CN111752296B - 无人机航线控制方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种无人机航线控制方法及相关装置，涉及无人机领域。该方法包括：获取预先规划的航线；航线包括作业航段；当无人机偏离航线时，根据无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；返回航段的终点位于未飞行的作业航段上，且返回航段与未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或返回航段与未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内；控制无人机沿返回航段移动至返回航段的终点，以使无人机沿未飞行航线飞行。由于返回航段的终点位于未飞行航线，无人机根据返回航段势必可以移动至未飞行航线，从而避免无人机重复飞行已经飞过的航线，故而能够在无人机被打断作业任务偏离航线后，控制无人机高效地继续完成作业任务。

Description

无人机航线控制方法及相关装置

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体而言，涉及一种无人机航线控制方法及相关装置。

背景技术

随着无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)控制技术的进步，无人机的功能越来越完善，人们在很多应用领域已经离不开无人机的使用。

目前，无人机在作业时通常采用全自主模式，即预先对无人机的航线进行规划，然后由无人机自动地沿规划好的航线进行作业。但是，目前的全自主模式存在着无人机偏离航线(例如，用户在无人机作业时进行一段手动控制导致无人机偏离航线，或者无人机出现异常偏离航线)时，无人机会返回已经飞过的航点，这不利于无人机的高效作业。

因此，如何实现在无人机被打断作业任务偏离航线后，控制无人机高效地继续完成作业任务是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种无人机航线控制方法及相关装置，其能够在无人机被打断作业任务偏离航线后，控制无人机高效地继续完成作业任务。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种无人机航线控制方法，应用于无人机，所述方法包括：获取预先规划的航线；所述航线包括作业航段；当所述无人机偏离所述航线时，根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；所述返回航段的终点位于所述未飞行的作业航段上，且所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内；控制所述无人机沿所述返回航段移动至所述返回航段的终点，以使所述无人机沿未飞行航线飞行。

在可选的实施方式中，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，当所述最近执行航段为作业航段时，所述根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段的步骤包括：从所述最近执行航段开始，判断所述未飞行的作业航段上是否存在目标点，所述目标点与所述当前位置的连线垂直于所述未飞行的作业航段；当存在所述目标点时，根据所述目标点与所述当前位置确定所述返回航段。

在可选的实施方式中，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，当所述最近执行航段不为作业航段时，所述根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段的步骤包括：从所述最近执行航段的下一个作业航段开始，判断所述未飞行的作业航段上是否存在目标点，所述目标点与所述当前位置的连线垂直于所述未飞行的作业航段；当存在所述目标点时，根据所述目标点与所述当前位置确定所述返回航段。

由于该目标点为返回航段的终点，且该目标点与当前位置的连线垂直于未飞行的作业航段，即返回航段为当前位置返回到未飞行的作业航段的最短路径，故而无人机根据该返回航段能够以最短的飞行时间移动至未飞行航线，达到减少无人机返回未飞行航线时间，提高无人机作业效率的目的。

在可选的实施方式中，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，所述方法还包括：根据所述返回航段的终点位置、所述最近执行航段确定所述无人机的返航信息；向用户反馈所述返航信息。

由于根据返回航段的终点位置、最近执行航段确定无人机的返航信息，并向用户反馈所述返航信息，以使用户知晓无人机的下一步动作，提高了用户的使用体验感。

在可选的实施方式中，所述根据所述返回航段的终点位置、所述最近执行航段确定所述无人机的返航信息的步骤包括：判断所述终点位置是否位于所述最近执行航段；当所述终点位置位于所述最近执行航段时，则生成移动至原来航段信息作为所述返航信息；当所述终点位置不位于所述最近执行航段时，则生成移动至未飞行航线信息作为所述返航信息。

由于用户可以根据移动至原来航段信息以及移动至未飞行航线信息了解到无人机的下一步动作，故而本方法还提高了用户的使用体验感。

第二方面，本发明实施例提供一种无人机航线控制装置，应用于无人机，所述装置包括：获取模块，获取预先规划的航线；所述航线包括作业航段；确定模块，用于当所述无人机偏离所述航线时，根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；所述返回航段的终点位于所述未飞行的作业航段上，且所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内；控制模块，用于控制所述无人机沿所述返回航段移动至所述返回航段的终点，以使所述无人机沿未飞行航线飞行。

在可选的实施方式中，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，当所述最近执行航段为作业航段时，所述确定模块用于从所述最近执行航段开始，判断所述未飞行的作业航段上是否存在目标点，所述目标点与所述当前位置的连线垂直于所述未飞行的作业航段；所述确定模块还用于当存在所述目标点时，根据所述目标点与所述当前位置确定所述返回航段。

在可选的实施方式中，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，当所述最近执行航段为作业航段时，所述确定模块用于从所述最近执行航段的下一个作业航段开始，判断所述未飞行的作业航段上是否存在目标点，所述目标点与所述当前位置的连线垂直于所述未飞行的作业航段；所述确定模块还用于当存在所述目标点时，根据所述目标点与所述当前位置确定所述返回航段。

在可选的实施方式中，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，所述控制模块还用于根据所述返回航段的终点位置、所述最近执行航段确定所述无人机的返航信息；以及用于向用户反馈所述返航信息。

在可选的实施方式中，所述控制模块用于判断所述终点位置是否位于所述最近执行航段；所述控制模块还用于当所述终点位置位于所述最近执行航段时，则生成移动至原来航段信息作为所述返航信息；所述控制模块还用于当所述终点位置不位于所述最近执行航段时，则生成移动至未飞行航线信息作为所述返航信息。

第三方面，本发明实施例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时实现如前述实施方式中任一项所述的无人机航线控制方法。

第四方面，本发明实施例提供一种无人机控制设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可执行指令，所述处理器用于执行所述机器可执行指令以实现如前述实施方式中任一项所述的无人机航线控制方法。

第五方面，本发明实施例提供一种无人机，包括：机体；动力设备，安装在所述机体，用于为所述无人机提供动力；以及无人机控制设备，所述无人机控制设备包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可执行指令，所述处理器用于执行所述机器可执行指令以实现如前述实施方式中任一项所述的无人机航线控制方法。

本发明实施例所提供的无人机航线控制方法及相关装置，该方法包括：获取预先规划的航线；所述航线包括作业航段；当所述无人机偏离所述航线时，根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；所述返回航段的终点位于所述未飞行的作业航段上，且所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内；控制所述无人机沿所述返回航段移动至所述返回航段的终点，以使所述无人机沿未飞行航线飞行。由于返回航段的终点位于未飞行航线，无人机根据返回航段势必可以移动至未飞行航线，从而避免无人机重复飞行已经飞过的航线，故而能够在无人机被打断作业任务偏离航线后，控制无人机高效地继续完成作业任务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了无人机偏离规定航线飞行的一种场景示意图；

图2示出了本申请实施例提供的无人机航线控制方法的一种流程图；

图3示出了基于图1飞行场景的返回航线规划的一种示意图；

图4示出了基于图1飞行场景的返回航线规划的另一种示意图；

图5示出了本申请实施例提供的无人机航线控制方法的另一种流程图；

图6示出了无人机偏离规定航线飞行的另一种场景示意图；

图7示出了本申请实施例提供的基于图4中S210的另一种流程图；

图8示出了本申请实施例提供的基于图4中S210的另一种流程图；

图9示出了本申请实施例提供的无人机航线控制方法的另一种流程图；

图10示出了本申请实施例提供的无人机航线控制方法的另一种流程图；

图11示出了无人机偏离规定航线飞行的另一种场景示意图；

图12示出了无人机偏离规定航线飞行的另一种场景示意图；

图13示出了本申请实施例提供的无人机航线控制装置的一种功能模块图；

图14示出了本申请实施例所提供的无人机控制设备的结构框图；

图15示出了本申请实施例所提供的无人机的结构框图。

图标：100-无人机；110-机体；120-动力设备；130-无人机控制设备；131-存储器；132-通信接口；133-处理器；134-总线；300-无人机航线控制装置；310-获取模块；320-确定模块；330-控制模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

在实现本申请实施例的技术方案的过程中，本申请发明人发现：

现有的无人机在作业时通常采用全自主模式，即预先对无人机的航线进行规划，由无人机自动地沿规划好的航线进行作业。例如，现有的植保无人机的作业方式一般是全自主模式，植保无人机在进行作业时通常沿已经规划好的航线进行作业。但是，无人机在沿规划好的航线飞行时，有可能会发生偏离航线的情况，例如，用户在无人机作业时进行一段手动控制导致无人机偏离航线，或者无人机出现异常偏离航线。当出现无人机偏离航线的情况时，在现有的全自主模式下，无人机会自动返回已经飞过的航点，再次从该已经飞过的航点沿规划好的航线飞行，这样会导致无人机重复作业，浪费无人机的电池电量，不利于无人机高效完成作业任务。

在另一情况下，例如图1，规划好的航线包括航点h1、h2、h3、h4、h5、h6，其中，航点h1、h2之间的航段为作业航段1，航点h5、h6之间的航段为作业航段5，航点h2、h3之间的航段为绕障航段2，航点h3、h4之间的航段为绕障航段3，航点h4、h5之间的航段为绕障航段4。无人机100沿该规划好的航线飞行至a点，用户发现无人机100飞行方向上出现障碍物，手动控制无人机100从a点沿虚线飞行至b点，以避开障碍物，用户在控制无人机飞行至b点后，发现无人机100已经避开障碍物，确定停止手动控制无人机100，若此时依旧按照全自主模式控制无人机100，则无人机100依旧会返回已经飞过的航点h1，这会导致无人机再次面对障碍物，不能成功绕开障碍物。

因此，为了改善上述缺陷，本申请实施例提出一种无人机航线控制方法及相关装置，其能够在无人机被打断作业任务偏离航线后，控制无人机高效地继续完成作业任务。需要说明的是，以上现有技术中的方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本发明实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本发明过程中对本发明做出的贡献。

请参考图2，图2示出了本申请实施例提供的无人机航线控制方法的一种流程图。无人机航线控制方法可以应用于无人机，该无人机航线控制方法包括以下步骤：

S200，获取预先规划的航线；航线包括作业航段。

在本实施例中，无人机中的航线可以是预先存储在无人机的存储介质中的航线，或者是无人机实时地从其他终端(例如，云平台、移动终端等)传输的航线。该航线可以包括多个航段，其中，多个航段中的至少部分航段为作业航段。

可以理解，作业航段表征无人机沿该航段飞行时需要作业的航段。也即是说，根据无人机的作业目的，可以将航线上需要无人机作业的航线划分为作业航段，作业航段实际是航线上指定航段的名称，当无人机沿这些作业航段飞行时，其需要保持在工作模式，例如图1，当无人机100沿作业航段1和作业航段5飞行时，其需要保持在工作模式，假设无人机100为植保无人机，则当该植保无人机沿作业航段1和作业航段5飞行时，其需要保持在喷洒模式。

S210，当无人机偏离所述航线时，根据无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；返回航段的终点位于未飞行的作业航段上，且返回航段与未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或返回航段与未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内。

在一些可能的实施例中，偏离航线是指无人机的当前位置不在航线上，未飞行航线是指无人机还未飞过的航线，已飞行航线是指无人机已经飞过的航线。以图1所示的无人机100的飞行场景为例，无人机100沿规划好的航线飞行至a点，用户发现无人机100飞行方向上出现障碍物，手动控制无人机100从a点沿虚线飞行至b点，在这个过程中，a点之前的航线即为已飞行航线(至少包括航点h1至a点之间的航线)，a点之后的航线即为未飞行航线(至少包括a点至航点h6之间的航线)，无人机100的当前位置位于航线之外的b点，即表示无人机100偏离航线。其中，无人机100偏离航线的情况至少包括：用户在无人机作业时进行一段手动控制导致无人机偏离航线，或者无人机出现异常偏离航线。

对于如何根据无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段，可以图3所示的无人机的飞行场景为例，假设预设角度为90度，即为直角，无人机的当前位置为b点，可以首先确定航线所包括的航段中的未飞行作业航段，即图3中的作业航段1和作业航段5，然后可以在作业航段1和作业航段5上确定出一个点，该点满足与b点的最短连线与未飞行的作业航段垂直的条件，然后将该点作为返回航段的终点(即c点)。当确定出c点作为返回航段的终点后，可以将当前位置与c点的最短连线L确定为返回航段。其中，由于无人机尚未飞完作业航段1，因此可以将作业航段1也认定为未飞行作业航段，以便能够尽可能地使无人机返回到未飞行航线上的作业航段上，继续执行作业任务，保证作业任务的高完成度。可以理解，预设角度的具体设定可以根据实际应用场景进行不同的设置，本申请对上述的预设角度的具体大小不作限定。

或者可以以图4所示的无人机的飞行场景为例，假设预设角度范围为α。无人机的当前位置为b点，可以首先确定航线所包括的航段中的未飞行作业航段，即图4中的作业航段1和作业航段5，然后可以在作业航段1和作业航段5上根据预设角度范围α确定出待选终点航段，即c1点与c2点之间的航段。当确定出c1点与c2点之间的航段后，可以在该待选终点航段上任意选择一点，并将该点与当前位置的最短连线确定为返回航段。可以理解，对于本申请所述的预设角度范围，其具体设定可以根据实际应用场景进行不同的设置，本申请对此不作限定。

在另一种可能的实施例中，对于如何确定返回航段，还可以：当无人机偏离航线时，通过确定无人机的当前位置距离未飞行作业航段最近的目标点并将当前位置与目标点之间的最短连线确定为返回航段。这种方式可以保证返回航段的终点位于未飞行作业航段上，并且返回航段为以无人机当前位置为圆心且与未飞行作业航段相切的最小半径圆的半径，并且返回航段可与未飞行作业航段垂直，无人机沿该返回航段返回未飞行航线所经历的路径最短，可以使无人机高效地继续完成作业任务。

在另一种可能的实施例中，对于如何确定返回航段，还可以：当无人机偏离航线时，可以根据当前位置和未飞行航线确定返回航段；返回航段的终点位于未飞行航线。其中，对于如何根据当前位置和未飞行航线确定返回航段，可以从未飞行航线上任意确定一点，并将该点与当前位置点之间的连线作为无人机的返回航段。以图1所示的无人机100的飞行场景为例，当前位置为b点，未飞行航线为a点至航点h6之间的航段，其中，未飞行航线具体包括a点至航点h2之间的作业航段(作业航段1的部分)、绕障航段2、绕障航段3、绕障航段4以及作业航段5。当无人机偏离航线时，可以根据无人机飞行方向上是否存在障碍物将无人机的飞行状况分为两类，第一类是无人机飞行方向上不存在障碍物，第二类是无人机飞行方向上存在障碍物。

针对第一类飞行状况，可以直接从未飞行航线上任意确定一点，并将该点与当前位置之间的连线作为返回航段，可以理解的是，该连线可以是任意曲线或是最短直线段，并且还需要将可能与障碍物碰撞的连线排除，以使无人机沿该返回航段能够安全飞行至未飞行航线。

针对第二类飞行状况，以图1所示的无人机100的飞行场景为例，可以在未飞行航线的作业航段上确定一点，如从a点至航点h2之间的航段，航点h5至航点h5之间的航段上任取一点，然后将当前位置b与该点之间的连线作为无人机100的返回航段。还可以理解的是，当用户控制无人机100避开障碍物飞行至b点时，也可以直接从按航段顺序排列在绕障航段之后的作业航段中确定一点，并根据b与该点之间的连线作为无人机100的返回航段，从而避免无人机重复绕障甚至被障碍物逼停的情况。

S220，控制无人机沿返回航段移动至目标点，以使无人机沿未飞行航线飞行。

由于返回航段的终点位于未飞行航线，当控制无人机沿返回航段移动至返回航段的终点时，无人机位于未飞行航线上，可以继续沿未飞行航线飞行，进而继续完成作业任务。

在本实施例中，可能有多种情况导致无人机偏离航线，例如，用户在无人机作业时进行一段手动控制导致无人机偏离航线，无人机出现异常(突然受到外力或者突然故障)偏离航线。而对于这些情况，本申请实施例提供的无人机航线控制方法均能够控制无人机正确的移动至未飞行航线。因此，当无人机存在偏离航线的情况时，本申请实施例提供的方法均可以确定出有效的返回航段，以控制无人机沿返回航段移动至返回航段的终点。

需要说明的是，本申请实施例并未将航线以及返回航段的维度限定在二维，本申请实施例所提供的航线以及返回航段的维度实际可以是三维。因此，本文仅以二维示意图进行说明，在本申请的实施例所示的方案基础上，本领域技术人员可以不作出创造性劳动地将本申请的技术方案在三维环境中实现，此处不再赘述。

基于图2所提供的方法，获取预先规划的航线；航线包括作业航段；当无人机偏离航线时，根据无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；返回航段的终点位于未飞行的作业航段上，且返回航段与未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或返回航段与未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内；控制无人机沿返回航段移动至返回航段的终点，以使无人机沿未飞行航线飞行。由于返回航段的终点位于未飞行航线，无人机根据返回航段势必可以移动至未飞行航线，从而避免无人机重复飞行已经飞过的航线，故而能够在无人机被打断作业任务偏离航线后，控制无人机高效地继续完成作业任务。

进一步的，在图2的基础上，下面给出一种完整方案可能的实现方式，具体请参照图5，图5示出了本申请实施例提供的无人机航线控制方法的另一种流程图。需要说明的是，本发明实施例提供的无人机航线控制方法并不以图5以及以下的具体顺序为限制，应当理解，在其它实施例中，本发明实施例提供的无人机航线控制方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。下面将对图5所示的具体流程进行详细阐述。

对于如何根据无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段，S210可以包括：

S211，无人机偏离航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，判断最近执行航段是否为作业航段；当最近执行航段为作业航段时，则执行S212-A，否则执行S212-B。

以图1所示的无人机飞行场景为例，无人机偏离航线的偏离点为a点，a点对应的航段为作业航段1，因此，最近执行航段即为作业航段1。再以图6所示的无人机飞行场景为例，无人机偏离航线的偏离点为d点，d点对应的航段为绕障航段3，因此，最近执行航段即为绕障航段3。

S212-A，从最近执行航段开始，判断未飞行的作业航段上是否存在目标点，目标点与当前位置的连线垂直于未飞行的作业航段。

在本实施例中，以图1所示的无人机飞行场景为例，最近执行航段为作业航段1，作业航段1、以及作业航段5均为未飞行的作业航段，从作业航段1开始，判断作业航段1、作业航段5以及后续作业航段(即未飞行的作业航段)上是否存在目标点，并且该目标点满足与b点(即当前位置)的连线垂直于未飞行的作业航段的条件，例如，可以首先在作业航段1上确定是否存在一个点，且该点满足与b点的连线垂直于该作业航段1，若存在，则将该点确定为目标点；若不存在，则在后续的未飞行的作业航段上确定是否存在一个点，且该点满足与b点的连线垂直于该点对应的作业航段。换句话说，对于如何从最近执行航段开始，判断未飞行的作业航段上是否存在目标点，可选地：从最近执行航段开始，依次判断未飞行的作业航段与当前位置之间的垂线是否与未飞行的作业航段存在交点，例如，按航线上未飞行的作业航段的先后顺序(即作业航段1、作业航段5以及后续作业航段)依次判断这些航段中未飞行的作业航段与当前位置之间的垂线是否与未飞行的作业航段存在交点。可以理解，上述的先后顺序实际为无人机将要执行航段的先后顺序。

S212-B，从最近执行航段的下一个作业航段开始，判断未飞行的作业航段上是否存在目标点，目标点与当前位置的连线垂直于未飞行的作业航段。

在本实施例中，以图6所示的无人机飞行场景为例，最近执行航段为绕障航段3，作业航段5为未飞行的作业航段，因此，从作业航段5开始，判断作业航段5以及后续作业航段(即未飞行的作业航段)上是否存在目标点，并且该目标点满足与b点(即当前位置)的连线垂直于未飞行的作业航段的条件，例如，可以首先在作业航段5上确定是否存在一个点，且该点满足与b点的连线垂直于该作业航段5，若存在，则将该点确定为目标点；若不存在，则在后续的未飞行的作业航段上确定是否存在一个点，且该点满足与b点的连线垂直于该点对应的作业航段。换句话说，对于从最近执行航段的下一个作业航段开始，判断未飞行的作业航段上是否存在目标点，可选地：从最近执行航段的下一个作业航段开始，依次判断未飞行的作业航段与当前位置之间的垂线是否与未飞行的作业航段存在交点，例如，按航线上未飞行的作业航段的先后顺序(即作业航段5以及后续作业航段)依次判断这些航段中未飞行的作业航段与当前位置之间的垂线是否与未飞行的作业航段存在交点。

需要说明的是，在实际应用中，本申请实施例所述的未飞行的作业航段实际指的是无人机沿预设航线飞行时，还未完成的所有作业航段，即未飞行的作业航段包括多条作业航段，这些作业航段无人机均未完成飞行作业任务。未飞行的作业航段与当前位置之间的垂线为通过当前位置向未飞行的作业航段。

S213，当存在目标点时，根据目标点与当前位置确定返回航段。

继续以图1所示的无人机飞行场景为例，从作业航段1开始，判断未飞行的作业航段上是否存在目标点，且该目标点与当前位置的连线垂直于未飞行的作业航段之后，可以确定，作业航段5与当前位置之间的垂线与作业航段5存在目标点(如图3所示的c点)，进而可以将该c点与当前位置的最短连线L确定返回航段。

在一些可能的实施例中，对于对于如何根据无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段，S210也可以包括：判断未飞行的作业航段上是否存在目标点，其中，目标点与当前位置的连线垂直于未飞行的作业航段；当存在目标点时，根据目标点与当前位置确定返回航段。

进一步的，在一种可能的应用中，上述的S210-S213可以采用如图7所示的步骤流程实现，下面结合实际应用场景对上述的S210-S213进行进一步解释。

请参照图7，步骤1，判断通过当前位置且垂直于最近执行航段的延伸方向的垂线与最近执行航段是否存在交点，当存在交点时，执行步骤2；当不存在交点时，则执行步骤3；

步骤2，将当前位置与该交点之间的直线段确定为返回航段；

步骤3，判断通过当前位置且垂直于最近执行航段的下一作业航段的延伸方向的垂线与下一作业航段是否存在交点，当该垂线与下一作业航段存在交点时，则执行步骤4；当该垂线与下一作业航段不存在交点时，则返回执行步骤3；

步骤4，当该垂线与下一作业航段存在交点时，将当前位置与交点之间的直线段确定为返回航段。

在实际应用中，以图1所示的无人机100的飞行场景为例，最近执行航段为作业航段1，当前位置为b点。首先，判断通过b点且垂直于作业航段1的延伸方向的垂线与作业航段1是否存在交点，根据图1可以确定出该垂线与作业航段1不存在交点；然后判断通过b点且垂直于作业航段1的下一作业航段(即作业航段5)的延伸方向的垂线与作业航段5是否存在交点，根据图1可以确定出该垂线与作业航段5存在交点；最后将b点与交点之间的直线段确定为返回航段。

可以理解的是，在实际应用中，图7还可以有另一种对应的方法步骤，具体请参照图8，图8所示的实际应用的方法步骤的基本原理及产生的技术效果与图7相同，而仅在具体的步骤顺序以及执行逻辑上存在部分差异，在此不再赘述。

可以理解的是，由于该目标点为返回航段的终点，且该目标点与当前位置的连线垂直于未飞行的作业航段，即返回航段为当前位置返回到未飞行的作业航段的最短路径，故而无人机根据该返回航段能够以最短的飞行时间移动至未飞行航线，达到减少无人机返回未飞行航线时间，提高无人机作业效率的目的。

另一方面，本申请实施例提供的方法是通过预先对航线的各个航段进行预先的属性标记(即本方法可以通过对航线上的各个航段设定不同的属性以实现无人机航线的控制)，以便在无人机偏离航线时，根据当前位置和未飞行航线的作业航段确定返回航段，使得无人机准确返回到未飞行航线上，提升了用户的操作体验。

还需要说明的是，在本申请实施例中，可以无人机的作业目的对规划的航线进行划分，得到属性不同的多种航段，例如，上述图1中的作业航段、绕障航段，这些航段在本质上均是无人机需要执行的航线的一部分，仅是名称以及无人机在经过这些航段时需要保持的作业状态可能不同。因此，在本申请的实施例所示的方案基础上，本领域技术人员可以不作出创造性劳动地将本申请的技术方案在包括其他属性航段的航线(例如，切换航线、起止航线等)上实现，此处不再赘述。

进一步的，在图5的基础上，请参照图9，本方法还可以包括：

S230，根据返回航段的终点位置、最近执行航段确定无人机的返航信息。

可选的，可以根据返回航段的终点位置、最近执行航段判断出无人机的返航位置与离开航线位置的关系，并根据返航位置与离开航线位置的关系生成包括无人机下一步动作的返航信息。

S240，向用户反馈返航信息。

可选的，可以将反馈信息通过网络发送至用户的手持终端(例如手机、通讯器等)，应理解，由于根据返回航段的终点位置、最近执行航段确定无人机的返航信息，并向用户反馈所述返航信息，以使用户知晓无人机的下一步动作，提高了用户的使用体验感。

在图9的基础上，请参照图10，S230具体包括：

S231，判断终点位置是否位于最近执行航段；当终点位置位于最近执行航段时，则执行S232；当终点位置不位于最近执行航段时，则执行S233。

其中，由于返回航段的终点位于未飞行航线，当终点位置不位于最近执行航段时，即表示返回航段的终点位于的航段处于最近执行航段的后续航段。

S232，生成移动至原来航段信息作为返航信息。

可以理解的是，当终点位置位于最近执行航段时，则表示无人机将要沿返回航段飞行至最近执行航段，即表示无人机将移动至原来离开的航段，可以生成移动至原来航段信息作为返航信息。

S233，生成移动至未飞行航线信息作为返航信息。

可以理解的是，当终点位置不位于最近执行航段时，则表示无人机将要沿返回航段飞行至最近执行航段的后续航段，即表示无人机将移动至未飞行航线中的航段，生成移动至未飞行航线信息作为返航信息。

应理解，由于用户可以根据移动至原来航段信息以及移动至未飞行航线信息了解到无人机的下一步动作，故而本方法还提高了用户的使用体验感。

可选的，对于上述的S231至S233，其具体还可以包括：判断终点位置是否位于最近执行航段；当终点位置位于最近执行航段时，则生成移动至原来航段信息作为返航信息；当终点位置是否不位于最近执行航段时，则判断终点位置是否位于最近执行航段的下一作业航段；当终点位置不位于最近执行航段的下一作业航段时，则生成跳过航段信息作为返航信息；当终点位置位于最近执行航段的下一作业航段时，则生成移动至下一航段信息作为返航信息。

其中，在一种可能的实施方式中，当终点位置不位于最近执行航段且不位于最近执行航段的下一作业航段时，即终点位置位于最近执行航段的下一作业航段的后续航段或者终点位置位于非作业航段时，为了控制无人机高效地继续完成作业任务并提升用户体验感，本申请实施例提供的方法还可以包括：向用户反馈需要手动调整无人机位置以正确实现返航的信息，以使用户调整无人机的当前位置，使得无人机再次执行S200-S220时能够正确返回到最近执行航段或最近执行航段的下一作业航段，从而实现当无人机存在偏离航线的情况时，本申请实施例提供的方法均可以确定出有效的返回航段，以控制无人机沿返回航段移动至返回航段的终点，使得无人机高效地继续完成作业任务并提升用户体验感。

可以理解的是，当用户调整无人机的当前位置后，终点位置依旧位于最近执行航段的下一作业航段的后续航段或者终点位置位于非作业航段时，本申请实施例提供的方法可以再次向用户反馈需要手动调整无人机位置以正确实现返航的信息，以使用户调整无人机的当前位置，使得无人机再次执行S200-S230时能够正确返回到最近执行航段或最近执行航段的下一作业航段。也即是说，在终点位置依旧位于最近执行航段的下一作业航段的后续航段或者终点位置位于非作业航段时，可以重复执行“向用户反馈需要手动调整无人机位置以正确实现返航的信息，以使用户调整无人机的当前位置，使得无人机再次执行S200-S230时能够正确返回到最近执行航段或最近执行航段的下一作业航段”的步骤，以实现当无人机存在偏离航线的情况时，本申请实施例提供的方法均可以确定出有效的返回航段。

下面结合实际应用对上述的S231至S233做进一步解释。

以图1所示的无人机100的飞行场景为例，根据本申请提供的无人机航线控制方法，无人机100的返回航段可以为过b点且垂直与作业航段5的直线段，进而根据S231至S233，此时终点位置位于最近执行航段的下一作业航段，应生成移动至下一航段信息作为返航信息。

以图11所示的无人机100的飞行场景为例，根据本申请提供的无人机航线控制方法，无人机100的返回航段可以为过b点且垂直与作业航段1的直线段，进而根据S231至S233，此时终点位置位于最近执行航段，应生成移动至原来航段信息作为返航信息。

以图12所示的无人机100的飞行场景为例，根据本申请提供的无人机航线控制方法，无人机100的返回航段可以为过b点且垂直与作业航段6的直线段，进而根据S231至S233，此时终点位置位于最近执行航段的下一作业航段的后续航段，应生成跳过航段信息作为返航信息。

进一步的，本申请实施例所提供的方法还可以包括：根据绕行航段与返回航段的终点的位置关系确定无人机的绕障信息；向用户反馈绕障信息。

具体的，判断返回航段的终点是否位于最近绕行航段之后的航线上；当返回航段的终点位于最近绕行航段之后的航线上时，则生成成功绕过障碍物信息作为绕障信息；当返回航段的终点不位于最近绕行航段之后的航线上时，则生成未能绕过障碍物信息作为绕障信息。如图11所示，最近绕行航段为绕障航段2，根据上述的S210可以确定返回航段的终点位于作业航段1上，即返回航段的终点不位于最近绕行航段之后的航线上，此时生成成功绕过障碍物信息作为绕障信息以提醒用户无人机已成功绕过障碍物；如图12所示，最近绕行航段为绕障航段2，根据上述的S210可以确定返回航段的终点位于作业航段6上，即返回航段的终点位于最近绕行航段之后的航线上，此时生成成功绕过障碍物信息作为绕障信息以提醒用户无人机已成功绕过障碍物。其中，无人机偏离航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，最近执行航段的下一个绕行航段为最近绕行航段。

由于当返回航段的终点位于最近绕行航段之后的航线上时，会提醒用户成功绕过障碍物；当返回航段的终点不位于最近绕行航段之后的航线上时，会提醒用户未能绕过障碍物，进而提升了用户的操作体验，使得用户能够根据绕障信息作出下一步操作。

基于上述实施例，本申请实施例提供的无人机航线控制方法至少具有以下优点：

1、由于返回航段的终点位于未飞行航线，无人机根据返回航段势必可以移动至未飞行航线，从而避免无人机重复飞行已经飞过的航线，故而能够在无人机被打断作业任务偏离航线后，控制无人机高效地继续完成作业任务。

2、通过对航线上的各个航段设定不同的属性以实现无人机航线的控制，以便在无人机偏离航线时，根据当前位置和未飞行航线的作业航段确定返回航段，使得无人机准确返回到未飞行航线上，提升了用户的操作体验。

3、通过判断返回航段终点的位置与最近执行航段的关系，向用户反馈包括无人机下一步动作的返航信息，进一步提升了用户的操作体验。

4、实现当无人机存在偏离航线的情况时，本申请实施例提供的方法均可以确定出有效的返回航段，以控制无人机沿返回航段移动至返回航段的终点，使得无人机高效地继续完成作业任务并提升用户体验感。

为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种无人机航线控制装置的实现方式，请参阅图13，图13示出了本申请实施例提供的无人机航线控制装置的一种功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的无人机航线控制装置300，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该无人机航线控制装置300包括：获取模块310、确定模块320、控制模块330。

可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于存储器中或固化于该无人机的操作系统(Operating System，OS)中，并可由无人机中的处理器执行。同时，执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在存储器中。

获取模块310用于获取预先规划的航线；所述航线包括作业航段。

可以理解的是，获取模块310可以执行上述S200。

确定模块320用于当无人机偏离航线时，根据无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；返回航段的终点位于未飞行的作业航段上，且返回航段与未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或返回航段与未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内。

可以理解的是，确定模块320可以执行上述S210。

控制模块330用于控制无人机沿返回航段移动至返回航段的终点，以使无人机沿未飞行航线飞行。

可以理解的是，控制模块330可以执行上述S220。

进一步的，无人机偏离航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，确定模块320用于判断最近执行航段是否为作业航段；当最近执行航段为作业航段时，则从最近执行航段开始，依次判断未飞行的作业航段与当前位置之间的垂线是否与未飞行的作业航段存在交点，否则从最近执行航段的下一个作业航段开始，依次判断未飞行的作业航段与当前位置之间的垂线是否与未飞行的作业航段存在交点。

可以理解的是，确定模块320可以执行上述S211、S212-A、S212-B。

确定模块320还用于当垂线与未飞行的作业航段存在交点时，根据交点与当前位置确定返回航段。

可以理解的是，确定模块320可以执行上述S213。

控制模块330还用于根据返回航段的终点位置、最近执行航段确定无人机的返航信息；以及向用户反馈返航信息。

可以理解的是，控制模块330可以执行上述S230、S240。

进一步的，控制模块330具体用于判断终点位置是否位于最近执行航段；当终点位置位于最近执行航段时，则生成移动至原来航段信息作为返航信息；当终点位置不位于最近执行航段时，则生成移动至未飞行航线信息作为返航信息。

可以理解的是，控制模块330可以执行上述S231、S232、S233。

请参照图14，图14示出了本申请实施例所提供的无人机控制设备的结构框图。无人机控制设备130包括存储器131、通信接口132、处理器133和总线134，所述存储器131、通信接口132和处理器133通过总线134连接，处理器133用于执行存储器131中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器131可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口132(可以是有线或者无线)实现该无人机控制设备130与其他终端设备之间的通信连接。

总线134可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。图14中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器131用于存储程序，处理器133在接收到执行指令后，执行所述程序以实现本发明上述实施例揭示的无人机航线控制方法。

本发明实施例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，计算机程序被处理器133执行时实现上述实施例揭示的无人机航线控制方法。

应当理解的是，图14所示的结构仅为无人机控制设备130的结构示意图，无人机控制设备130还可包括比图14中所示更多或者更少的组件，或者具有与图14所示不同的配置。图14中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参照图15，图15示出了本申请实施例所提供的无人机的结构框图。无人机100包括：机体110、动力设备120以及无人机控制设备130。动力设备120安装在机体，用于为无人机提供飞行的动力，其中，动力设备可以包括电动机、电源以及螺旋桨等组件中的至少一种。无人机控制设备130与动力设备120通信连接，用于控制无人机100的沿航线飞行，在一些可能的实施例中，无人机控制设备130可以是无人机飞行控制器。无人机控制设备130在用于控制无人机100飞行时可以实现上述实施例揭示的无人机航线控制方法，具体的实现方式和原理与上述实施例一致，因此不再赘述。其中，本申请实施例所提供的无人机100包括但不限于农用无人机、勘探无人机、巡查无人机、气象无人机以及测绘无人机等。

综上所述，本发明实施例提供了一种无人机航线控制方法及相关装置，该方法包括：获取预先规划的航线；航线包括作业航段；当无人机偏离航线时，根据无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；返回航段的终点位于未飞行的作业航段上，且返回航段与未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或返回航段与未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内；控制无人机沿返回航段移动至返回航段的终点，以使无人机沿未飞行航线飞行。由于返回航段的终点位于未飞行航线，无人机根据返回航段势必可以移动至未飞行航线，从而避免无人机重复飞行已经飞过的航线，故而能够在无人机被打断作业任务偏离航线后，控制无人机高效地继续完成作业任务。

需要说明的是，本申请实施例提供的方法实施例并不以流程图中的具体顺序为限制，应当理解，在其它实施例中，本申请实施例提供的方法实施例其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种无人机航线控制方法，其特征在于，应用于无人机，所述方法包括：

获取预先规划的航线；所述航线包括作业航段和绕障航段；

当所述无人机偏离所述航线时，根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；所述返回航段的终点位于所述未飞行的作业航段上，且所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内；

控制所述无人机沿所述返回航段移动至所述返回航段的终点，以使所述无人机沿未飞行航线飞行；

当所述无人机偏离所述航线时，根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段，包括：

当所述无人机避开障碍物而偏离所述航线时，从按航段顺序排列在所述绕障航段之后的作业航段中确定一点，并将所述无人机的当前位置与该点之间的连线作为所述无人机的返回航段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，当所述最近执行航段为作业航段时，所述根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段的步骤包括：

从所述最近执行航段开始，判断所述未飞行的作业航段上是否存在目标点，所述目标点与所述当前位置的连线垂直于所述未飞行的作业航段；

当存在所述目标点时，根据所述目标点与所述当前位置确定所述返回航段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，当所述最近执行航段不为作业航段时，所述根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段的步骤包括：

从所述最近执行航段的下一个作业航段开始，判断所述未飞行的作业航段上是否存在目标点，所述目标点与所述当前位置的连线垂直于所述未飞行的作业航段；

当存在所述目标点时，根据所述目标点与所述当前位置确定所述返回航段。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，所述方法还包括：

根据所述返回航段的终点位置、所述最近执行航段确定所述无人机的返航信息；

向用户反馈所述返航信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述返回航段的终点位置、所述最近执行航段确定所述无人机的返航信息的步骤包括：

判断所述终点位置是否位于所述最近执行航段；

当所述终点位置位于所述最近执行航段时，则生成移动至原来航段信息作为所述返航信息；

当所述终点位置不位于所述最近执行航段时，则生成移动至未飞行航线信息作为所述返航信息。

6.一种无人机航线控制装置，其特征在于，应用于无人机，所述装置包括：

获取模块，获取预先规划的航线；所述航线包括作业航段和绕障航段；

确定模块，用于当所述无人机偏离所述航线时，根据所述无人机的当前位置与未飞行的作业航段确定返回航段；所述返回航段的终点位于所述未飞行的作业航段上，且所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角为预设角度，或所述返回航段与所述未飞行的作业航段的夹角在预设角度范围内；

控制模块，用于控制所述无人机沿所述返回航段移动至所述返回航段的终点，以使所述无人机沿未飞行航线飞行；

所述确定模块用于当所述无人机避开障碍物而偏离所述航线时，从按航段顺序排列在所述绕障航段之后的作业航段中确定一点，并将所述无人机的当前位置与该点之间的连线作为所述无人机的返回航段。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，当所述最近执行航段为作业航段时，所述确定模块用于从所述最近执行航段开始，判断所述未飞行的作业航段上是否存在目标点，所述目标点与所述当前位置的连线垂直于所述未飞行的作业航段；

所述确定模块还用于当存在所述目标点时，根据所述目标点与所述当前位置确定所述返回航段。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，当所述最近执行航段为作业航段时，所述确定模块用于从所述最近执行航段的下一个作业航段开始，判断所述未飞行的作业航段上是否存在目标点，所述目标点与所述当前位置的连线垂直于所述未飞行的作业航段；

所述确定模块还用于当存在所述目标点时，根据所述目标点与所述当前位置确定所述返回航段。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述无人机偏离所述航线的偏离点对应的航段为最近执行航段，所述控制模块还用于根据所述返回航段的终点位置、所述最近执行航段确定所述无人机的返航信息；以及用于向用户反馈所述返航信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制模块用于判断所述终点位置是否位于所述最近执行航段；

所述控制模块还用于当所述终点位置位于所述最近执行航段时，则生成移动至原来航段信息作为所述返航信息；

所述控制模块还用于当所述终点位置不位于所述最近执行航段时，则生成移动至未飞行航线信息作为所述返航信息。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的无人机航线控制方法。

12.一种无人机控制设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可执行指令，所述处理器用于执行所述机器可执行指令以实现如权利要求1-5中任一项所述的无人机航线控制方法。

13.一种无人机，其特征在于，包括：

机体；

动力设备，安装在所述机体，用于为所述无人机提供动力；

以及无人机控制设备，所述无人机控制设备包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可执行指令，所述处理器用于执行所述机器可执行指令以实现如权利要求1-5中任一项所述的无人机航线控制方法。