CN112534377A - 数据处理方法、无人机和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

公开了一种数据处理方法，用于无人机(100)，无人机(100)存储限飞区数据库(31)，限飞区数据库(31)内存储有一个或多个限飞区数据。数据处理方法包括：获取无人机(100)在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量(011)；根据无人机(100)在所有势场中所具有的势能量计算总势能量(012)；以及根据总势能量确定无人机(100)是否处于限飞区(200)(013)。还公开了一种无人机，包括处理器和存储器，存储器用于存储限飞区数据库和程序指令，处理器用于读取程序指令执行数据处理方法，还公开了一种计算机可读存储介质，包含计算机可执行指令，计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，处理器执行数据处理方法。

Description

数据处理方法、无人机和计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，特别涉及一种数据处理方法、无人机和计算机可读存储介质。

背景技术

无人机地理围栏系统既能支持基于静态数据库的限飞，同时也能支持动态设置的临时限飞区(TFR，temporary flylimit restrict)的限飞。静态数据库存储在无人机中，无人机根据自己的GPS位置基于静态数据库运算后得到限飞结论。TFR数据库由移动端通过网络向服务器后台请求后发起更新，更新后的TFR数据库也存储在无人机中。TFR数据可以根据政策、法规、大型活动等设置在一定时间内生效的临时限飞区。

目前对TFR数据的处理沿用与静态数据库一样的处理方法，而TFR数据有着很高的动态性，临时的添加或者删除都需要支持，而每次TFR数据发生变化都需要重新更新整个TFR数据库，在无人机上也需要对TFR数据库重新进行一轮读取，这在一定程度上造成了计算能力和通信带宽的浪费，在有着大量TFR数据的情况下，这种浪费会尤其显著。

发明内容

本申请实施方式提供一种数据处理方法、无人机和计算机可读存储介质。

本申请实施方式的数据处理方法用于无人机，所述无人机存储限飞区数据库，所述限飞区数据库内存储有一个或多个限飞区数据，所述数据处理方法包括：获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的势场中所具有的势能量；根据所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量计算总势能量；和根据所述总势能量确定所述无人机是否处于限飞区。

本申请实施方式的无人机包括处理器和存储器，所述存储器用于存储限飞区数据库和程序指令，所述限飞区数据库内存储有一个或多个限飞区数据，所述处理器用于读取所述程序指令执行如下操作：获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的势场中所具有的势能量；根据所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量计算总势能量；和根据所述总势能量确定所述无人机是否处于限飞区。

本申请实施方式的包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，所述处理器执行以下数据处理方法：获取无人机在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量；根据所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量计算总势能量；和根据所述总势能量确定所述无人机是否处于限飞区。

本申请实施方式的数据处理方法、无人机和计算机可读存储介质分别单独获取无人机在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量，进而计算总势能量、确定无人机是否处于限飞区。整个处理过程中，各个限飞区数据之间是相互独立的，没有耦合关系，每个限飞区数据可以随意增加或删除，而不会对其他限飞区数据造成影响(即其中一个限飞区数据增加或删除后，不需要对整个限飞区数据库重新进行一轮读取，不会造成计算能力和通信带宽的浪费)，且由于各个限飞区数据的处理完全独立，因而可以通过并行计算的方式来加快计算速度。

本申请实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图2是本申请某些实施方式的数据处理方法的场景示意图；

图3是本申请某些实施方式的无人机存储限飞区数据库的示意图；

图4是本申请某些实施方式的无人机的示意图；

图5是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图6是本申请某些实施方式的数据处理方法的场景示意图；

图7是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图8是本申请某些实施方式的限飞区数据对应的势场中的势能量分布示意图；

图9是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图10是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图11是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图12是本申请某些实施方式的无人机在势场中所受到的势能力的示意图；

图13是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图14是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图15是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图16是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图17是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图18是本申请某些实施方式的服务器、移动端和无人机的连接状态示意图；

图19是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图20是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图21是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图22是本申请某些实施方式的数据处理方法的流程示意图；

图23是本申请某些实施方式的计算机可读存储介质和处理器的连接状态示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。

请参阅图1至图3，本申请实施方式提供一种数据处理方法。数据处理方法用于无人机100。无人机100存储限飞区数据库31，限飞区数据库31内存储有一个或多个限飞区数据。数据处理方法包括：

011：获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量；

012：根据无人机100在所有势场中所具有的势能量计算总势能量；和

013：根据总势能量确定无人机100是否处于限飞区200。

请参阅图4，本申请实施方式还提供一种无人机100。无人机100包括处理器10和存储器30。存储器30用于存储限飞区数据库31和程序指令32，限飞区数据库31内存储有一个或多个限飞区数据。处理器10用于读取所述程序指令32以执行本申请实施方式的数据处理方法。例如，处理器10可用于读取程序指令32以执行011、012和013中的方法。也即是说，处理器10可以用于：获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量；根据无人机100在所有势场中所具有的势能量计算总势能量；和根据总势能量确定无人机100是否处于限飞区200。可选的，无人机100还可以包括其他装置，例如云台、相机、动力系统等。

本申请实施方式的数据处理方法和无人机100分别单独获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量，进而计算总势能量、确定无人机100是否处于限飞区200。整个处理过程中，各个限飞区数据之间是相互独立的，没有耦合关系，每个限飞区数据可以随意增加或删除，而不会对其他限飞区数据造成影响(即其中一个限飞区数据增加或删除后，不需要对整个限飞区数据库31重新进行一轮读取，不会造成计算能力和通信带宽的浪费)，且由于各个限飞区数据的处理完全独立，因而可以通过并行计算的方式来加快计算速度。

请参阅图3，限飞区数据库31可包括静态数据库311和/或临时限飞区(TFR，temporary flylimit restrict)数据库312。也即是说，限飞区数据库31可包括静态数据库311；或者，限飞区数据库31包括临时限飞区数据库312；或者，限飞区数据库31同时包括静态数据库311和临时限飞区数据库312。与之对应地，限飞区数据可包括静态限飞区数据和/或临时限飞区数据。本申请实施例中，临时限飞区也可以称为动态限飞区。

静态限飞区数据存储在静态数据库311。静态限飞区数据一般指的是与固定限飞区对应的限飞数据。例如，机场、监狱、核电站、政府机构、军事管理区等敏感地区，这类区域的特点是长时间都是固定不变的。静态数据库311的更新可通过固件升级的形式进行。

临时限飞区数据存储在临时限飞区数据库312。临时限飞区数据一般指的是根据政策、法规、大型活动等设置在一定时间内生效的临时限飞区对应的限飞数据。例如，对于某些重大活动，可能会发布临时限制无人机100飞行的临时限飞区。临时限飞区数据库312的更新可通过服务器400(如图18所示)、移动端300(如图18所示)、无人机100三者之间的通讯实现，将在后文详细介绍。

请参阅图2和图3，不论限飞区数据是静态限飞区数据还是临时限飞区数据，限飞区数据都可以为图形数据。可以理解，限飞区200一般具有一定的形状。例如，当限飞区200为机场跑道时，限飞区200的平面形状可能大致呈如图2所示的糖果形；当限飞区200为大楼时，限飞区200的平面形状可能大致呈矩形；当限飞区200为山峰时，限飞区200的平面形状可能大致呈椭圆形等。因此，与限飞区200对应的限飞区数据可以是图形数据，图形数据具体可以包括多边形、圆形或椭圆形中的一个或多个。也即是说，图形数据可以是多边形、圆形或椭圆形中的单个图形，也可以是多边形、圆形或椭圆形中的多个组合而成的组合图形。

在获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量时，处理器10分别单独获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量。例如，限飞区数据库31内存储有限飞区数据data1、限飞区数据data2、限飞区数据data3……限飞区数据data(N)，则处理器10分别获取无人机100在限飞区数据data1对应的势场中所具有的势能量U1，获取无人机100在限飞区数据data2对应的势场中所具有的势能量U2，获取无人机100在限飞区数据data3对应的势场中所具有的势能量U3……获取无人机100在限飞区数据data(N)对应的势场中所具有的势能量U(N)。需要指出的是，处理器10获取U1、U2、U3……U(N)的过程可以同时进行的，也可以是先后依次进行的，在此不作限制。

然后，处理器10根据无人机100在所有势场中所具有的势能量U1、U2、U3……U(N)计算得到总势能量U，再根据总势能量U确定无人机100是否处于限飞区200。处理器10根据总势能量U确定无人机100是否处于限飞区200的过程可以是：处理器10自行根据总势能量U判断无人机100是否处于限飞区200，以确定无人机100是否处于限飞区200；也可以是：处理器10将总势能量U发送至移动端300(如图18所示)或服务器400(如图18所示)，移动端300或服务器400根据总势能量U判断无人机100是否处于限飞区200，再将判断结果发送至无人机100，处理器10接收判断结果以确定无人机100是否处于限飞区200。

本申请实施方式中的处理器10可以是无人机100的飞行控制器(flight controlsystem，FC)，例如微控制单元(micro controller unit，MCU)、集成芯片、控制电路等，也可以是无人机100的应用处理器(application processer，AP)。

请参阅图5，在某些实施方式中，获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量(即011)，包括：

0111：计算无人机100到每个限飞区数据对应的限飞区200的距离向量；和

0112：根据距离向量获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行0111和0112中的方法。也即是说，处理器10可以用于：计算无人机100到每个限飞区数据对应的限飞区200的距离向量；和根据距离向量获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量。

请参阅图6，以两个限飞区数据为例，分别是限飞区数据data1、限飞区数据data2。限飞区数据data1对应的限飞区200为限飞区200a，限飞区数据data2对应的限飞区200为限飞区200b。处理器10分别计算无人机100到限飞区200a的距离向量p1，无人机100到限飞区200b的距离向量p2，并分别基于距离向量p1获取无人机100在限飞区数据data1对应的势场中所具有的势能量U1，基于距离向量p2获取无人机100在限飞区数据data2对应的势场中所具有的势能量U2。

依此类推，当限飞区数据库31内存储有一个或更多个限飞区数据时，可以采用同样的方式获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量，即前述U1、U2、U3……U(N)。

请参阅图7，在某些实施方式中，在获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量(即011)前，数据处理方法还包括：

014：基于人工势场法构建每个限飞区数据对应的势能函数，其中，在势能函数中，势能量与无人机100到每个限飞区数据对应的限飞区200的距离值成反比；

根据距离向量获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量(即0112)，包括：

01121：根据距离向量和势能函数获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量。

其中，步骤014和步骤0111的执行顺序不作限定。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行014和01121中的方法。也即是说，处理器10可以用于：基于人工势场法构建每个限飞区数据对应的势能函数，其中，在势能函数中，势能量与无人机100到每个限飞区数据对应的限飞区200的距离值成反比；根据距离向量和势能函数获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量。

具体地，人工势场法是指人工构建一个虚拟的势场，将障碍物设置成斥力、目标点设置成吸引力(即障碍物对无人机100产生斥力，目标点对无人机100产生引力)，然后进行力的矢量相加，算出合力的方向，并通过合力来控制无人机100的飞行。

请参阅图8，本申请实施方式基于人工势场法构建每个限飞区数据对应的势能函数。在势能函数中，无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量与无人机100到每个限飞区数据对应的限飞区200的距离值成反比。也即是说，当无人机100到某个限飞区数据对应的限飞区200的距离越近，则无人机100在该限飞区数据对应的势场中所具有的势能量越大；当无人机100到某个限飞区数据对应的限飞区200的距离越远，则无人机100在该限飞区数据对应的势场中所具有的势能量越小。可以理解，图8仅示意性画出了两个限飞区数据对应的势场中的势能量分布示意图(此时，两个限飞区数据均为圆形的图形数据)。在势场的中心是高势能量区，远离势场的中心是低势能量区。

在一个实施例中，势能函数为：

其中，U为势能量，K为能量系数，k>0，K的值可以根据实际情况或经验值进行调整。d为偏置常量，d>0；p为无人机100到势场边界的距离向量，包括距离值和方向信息。

需要指出的是，上述势能函数为根据限飞区数据为圆形的图形数据构建的势能函数，当限飞区数据为多边形的图形数据，或者椭圆形的图形数据，或者多边形、圆形或椭圆形中的多个组合而成的图形数据时，本领域技术人员可以针对上述势能函数进行一些形式上的变换。或者，在限飞区数据仍为圆形的图形数据时，本领域技术人员可以针对上述势能函数进行一些形式上的变换，例如，去掉d或k等。

在构建势能函数后，处理器10可根据无人机100到每个限飞区数据对应的限飞区200的距离向量、和势能函数获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量。请参阅图6和图8，以无人机100到限飞区数据data1对应的限飞区200a的距离向量为p1、无人机100到限飞区数据data2对应的限飞区200b的距离向量为p2为例，假设限飞区数据data1和限飞区数据data2对应的势能函数均为

(实际过程中，不同的限飞区数据对应的势能函数可以是不同的)，则将距离向量p1代入该势能函数中，得到U1；将距离向量p2代入该势能函数中，得到U2。依次类推，可以获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量，即前述U1、U2、U3……U(N)。

请参阅图9，在某些实施方式中，根据无人机100在所有势场中所具有的势能量计算总势能量(即012)，包括：

0121：对无人机100在所有势场中所具有的势能量求和得到总势能量；或

0122：对无人机100在所有势场中所具有的势能量加权求和得到总势能量。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行0121和0122中的方法。也即是说，处理器10可以用于：对无人机100在所有势场中所具有的势能量求和得到总势能量；或对无人机100在所有势场中所具有的势能量加权求和得到总势能量。

其中，0121和0122是择一执行的。

具体地，在得到无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量U1、U2、U3……U(N)后，在一个实施例中，处理器10可对U1、U2、U3……U(N)求和得到总势能量U，即U＝U1+U2+U3+……+U(N)。

在另一个实施例中，处理器10可对U1、U2、U3……U(N)加权求和得到总势能量U，即U＝A1*U1+A2*U2+A3*U3+……+A(N)*U(N)。其中，A1为U1对应的权重系数，A2为U2对应的权重系数，A3为U3对应的权重系数……A(N)为U(N)对应的权重系数。A1、A2、A3……A(N)可以部分相同、部分不同，也可以全部不同。在一个例子中，当无人机100在某个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量越大时，该势能量对应的权重系数越高，以使得根据总势能量判断无人机100是否处于限飞区200的结果更准确，确保当无人机100处于限飞区200时能够被检测到。

请参阅图10，在某些实施方式中，根据总势能量判断无人机100是否处于限飞区200(即013)，包括：

0131：在总势能量大于等于预定势能量时，确定无人机100处于限飞区200内；

0132：在总势能量小于预定势能量时，确定无人机100处于限飞区200外。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行0131和0132中的方法。也即是说，处理器10可以用于：在总势能量大于等于预定势能量时，确定无人机100处于限飞区200内；在总势能量小于预定势能量时，确定无人机100处于限飞区200外。

可以理解，由于在势能函数中，势能量与无人机100到每个限飞区数据对应的限飞区200的距离值成反比，因此，当无人机100到限飞区200的距离值越近时，总势能量越大；当无人机100到限飞区200的距离值越远时，总势能量越小。因此，当总势能量大于或等于预定势能量时，表明无人机100到限飞区200的距离较近，处理器10即可确定无人机100处于限飞区200内；当总势能量小于预定势能量时，表明无人机100到限飞区200的距离较远，处理器10即可确定无人机100处于限飞区200外。在一个例子中，预定势能量为一个大于0的数值。预定势能量可以是可调的，可以根据实际情况设置预定势能量的取值。

请参阅图11，在某些实施方式中，数据处理方法还包括：

015：根据无人机100到限飞区200的距离向量，对无人机100在每个势场中所具有的势能量求导得到无人机100在每个势场中所受到的势能力；

016：根据无人机100在所有势场中所受到的势能力计算总势能力；和

017：根据总势能力确定无人机100的飞行方向。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行015、016和017中的方法。也即是说，处理器10可以用于：根据无人机100到限飞区200的距离向量，对无人机100在每个势场中所具有的势能量求导得到无人机100在每个势场中所受到的势能力；根据无人机100在所有势场中所受到的势能力计算总势能力；和根据总势能力确定无人机100的飞行方向。

在一个实施例中，势能力为：

F(p)＝dU/dp

其中，U为势能量，p为无人机100到势场边界的向量。

在得到无人机100到每个限飞区数据对应的限飞区的距离向量p1、p2、p3……p(N)，以及无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量U1、U2、U3……U(N)后，处理器10分别根据p1、p2、p3……p(N)对U1、U2、U3……U(N)求导得到无人机100在每个势场中所受到的势能力，即F1＝dU1/dp1，F2＝dU2/dp2，F3＝dU3/dp3……F(N)＝dU/dp。也就是说，无人机100在每个势场中所受到的势能力分别为F1、F2、F3……F(N)。然后，处理器10根据F1、F2、F3……F(N)计算总势能力F。其中，势能力也可以携带方向信息，在计算多个势能力的总势能力时需要考虑势能力的方向。

在一个实施例中，处理器10可对F1、F2、F3……F(N)求和得到总势能力F，即F＝F1+F2+F3+……+F(N)。

在另一个实施例中，处理器10可对F1、F2、F3……F(N)加权求和得到总势能力F，即F＝B1*F1+B2*F2+B3*F3+……+B(N)*F(N)。其中，B1为F1对应的权重系数，B2为F2对应的权重系数，B3为F3对应的权重系数……B(N)为F(N)对应的权重系数。B1、B2、B3……B(N)可以部分相同、部分不同，也可以全部不同。在一个例子中，当无人机100在某个势场中所受到的势能力越大时，该势能力对应的权重系数越高，以使得根据总势能力确定的无人机100的飞行方向的结果更准确，避免无人机100进入限飞区200。

本申请实施方式中，处理器10根据总势能力确定无人机100的飞行方向可以是直接将总势能力的指向作为无人机100的飞行方向。请参阅图12，总势能力指向势能量下降最快的方向，沿着总势能力的指向飞行(图12中箭头所指方向)，以此作为此刻的最优飞行方向，而对总势能力的指向的反方向进行运动限制，使得无人机100可以迅速远离高势能量区域，从而远离限飞区200密集的区域。

请参阅图13，在某些实施方式中，数据处理方法还包括：

018：在无人机100处于限飞区200内时，控制无人机100在垂直方向上降低飞行高度。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行018中的方法。也即是说，处理器10可以用于在无人机100处于限飞区200内时，控制无人机100在垂直方向上降低飞行高度。

可以理解，总势能力的指向具体可用于在水平方向上控制无人机100远离限飞区200。当无人机100已经进入限飞区200内时，处理器10可控制无人机100在垂直方向上降低飞行高度，必要时可以直接控制无人机100降落，进行停飞处理，以确保安全。

请参阅图14，在某些实施方式中，根据总势能力确定无人机100的飞行方向(即017)，包括：

0171：在无人机100处于限飞区200内时，若无人机100接收到用户在水平方向上的控制指令，则根据总势能力的方向控制无人机100在水平方向上的飞行。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行0171中的方法。也即是说，处理器10可以用于在无人机100处于限飞区200内时，若无人机100接收到用户在水平方向上的控制指令，则根据总势能力的方向控制无人机100在水平方向上的飞行。

可以理解，当无人机100已经进入限飞区200内时，即便无人机100接收到用户在水平方向上的控制指令，用户希望控制无人机100在水平方向上的飞行，无人机100也不会响应用户的控制指令，而是依然会根据总势能力的指向控制无人机100在水平方向上的飞行方向，以使得无人机100的能够尽快离开限飞区200，不在限飞区200内长时间停留，从而确保安全。

请参阅图15，在某些实施方式中，根据总势能力确定无人机100的飞行方向(即017)，包括：

0172：在无人机100处于限飞区200外时，根据总势能力的方向控制无人机100远离限飞区200。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行0172中的方法。也即是说，处理器10可以用于在无人机100处于限飞区200外时，根据总势能力的方向控制无人机100远离限飞区200。

可以理解，当无人机100处于限飞区200外时，若不对无人机100的飞行方向加以控制，无人机100仍有可能会飞入限飞区200，造成安全隐患。本申请实施方式中，在无人机100处于限飞区200外时，处理器10仍可根据总势能力的指向控制无人机100远离限飞区200，以确保无人机100不会进入限飞区200内，提高安全性。

请参阅图16，在某些实施方式中，数据处理方法还包括：

019：在无人机100处于限飞区200外时，若无人机100接收到用户在垂直方向上的控制指令，则根据控制指令控制无人机100在垂直方向上的飞行。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行019中的方法。也即是说，处理器10可以用于在无人机100处于限飞区200外时，若无人机100接收到用户在垂直方向上的控制指令，则根据控制指令控制无人机100在垂直方向上的飞行。

可以理解，当无人机100处于限飞区200外时，若无人机100接收到用户在垂直方向上的控制指令，表明用户希望控制无人机100在垂直方向上的飞行。由于垂直方向上的控制(例如提高飞行高度或降低飞行高度)并不会导致无人机100飞入限飞区200内，因此，处理器10可以根据用户的控制指令控制无人机100在垂直方向上的飞行，以满足用户需求。

当然，在其他实施方式中，对无人机100的飞行控制并不限于上述几种实施方式。例如，在无人机100处于限飞区200外时，处理器10仍可根据用户在水平方向上的控制指令控制无人机100沿着限飞区200的边界飞行，如此无人机100也不会飞入限飞区200内，同时又能满足用户需求。不论是如何控制无人机100的飞行，只需要满足在无人机100处于限飞区200内时，无人机100能够尽快离开限飞区200，避免无人机100在限飞区200内长时间停留以确保安全，而在无人机100处于限飞区200外时，无人机100不会飞入限飞区200即可。

请参阅图17和图18，在某些实施方式中，数据处理方法还包括：

020：在无人机100接收到移动端300发送的增加请求时，根据增加请求向限飞区数据库31中增加限飞区数据。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行020中的方法。也即是说，处理器10可以用于在无人机100接收到移动端300发送的增加请求时，根据增加请求向限飞区数据库31中增加限飞区数据。

具体地，移动端300可以是能够与无人机100通信的控制终端，例如手机、遥控器等。在无人机100与移动端300通信连接(例如蓝牙连接、Wi-Fi连接、ZigBee连接、数据线连接、蜂窝网通信连接(例如4G、5G、以及未来演进的通信方式等)等)时，移动端300能够向无人机100发送增加请求，以向限飞区数据库31中增加限飞区数据，以实现临时限飞区数据库312的更新。如此，对于某些重大活动发布的临时限制无人机100飞行的临时限飞区数据或其他的一些最新的临时限飞区数据，都可以更新至临时限飞区数据库312中，以确保无人机100飞行的安全。

其中，移动端300向无人机100发送增加请求可以是在移动端300的后台自动进行的，无需用户知晓及进行相关操作，简化了用户操作。一种实施例中，移动端300从服务器400获取到限飞区数据后，向无人机100发送上述增加请求。移动端300可以主动向服务器400获取限飞区数据，也可以是被动接收服务器400推送的限飞区数据。

请参阅图19，在某些实施方式中，增加请求包括数据增加指令和需要增加的限飞区数据。在无人机100接收到移动端300发送的增加请求时，根据增加请求向限飞区数据库31中增加限飞区数据(即020)，包括：

0201：在无人机100接收到移动端300发送的数据增加指令和需要增加的限飞区数据时，根据数据增加指令将需要增加的限飞区数据增加至限飞区数据库31。

请参阅图4，在某些实施方式中，增加请求包括数据增加指令和需要增加的限飞区数据。处理器10可用于读取程序指令32以执行0201中的方法。也即是说，处理器10可以用于在无人机100接收到移动端300发送的数据增加指令和需要增加的限飞区数据时，根据数据增加指令将需要增加的限飞区数据增加至限飞区数据库31。

具体地，请参阅图18，需要增加的限飞区数据可以先由服务器400发送至移动端300。移动端300能够与服务器400通信连接(例如蓝牙连接、Wi-Fi连接、ZigBee连接、数据线连接、蜂窝网通信连接(例如4G、5G、以及未来演进的通信方式等)等)。服务器400发送至移动端300的限飞区数据可以是当前适用的或最新的临时限飞区数据。移动端300接收到服务器400发送的需要增加的限飞区数据后，再向无人机100发送增加请求，以便无人机100根据数据增加指令将需要增加的限飞区数据增加至限飞区数据库31。

其中，服务器400向移动端300发送限飞区数据可以是服务器400自动进行的，每当临时限飞区数据有更新时，服务器400自动向移动端300发送最新的临时限飞区数据，以简化用户操作。或者，服务器400也可以是在接收到用户通过移动端300发送的更新请求后，响应该更新请求，并向移动端300发送与该更新请求对应的临时限飞区数据。例如，当限飞区数据库31中存储的限飞区数据是A城市的限飞区数据，而用户临时想在B城市使用无人机100时，则用户可以通过移动端300向服务器400发送关于B城市的限飞区数据的更新请求，服务器400在接收到关于B城市的限飞区数据的更新请求后，将B城市的限飞区数据发送至移动端300。此种情况下，限飞区数据库31中无需存储大量的限飞区数据，只需要在用户有需求时，根据用户的操作更新限飞区数据库31即可，有利于节省无人机100的内存。

请参阅图20，在某些实施方式中，数据处理方法还包括：

021：在无人机100接收到移动端300发送的删除请求时，根据删除请求删除限飞区数据库31中的限飞区数据。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行021中的方法。也即是说，处理器10可以用于在无人机100接收到移动端300发送的删除请求时，根据删除请求删除限飞区数据库31中的限飞区数据。

可以理解，当限飞区数据库31中的某些限飞区数据已经不适用时，在无人机100与移动端300通信连接时，移动端300能够向无人机100发送删除请求，以删除限飞区数据库31中的限飞区数据，避免无人机100根据不适用的限飞区数据飞行，引发安全事故，并且减轻无人机100的存储压力，节省存储资源。

其中，移动端300向无人机100发送删除请求可以是在移动端300的后台自动进行的，无需用户知晓及进行相关操作，简化了用户操作。

请参阅图21，在某些实施方式中，删除请求包括数据删除指令和需要删除的限飞区数据对应的索引，在无人机100接收到移动端300发送的删除请求时，根据删除请求删除限飞区数据库31中的限飞区数据(即021)，包括：

0211：在无人机100接收到移动端300发送的数据删除指令和需要删除的限飞区数据对应的索引时，根据数据删除指令和需要删除的限飞区数据对应的索引在限飞区数据库31中删除需要删除的限飞区数据。

请参阅图4，在某些实施方式中，删除请求包括数据删除指令和需要删除的限飞区数据对应的索引。处理器10可用于读取程序指令32以执行021中的方法。也即是说，处理器10可以用于在无人机100接收到移动端300发送的数据删除指令和需要删除的限飞区数据对应的索引时，根据数据删除指令和需要删除的限飞区数据对应的索引在限飞区数据库31中删除需要删除的限飞区数据。

具体地，需要删除的限飞区数据对应的索引可以先由服务器400发送至移动端300。当限飞区数据库31中的某些限飞区数据已经不适用时，服务器400自动向移动端300发送该限飞区数据对应的索引，以简化用户操作。或者，服务器400也可以是在接收到用户通过移动端300发送的更新请求后，响应该更新请求，并向移动端300发送与该更新请求对应的限飞区数据对应的索引。例如，当用户不确定限飞区数据库31中存储的哪些限飞区数据不适用时，则用户可以通过移动端300向服务器400发送关于不适用限飞区数据的更新请求，服务器400在接收到关于不适用限飞区数据的更新请求后，若某限飞区数据已经不适用，则服务器400将该限飞区数据对应的索引发送至移动端300。此种情况下，限飞区数据库31无需经常删除不适用的限飞区数据，只需要在用户有需求时，根据用户的操作删除不适用的限飞区数据即可，有利于节省无人机100的能耗。

请参阅图22，在某些实施方式中，数据处理方法还包括：

022：在第一限飞区数据的存储时间达到与第一限飞区对应的存储期限时，删除第一限飞区数据，第一限飞区数据属于一个或多个限飞区数据。

请参阅图4，在某些实施方式中，处理器10可用于读取程序指令32以执行022中的方法。也即是说，处理器10可以用于在第一限飞区数据的存储时间达到与第一限飞区对应的存储期限时，删除第一限飞区数据，第一限飞区数据属于一个或多个限飞区数据。

具体地，限飞区数据库31中存储的限飞区数据，有些可能具有存储期限，有些可能没有存储期限。具有存储期限的限飞区数据即为本申请实施方式中的第一限飞区数据。例如，第一限飞区数据对应的限飞区200可能在当天上午10至下午5点禁止无人机200飞行，那么当第一限飞区数据的存储时间达到当天下午5点时，处理器10将自动删除该第一限飞区数据，以及时清理过期的限飞区数据，节省无人机100的存储资源。

可以理解，限飞区数据库31中可能存储有一个或多个第一限飞区数据，当限飞区数据库31中存储有多个第一限飞区数据时，多个第一限飞区数据对应的多个存储期限之间是相互独立的，多个存储期限可以根据实际情况各不相同。

请参阅图23，本申请实施方式还提供一种包含计算机可执行指令501的非易失性计算机可读存储介质500。当计算机可执行指令501被一个或多个处理器10执行时，处理器10执行上述任一实施方式的数据处理方法。

例如，当计算机可执行指令501被一个或多个处理器10执行时，处理器10执行以下数据处理方法：

011：获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量；

012：根据无人机100在所有势场中所具有的势能量计算总势能量；和

013：根据总势能量确定无人机100是否处于限飞区200。

本申请实施方式的计算机可读存储介质500分别单独获取无人机100在每个限飞区数据对应的势场中所具有的势能量，进而计算总势能量、确定无人机100是否处于限飞区200。整个处理过程中，各个限飞区数据之间是相互独立的，没有耦合关系，每个限飞区数据可以随意增加或删除，而不会对其他限飞区数据造成影响(即其中一个限飞区数据增加或删除后，不需要对整个限飞区数据库31重新进行一轮读取，不会造成计算能力和通信带宽的浪费)，且由于各个限飞区数据的处理完全独立，因而可以通过并行计算的方式来加快计算速度。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个例子中”、“示例地”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (35)

1.一种数据处理方法，用于无人机，其特征在于，所述无人机存储限飞区数据库，所述限飞区数据库内存储有一个或多个限飞区数据，所述数据处理方法包括：

获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的势场中所具有的势能量；

根据所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量计算总势能量；和

根据所述总势能量确定所述无人机是否处于限飞区。

2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述限飞区数据包括临时限飞区数据和/或静态限飞区数据。

3.根据权利要求1或2所述的数据处理方法，其特征在于，所述获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的势场中所具有的势能量，包括：

计算所述无人机到每个所述限飞区数据对应的限飞区的距离向量；和

根据所述距离向量获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的所述势场中所具有的势能量。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量计算总势能量，包括：

对所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量求和得到所述总势能量；或

对所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量加权求和得到所述总势能量。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述总势能量判断所述无人机是否处于限飞区，包括：

在所述总势能量大于等于预定势能量时，确定所述无人机处于限飞区内；

在所述总势能量小于所述预定势能量时，确定所述无人机处于限飞区外。

6.根据权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，在获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的势场中所具有的势能量前，所述数据处理方法还包括：

基于人工势场法构建每个所述限飞区数据对应的势能函数，其中，在所述势能函数中，势能量与所述无人机到每个所述限飞区数据对应的限飞区的距离值成反比；

所述根据所述距离向量获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的所述势场中所具有的势能量，包括：

根据所述距离向量和所述势能函数获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的所述势场中所具有的势能量。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括：

根据所述无人机到所述限飞区的距离向量，对所述无人机在每个所述势场中所具有的势能量求导得到所述无人机在每个所述势场中所受到的势能力；

根据所述无人机在所有所述势场中所受到的势能力计算总势能力；和

根据所述总势能力确定所述无人机的飞行方向。

8.根据权利要求7所述的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括：

在所述无人机处于所述限飞区内时，控制所述无人机在垂直方向上降低飞行高度。

9.根据权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述总势能力确定所述无人机的飞行方向，包括：

在所述无人机处于所述限飞区内时，若所述无人机接收到用户在水平方向上的控制指令，则根据所述总势能力的方向控制所述无人机在水平方向上的飞行。

10.根据权利要求7所述的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述总势能力确定所述无人机的飞行方向，包括：

在所述无人机处于所述限飞区外时，根据所述总势能力的方向控制所述无人机远离所述限飞区。

11.根据权利要求10所述的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括：

在所述无人机处于所述限飞区外时，若所述无人机接收到用户在垂直方向上的控制指令，则根据所述控制指令控制所述无人机在垂直方向上的飞行。

12.根据权利要求1至11任意一项所述的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括：

在所述无人机接收到移动端发送的增加请求时，根据所述增加请求向所述限飞区数据库中增加所述限飞区数据。

13.根据权利要求12所述的数据处理方法，其特征在于，所述增加请求包括数据增加指令和需要增加的所述限飞区数据，所述在所述无人机接收到移动端发送的增加请求时，根据所述增加请求向所述限飞区数据库中增加所述限飞区数据，包括：

在所述无人机接收到所述移动端发送的所述数据增加指令和需要增加的所述限飞区数据时，根据所述数据增加指令将需要增加的所述限飞区数据增加至所述限飞区数据库。

14.根据权利要求1至11任意一项所述的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括：

在所述无人机接收到移动端发送的删除请求时，根据所述删除请求删除所述限飞区数据库中的所述限飞区数据。

15.根据权利要求14所述的数据处理方法，其特征在于，所述删除请求包括数据删除指令和需要删除的所述限飞区数据对应的索引，所述在所述无人机接收到移动端发送的删除请求时，根据所述删除请求删除所述限飞区数据库中的所述限飞区数据，包括：

在所述无人机接收到所述移动端发送的所述数据删除指令和需要删除的所述限飞区数据对应的所述索引时，根据所述数据删除指令和需要删除的所述限飞区数据对应的所述索引在所述限飞区数据库中删除需要删除的所述限飞区数据。

16.根据权利要求1至11任意一项所述的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括：

在第一限飞区数据的存储时间达到与所述第一限飞区对应的存储期限时，删除所述第一限飞区数据，所述第一限飞区数据属于所述一个或多个限飞区数据。

17.根据权利要求1至16任意一项所述的数据处理方法，其特征在于，所述限飞区数据为图形数据，所述图形数据包括多边形、圆形或椭圆形中的一个或多个。

18.一种无人机，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储限飞区数据库和程序指令，所述限飞区数据库内存储有一个或多个限飞区数据，所述处理器用于读取所述程序指令执行如下操作：

获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的势场中所具有的势能量；

根据所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量计算总势能量；和

根据所述总势能量确定所述无人机是否处于限飞区。

19.根据权利要求18所述的无人机，其特征在于，所述限飞区数据包括临时限飞区数据和/或静态限飞区数据。

20.根据权利要求18或19所述的无人机，其特征在于，所述处理器用于获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的势场中所具有的势能量，包括：

计算所述无人机到每个所述限飞区数据对应的限飞区的距离向量；和

根据所述距离向量获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的所述势场中所具有的势能量。

21.根据权利要求18至20任意一项所述的无人机，其特征在于，所述处理器用于根据所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量计算总势能量，包括：

对所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量求和得到所述总势能量；或

对所述无人机在所有所述势场中所具有的势能量加权求和得到所述总势能量。

22.根据权利要求18至21任意一项所述的无人机，其特征在于，所述处理器用于根据所述总势能量判断所述无人机是否处于限飞区，包括：

在所述总势能量大于等于预定势能量时，确定所述无人机处于限飞区内；

在所述总势能量小于所述预定势能量时，确定所述无人机处于限飞区外。

23.根据权利要求20所述的无人机，其特征在于，在获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的势场中所具有的势能量前，所述处理器还用于：

基于人工势场法构建每个所述限飞区数据对应的势能函数，其中，在所述势能函数中，势能量与所述无人机到每个所述限飞区数据对应的限飞区的距离值成反比；

所述处理器用于根据所述距离向量获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的所述势场中所具有的势能量，包括：

根据所述距离向量和所述势能函数获取所述无人机在每个所述限飞区数据对应的所述势场中所具有的势能量。

24.根据权利要求18至23任意一项所述的无人机，其特征在于，所述处理器还用于：

根据所述无人机到所述限飞区的距离向量，对所述无人机在每个所述势场中所具有的势能量求导得到所述无人机在每个所述势场中所受到的势能力；

根据所述无人机在所有所述势场中所受到的势能力计算总势能力；和

根据所述总势能力确定所述无人机的飞行方向。

25.根据权利要求24所述的无人机，其特征在于，所述处理器还用于：

在所述无人机处于所述限飞区内时，控制所述无人机在垂直方向上降低飞行高度。

26.根据权利要求25所述的无人机，其特征在于，所述处理器用于根据所述总势能力确定所述无人机的飞行方向，包括：

在所述无人机处于所述限飞区内时，若所述无人机接收到用户在水平方向上的控制指令，则根据所述总势能力的方向控制所述无人机在水平方向上的飞行。

27.根据权利要求24所述的无人机，其特征在于，所述处理器用于根据所述总势能力确定所述无人机的飞行方向，包括：

在所述无人机处于所述限飞区外时，根据所述总势能力的方向控制所述无人机远离所述限飞区。

28.根据权利要求27所述的无人机，其特征在于，所述处理器还用于：

在所述无人机处于所述限飞区外时，若所述无人机接收到用户在垂直方向上的控制指令，则根据所述控制指令控制所述无人机在垂直方向上的飞行。

29.根据权利要求18至28任意一项所述的无人机，其特征在于，所述处理器还用于：

在所述无人机接收到移动端发送的增加请求时，根据所述增加请求向所述限飞区数据库中增加所述限飞区数据。

30.根据权利要求29所述的无人机，其特征在于，所述增加请求包括数据增加指令和需要增加的所述限飞区数据，所述处理器用于在所述无人机接收到移动端发送的增加请求时，根据所述增加请求向所述限飞区数据库中增加所述限飞区数据，包括：

在所述无人机接收到所述移动端发送的所述数据增加指令和需要增加的所述限飞区数据时，根据所述数据增加指令将需要增加的所述限飞区数据增加至所述限飞区数据库。

31.根据权利要求18至28任意一项所述的无人机，其特征在于，所述处理器还用于：

在所述无人机接收到移动端发送的删除请求时，根据所述删除请求删除所述限飞区数据库中的所述限飞区数据。

32.根据权利要求31所述的无人机，其特征在于，所述删除请求包括数据删除指令和需要删除的所述限飞区数据对应的索引，所述处理器用于在所述无人机接收到移动端发送的删除请求时，根据所述删除请求删除所述限飞区数据库中的所述限飞区数据，包括：

在所述无人机接收到所述移动端发送的所述数据删除指令和需要删除的所述限飞区数据对应的所述索引时，根据所述数据删除指令和需要删除的所述限飞区数据对应的所述索引在所述限飞区数据库中删除需要删除的所述限飞区数据。

33.根据权利要求18至28任意一项所述的无人机，其特征在于，所述处理器还用于：

在第一限飞区数据的存储时间达到与所述第一限飞区对应的存储期限时，删除所述第一限飞区数据，所述第一限飞区数据属于所述一个或多个限飞区数据。

34.根据权利要求18至33任意一项所述的无人机，其特征在于，所述限飞区数据为图形数据，所述图形数据包括多边形、圆形或椭圆形中的一个或多个。

35.一种包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，所述处理器执行权利要求1至17任意一项所述的数据处理方法。

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