CN113703480A - 一种设备控制方法、装置及飞行控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种设备控制方法、装置及飞行控制系统，本发明中，对于未知内部环境信息的地区，能够基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型，然后接收用户基于显示的三维模型输入的设备控制规则，并控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，实现了在未知内部环境信息的地区执行特定的任务的操作。进一步，本发明中，在功能设备执行操作的过程中，在接收到用户输入的退出指令的情况下，按照预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，保证了设备驶离的可靠性。

Description

一种设备控制方法、装置及飞行控制系统

技术领域

本发明涉及设备控制领域，更具体的说，涉及一种设备控制方法、装置及飞行控制系统。

背景技术

无人驾驶航空器，简称无人机、无人航空器，广义上指不需要驾驶员登机驾驶的各式遥控或自主智能航空器。

随着无人机技术的不断发展，无人机的应用场地越来越多，如可以应用到草原、城市等已知内部环境信息(如地形、有多少建筑等)的地区。但是，对于未知内部环境信息的地区，如某一未知内部环境信息的城市，如何控制无人机在该地区实现特定的任务，这是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种设备控制方法、装置及飞行控制系统，以解决如何控制无人机在未知内部环境信息的地区实现特定的任务的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种设备控制方法，应用于控制器，所述设备控制方法包括：

基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型；

接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则；所述设备控制规则包括位于所述目标地区中的操作执行位置以及所述操作执行位置对应的操作执行方式；

控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作；

在所述功能设备执行操作的过程中，当接收到用户输入的退出指令的情况下，按照所述退出指令中的预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区。

可选地，基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型，包括：

获取预设数据采集设备采集的目标地区的粗颗粒度数据，并基于所述粗颗粒度数据，构建所述目标地区的初始三维模型；

基于所述初始三维模型，确定探测飞行器在目标地区的降落地点；

获取用户输入的预设数据采集规则，并将所述降落地点以及预设数据采集规则发送至所述探测飞行器，以使所述探测飞行器在所述降落地点降落后，基于所述预设数据采集规则，对所述目标地区进行数据采集，得到细颗粒度数据；

接收所述探测飞行器返回的细颗粒度数据，并基于所述细颗粒度数据对所述初始三维模型进行修正，得到所述目标地区的三维模型。

可选地，在接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则之前，还包括：

接收用户基于显示的所述三维模型输入的所述目标地区的通信网络构建规则；

控制多个通信设备在所述目标地区搭建与所述通信网络构建规则对应的通信网络。

可选地，控制多个通信设备在所述目标地区搭建与所述通信网络构建规则对应的通信网络，包括：

将所述通信网络构建规则发送至包括多个通信设备的通信设备集群中的主通信设备，以使所述主通信设备基于所述通信网络构建规则，确定各个所述通信设备的目标布置位置，将各个所述通信设备的目标布置位置发送至相应的通信设备，使得各个所述通信设备移动到对应的目标布置位置，并按照所述通信网络构建规则搭建通信网络架构。

可选地，控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，包括：

在所述设备控制规则为数据采集规则的情况下，控制所述功能设备按照所述数据采集规则移动到所述数据采集规则中的指定位置，在所述指定位置进行数据采集操作，并将采集的数据通过所述通信网络输出。

可选地，控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，包括：

在所述设备控制规则为跟踪规则的情况下，控制所述功能设备按照所述跟踪规则，对所述跟踪规则中的跟踪对象进行跟踪操作，以及将跟踪得到的结果通过所述通信网络输出。

可选地，控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，包括：

将所述设备控制规则发送至功能设备主集群中的主功能设备，以使所述主功能设备按照所述设备控制规则控制其他的功能设备从集群中的功能设备按照所述设备控制规则中的执行先后顺序执行相应的操作。

可选地，按照所述退出指令中的预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，包括：

按照所述退出指令中的功能设备退出原则，控制所述功能设备驶离所述目标地区；

按照所述退出指令中的通信设备退出原则，控制所述通信设备采用相对基站由远及近的顺序驶离所述目标地区。

可选地，控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，包括：

接收所述功能设备返回的数据，并基于所述数据对所述三维模型进行修正，得到并显示修正后的三维模型；

接收用户基于显示的所述修正后的三维模型输入的设备控制调整规则，并按照所述设备控制调整规则，控制所述至少一个功能设备中与所述设备控制调整规则对应的功能设备执行所述设备控制调整规则中的操作。

一种设备控制装置，应用于控制器，所述设备控制装置包括：

模型生成模块，用于基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型；

规则接收模块，用于接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则；所述设备控制规则包括位于所述目标地区中的操作执行位置以及所述操作执行位置对应的操作执行方式；

操作控制模块，用于控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作；

退出控制模块，用于在所述功能设备执行操作的过程中，当接收到用户输入的退出指令的情况下，按照所述退出指令中的预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区。

一种飞行控制系统，包括：

探测飞行器、至少一个功能设备、以及用于执行上述的设备控制方法的控制器；

所述探测飞行器，用于采集目标地区的图像信息，并发送至所述控制器。

可选地，还包括预设数据采集设备；

所述预设数据采集设备，用于采集目标地区的粗颗粒度数据，并发送至所述控制器。

可选地，还包括多个通信设备；

所述通信设备用于在所述目标地区搭建与通信网络构建规则对应的通信网络；所述通信网络构建规则为用户基于显示的所述三维模型输入的所述目标地区的通信网络构建规则。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种设备控制方法、装置及飞行控制系统，本发明中，对于未知内部环境信息的地区，能够基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型，然后接收用户基于显示的三维模型输入的设备控制规则，并控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，实现了在未知内部环境信息的地区执行特定的任务的操作。进一步，本发明中，在功能设备执行操作的过程中，在接收到用户输入的退出指令的情况下，按照预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，保证了设备驶离的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种设备控制方法的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种设备控制方法的方法流程图；

图3为本发明实施例提供的一种设备控制装置的结构示意图。

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、完整地描述，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。

随着地区地形或者城市地形的发展，在某些地形，如城市、山区等，地形复杂、且通行便捷度较差，对于一些特定任务，如灾后救援工作、攻击任务、数据采集和传输、人员跟踪等，一些大型设备(如大型挖掘机、救援车)由于体积较大，在该地区行驶困难，任务完成难度较大，为此发明人发现，无人机体积较小，行走方便，可以采用空中飞行、地上行走等方式通行，在地形复杂、通行便捷度较差的地区，可以较好地适应，因此，可以采用无人机来完成上述的特定任务。

目前，无人机主要的应用场地是草原、城市等已知内部环境信息(如地形、有多少建筑等)的地区。对于未知内部环境信息的地区，如某一未知内部环境信息的城市，一般来说，城市中街巷纵横，建筑物高大、坚固、密集，建筑物内部构造复杂，地下工程设施复杂，对于无人机来说，若是不了解该城市的内部构造，则无法在该城市执行任务，那么如何控制无人机在该地区实现特定的任务，便成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。其中，本实施例中的任务可以是灾后救援工作、攻击任务、数据采集和传输、人员跟踪等。

为了实现无人机在未知内部环境信息的地区实现特定的任务，发明人经过研究发现，若是能够在无人机执行任务之前，构建该地区的三维模型，则可以清楚的了解到该地区的内部构造，便于在该地区布置任务，使得无人机完成相应的任务。

具体的，对于未知内部环境信息的地区，能够基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型，然后接收用户基于显示的三维模型输入的设备控制规则，并控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，实现了在未知内部环境信息的地区执行特定的任务的操作。进一步，本发明中，在功能设备执行操作的过程中，在接收到用户输入的退出指令的情况下，按照预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，保证了设备驶离的可靠性。

在上述内容的基础上，本发明实施例提供了一种设备控制方法，应用于控制器，本实施例中的控制器可以是服务器等设备，控制器具有显示界面，可以在该显示界面显示某一地区的三维模型，该三维模型展示了地区的内部构造，如建筑、街道等，还展示了位于该地区内部的生物的活动位置等等，如，城市中的人员分布等。

本实施例中的设备控制方法的控制对象主要是无人机，也即本实施例中，通过控制器控制无人机在某一地区完成特定任务。本实施例中的地区可以是城市，可以是城市中的开放区域，如，广场中，也可以是城市中的封闭区域，如室内，也可以是野外区域，如地质条件恶略的区域，本实施例中对具体的地区不做限定，可以是任意地区。

参照图1，设备控制方法可以包括：

S11、基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型。

在实际应用中，目标地区即为无人机需要执行操作的区域，在实际应用中，目标地区的内部环境未知，所以需要了解该目标地区的内部环境，以指定与该目标地区的内部环境相匹配的任务。

具体的，参照图2，步骤S11可以包括：

S21、获取预设数据采集设备采集的目标地区的粗颗粒度数据，并基于所述粗颗粒度数据，构建所述目标地区的初始三维模型。

本实施例中的预设数据采集设备可以是北斗卫星、GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)系统或已经固定安装在目标地区内部的监测设备。本实施例中的监测设备可以是对生命体进行检测的监测设备，如热成像仪、雷达反射成像设备等，这些设备可以对目视不可见区域进行生命检测，判断该区域是否有生命体的存在，使得后续灾后救援工作便于及时找到待救援人员。

上述的北斗卫星、GPS系统可以检测到目标地区的环境信息，如气候(风速、光照情况、是否经常性的出现季风等)、水文信息、建筑信息、监测设备信息(如摄像头)、攻击对方人员分布情况等。

监测设备可以监测到目标地区的生命体信息等，生命体信息包括活体数量以及每一活体的存在位置。

由于北斗卫星以及GPS系统距离目标地区距离较远，检测准确度较低，如可以检测到目标地区的某一区域有一楼栋，但是该楼栋的具体位置的检测结果可能与实际位置有偏差，所以，本实施例中，将上述的环境信息以及生命体信息，称为预设数据采集设备采集的粗颗粒度数据。

上述检测到生命体信息之后，还可以进一步对检测到的生命体进行类别识别操作，如识别出是我方人员还是对方人员，是否具有特定的身份人员等等。举例来说，一般情况下，不同队(如敌方和我方)的人员会穿着不同的热反射材料，进而能够通过反射方式识别出不同类型的热反射材料，并从材料和队伍的对应关系，确定出是我方人员还是敌方人员。

对于特征的身份人员的检测，特定身份的人员一般绑定特定的设别设备，如特定的通信人员会携带有特定的通信设备，进而能够通过识别携带的通信设备的方式，来确定出特定身份的人员。

此外，本发明还能够识别出生命体是活着还是死亡，具体可以通过检测生命体的生理特征是否存在的方式来确定活着还是死亡。

上述检测生命体的类别、是否是特殊身份人员、是或者还是死亡，这些信息也可以添加到上述的粗颗粒度数据中。

在确定了粗颗粒度数据之后，使用粗颗粒度数据构建目标地区的初始三维模型，初始三维模型初步展示了地区的内部构造，如建筑、街道、位于该地区内部的生物的活动位置等等，如，城市中的人员分布等。

S22、基于所述初始三维模型，确定探测飞行器在目标地区的降落地点。

在实际应用中，探测飞行器降落是需要降落在满足一定要求的区域的，如需要降落在长2米宽2米的屋顶，所以需要在目标地区选择一个适合探测飞行器降落的地方。本实施例中，可以是人工观察该初始三维模型，从该初始三维模型中选择出一个降落地点，通过点击该三维模型中的哪一降落地点的方式，使得控制器接收到人工选择的降落地点，获取该降落地点的三维坐标，该地点即为探测飞行器的降落地点。

此外，还可以自动选择出降落地点，具体的，人工确定降落地点选择规则，如选择出“长2米宽2米的屋顶”，进而控制器根据该降落地点选择规则，从初始三维模型中选择出符合该规则的降落地点，并获取该降落地点的三维坐标。

S23、获取用户输入的预设数据采集规则，并将所述降落地点以及预设数据采集规则发送至所述探测飞行器，以使所述探测飞行器在所述降落地点降落后，基于所述预设数据采集规则，对所述目标地区进行数据采集，得到细颗粒度数据。

在确定出降落地点之后，会获取人工输入的预设数据采集规则，预设数据采集规则包括了需要采集的目标地区的范围，即目标地区的实际三维坐标范围，该范围即为探测飞行器所需采集的最大范围边界。

通过运输机或运输车将探测飞行器(具体可以为探测无人机)运输至目标地区的外围。控制器将预设数据采集规则以及降落地点发送至所述探测飞行器，探测飞行器规划从自身位置到降落地点的路线，在规划路线时，应满足路线规划规则，在攻击对方的场景下，路线规划规则为能够躲避对方的某些监控点，如躲避上述的监测设备(如摄像头)。

为了躲避上述的监测设备，探测飞行器可以采用空中飞行或者是地面行驶的方式。

飞行器降落到降落地点之后，基于所述预设数据采集规则中规定的目标地区的范围，对所述目标地区中的每个地方(如室内封闭区域)进行数据采集，具体的，探测飞行器进入目标地区，通过自身携带的双目摄像头或毫米波雷达等设备采集并传输实时视频。具体的，可以根据进行飞行或地面探测，对目标地区的环境和生命体(待救援人员或待控制敌人)进行三维扫描，得到细颗粒度数据，并进行数据传送，传送到控制器。此外，还可以对封闭楼宇内的环境进行三维扫描，获取详细信息，包括障碍物识别、生命体感知，水电等关键设施识别，出入口识别。探测飞行器可自行收集扫描信息，也可以实时或分时段传递到卫星，或者是传递给中继通讯站，最终都会传输到控制器。

需要说明的是，探测飞行器进入目标地区后，为了保证探测飞行器的安全，飞行器携带双目摄像头或毫米波雷达等设备，通过视觉算法确定前方路面状况，并根据现场的实际情况，在地面障碍较多或无法跨越时选择自由度更高的飞行模式，地面障碍较少时在地面行驶，以便节省能源。并能在现场环境通过携带的专用物品拾取装备识别危险源，主动躲避危险或攻击。例如地面有泄露的液体化学物或易触发的爆炸物，优先选择飞行模式。

S24、接收所述探测飞行器返回的细颗粒度数据，并基于所述细颗粒度数据对所述初始三维模型进行修正，得到所述目标地区的三维模型。

控制器接收到探测飞行器返回的细颗粒度数据之后，由于探测飞行器是在目标地区实际勘测得到的数据，数据准确度较高，进而可以基于探测飞行器采集的细颗粒度数据，使用细颗粒度数据对所述初始三维模型进行修正，得到所述目标地区的三维模型。

在得到三维模型之后，显示在控制器的显示界面，用户可以直观的看到目标地区的内部情况，进而能够根据显示的三维模型进行设备控制规则的制定。

S12、接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则。

所述设备控制规则包括位于所述目标地区中的操作执行位置以及所述操作执行位置对应的操作执行方式。

在实际应用中，无人机在目标地区具体执行何种任务、采用何种方式执行，这是由用户决定的，用户根据显示的三维模型，人工确定设备控制规则。

以灾后救援工作为例，设备控制规则包括救援哪些地区的被困人员，在具体救援人员时的无人机的先后操作，如几个无人机执行砸窗户操作，几个无人机救人，几个无人机运载人员离开、几个无人机搭载救援人员进入，几个无人机用于输送救援物资等。

以攻击对方为例，用户通过三维模型对对方的兵力部署有了基础了解，用户进行整体作战部署，同时还要设计目标地区进入通道，并综合分析选取多少无人机进入，哪个通道适合什么兵种进入，进入方式采用空投、车载、水运等哪种方式。

在上述分析工作完成后，用户对作战无人机(空中飞行器集群、地面机器人集群、陆空两栖集群)进行统一分配，比如不同机型的数量，进入目标地区的方式，以及各自需要停泊或固守的落点，各自需执行的任务。

以数据采集和传输为例，设备控制规则中固定了几个无人机进入到哪一指定地点，并从该地点采集数据并输出。

以人员跟踪为例，设备控制规则中规定了跟踪对象，跟踪时间段等等。

S13、控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作。

本实施例中的功能设备是指无人机，在执行不同任务时，可以选择不同的无人机，具体的，可以为救援无人机、追踪无人机、攻击无人机等等。

救援无人机可以携带有救援物资储备仓，在到达救援地点之后，打开救援物资储备仓，并在救援地点投放物资。

攻击无人机可以携带有攻击物资储备仓，其内存储有炸弹、手榴弹等，可以在攻击地点投放。

此外，在执行不同的任务时，可以选择同一款无人机。

本实施例中攻击无人机可以选用由泡沫材质制成的扁平立方体状涵道无人机。涵道无人机可以飞行，也可以在地面通过车轮或履带滚转，还可以通过支撑腿在地面行走。本申请对无人机的构型不做限制，只要具备陆空两栖的功能即可。

具体的，设备控制规则设定后，控制器控制功能设备执行相应的操作即可。具体的操作可以是执行上述的灾后救援工作、攻击对方、数据采集和传输、人员跟踪任务。

S14、在所述功能设备执行操作的过程中，当接收到用户输入的退出指令的情况下，按照所述退出指令中的预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区。

在实际应用中，功能设备在执行任务时的操作，以及行动轨迹等也会显示在三维模型中，用户可以在三维模型中直观的看到任务执行情况，进而决定任务是否执行完成，若完成，则点击退出指令，其中，退出指令中携带有预设设备退出规则，控制器接收到退出指令后，按照该预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区。

本实施例中，对于未知内部环境信息的地区，能够基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型，然后接收用户基于显示的三维模型输入的设备控制规则，并控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，实现了在未知内部环境信息的地区执行特定的任务的操作。进一步，本发明中，在功能设备执行操作的过程中，在接收到用户输入的退出指令的情况下，按照预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，保证了设备驶离的可靠性。

另外，在攻击任务时，采用无人机(机器人)代替真人，最大限度降低人员伤亡，可以实施更隐蔽、更精准、更直接的毁伤，提高了作战效率。

上述实施例中，会接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则，并按照设备控制规则控制功能设备执行操作。在功能设备执行操作的过程中，功能设备是需要网络来进行通信的。在实际应用中，功能设备可以利用目标地区已有的网络进行通信。若是目标地区的网络通信质量较差，此时可以通过用户控制，在功能设备执行任务之前在目标地区搭建通信网络。

具体的，在接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则之前，还包括：

接收用户基于显示的所述三维模型输入的所述目标地区的通信网络构建规则，控制多个通信设备在所述目标地区搭建与所述通信网络构建规则对应的通信网络。

在实际应用中，在目标地区的通信质量较差时，为了保证功能设备及时进行数据传输，需要在功能设备执行任务之前，搭建通信网络。

本实施例中，需要使用通信设备搭建通讯网络，建立通讯矩阵。本实施例中，通讯矩阵包括基站和多个通信设备，通信设备可以是通信单机，本实施例中的通信单机可以是执行通信功能的无人机。

本实施例中的通信网络构建规则可以是：

可在预定位置的外围设置基站，以基站为辐射点，释放通信单机，通信单机由近至远，分别在哪些地点依次布置，形成通讯布置点。

在实际应用中，在完成组网的物理硬件布置后，通信单机开始组网，可以通信单机之间相互建立连接，依次传送到基站，也可以各通信单机分别与基站传送信息，基站与控制器通信，还可以通信单机与卫星分别进行数据通信。

在通信网络中，当卫星信号遭到干扰时，通信单机可以只通过基站传输信号；当其中一个或几个通信单机发生故障或遭遇打击发生损坏(在接收到一通信单机发送的发生损坏信息时，认为通信单机发生损坏，或者长时间接收不到一通信单机发送给的信息，也认为通信单机发生损坏)，临近该通信单机的其他通信单机移动到该被破坏的通信单机处，负责采集被破坏的通信单机处的信息。

更具体的，控制器将所述通信网络构建规则发送至包括多个通信设备的通信设备集群中的主通信设备，以使所述主通信设备基于所述通信网络构建规则，确定各个所述通信设备的目标布置位置，将各个所述通信设备的目标布置位置发送至相应的通信设备，使得各个所述通信设备移动到对应的目标布置位置，并按照所述通信网络构建规则搭建通信网络架构。

在实际应用中，上述的各个通信设备以通信设备集群的方式部署，通信设备集群中设定了一个主通信设备，其余的通信设备为从通信设备。

控制器将所述通信网络构建规则发送至主通信设备，主通信设备作为通信设备集群的控制方，根据所述通信网络构建规则，确定各个所述通信设备的目标布置位置，将各个所述通信设备的目标布置位置发送至相应的通信设备，使得各个所述通信设备移动到对应的目标布置位置，并按照所述通信网络构建规则搭建通信网络架构。

本实施例中，在目标地区的通信质量较差时，搭建通信网络，保证功能设备在执行任务的过程中的通信需求，避免因城市本身的基本通讯受到干扰或被破坏无法使用时导致功能设备执行失败的情况，保证了通信可靠性。

本发明的另一实现方式中，给出了功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作的具体实现过程，现分别进行介绍。

1、在所述设备控制规则为数据采集规则的情况下，步骤S13可以包括：

控制所述功能设备按照所述数据采集规则移动到所述数据采集规则中的指定位置，在所述指定位置进行数据采集操作，并将采集的数据通过所述通信网络输出。

具体的，在所述设备控制规则为数据采集规则的情况下，功能设备执行的任务是数据采集和传输任务，此时，功能设备的数量可以是一个或多个，每个功能设备可以独立控制。数据采集规则规定了在哪一地方进行数据采集，在进行数据采集时，设置的地方一般是固定或隐蔽的要塞位置。

此时，控制器单独控制每一功能设备按照数据采集规则，移动到所述数据采集规则中的指定位置，在所述指定位置进行数据采集操作，并将采集的数据通过所述通信网络输出。

此外，在功能设备为多个的情况下，可以将多个功能设备组成一个功能设备集群，并从功能设备集群中的多个功能设备中选择出一个功能设备作为主功能设备，主功能设备负责接收控制器发送的通信网络构建规则，并根据通信网络构建规则，协同控制功能设备集群中的其他功能设备，移动到指定位置，并在所述指定位置进行数据采集操作，并将采集的数据通过所述通信网络输出。

2、在所述设备控制规则为跟踪规则的情况下，步骤S13可以包括：

控制所述功能设备按照所述跟踪规则，对所述跟踪规则中的跟踪对象进行跟踪操作，以及将跟踪得到的结果通过所述通信网络输出。

具体的，跟踪对象可以是用户基于上述构建得到的三维模型选取的跟踪对象，如可以是某一人。功能设备负责跟踪该人，并采集该人的图像信息和视频信息。

跟踪规则可以是用户设定用输入到控制器中，控制器接收到跟踪规则后，控制所述功能设备按照所述跟踪规则，对所述跟踪规则中的跟踪对象进行跟踪操作，以及将跟踪得到的结果通过所述通信网络输出。

3、步骤S13可以包括：

将所述设备控制规则发送至功能设备主集群中的主功能设备，以使所述主功能设备按照所述设备控制规则控制其他的功能设备从集群中的功能设备按照所述设备控制规则中的执行先后顺序执行相应的操作。

具体的，上述的跟踪任务和数据采集任务均可以使用一个功能设备或多个功能设备，在其他场景下，如救援任务、攻击任务时，需要多个功能设备配合，此时将多个功能设备分为多个集群，每一集群称为功能设备集群。其中，会在多个功能设备集群中选择出一个集群作为功能设备主集群，其余的功能设备集群作为功能设备从集群。

本实施例中，对于每一功能设备集群，还会从该集群中选择出一个功能设备作为主功能设备，其余功能设备作为从功能设备。

功能设备主集群中的主功能设备负责接收设备控制规则，依据自己处理，根据设备控制规则，下发任务到各个功能设备从集群中的主功能设备中，各个功能设备从集群中的主功能设备再下发任务到功能设备从集群中的从功能设备中。

举例来说，以攻击任务为例，假设需要4个无人机战队，每一无人机战队作为一个功能设备集群，不同的功能设备集群需要从不同的方向，如分别从东南西北四个方向进攻同一敌人，此时，功能设备主集群中的主功能设备负责分配每一功能设备集群从哪个方向进攻，然后功能设备从集群中的主功能设备，负责分配自己集群中每一从功能设备的先后攻击顺序。在实际攻击过程中，无人机可以是进入建筑物，在建筑物中进行探测、攻击，以及战斗人员跟随无人机进入，在建筑物内攻击，最终完成攻击任务。

以救援任务为例，假设需要3个无人机战队，每一无人机战队作为一个功能设备集群，有救人任务、挖掘任务和物资供给任务，功能设备主集群中的主功能设备负责分配每一功能设备集群执行哪一任务，然后功能设备从集群中的主功能设备，负责在执行任务时，控制自己集群中每一从功能设备执行哪一具体工作，如挖掘时，哪一无人机挖掘，哪一无人机搬运挖掘的东西。

不管是上述的救援任务还是攻击任务，无人机均可以搭载人员进去，具体什么时间搭载人员进去，由用户根据上述采集的目标地区的详细环境信息确定，人员进入，能够实地参与任务完成。

除了上述的任务之外，还能够控制无人机执行通信网络搭建任务，在上述搭建的通信网络的基础上，进一步构建更密集的通信硬件网络。

本实施例中的各个功能设备在进入目标地区后，与上述的通信网络建立通信连接，并且在执行各自任务的同时，将数据通讯到上述构建的通信网络，其他功能设备可以从通信网络中读取到信息，实现信息共享。

在实际应用中，在控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作时，人工还能够参与指挥，实现任务执行的实时调整。

具体的，接收所述功能设备返回的数据，并基于所述数据对所述三维模型进行修正，得到并显示修正后的三维模型，接收用户基于显示的所述修正后的三维模型输入的设备控制调整规则，并按照所述设备控制调整规则，控制所述至少一个功能设备中与所述设备控制调整规则对应的功能设备执行所述设备控制调整规则中的操作。

在实际应用中，各个功能设备可以实时将检测的当前所在的环境信息传输回控制器，控制器根据传输回来的信息，对三维模型进行调整，使得三维模型实时显示目标地区的内部情况，用户及时了解目标地区的任务执行情况，并且及时调整任务执行计划，并输出新的设备控制调整规则至控制器，使得控制器控制所述至少一个功能设备中与所述设备控制调整规则对应的功能设备执行所述设备控制调整规则中的操作，实现了任务的实时执行调整。

本实施例中，给出了在执行不同的任务时的功能设备的任务执行方案，进而能够根据本发明中的方案，控制无人机执行用户设定的任务。另外，在执行任务时，对集群无人机各自区别分工，在保证城市安全、人员安全的前提下，高效精准的完成任务。并且，通过控制器进行控制，保证了控制的精准度。

在上述实施例的基础上，本发明的另一实施例给出了“按照所述退出指令中的预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区”的具体实现过程，具体的，包括：

按照所述退出指令中的功能设备退出原则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，按照所述退出指令中的通信设备退出原则，控制所述通信设备采用相对基站由远及近的顺序驶离所述目标地区。

更详细的，在撤退时，首先控制功能设备撤退，具体的，可以采用距离基站由远及近的顺序依次撤离目标地区，在撤离时，可以采用飞行或者地面行驶的方式撤离。

在功能设备成功撤离之后，可以控制通信设备撤离，保证了功能设备在撤离时的通信连接，此后，通信设备撤离。

通信网络按设定程序撤离，通常需要通信网络根据现场情况进行自适应，合理安排退出顺序。本实施例中，采用相对于基站由远及近的规则退出，以保证远处的通信设备不会中断与组网的连接。所有无人机退到目标地区的外围中接近运输机或运输车释放的落点，采用专用的矩阵储存设备将所有无人机运走。

此外，还可以是功能设备和通信设备统一按照相对基站由远及近的顺序撤离。

本实施例中，在任务完成后，根据用户指令进行撤离，保证了各个无人机撤离的可靠性。

可选地，在上述设备控制方法的实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种设备控制装置，应用于控制器，参照图3，所述设备控制装置包括：

模型生成模块11，用于基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型；

规则接收模块12，用于接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则；所述设备控制规则包括位于所述目标地区中的操作执行位置以及所述操作执行位置对应的操作执行方式；

操作控制模块13，用于控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作；

退出控制模块14，用于在所述功能设备执行操作的过程中，当接收到用户输入的退出指令的情况下，按照所述退出指令中的预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区。

进一步，模型生成模块11包括：

模型生成子模块，用于获取预设数据采集设备采集的目标地区的粗颗粒度数据，并基于所述粗颗粒度数据，构建所述目标地区的初始三维模型；

地点确定子模块，用于基于所述初始三维模型，确定探测飞行器在目标地区的降落地点；

数据采集子模块，用于获取用户输入的预设数据采集规则，并将所述降落地点以及预设数据采集规则发送至所述探测飞行器，以使所述探测飞行器在所述降落地点降落后，基于所述预设数据采集规则，对所述目标地区进行数据采集，得到细颗粒度数据；

模型修正子模块，用于接收所述探测飞行器返回的细颗粒度数据，并基于所述细颗粒度数据对所述初始三维模型进行修正，得到所述目标地区的三维模型。

进一步，还包括：

通信架构构建模块，用于接收用户基于显示的所述三维模型输入的所述目标地区的通信网络构建规则，控制多个通信设备在所述目标地区搭建与所述通信网络构建规则对应的通信网络。

进一步，通信架构构建模块具体用于：

将所述通信网络构建规则发送至包括多个通信设备的通信设备集群中的主通信设备，以使所述主通信设备基于所述通信网络构建规则，确定各个所述通信设备的目标布置位置，将各个所述通信设备的目标布置位置发送至相应的通信设备，使得各个所述通信设备移动到对应的目标布置位置，并按照所述通信网络构建规则搭建通信网络架构。

进一步，操作控制模块13具体用于：

在所述设备控制规则为数据采集规则的情况下，控制所述功能设备按照所述数据采集规则移动到所述数据采集规则中的指定位置，在所述指定位置进行数据采集操作，并将采集的数据通过所述通信网络输出。

进一步，操作控制模块13具体用于：

在所述设备控制规则为跟踪规则的情况下，控制所述功能设备按照所述跟踪规则，对所述跟踪规则中的跟踪对象进行跟踪操作，以及将跟踪得到的结果通过所述通信网络输出。

进一步，操作控制模块13具体用于：

将所述设备控制规则发送至功能设备主集群中的主功能设备，以使所述主功能设备按照所述设备控制规则控制其他的功能设备从集群中的功能设备按照所述设备控制规则中的执行先后顺序执行相应的操作。

进一步，退出控制模块14具体用于：

按照所述退出指令中的功能设备退出原则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，按照所述退出指令中的通信设备退出原则，控制所述通信设备采用相对基站由远及近的顺序驶离所述目标地区。

进一步，操作控制模块13具体用于：

接收所述功能设备返回的数据，并基于所述数据对所述三维模型进行修正，得到并显示修正后的三维模型；

接收用户基于显示的所述修正后的三维模型输入的设备控制调整规则，并按照所述设备控制调整规则，控制所述至少一个功能设备中与所述设备控制调整规则对应的功能设备执行所述设备控制调整规则中的操作。

本实施例中，对于未知内部环境信息的地区，能够基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型，然后接收用户基于显示的三维模型输入的设备控制规则，并控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，实现了在未知内部环境信息的地区执行特定的任务的操作。进一步，本发明中，在功能设备执行操作的过程中，在接收到用户输入的退出指令的情况下，按照预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，保证了设备驶离的可靠性。

需要说明的是，本实施例中的各个模块和子模块的工作过程，请参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。

可选地，在上述设备控制方法及装置的实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种飞行控制系统，其特征在于，包括：

探测飞行器、至少一个功能设备、以及用于执行上述的设备控制方法的控制器；

所述探测飞行器，用于采集目标地区的图像信息，并发送至所述控制器。

进一步，还包括预设数据采集设备；

所述预设数据采集设备，用于采集目标地区的粗颗粒度数据，并发送至所述控制器。

进一步，还包括多个通信设备；

所述通信设备用于在所述目标地区搭建与通信网络构建规则对应的通信网络；所述通信网络构建规则为用户基于显示的所述三维模型输入的所述目标地区的通信网络构建规则。

本实施例中，对于未知内部环境信息的地区，能够基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型，然后接收用户基于显示的三维模型输入的设备控制规则，并控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，实现了在未知内部环境信息的地区执行特定的任务的操作。进一步，本发明中，在功能设备执行操作的过程中，在接收到用户输入的退出指令的情况下，按照预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，保证了设备驶离的可靠性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种设备控制方法，其特征在于，应用于控制器，所述设备控制方法包括：

基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型；

接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则；所述设备控制规则包括位于所述目标地区中的操作执行位置以及所述操作执行位置对应的操作执行方式；

控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作；

在所述功能设备执行操作的过程中，当接收到用户输入的退出指令的情况下，按照所述退出指令中的预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区。

2.根据权利要求1所述的设备控制方法，其特征在于，基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型，包括：

获取预设数据采集设备采集的目标地区的粗颗粒度数据，并基于所述粗颗粒度数据，构建所述目标地区的初始三维模型；

基于所述初始三维模型，确定探测飞行器在目标地区的降落地点；

获取用户输入的预设数据采集规则，并将所述降落地点以及预设数据采集规则发送至所述探测飞行器，以使所述探测飞行器在所述降落地点降落后，基于所述预设数据采集规则，对所述目标地区进行数据采集，得到细颗粒度数据；

接收所述探测飞行器返回的细颗粒度数据，并基于所述细颗粒度数据对所述初始三维模型进行修正，得到所述目标地区的三维模型。

3.根据权利要求1所述的设备控制方法，其特征在于，在接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则之前，还包括：

接收用户基于显示的所述三维模型输入的所述目标地区的通信网络构建规则；

控制多个通信设备在所述目标地区搭建与所述通信网络构建规则对应的通信网络。

4.根据权利要求3所述的设备控制方法，其特征在于，控制多个通信设备在所述目标地区搭建与所述通信网络构建规则对应的通信网络，包括：

将所述通信网络构建规则发送至包括多个通信设备的通信设备集群中的主通信设备，以使所述主通信设备基于所述通信网络构建规则，确定各个所述通信设备的目标布置位置，将各个所述通信设备的目标布置位置发送至相应的通信设备，使得各个所述通信设备移动到对应的目标布置位置，并按照所述通信网络构建规则搭建通信网络架构。

5.根据权利要求3所述的设备控制方法，其特征在于，控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，包括：

在所述设备控制规则为数据采集规则的情况下，控制所述功能设备按照所述数据采集规则移动到所述数据采集规则中的指定位置，在所述指定位置进行数据采集操作，并将采集的数据通过所述通信网络输出。

6.根据权利要求3所述的设备控制方法，其特征在于，控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，包括：

在所述设备控制规则为跟踪规则的情况下，控制所述功能设备按照所述跟踪规则，对所述跟踪规则中的跟踪对象进行跟踪操作，以及将跟踪得到的结果通过所述通信网络输出。

7.根据权利要求3所述的设备控制方法，其特征在于，控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，包括：

将所述设备控制规则发送至功能设备主集群中的主功能设备，以使所述主功能设备按照所述设备控制规则控制其他的功能设备从集群中的功能设备按照所述设备控制规则中的执行先后顺序执行相应的操作。

8.根据权利要求3所述的设备控制方法，其特征在于，按照所述退出指令中的预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区，包括：

按照所述退出指令中的功能设备退出原则，控制所述功能设备驶离所述目标地区；

按照所述退出指令中的通信设备退出原则，控制所述通信设备采用相对基站由远及近的顺序驶离所述目标地区。

9.根据权利要求1所述的设备控制方法，其特征在于，控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作，包括：

接收所述功能设备返回的数据，并基于所述数据对所述三维模型进行修正，得到并显示修正后的三维模型；

接收用户基于显示的所述修正后的三维模型输入的设备控制调整规则，并按照所述设备控制调整规则，控制所述至少一个功能设备中与所述设备控制调整规则对应的功能设备执行所述设备控制调整规则中的操作。

10.一种设备控制装置，其特征在于，应用于控制器，所述设备控制装置包括：

模型生成模块，用于基于探测飞行器采集的目标地区的图像信息，生成并显示所述目标地区的三维模型；

规则接收模块，用于接收用户基于显示的所述三维模型输入的设备控制规则；所述设备控制规则包括位于所述目标地区中的操作执行位置以及所述操作执行位置对应的操作执行方式；

操作控制模块，用于控制至少一个功能设备在所述目标地区执行与所述设备控制规则对应的操作；

退出控制模块，用于在所述功能设备执行操作的过程中，当接收到用户输入的退出指令的情况下，按照所述退出指令中的预设设备退出规则，控制所述功能设备驶离所述目标地区。

11.一种飞行控制系统，其特征在于，包括：

探测飞行器、至少一个功能设备、以及用于执行如权利要求1-9所述的设备控制方法的控制器；

所述探测飞行器，用于采集目标地区的图像信息，并发送至所述控制器。

12.根据权利要求11所述的飞行控制系统，其特征在于，还包括预设数据采集设备；

所述预设数据采集设备，用于采集目标地区的粗颗粒度数据，并发送至所述控制器。

13.根据权利要求11所述的飞行控制系统，其特征在于，还包括多个通信设备；

所述通信设备用于在所述目标地区搭建与通信网络构建规则对应的通信网络；所述通信网络构建规则为用户基于显示的所述三维模型输入的所述目标地区的通信网络构建规则。

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