或等于预设爬升轨迹倾角阈值。
36.根据权利要求35所述的控制设备，其特征在于，所述无人机盘旋爬升的轨迹倾角是根据所述无人机在所述当前位置的高度和所述第一个航路点的高度的高度差、以及所述水平航程确定的。
37.根据权利要求22所述的控制设备，其特征在于，所述处理器根据无人机当前的位置信息以及预设航线中的第一个航路点和第二个航路点的位置信息，确定从所述无人机的当前位置到所述第一个航路点的目标航线之前，还用于：
控制所述无人机从起始点上升到预设高度后沿着目标方向飞行到所述当前位置。
38.根据权利要求37所述的控制设备，其特征在于，所述目标方向为控制终端发送的遥控指令所指示的方向，或者所述无人机上升到所述预设高度时的方向。
39.根据权利要求37或38所述的控制设备，其特征在于，所述处理器控制所述无人机从起始点上升到预设高度时，具体用于：
以旋翼模式控制所述无人机从起始点上升到预设高度。
40.根据权利要求37或38所述的控制设备，其特征在于，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述无人机的飞行模式由旋翼模式过度为固定翼模式。
41.根据权利要求40所述的控制设备，其特征在于，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述处理器还用于：
当所述无人机的旋翼升力小于预设升力，且所述无人机的空速大于第一空速阈值时，将所述无人机从所述旋翼模式切换为所述固定翼模式。
42.根据权利要求40所述的控制设备，其特征在于，所述无人机沿着所述目标方向飞行到所述当前位置的过程中，所述处理器还用于：
当所述无人机的空速大于第二空速阈值时，将所述无人机从所述旋翼模式切换为所述固定翼模式。
43.一种无人机，其特征在于，包括：
机身；
动力系统，安装在所述机身，用于提供飞行动力；
以及权利要求22-42任一项所述的控制设备。
44.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现权利要求1-21任一项所述的方法。
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