CN112810807A - 一种无人机及无人机的控制方法 - Google Patents

一种无人机及无人机的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人机及无人机的控制方法，涉及无人机技术领域。该无人机的一具体实施方式包括：无人机机身(1)、飞行组件(2)及一个或多个传感器装置(3)；其中，所述飞行组件(2)固定安装于所述无人机机身(1)上；所述一个或多个传感器装置(3)固定安装于所述无人机机身(1)和/或所述飞行组件(2)上，用以对所述无人机的周围环境进行检测。该实施方式能够实现对周围环境的实时检测，以最大限度地保障周围环境中人员的安全。

Description

一种无人机及无人机的控制方法
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机及无人机的控制方法。
背景技术
随着无人机技术的发展，出现了在客运飞行、空中观光、应急救援等领域具有广泛应用前景的新型无人机。与传统无人机相比，新型无人机最大的不同就是需要载人，或需要与人近距离接触，进而需要最大限度地保障周围人员的安全。但目前，现有的新型无人机在保障人员安全方面相对于传统无人机并没有做任何技术升级及改进，因而周围人员的安全存在隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种无人机及无人机的控制方法，能够实现对周围环境的实时检测，以最大限度地保障周围环境中人员的安全。
为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种无人机，包括：无人机机身、飞行组件及一个或多个传感器装置；其中，
所述飞行组件固定安装于所述无人机机身上；
所述一个或多个传感器装置固定安装于所述无人机机身和/或所述飞行组件上，用以对所述无人机的周围环境进行检测。
可选地，还包括：载人舱，所述载人舱固定安装于所述无人机机身上。
可选地，所述飞行组件包括：螺旋桨、电动机、电动机机臂；其中，
所述电动机机臂用于将所述电动机固定安装于所述无人机机身上；
所述电动机用于驱动所述螺旋桨旋转。
可选地，所述一个或多个传感器装置固定安装于所述电动机上。
可选地，所述一个或多个传感器装置固定安装于所述电动机及所述无人机机身的侧面和下方。
可选地，所述无人机机身内部设有飞行控制系统；
所述飞行控制系统与所述一个或多个传感器装置通信连接，以根据所述一个或多个传感器装置发送的感测数据，对所述无人机进行控制。
可选地，所述一个或多个传感器装置包括下述一种或多种：红外传感器、摄像头。
为实现上述目的，根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种无人机的控制方法，应用于上述任意一项所述的无人机，包括：
实时获取所述无人机周围环境的感测数据；
根据所述感测数据，对所述无人机进行控制。
可选地，所述根据所述感测数据，对所述无人机进行控制，包括：
确定所述无人机的飞行状态，所述飞行状态包括：待起飞、飞行中、待降落；
所述根据所述飞行状态及所述感测数据，对所述无人机进行控制。
可选地，所述根据所述飞行状态及所述感测数据，对所述无人机进行控制，包括：
根据所述感测数据，确定所述无人机周围环境中是否有人，以在周围环境中有人的情况下，确定所述人的位置信息；
根据所述飞行状态及所述位置信息，对所述无人机进行控制。
可选地，所述根据所述飞行状态及所述位置信息，对所述无人机进行控制，包括：
在飞行状态为待起飞的情况下，控制所述无人机进入锁定状态，以禁止所述无人机的电动机转动；
在飞行状态为飞行中的情况下，改变所述无人机的飞行路线以避开周围环境中的人；
在飞行状态为待降落的情况下，改变所述无人机的降落位置以避开周围环境中的人。
可选地，还包括：在确定处于锁定状态的所述无人机周围环境中没有人或人已离开的情况下，解除所述无人机的锁定状态。
可选地，还包括：
在飞行状态为待降落的情况下，通过下述一种多种方式提示周围环境中的人远离所述无人机：语音提示、向地面投射人从当前位置远离所述无人机的运动方向。
可选地，在所述感测数据指示了红外信号的情况下，根据位于无人机上不同位置的红外传感器的红外信号，确定周围环境中人对应的位置信息。
可选地，在所述感测数据指示了环境图片的情况下，通过图片识别确定周围环境中人对应的位置信息。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过在无人机机身和/或飞行组件上固定安装一个或多个传感器装置，实现了对无人机周围环境的实时检测，进而可以根据感测数据控制无人机，以避开周围环境中的人或避免伤到周围环境中的人，从而可最大限度地保障无人机周围人员的安全，提高无人机的安全性及可靠性。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是根据本发明实施例的无人机的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的无人机的俯视图；
图3是根据本发明实施例的无人机的控制方法的主要流程的示意图；
图4是根据本发明实施例的另一无人机的控制方法的主要流程的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
参见图1及图2，本发明实施例提供了一种无人机，包括无人机机身1、飞行组件2及一个或多个传感器装置3；其中所述飞行组件2固定安装于所述无人机机身1上；所述一个或多个传感器装置3固定安装于所述无人机机身1和/或所述飞行组件2上，用以对所述无人机的周围环境进行检测。
其中，所述一个或多个传感器装置3包括但不限于人体红外传感器、摄像头或其他光电传感器等，而图中对应的虚线则为传感器装置对应的探测范围。如此，可以基于传感器装置采集的感测数据，判断周围环境中是否有人、动物等需要躲避的对象，进而可以控制无人机进行躲避，以保证周围人、动物等的安全。
在一种可选的实施方式中，无人机还包括：载人舱4，所述载人舱4固定安装于所述无人机机身1上。如此，可以实现无人机的载人或载物功能。可以理解的是，本发明实施例中仅以经载人舱4安装在无人机机1身正上方，飞行组件2安装在无人机机身侧面为例进行说明，在实际的执行过程中可以根据需求调载人舱、飞行组件、无人机机身等的位置关系。此外，无人机还包括脚架等支撑结构。
在一种可选的实施方式中，所述飞行组件2包括：螺旋桨21、电动机22、电动机机臂23；其中，所述电动机机臂23用于将所述电动机22固定安装于所述无人机机身1上；所述电动机22用于驱动所述螺旋桨21旋转。
在一种可选的实施方式中，所述一个或多个传感器装置3固定安装于所述电动机22上。
进一步地，所述一个或多个传感器装置3固定安装于所述电动机22及所述无人机机身1的侧面和下方。也即是说，本实施例中的传感器装置既可以安装于无人机机身的侧面和下方，又可以安装于电动机的侧面和下方，以向无人机四周及下方进行检测，形成对无人机周围环境三百六十度全方位、无死角的检测，以及时发现周围环境中的人、动物等需要躲避的对象，为最大限度地保证人员安全提供基础。
可以理解的是，图中示出的传感器装置的安装数量及位置仅为示例性说明，在实际的执行过程中，可以根据传感器装置的实际探测范围调整无人机上安装的传感器数量以及位置，以形成对无人机周围环境的全方位检测。
在一种可选的实施方式中，所述无人机机身1内部设有飞行控制系统11；所述飞行控制系统11与所述一个或多个传感器装置3通信连接，以根据所述一个或多个传感器装置5发送的感测数据，对所述无人机进行控制。可以理解的是，除却飞行控制系统以外，无人机机身内部还根据实际需求设有电池、无线通信模块、惯性测量单元(IMU)等设备。
基于上述实施例，通过在无人机机身和/或飞行组件上固定安装一个或多个传感器装置，实现了对无人机周围环境的实时检测，进而可以根据感测数据控制无人机，以避开周围环境中的人或避免上到周围环境中的人，从而可最大限度地保障无人机周围人员的安全，提高无人机的安全性及可靠性。
参见图3，在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了上述任意一种无人机的控制方法，具体可以包括的步骤如下：
步骤S301，实时获取所述无人机周围环境的感测数据。
具体地，可以通过在无人机上部署的红外传感器、摄像头等装置，实时采集无人机周围环境对应的感测数据。
步骤S302，根据所述感测数据，对所述无人机进行控制。
在一种可选的实施方式中，所述根据所述感测数据，对所述无人机进行控制，包括：确定所述无人机的飞行状态，所述飞行状态包括：待起飞、飞行中、待降落；所述根据所述飞行状态及所述感测数据，对所述无人机进行控制。具体地，可以根据螺旋桨的旋转速度、旋转方向、加速度以及无人机的飞行高度、飞行方向、飞行姿势等信息确定无人机的飞行状态。
进一步地，所述根据所述飞行状态及所述感测数据，对所述无人机进行控制，包括：根据所述感测数据，确定所述无人机周围环境中是否有人，以在周围环境中有人的情况下，确定所述人的位置信息；根据所述飞行状态及所述位置信息，对所述无人机进行控制。
具体地，在所述感测数据指示了红外信号的情况下，根据位于无人机上不同位置的红外传感器的红外信号，确定周围环境中人对应的位置信息。也即是说，除却根根红外信号确定周围环境中是否有人、动物等需要躲避的对象以外，还可以根据无人机机身或飞行组件上不同位置的红外传感器发送的检测信号，计算人相对于不同位置的红外传感器器的位置，进而确定人所在的方向、距离、坐标等位置信息。
具体地，在所述感测数据指示了环境图片的情况下，通过图片识别确定周围环境中人对应的位置信息。也即是说，在感测数据指示了环境图片的情况下，除却根据轮廓识别确定环境中是否存在人、动物等需要躲避的对象以外，还可以根据图片识别，确定图片中不同对象的相对位置，进而确定人对应的位置信息。
可以理解的是，本实施例仅以根据感测数据判断周围是否有人为例进行说明，在实际的执行过程中还可以根据需求判定周围是否有动物等需要规避的对象。
在此基础上，所述根据所述飞行状态及所述位置信息，对所述无人机进行控制，包括：在飞行状态为待起飞的情况下，控制所述无人机进入锁定状态，以禁止所述无人机的电动机转动；在飞行状态为飞行中的情况下，改变所述无人机的飞行路线以避开周围环境中的人；在飞行状态为待降落的情况下，改变所述无人机的降落位置以避开周围环境中的人。
其中，锁定状态则是指禁止无人机电动机转动的状态，从而可以避免螺旋桨的转动对无人机周围人员造成伤害。位置信息可以是相对于无人机的距离、方向等简单信息，也可以是经纬度或者相对于无人机的坐标信息等精确信息。如此，既可以在飞行中或待降落状态下，既可以根据人所在的方向、距离等直接简单控制无人机向着远离位置信息的方向运动，又可以根据人的坐标信息精确控制无人机进行垂直运动、俯仰运动、横转运动、滚转运动等以避开周围环境中的人。
在此基础上，还包括：在确定处于锁定状态的所述无人机周围环境中没有人或人已离开的情况下，解除所述无人机的锁定状态。值得注意的是，为最大限度地保证无人机周围人员的安全，避免误伤，在检测到周围仍有人或者人员未离开时，任何操作都是无效的，无论进行任何操作都无法解除无人机的锁定状态，当且仅当检测到无人机周围没有人时才能解除锁定状态。
更进一步地，在飞行状态为待降落的情况下，还可以通过下述一种多种方式提示周围环境中的人远离所述无人机：语音提示、向地面投射人从当前位置远离所述无人机的运动方向。比如，在飞行状态下可以直接发出语音提示，以告知周围环境中的人有无人机待降落，为安全考虑应及时避开无人机，即从当前位置向着远离无人机的方向运动，比如从当前位置向东或向西步行；同时，为使周围环境中的人更加明确远离无人机的运动方向，可以通过投影的方式，在地面上直接投射人从当前位置远离无人机的运动方向，比如指示了运动方向的箭头、文字或符号等，以避免人在慌张状态下因运动方向选择错误导致的离无人机越来越近的问题，以进一步保障周围环境中人的安全。
基于上述实施例，通过固定在无人机上的一个或多个传感器装置，实时采集周围环境的感测数据，并根据感测数据判断是否有人，进而在周围环境中有人时，控制无人机避开周围环境中的人或避免伤到周围环境中的人，实现了对无人机周围人员的安全最大限度地保障，提高了无人机的安全性及可靠性。
参见图4，在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种无人机的控制方法，其特征在于，包括：
步骤S401，实时获取所述无人机周围环境的感测数据。
具体地，通过位于无人机机身或飞行组件上的一个或多个传感器装置，如红外传感器、摄像头等，实时获取无人机周围环境的感测数据。
步骤S402，根据所述感测数据，判断周围环境中是否有人。
具体地，可以根据红外传感器的红外信号判断周围环境中是否有人，或者根据摄像头拍摄的周围环境的照片进行图像识别以确定周围环境是否有人。
步骤S403，在周围环境中有人的情况下，确定周围环境中人的位置信息。
具体地，在所述感测数据指示了红外信号的情况下，根据位于无人机上不同位置的红外传感器的红外信号，确定周围环境中人对应的位置信息。也即是说，除却根根红外信号确定周围环境中是否有人、动物等需要躲避的对象以外，还可以根据无人机机身或飞行组件上不同位置的红外传感器发送的检测信号，计算人相对于不同位置的红外传感器器的位置，进而确定人所在的方向、距离、坐标等位置信息。
除此之外，在所述感测数据指示了环境图片的情况下，通过图片识别确定周围环境中人对应的位置信息。也即是说，在感测数据指示了环境图片的情况下，除却根据轮廓识别确定环境中是否存在人、动物等需要躲避的对象以外，还可以根据图片识别，确定图片中不同对象的相对位置，进而确定人对应的位置信息。
步骤S404，判断无人机的飞行状态。具体地，根据螺旋桨的旋转速度、旋转方向、加速度以及无人机的飞行高度、飞行方向、飞行姿势等信息确定无人机的飞行状态。若飞行状态为待飞行，则继续执行下述步骤S405；若飞行状态为飞行中，则继续执行下述步骤S406；若飞行状态为待降落，则继续执行下述步骤S407。
步骤S405，在飞行状态为待起飞的情况下，控制所述无人机进入锁定状态，以禁止所述无人机的电动机转动。
在此基础上，对于处于锁定状态的无人机，若根据实时获取的感测数据确定其周围环境中没有人或人已经离开，则可以解除该无人机的锁定状态。
步骤S406，在飞行状态为飞行中的情况下，改变所述无人机的飞行路线以避开周围环境中的人。如，当检测到周围环境中有人，且该人位于无人机前方的飞行方向时，则可以通过无人机向上、向右或向左调整无人机飞行方向的方式改变无人机的飞行路线以绕过周围环境中的人。具体地，可以根据无人机的飞行速度、无人机与周围环境中人的距离等确定无人机的偏转角度，进而根据该偏转角度重新计算无人机的飞行路线。
步骤S407，在飞行状态为待降落的情况下，改变所述无人机的降落位置以避开周围环境中的人。比如，当检测到周围环境中有人，且该人位置与无人机降落位置距离较近或有重叠时，则可根据人所在位置、无人机的当前位置等重新选取无人机的降落位置，以使无人机避开该人降落在新选取的位置。此外，还可以通过语音、在地面上投射人从当前位置远离无人机的运动方向的方式，提醒周围环境中的人及时主动避开无人机，以进一步保证周围环境中人的安全。
基于上述实施例，在检测到无人机周围环境中有人的情况下，结合无人机的飞行状态和位置信息，实现了对无人机的精准、有效地控制，而不是通过简单的悬停实现了对人进行躲避，最大限度地保证了无人及周围人员的安全。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (15)

1.一种无人机，其特征在于，包括：无人机机身(1)、飞行组件(2)及一个或多个传感器装置(3)；其中，
所述飞行组件(2)固定安装于所述无人机机身(1)上；
所述一个或多个传感器装置(3)固定安装于所述无人机机身(1)和/或所述飞行组件(2)上，用以对所述无人机的周围环境进行检测。
2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，还包括：载人舱(4)，所述载人舱(4)固定安装于所述无人机机身(1)上。
3.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述飞行组件(2)包括：螺旋桨(21)、电动机(22)、电动机机臂(23)；其中，
所述电动机机臂(23)用于将所述电动机(22)固定安装于所述无人机机身(1)上；
所述电动机(22)用于驱动所述螺旋桨(21)旋转。
4.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，
所述一个或多个传感器装置(3)固定安装于所述电动机(22)上。
5.根据权利要求4所述的无人机，其特征在于，
所述一个或多个传感器装置(3)固定安装于所述电动机(22)及所述无人机机身(1)的侧面和下方。
6.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，
所述无人机机身(1)内部设有飞行控制系统(11)；
所述飞行控制系统(11)与所述一个或多个传感器装置(3)通信连接，以根据所述一个或多个传感器装置(5)发送的感测数据，对所述无人机进行控制。
7.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，
所述一个或多个传感器装置(3)包括下述一种或多种：红外传感器、摄像头。
8.一种无人机的控制方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的无人机，其特征在于，包括：
实时获取所述无人机周围环境的感测数据；
根据所述感测数据，对所述无人机进行控制。
9.根据权利要求8所述的无人机控制方法，其特征在于，所述根据所述感测数据，对所述无人机进行控制，包括：
确定所述无人机的飞行状态，所述飞行状态包括：待起飞、飞行中、待降落；
所述根据所述飞行状态及所述感测数据，对所述无人机进行控制。
10.根据权利要求9所述的无人机控制方法，其特征在于，所述根据所述飞行状态及所述感测数据，对所述无人机进行控制，包括：
根据所述感测数据，确定所述无人机周围环境中是否有人，以在周围环境中有人的情况下，确定所述人的位置信息；
根据所述飞行状态及所述位置信息，对所述无人机进行控制。
11.根据权利要求10所述的无人机控制方法，其特征在于，所述根据所述飞行状态及所述位置信息，对所述无人机进行控制，包括：
在飞行状态为待起飞的情况下，控制所述无人机进入锁定状态，以禁止所述无人机的电动机转动；
在飞行状态为飞行中的情况下，改变所述无人机的飞行路线以避开周围环境中的人；
在飞行状态为待降落的情况下，改变所述无人机的降落位置以避开周围环境中的人。
12.根据权利要求11所述的无人机控制方法，其特征在于，还包括：
在确定处于锁定状态的所述无人机周围环境中没有人或人已离开的情况下，解除所述无人机的锁定状态。
13.根据权利要求11所述的无人机控制方法，其特征在于，还包括：
在飞行状态为待降落的情况下，通过下述一种多种方式提示周围环境中的人远离所述无人机：语音提示、向地面投射人从当前位置远离所述无人机的运动方向。
14.根据权利要求10所述的无人机控制方法，其特征在于，
在所述感测数据指示了红外信号的情况下，根据位于无人机上不同位置的红外传感器的红外信号，确定周围环境中人对应的位置信息。
15.根据权利要求10所述的无人机控制方法，其特征在于，
在所述感测数据指示了环境图片的情况下，通过图片识别确定周围环境中人对应的位置信息。
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