CN112947535A - 无人机自动回巢方法、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机自动回巢方法、装置和电子设备，涉及无人机技术领域，该方法应用于无人机；该方法包括：如果无人机向全自动机场降落失败，则降落到预先设置的备降点；备降点的个数为一个或多个；判断当前是否符合精准降落的条件；如果是，从备降点起飞，并降落到全自动机场。本发明保证了无人机的精准降落，并提升了无人机自动化控制的自动化程度。

Description

无人机自动回巢方法、装置和电子设备

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种无人机自动回巢方法、装置和电子设备。

背景技术

目前基于全自动机场的无人机，在作业任务完成后，返回全自动机场，而成功回巢依赖于精准降落的成功，而目前的技术在实际应用中并不能保证100％精准降落。如果精准降落失败，一般会由人工将无人机收纳回全自动机场。

然而，全自动机场的设计目的是脱离人工，做到完全无人化，如果需要人工将降落失败的无人机收纳回全自动机场，那么全自动机场的常态化运行仍旧离不开人员的看护，导致自动化程度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机自动回巢方法、装置和电子设备，保证了无人机的精准降落，并提升了无人机自动化控制的自动化程度。

第一方面，本发明提供一种无人机自动回巢方法，方法应用于无人机；方法包括：如果无人机向全自动机场降落失败，则降落到预先设置的备降点；备降点的个数为一个或多个；判断当前是否符合精准降落的条件；如果是，从备降点起飞，并降落到全自动机场。

在可选的实施方式中，判断当前是否符合精准降落的条件的步骤，包括：进行自动断电重启，并进行设备性能检测，基于性能检测结果判断当前是否符合精准降落的条件；性能检测至少包括电量检测和GPS定位准确性检测。

在可选的实施方式中，无人机和全自动机场的通信方式包括直接通信或间接通信；间接通信为无人机和全自动机场通过云服务中心进行通信。

在可选的实施方式中，从备降点起飞，并降落到全自动机场的步骤，包括：获取全自动机场的第一位置信息；从备降点起飞，基于第一位置信息降落到全自动机场。

在可选的实施方式中，获取全自动机场的第一位置信息的步骤，包括：基于云服务中心获取全自动机场的第一位置信息。

在可选的实施方式中，从备降点起飞，基于第一位置信息降落到全自动机场的步骤，包括：获取当前备降点的相邻备降点的第二位置信息；相邻备降点的个数为至少一个；每个相邻备降点均对应有相应的第二位置信息；从当前备降点起飞，基于相邻备降点的第二位置信息降落到相邻备降点；从相邻备降点起飞，基于第一位置信息降落到全自动机场。

在可选的实施方式中，云服务中心与客户端通信连接；方法还包括：获取客户端基于云服务中心发送的控制指令；基于控制指令从备降点起飞。

第二方面，本发明提供一种无人机自动回巢装置，装置设置于无人机上；装置包括：预先降落控制模块，用于如果无人机向全自动机场降落失败，则降落到预先设置的备降点；备降点的个数为一个或多个；判断模块，用于判断当前是否符合精准降落的条件；自动回巢模块，用于如果是，从备降点起飞，并降落到全自动机场。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令以实现前述实施方式任一项的无人机自动回巢方法。

第四方面，本发明提供一种机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有机器可执行指令，机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项的无人机自动回巢方法。

本发明提供的无人机自动回巢方法、装置和电子设备，该无人机自动回巢方法应用于无人机，也即由无人机自身进行控制操作。该方法在执行时，如果无人机向全自动机场降落失败，则降落到预先设置的备降点，其中，备降点的个数为一个或多个。然后判断当前是否符合精准降落的条件，如果符合，则从备降点起飞，并降落到全自动机场。上述方式通过降落到备降点后，判断无人机当前是否满足精准降落的条件，并在满足的情况下，无人机重新起飞返回至全自动机场，可以保证无人机在无人为干涉的情况下，自动重新起飞回巢，保证了无人机的精准降落，并提升了无人机自动化控制的自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无人机自动回巢方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种通过云服务中心进行数据交换的示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种无人机自动回巢方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种无人机自动回巢装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

考虑到无人机精准降落失败的原因可能是由于全自动机场故障导致；也可能是由于无人机本身受到外界环境的影响或者自动导航定位或视觉定位出现误差，导致调整姿态无法达到精准降落的要求，造成无人机精准降落失败，本发明实施例针对全自动机场正常运行，无人机由于自身调整姿态无法精准降落的情况，提供了一种无人机自动回巢方法、装置和电子设备，保证了无人机的精准降落，并提升了无人机自动化控制的自动化程度。

为便于理解，首先对本发明实施例提供的一种无人机自动回巢方法进行详细说明，参见图1所示的一种无人机自动回巢方法的流程示意图，该方法应用于无人机，由无人机自身的模块进行控制执行。在具体执行时，该方法主要包括以下步骤S102至步骤S106：

步骤S102，如果无人机向全自动机场降落失败，则降落到预先设置的备降点。

在实际的无人机飞行中，当无人机从全自动机场(也可以称为机库)飞出后，执行飞行任务，并在飞行任务执行完毕后，飞回全自动机场。无人机预先已经获得全自动机场的位置，因此当无人机由于外界环境或者无人机机身自动导航定位或视觉定位误差导致为降落至全自动机场时，无人机可以获取到该降落失败的信息，并调取出预先设置的备降点信息，进行备降。其中，备降点的个数为一个或多个。当备降点的个数为一个时，无人机直接降落在该备降点；当备降点的个数为多个时，可以从多个备降点中选择一个最为合适(诸如距离当前位置最近)的备降点进行降落。

步骤S104，判断当前是否符合精准降落的条件。

上述精准降落的条件指的是无人机能够再次精准降落于全自动机场的降落条件。该精准降落的条件诸如可以包括无人机的电量是否符合再次起飞降落、无人机的自动导航定位系统是否正常、控制无人机起飞的装置是否正常等等。

步骤S106，如果是，从备降点起飞，并降落到全自动机场。

如果无人机满足再次起飞的条件时，则该无人机从当前备降点再次起飞。无人机再次起飞由无人机机身控制系统进行控制，当判定无人机当前满足再次起飞并精准降落的条件后，机身控制系统控制无人机从备降点起飞，并降落至全自动机场。

本发明实施例提供的无人机自动回巢方法，通过在无人机降落到备降点后，判断无人机当前是否满足精准降落的条件，并在满足的情况下，无人机重新起飞返回至全自动机场，可以保证无人机在无人为干涉的情况下，自动重新起飞回巢，保证了无人机的精准降落，并提升了无人机自动化控制的自动化程度。

在一种实施方式中，考虑到无人机在降落至全自动机场失败的原因可能是因为无人机自身的原因造成，因此在降落到预先设置的备降点之后，无人机可以进行自动断电重启操作，以便对一些bug或者系统紊乱进行修正，方便接下来的精准降落。

上述在判断当前是否符合精准降落的条件时，可以在无人机自动断电并上电重启后，进行设备性能检测(也即无人机自检)，并基于性能检测结果判断当前是否符合精准降落的条件。其中，性能检测至少包括电量检测和GPS定位准确性检测，性能检测还可以包括无人机起飞能力检测、无人机机头方向判定等，在实际应用中，还可以根据实际需求进行其他性能的检测，此处不作具体限定。

为了适应无人机与全自动机场位置的相应关系，保证无人机和全自动机场之间的通信质量，无人机和全自动机场的通信方式可以包括直接通信或间接通信，也即，无人机和全自动机场可以采用直接通信的方式，诸如中间不需要介质的点对点的传输，也可以采用无人机和全自动机场通过云服务中心进行通信(也即间接通信)的方式。在实际应用时，可以根据无人机和全自动机场的位置关系确定当前通信方式。

进一步，在间接通信时，无人机和云服务中心可以采用蜂窝网络(诸如4G、5G等)进行通信，云服务中心和全自动机场可以采用4G、5G和光纤等进行通信。并且，还可以设置于云服务中心通信连接(4G、5G和光纤等)的客户端，客户端通过云服务中心控制无人机。

当无人机由于精准降落到全自动机场失败后选择的备降点后，从备降点起飞，并降落到全自动机场时，可以采用获取全自动机场的第一位置信息，从备降点起飞，基于第一位置信息降落到全自动机场。

上述第一位置信息可以包括诸如经度、维度、海拔等信息，也可以包括用于指示全自动机场相对于无人机当前所处的备降点的方位信息。

在获取全自动机场的第一位置信息时，可以通过无人机直接从全自动机场进行获取，也可以基于云服务中心获取全自动机场的第一位置信息。其中，云服务中心也即服务器，无人机和全自动机场通过和云服务中心通信连接进行数据的交换，图2示出了一种通过云服务中心进行数据交换的示意图。

从图2可以看出，云服务中心和无人机之间可以采用4G或5G的蜂窝网络进行通信，云服务中心和全自动机场之间可以采用4G、5G或光纤进行通信。此外，云服务中心还可以和客户端进行通信连接，诸如可以通过4G、5G或光纤进行连接。在实际应用时，客户端可以通过云服务中心获取全自动机场发送的数据，也可以通过云服务中心向无人机发送控制指令，还可以接受无人机的一系列状态信息等等。

在一种实施方式中，无人机降落在备降点之后，可以在进行自检后由无人机自身的起飞控制模块控制起飞，也可以获取客户端基于所述云服务中心发送的控制指令，并基于通信连接的客户端发送的控制指令从备降点起飞。在实际应用时，可以根据实际需求进行选择。

由于备降点的位置可以设置一个或多个，因此从备降点起飞，基于第一位置信息降落到全自动机场时，还可以首先获取当前备降点的相邻备降点的第二位置信息，然后从当前备降点起飞，基于相邻备降点的第二位置信息降落到相邻备降点，进而从相邻备降点起飞，并基于第一位置信息降落到全自动机场。

上述相邻备降点的个数为至少一个，每个相邻备降点均对应有相应的第二位置信息。当前备降点和相邻备降点的第二位置信息为预先设定的，可以预先存储于无人机的存储设备，也可以通过云服务中心进行获取。本实施例中采用通过云服务中心获取的方式，在实际应用中，可以根据实际需求和设置进行选择。

如果无人机从当前备降点起飞后，在飞行至全自动机场时再一次遇到诸如外界环境或者自动导航定位或视觉定位误差的影响，导致再次降落回全自动机场失败，则可以获取当前备降点的相邻备降点的第二位置信息，并重新再相邻备降点断电重启、自检，进而从该相邻备降点重新起伏，并根据之前获取的全自动机场的第一位置信息飞行，进而实现自动回巢。

本实施例还提供了一种无人机自动回巢的示例，参见图3所示，无人机自动起飞执行任务，云平台(云服务中心)记录无人机任务完后降落后的全自动机场的位置，然后在无人机执行完任务返航准备精准降落，判断无人机是否达到精准降落的要求，如果符合，则直接进行无人机精准降落。如果不符合，则无人机返航备降在备降点，并进行自动断电、自动上电的操作，在满足起飞条件后，从云平台获取降落机场(也即全自动机场)的位置，无人机自动起飞返航回全自动机场。

综上，本发明实施例提供的无人机自动回巢方法，可以多次进行精准降落，从而保证了无人机的精准降落，摆脱了人为的依赖。

针对上述无人机自动回巢方法，本发明提供一种无人机自动回巢装置，装置设置于无人机上，参见图4所示，该装置主要包括以下部分：

预先降落控制模块402，用于如果无人机向全自动机场降落失败，则降落到预先设置的备降点；备降点的个数为一个或多个；

判断模块404，用于判断当前是否符合精准降落的条件；

自动回巢模块406，用于如果是，从备降点起飞，并降落到全自动机场。

本发明实施例提供的无人机自动回巢方法，通过降落到备降点后，判断无人机当前是否满足精准降落的条件，并在满足的情况下，无人机重新起飞返回至全自动机场，可以保证无人机在无人为干涉的情况下，自动重新起飞回巢，保证了无人机的精准降落，并提升了无人机自动化控制的自动化程度。

在一种实施方式中，上述判断模块404，还用于进行设备性能检测，基于性能检测结果判断当前是否符合精准降落的条件；性能检测至少包括电量检测和GPS定位准确性检测。

在一种实施方式中，无人机和全自动机场的通信方式包括直接通信或间接通信；间接通信为无人机和全自动机场通过云服务中心进行通信。

在一种实施方式中，自动回巢模块406，还用于获取全自动机场的第一位置信息；从备降点起飞，基于第一位置信息降落到全自动机场。

在一种实施方式中，自动回巢模块406，还用于基于云服务中心获取全自动机场的第一位置信息。

在一种实施方式中，自动回巢模块406，还用于获取当前备降点的相邻备降点的第二位置信息；相邻备降点的个数为至少一个；每个相邻备降点均对应有相应的第二位置信息；从当前备降点起飞，基于相邻备降点的第二位置信息降落到相邻备降点；从相邻备降点起飞，基于第一位置信息降落到全自动机场。

在一种实施方式中，云服务中心与客户端通信连接；上述装置还包括：控制指令相应模块，用于获取客户端基于云服务中心发送的控制指令；基于控制指令从备降点起飞。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

本发明实施例提供了一种电子设备，具体的，该电子设备可以为无人机、也可以为与无人机通信连接的云服务中心，还可以为与无人机通信连接的客户端。该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器运行时执行如上所述实施方式的任一项所述的方法。

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备100包括：处理器50，存储器51，总线52和通信接口53，所述处理器50、通信接口53和存储器51通过总线52连接；处理器50用于执行存储器51中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器51可能包含高速随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)，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53(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线52可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5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51用于存储程序，所述处理器50在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器50中，或者由处理器50实现。

处理器50可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器50中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器50可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器51，处理器50读取存储器51中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明实施例所提供的无人机自动回巢方法、装置和电子设备的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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 (10)

1.一种无人机自动回巢方法，其特征在于，所述方法应用于无人机；所述方法包括：

如果所述无人机向全自动机场降落失败，则降落到预先设置的备降点；所述备降点的个数为一个或多个；

判断当前是否符合精准降落的条件；

如果是，从所述备降点起飞，并降落到所述全自动机场。

2.根据权利要求1所述的无人机自动回巢方法，其特征在于，所述判断当前是否符合精准降落的条件的步骤，包括：

进行自动断电重启，并进行设备性能检测，基于性能检测结果判断当前是否符合精准降落的条件；所述性能检测至少包括电量检测和GPS定位准确性检测。

3.根据权利要求1所述的无人机自动回巢方法，其特征在于，所述无人机和所述全自动机场的通信方式包括直接通信或间接通信；所述间接通信为所述无人机和所述全自动机场通过云服务中心进行通信。

4.根据权利要求3所述的无人机自动回巢方法，其特征在于，所述从所述备降点起飞，并降落到所述全自动机场的步骤，包括：

获取所述全自动机场的第一位置信息；

从所述备降点起飞，基于所述第一位置信息降落到所述全自动机场。

5.根据权利要求4所述的无人机自动回巢方法，其特征在于，所述获取所述全自动机场的第一位置信息的步骤，包括：

基于所述云服务中心获取所述全自动机场的所述第一位置信息。

6.根据权利要求4所述的无人机自动回巢方法，其特征在于，所述从所述备降点起飞，基于所述第一位置信息降落到所述全自动机场的步骤，包括：

获取当前备降点的相邻备降点的第二位置信息；所述相邻备降点的个数为至少一个；每个所述相邻备降点均对应有相应的第二位置信息；

从所述当前备降点起飞，基于所述相邻备降点的第二位置信息降落到所述相邻备降点；

从所述相邻备降点起飞，基于所述第一位置信息降落到所述全自动机场。

7.根据权利要求3所述的无人机自动回巢方法，其特征在于，所述云服务中心与客户端通信连接；所述方法还包括：

获取所述客户端基于所述云服务中心发送的控制指令；

基于所述控制指令从所述备降点起飞。

8.一种无人机自动回巢装置，其特征在于，所述装置设置于无人机上；所述装置包括：

预先降落控制模块，用于如果所述无人机向全自动机场降落失败，则降落到预先设置的备降点；所述备降点的个数为一个或多个；

判断模块，用于判断当前是否符合精准降落的条件；

自动回巢模块，用于如果是，从所述备降点起飞，并降落到所述全自动机场。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的无人机自动回巢方法。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现权利要求1至7任一项所述的无人机自动回巢方法。

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