CN115586791A - 一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法、系统和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法、系统和介质，通过无人驾驶航空器的测距感应装置和摄像头，得到无人驾驶航空器和参考点的距离以及参考点的图像信息；再通过无人驾驶航空器预设三维地图模型，得到无人驾驶航空器在预设三维地图模型中的位置，若无人驾驶航空器在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，则继续飞行；若无人驾驶航空器不在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，则先调整无人驾驶航空器飞行至预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，再继续飞行。本申请通过无人驾驶航空器自身捕捉定位系统，确定无人驾驶航空器在预设三维地图模型中的位置，保证了无人驾驶航空器在信号丢失与外界无法联系时，安全的抵达终点或实施安全降落。
Description
技术领域
本申请涉及无人驾驶航空器技术领域，更具体的，涉及一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法、系统和介质。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人驾驶航空器”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的飞行装置。随着科技的发展，无人驾驶航空器应用领域不断拓展，比如：航拍、农业、监测等技术领域。然而，在实际应用中，无人驾驶航空器在信号丢失时，容易引发无人驾驶航空器失控而坠机，给用户造成损失。
因此，现有技术存在缺陷，亟待改进。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法、系统和介质，能够确保无人驾驶航空器在信号丢失时的安全飞行。
本发明第一方面提供了一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法，包括：
基于无人驾驶航空器的测距感应装置，获取无人驾驶航空器到参考点的距离信息；
基于无人驾驶航空器的摄像头，获取参考点的图像信息；
将参考点的图像发送至预设三维地图模型进行对比分析，得到相似值；
判断相似值是否大于预设第一阈值，若是，则得到参考点在预设三维地图中的坐标点，若否，则重新获取参考点；
根据参考点在预设三维地图中的坐标点和无人驾驶航空器到参考点的距离，得到无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置；
判断无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置是否在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，若是，则无人驾驶航空器继续按照预设无人驾驶航空器飞行轨迹飞行；若否，则通过预设纠正模块进行无人驾驶航空器坐标点纠正；
所述参考点由无人驾驶航空器随机捕捉确定，且不少于3个；所述预设纠正模块存储有无人驾驶航空器坐标纠正算法。
本方案中，还包括：
将第一个参考点坐标设为(x1，y1，z1)，第二个参考点坐标设为(x2，y2，z2)，第三个参考点坐标设为(x3，y3，z3)；
将第一个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L1,第二个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L2，第三个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L3；
将无人驾驶航空器的坐标点设为(x0，y0，z0)，则所述无人驾驶航空器的坐标点满足如下公式：
公式1：
公式2：
公式3：
本方案中，所述无人驾驶航空器坐标点纠正，具体为：
基于无人驾驶航空器的坐标点(x0，y0，z0),得到无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d；
获取无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点(xd，yd，zd)；
根据无人驾驶航空器的坐标点和无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点，得到无人驾驶航空器坐标纠正路线；
所述无人驾驶航空器坐标纠正路线满足公式为：
其中x0-xd≠0，y0-yd≠0，z0-zd≠0；其方向为无人驾驶航空器的坐标点至d点方向，其中坐标点(x，y，z)表示为无人驾驶航空器坐标纠正路线上的点；当分母为零时，对应轴的纠正路线坐标点位置不变。
本方案中，还包括：
将预设的三维地图进行划分，得到无人驾驶航空器飞行的安全区、缓冲区和危险区；
将所述安全区、缓冲区和危险区按照不同颜色进行划分；
将无人驾驶航空器飞行时所处的位置在无人驾驶航空器的显示屏上进行显示。
本方案中，还包括：
无人驾驶航空器在安全区的最高速度设为V1；
无人驾驶航空器在缓冲区的最高安全速度设为V2，其中0≤V2≤V1；
无人驾驶航空器进入危险区时触发预设警示信号，并启动减速机制。
本方案中，所述启动减速机制，具体为：
获取无人驾驶航空器进入危险区时的速度V3；
获取无人驾驶航空器进入危险区时至最近障碍点的距离L4；
根据无人驾驶航空器进入危险区时的速度和无人驾驶航空器至最近障碍点的距离，得到无人驾驶航空器进入危险区时减速的加速度a1，其公式为：
其中：t表示无人驾驶航空器的反应时间，V3≤V2，a1≤a0，其中a0表示为无人驾驶航空器最大加速度；
无人驾驶航空器进入危险区时以加速度a1做减速运动，直至无人驾驶航空器飞行方向为远离危险区方向。
本发明第二方面提供了一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制系统，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序，所述基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
基于无人驾驶航空器的测距感应装置，获取无人驾驶航空器到参考点的距离信息；
基于无人驾驶航空器的摄像头，获取参考点的图像信息；
将参考点的图像发送至预设三维地图模型进行对比分析，得到相似值；
判断相似值是否大于预设第一阈值，若是，则得到参考点在预设三维地图中的坐标点，若否，则重新获取参考点；
根据参考点在预设三维地图中的坐标点和无人驾驶航空器到参考点的距离，得到无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置；
判断无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置是否在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，若是，则无人驾驶航空器继续按照预设无人驾驶航空器飞行轨迹飞行；若否，则通过预设纠正模块进行无人驾驶航空器坐标点纠正；
所述参考点由无人驾驶航空器随机捕捉确定，且不少于3个；所述预设纠正模块存储有无人驾驶航空器坐标纠正算法。
本方案中，还包括：
将第一个参考点坐标设为(x1，y1，z1)，第二个参考点坐标设为(x2，y2，z2)，第三个参考点坐标设为(x3，y3，z3)；
将第一个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L1,第二个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L2，第三个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L3；
将无人驾驶航空器的坐标点设为(x0，y0，z0)，则所述无人驾驶航空器的坐标点满足如下公式：
公式1：
公式2：
公式3：
本方案中，所述无人驾驶航空器坐标点纠正，具体为：
基于无人驾驶航空器的坐标点(x0，y0，z0),得到无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d；
获取无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点(xd，yd，zd)；
根据无人驾驶航空器的坐标点和无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点，得到无人驾驶航空器坐标纠正路线；
所述无人驾驶航空器坐标纠正路线满足公式为：
其中x0-xd≠0，y0-yd≠0，z0-zd≠0；其方向为无人驾驶航空器的坐标点至d点方向，其中坐标点(x，y，z)表示为无人驾驶航空器坐标纠正路线上的点；当分母为零时，对应轴的纠正路线坐标点位置不变。
本方案中，还包括：
将预设的三维地图进行划分，得到无人驾驶航空器飞行的安全区、缓冲区和危险区；
将所述安全区、缓冲区和危险区按照不同颜色进行划分；
将无人驾驶航空器飞行时所处的位置在无人驾驶航空器的显示屏上进行显示。
本方案中，还包括：
无人驾驶航空器在安全区的最高速度设为V1；
无人驾驶航空器在缓冲区的最高安全速度设为V2，其中0≤V2≤V1；
无人驾驶航空器进入危险区时触发预设警示信号，并启动减速机制。
本方案中，所述启动减速机制，具体为：
获取无人驾驶航空器进入危险区时的速度V3；
获取无人驾驶航空器进入危险区时至最近障碍点的距离L4；
根据无人驾驶航空器进入危险区时的速度和无人驾驶航空器至最近障碍点的距离，得到无人驾驶航空器进入危险区时减速的加速度a1，其公式为：
其中：t表示无人驾驶航空器的反应时间，V3≤V2，a1≤a0，其中a0表示为无人驾驶航空器最大加速度；
无人驾驶航空器进入危险区时以加速度a1做减速运动，直至无人驾驶航空器飞行方向为远离危险区方向。
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序，所述一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序被处理器执行时，实现如上述中任一项所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法的步骤。
本发明公开的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法、系统和介质，通过无人驾驶航空器的测距感应装置和摄像头，得到无人驾驶航空器和参考点的距离以及参考点的图像信息；再通过无人驾驶航空器预设三维地图模型，得到无人驾驶航空器在预设三维地图模型中的位置，若无人驾驶航空器在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，则继续飞行；若无人驾驶航空器不在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，则先调整无人驾驶航空器飞行至预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，再继续飞行。本申请通过无人驾驶航空器自身捕捉定位系统，确定无人驾驶航空器在预设三维地图模型中的位置，再通过将无人驾驶航空器出发点和终点位置连线，确定无人驾驶航空器飞行的正方向，保证了无人驾驶航空器在信号丢失与外界无法联系时，安全的抵达终点或实施安全降落。
附图说明
图1示出了本发明一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法的流程图；
图2示出了本发明无人驾驶航空器在不同飞行区域的飞行速度限制图；
图3示出了本发明一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制系统的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了本发明一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法的流程图。
如图1所示，本发明公开了一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法，包括：
S102，基于无人驾驶航空器的测距感应装置，获取无人驾驶航空器到参考点的距离信息；
S104，基于无人驾驶航空器的摄像头，获取参考点的图像信息；
S106，将参考点的图像发送至预设三维地图模型进行对比分析，得到相似值；
S108，判断相似值是否大于预设第一阈值，若是，则得到参考点在预设三维地图中的坐标点，若否，则重新获取参考点；
S110，根据参考点在预设三维地图中的坐标点和无人驾驶航空器到参考点的距离，得到无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置；
S112，判断无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置是否在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，若是，则无人驾驶航空器继续按照预设无人驾驶航空器飞行轨迹飞行；若否，则通过预设纠正模块进行无人驾驶航空器坐标点纠正。
需要说明的是，预设三维地图模型中包含无人驾驶航空器飞行的航线，以及无人驾驶航空器飞行航线途径地图信息，基于设计原点，将三维地图中的物体赋予特定三维坐标点。比如：将A点设计为原点，则在A点正上方100米位置B点的坐标点为(0,0,100)。通过无人驾驶航空器的摄像头，获取参考点的图像信息，通过和预设三维地图模型进行对比分析，得到相似值，若预设第一阈值为95％，则提取预设三维地图模型中和参考点的图像信息相似值大于95％的位置，并提取对应的坐标点，该坐标点即为参考点的坐标点，其中，若相似值小于或等于预设第一阈值时，则重新捕捉参考点；若相似值出现两个或两个以上大于预设第一阈值时，说明对应参考点存在相似位置，对应参考点作废；所述参考点对应的坐标点有且只有一个。通过参考点的坐标点和无人驾驶航空器至参考点的距离，得到无人驾驶航空器的坐标点。其中，当无人驾驶航空器的坐标点位置在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上时，无人驾驶航空器按照预设无人驾驶航空器飞行轨迹继续飞行；若无人驾驶航空器不在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上时，无人驾驶航空器通过预设纠正模块计算出无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行轨迹的飞行轨迹，无人驾驶航空器飞行至预设无人驾驶航空器飞行轨迹上再继续飞行。所述预设无人驾驶航空器飞行轨迹为无人驾驶航空器飞行航线向四周或局部扩散指定安全距离的飞行范围。所述参考点由无人驾驶航空器随机捕捉确定，且不少于3个；所述预设纠正模块存储有无人驾驶航空器坐标纠正算法。
根据本发明实施例，包括：
将第一个参考点坐标设为(x1，y1，z1)，第二个参考点坐标设为(x2，y2，z2)，第三个参考点坐标设为(x3，y3，z3)；
将第一个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L1,第二个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L2，第三个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L3；
将无人驾驶航空器的坐标点设为(x0，y0，z0)，则所述无人驾驶航空器的坐标点满足如下公式：
公式1：
公式2：
公式3：
需要说明的是，若得到的三个参考点的坐标分别为(100,100,100)，(110,110,100)，(120,120,100)，对应参考点至无人驾驶航空器的距离分别为：20米、14.14米和20米。则满足如下公式：
公式1：
公式2：
公式3：
通过公式1至3，得到无人驾驶航空器的坐标点有(120,100,100)和(100,120,100)，再根据无人驾驶航空器在三个参考点的方向，确定无人驾驶航空器的准确坐标点，比如：无人驾驶航空器在三个参考点连线的左边，则无人驾驶航空器的坐标点为(120,100,100)，若无人驾驶航空器在三个参考点连线的右边，则无人驾驶航空器的坐标点为(100,120,100)。
根据本发明实施例，所述无人驾驶航空器坐标点纠正，具体为：
基于无人驾驶航空器的坐标点(x0，y0，z0),得到无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d；
获取无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点(xd，yd，zd)；
根据无人驾驶航空器的坐标点和无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点，得到无人驾驶航空器坐标纠正路线；
所述无人驾驶航空器坐标纠正路线满足公式为：
其中x0-xd≠0，y0-yd≠0，z0-zd≠0；其方向为无人驾驶航空器的坐标点至d点方向，其中坐标点(x，y，z)表示为无人驾驶航空器坐标纠正路线上的点；当分母为零时，对应轴的纠正路线坐标点位置不变。
需要说明的是，若无人驾驶航空器的坐标点(x0，y0，z0)为(120,100,100)，d的坐标点(xd，yd，zd)为(130,130,100)时，无人驾驶航空器坐标纠正路线满足公式为
得到公式为：y＝3*x-260，其中z轴的坐标点不变，无人驾驶航空器飞行方向为坐标点(120,100,100)至(130,130,100)方向。
根据本发明实施例，还包括：
将预设的三维地图进行划分，得到无人驾驶航空器飞行的安全区、缓冲区和危险区；
将所述安全区、缓冲区和危险区按照不同颜色进行划分；
将无人驾驶航空器飞行时所处的位置在无人驾驶航空器的显示屏上进行显示。
需要说明的是，将预设区域的三维地图无人驾驶航空器飞行时的安全程度进行划分，分为安全区、缓冲区和危险区，并将所述安全区、缓冲区和危险区赋予不同的颜色，比如：安全区设为绿色，缓冲区设为黄色，危险区设为红色，所述缓冲区在安全区和危险区中间，危险区直接和障碍物接触，安全区为无人驾驶航空器正常飞行区域。
根据本发明实施例，还包括：
无人驾驶航空器在安全区的最高速度设为V1；
无人驾驶航空器在缓冲区的最高安全速度设为V2，其中0≤V2≤V1；
无人驾驶航空器进入危险区时触发预设警示信号，并启动减速机制。
需要说明的是，无人驾驶航空器在安全区的飞行速度为小于或等于V1，当无人驾驶航空器以最高速度进入缓冲区时，无人驾驶航空器做减速飞行运动，直至速度小于或等于缓冲区的最高安全速度V2，其中0≤V2≤V1；当无人驾驶航空器由缓冲区进入危险区时，无人驾驶航空器触发预设警示信号，并启动减速机制，其减速方向和靠近障碍物的方向相反。
根据本发明实施例，所述启动减速机制，具体为：
获取无人驾驶航空器进入危险区时的速度V3；
获取无人驾驶航空器进入危险区时至最近障碍点的距离L4；
根据无人驾驶航空器进入危险区时的速度和无人驾驶航空器至最近障碍点的距离，得到无人驾驶航空器进入危险区时减速的加速度a1，其公式为：
其中：t表示无人驾驶航空器的反应时间，V3≤V2，a1≤a0，其中a0表示为无人驾驶航空器最大加速度；
无人驾驶航空器进入危险区时以加速度a1做减速运动，直至无人驾驶航空器飞行方向为远离危险区方向。
需要说明的是，无人驾驶航空器进入危险区域时，无人驾驶航空器自动启动减速机制，其加速度方向为远离危险区方向，以保证无人驾驶航空器有足够的时间进行调整以避免最近的障碍物。当无人驾驶航空器飞行方向为靠近障碍物时，无人驾驶航空器以加速度为a1做减少运动，其方向与方向相反；当无人驾驶航空器在危险区飞行的速度为零后，无人驾驶航空器将不能往障碍物方向飞行，其飞行方向只能为远离危险区方向。
根据本发明实施例，还包括：
根据无人驾驶航空器的反应时间t和最大加速度a0，得到无人驾驶航空器的最短安全距离L0；
其公式为：
其中L0≤L4。
需要说明的是，所述无人驾驶航空器的最短安全距离L0为预设三维地图模型中危险区的最小距离，即缓冲区和危险区的边界线距离最近障碍物的距离，其公式为：
其中a0表示无人驾驶航空器最大加速度，当方向与速度方向相反时，为减速；t表示为无人驾驶航空器的反应时间。
根据本发明实施例，还包括：
将无人驾驶航空器飞行路线的出发点和终点连接成线，并以终点为正北方向；
获取无人驾驶航空器已飞行的路程数和角度；
将无人驾驶航空器已飞行的路程数和角度发送至预设数据库进行存储。
需要说明的是，以无人驾驶航空器飞行路线的出发点和终点作为参考对象，并将终点端设为出发点的正北方向，记录无人驾驶航空器飞行的路程数和偏移角度，比如：无人驾驶航空器方向为正北偏右端30度方向，飞行200米。
根据本发明实施例，还包括：
获取无人驾驶航空器捕捉参考点的时间信息；
判断无人驾驶航空器捕捉参考点的时间是否大于时间阈值，若是，则触发返航机制，无人驾驶航空器按照原路线返航；若否，则得到无人驾驶航空器按照预设无人驾驶航空器飞行航线继续飞行。
需要说明的是，当无人驾驶航空器无法捕捉参考点或捕捉参考点的时间超过时间阈值时，无人驾驶航空器触发返航机制。比如：时间阈值为1分钟，无人驾驶航空器在水面上空飞行，四周无参考点；或四周景色存在很多相似度，在时间阈值内无法确认参考点的坐标。所述无人驾驶航空器返航路线为原路线返航，比如：无人驾驶航空器已经记录的飞行数据有：无人驾驶航空器方向为正北偏右端30度方向，飞行200米，则对应的返航路线为：正南片左端30度方向，飞行200米。所述南北方向为出发点和终点连线方向。
图2示出了本发明无人驾驶航空器在不同飞行区域的飞行速度限制图。
如图2所示，无人驾驶航空器在安全区的最高速度为V1，当无人驾驶航空器进入缓冲区时，判断无人驾驶航空器的飞行速度是否大于最高安全速度V2，若是，则进行减速，且减速至小于或等于V2；当无人驾驶航空器进入警示区时，无人驾驶航空器触发警示，并启动减速机制，直至无人驾驶航空器的飞行方向为远离警示区方向。
图3示出了本发明一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制系统的框图。
如图3所示，本发明第二方面提供了一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制系统3，包括存储器31和处理器32，所述存储器中存储有基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序，所述基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
基于无人驾驶航空器的测距感应装置，获取无人驾驶航空器到参考点的距离信息；
基于无人驾驶航空器的摄像头，获取参考点的图像信息；
将参考点的图像发送至预设三维地图模型进行对比分析，得到相似值；
判断相似值是否大于预设第一阈值，若是，则得到参考点在预设三维地图中的坐标点，若否，则重新获取参考点；
根据参考点在预设三维地图中的坐标点和无人驾驶航空器到参考点的距离，得到无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置；
判断无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置是否在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，若是，则无人驾驶航空器继续按照预设无人驾驶航空器飞行轨迹飞行；若否，则通过预设纠正模块进行无人驾驶航空器坐标点纠正。
需要说明的是，预设三维地图模型中包含无人驾驶航空器飞行的航线，以及无人驾驶航空器飞行航线途径地图信息，基于设计原点，将三维地图中的物体赋予特定三维坐标点。比如：将A点设计为原点，则在A点正上方100米位置B点的坐标点为(0,0,100)。通过无人驾驶航空器的摄像头，获取参考点的图像信息，通过和预设三维地图模型进行对比分析，得到相似值，若预设第一阈值为95％，则提取预设三维地图模型中和参考点的图像信息相似值大于95％的位置，并提取对应的坐标点，该坐标点即为参考点的坐标点，其中，若相似值小于或等于预设第一阈值时，则重新捕捉参考点；若相似值出现两个或两个以上大于预设第一阈值时，说明对应参考点存在相似位置，对应参考点作废；所述参考点对应的坐标点有且只有一个。通过参考点的坐标点和无人驾驶航空器至参考点的距离，得到无人驾驶航空器的坐标点。其中，当无人驾驶航空器的坐标点位置在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上时，无人驾驶航空器按照预设无人驾驶航空器飞行轨迹继续飞行；若无人驾驶航空器不在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上时，无人驾驶航空器通过预设纠正模块计算出无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行轨迹的飞行轨迹，无人驾驶航空器飞行至预设无人驾驶航空器飞行轨迹上再继续飞行。所述预设无人驾驶航空器飞行轨迹为无人驾驶航空器飞行航线向四周或局部扩散指定安全距离的飞行范围。所述参考点由无人驾驶航空器随机捕捉确定，且不少于3个；所述预设纠正模块存储有无人驾驶航空器坐标纠正算法。
根据本发明实施例，包括：
将第一个参考点坐标设为(x1，y1，z1)，第二个参考点坐标设为(x2，y2，z2)，第三个参考点坐标设为(x3，y3，z3)；
将第一个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L1,第二个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L2，第三个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L3；
将无人驾驶航空器的坐标点设为(x0，y0，z0)，则所述无人驾驶航空器的坐标点满足如下公式：
公式1：
公式2：
公式3：
需要说明的是，若得到的三个参考点的坐标分别为(100,100,100)，(110,110,100)，(120,120,100)，对应参考点至无人驾驶航空器的距离分别为：20米、14.14米和20米。则满足如下公式：
公式1：
公式2：
公式3：
通过公式1至3，得到无人驾驶航空器的坐标点有(120,100,100)和(100,120,100)，再根据无人驾驶航空器在三个参考点的方向，确定无人驾驶航空器的准确坐标点，比如：无人驾驶航空器在三个参考点连线的左边，则无人驾驶航空器的坐标点为(120,100,100)，若无人驾驶航空器在三个参考点连线的右边，则无人驾驶航空器的坐标点为(100,120,100)。
根据本发明实施例，所述无人驾驶航空器坐标点纠正，具体为：
基于无人驾驶航空器的坐标点(x0，y0，z0),得到无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d；
获取无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点(xd，yd，zd)；
根据无人驾驶航空器的坐标点和无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点，得到无人驾驶航空器坐标纠正路线；
所述无人驾驶航空器坐标纠正路线满足公式为：
其中x0-xd≠0，y0-yd≠0，z0-zd≠0；其方向为无人驾驶航空器的坐标点至d点方向，其中坐标点(x，y，z)表示为无人驾驶航空器坐标纠正路线上的点；当分母为零时，对应轴的纠正路线坐标点位置不变。
需要说明的是，若无人驾驶航空器的坐标点(x0，y0，z0)为(120,100,100)，d的坐标点(xd，yd，zd)为(130,130,100)时，无人驾驶航空器坐标纠正路线满足公式为
得到公式为：y＝3*x-260，其中z轴的坐标点不变，无人驾驶航空器飞行方向为坐标点(120,100,100)至(130,130,100)方向。
根据本发明实施例，还包括：
将预设的三维地图进行划分，得到无人驾驶航空器飞行的安全区、缓冲区和危险区；
将所述安全区、缓冲区和危险区按照不同颜色进行划分；
将无人驾驶航空器飞行时所处的位置在无人驾驶航空器的显示屏上进行显示。
需要说明的是，将预设区域的三维地图无人驾驶航空器飞行时的安全程度进行划分，分为安全区、缓冲区和危险区，并将所述安全区、缓冲区和危险区赋予不同的颜色，比如：安全区设为绿色，缓冲区设为黄色，危险区设为红色，所述缓冲区在安全区和危险区中间，危险区直接和障碍物接触，安全区为无人驾驶航空器正常飞行区域。
根据本发明实施例，还包括：
无人驾驶航空器在安全区的最高速度设为V1；
无人驾驶航空器在缓冲区的最高安全速度设为V2，其中0≤V2≤V1；
无人驾驶航空器进入危险区时触发预设警示信号，并启动减速机制。
需要说明的是，无人驾驶航空器在安全区的飞行速度为小于或等于V1，当无人驾驶航空器以最高速度进入缓冲区时，无人驾驶航空器做减速飞行运动，直至速度小于或等于缓冲区的最高安全速度V2，其中0≤V2≤V1；当无人驾驶航空器由缓冲区进入危险区时，无人驾驶航空器触发预设警示信号，并启动减速机制，其减速方向和靠近障碍物的方向相反。
根据本发明实施例，所述启动减速机制，具体为：
获取无人驾驶航空器进入危险区时的速度V3；
获取无人驾驶航空器进入危险区时至最近障碍点的距离L4；
根据无人驾驶航空器进入危险区时的速度和无人驾驶航空器至最近障碍点的距离，得到无人驾驶航空器进入危险区时减速的加速度a1，其公式为：
其中：t表示无人驾驶航空器的反应时间，V3≤V2，a1≤a0，其中a0表示为无人驾驶航空器最大加速度；
无人驾驶航空器进入危险区时以加速度a1做减速运动，直至无人驾驶航空器飞行方向为远离危险区方向。
需要说明的是，无人驾驶航空器进入危险区域时，无人驾驶航空器自动启动减速机制，其加速度方向为远离危险区方向，以保证无人驾驶航空器有足够的时间进行调整以避免最近的障碍物。当无人驾驶航空器飞行方向为靠近障碍物时，无人驾驶航空器以加速度为a1做减少运动，其方向与方向相反；当无人驾驶航空器在危险区飞行的速度为零后，无人驾驶航空器将不能往障碍物方向飞行，其飞行方向只能为远离危险区方向。
根据本发明实施例，还包括：
根据无人驾驶航空器的反应时间t和最大加速度a0，得到无人驾驶航空器的最短安全距离L0；
其公式为：
其中L0≤L4。
需要说明的是，所述无人驾驶航空器的最短安全距离L0为预设三维地图模型中危险区的最小距离，即缓冲区和危险区的边界线距离最近障碍物的距离，其公式为：
其中a0表示无人驾驶航空器最大加速度，当方向与速度方向相反时，为减速；t表示为无人驾驶航空器的反应时间。
根据本发明实施例，还包括：
将无人驾驶航空器飞行路线的出发点和终点连接成线，并以终点为正北方向；
获取无人驾驶航空器已飞行的路程数和角度；
将无人驾驶航空器已飞行的路程数和角度发送至预设数据库进行存储。
需要说明的是，以无人驾驶航空器飞行路线的出发点和终点作为参考对象，并将终点端设为出发点的正北方向，记录无人驾驶航空器飞行的路程数和偏移角度，比如：无人驾驶航空器方向为正北偏右端30度方向，飞行200米。
根据本发明实施例，还包括：
获取无人驾驶航空器捕捉参考点的时间信息；
判断无人驾驶航空器捕捉参考点的时间是否大于时间阈值，若是，则触发返航机制，无人驾驶航空器按照原路线返航；若否，则得到无人驾驶航空器按照预设无人驾驶航空器飞行航线继续飞行。
需要说明的是，当无人驾驶航空器无法捕捉参考点或捕捉参考点的时间超过时间阈值时，无人驾驶航空器触发返航机制。比如：时间阈值为1分钟，无人驾驶航空器在水面上空飞行，四周无参考点；或四周景色存在很多相似度，在时间阈值内无法确认参考点的坐标。所述无人驾驶航空器返航路线为原路线返航，比如：无人驾驶航空器已经记录的飞行数据有：无人驾驶航空器方向为正北偏右端30度方向，飞行200米，则对应的返航路线为：正南片左端30度方向，飞行200米。所述南北方向为出发点和终点连线方向。
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序，所述一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序被处理器执行时，实现如上述中任一项所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法的步骤。
本发明公开的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法、系统和介质，通过无人驾驶航空器的测距感应装置和摄像头，得到无人驾驶航空器和参考点的距离以及参考点的图像信息；再通过无人驾驶航空器预设三维地图模型，得到无人驾驶航空器在预设三维地图模型中的位置，若无人驾驶航空器在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，则继续飞行；若无人驾驶航空器不在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，则先调整无人驾驶航空器飞行至预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，再继续飞行。本申请通过无人驾驶航空器自身捕捉定位系统，确定无人驾驶航空器在预设三维地图模型中的位置，再通过将无人驾驶航空器出发点和终点位置连线，确定无人驾驶航空器飞行的正方向，保证了无人驾驶航空器在信号丢失与外界无法联系时，安全的抵达终点或实施安全降落。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-On ly 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。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也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，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献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。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (10)
1.一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法，其特征在于，包括：
基于无人驾驶航空器的测距感应装置，获取无人驾驶航空器到参考点的距离信息；
基于无人驾驶航空器的摄像头，获取参考点的图像信息；
将参考点的图像发送至预设三维地图模型进行对比分析，得到相似值；
判断相似值是否大于预设第一阈值，若是，则得到参考点在预设三维地图中的坐标点，若否，则重新获取参考点；
根据参考点在预设三维地图中的坐标点和无人驾驶航空器到参考点的距离，得到无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置；
判断无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置是否在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，若是，则无人驾驶航空器继续按照预设无人驾驶航空器飞行轨迹飞行；若否，则通过预设纠正模块进行无人驾驶航空器坐标点纠正；
所述参考点由无人驾驶航空器随机捕捉确定，且不少于3个；所述预设纠正模块存储有无人驾驶航空器坐标纠正算法。
2.根据权利要求1所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法，其特征在于，还包括：
将第一个参考点坐标设为(x1，y1，z1)，第二个参考点坐标设为(x2，y2，z2)，第三个参考点坐标设为(x3，y3，z3)；
将第一个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L1,第二个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L2，第三个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L3；
将无人驾驶航空器的坐标点设为(x0，y0，z0)，则所述无人驾驶航空器的坐标点满足如下公式：
公式1：
公式2：
公式3：
3.根据权利要求1或2所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法，其特征在于，所述无人驾驶航空器坐标点纠正，具体为：
基于无人驾驶航空器的坐标点(x0，y0，z0),得到无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d；
获取无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点(xd，yd，zd)；
根据无人驾驶航空器的坐标点和无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点，得到无人驾驶航空器坐标纠正路线；
所述无人驾驶航空器坐标纠正路线满足公式为：
其中x0-xd≠0，y0-yd≠0，z0-zd≠0；其方向为无人驾驶航空器的坐标点至d点方向，其中坐标点(x，y，z)表示为无人驾驶航空器坐标纠正路线上的点；当分母为零时，对应轴的纠正路线坐标点位置不变。
4.根据权利要求1所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法，其特征在于，还包括：
将预设的三维地图进行划分，得到无人驾驶航空器飞行的安全区、缓冲区和危险区；
将所述安全区、缓冲区和危险区按照不同颜色进行划分；
将无人驾驶航空器飞行时所处的位置在无人驾驶航空器的显示屏上进行显示。
5.根据权利要求4所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法，其特征在于，还包括：
无人驾驶航空器在安全区的最高速度设为V1；
无人驾驶航空器在缓冲区的最高安全速度设为V2，其中0≤V2≤V1；
无人驾驶航空器进入危险区时触发预设警示信号，并启动减速机制。
6.根据权利要求5所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法，其特征在于，所述启动减速机制，具体为：
获取无人驾驶航空器进入危险区时的速度V3；
获取无人驾驶航空器进入危险区时至最近障碍点的距离L4；
根据无人驾驶航空器进入危险区时的速度和无人驾驶航空器至最近障碍点的距离，得到无人驾驶航空器进入危险区时减速的加速度a1，其公式为：
其中：t表示无人驾驶航空器的反应时间，V3≤V2，a1≤a0，其中a0表示为无人驾驶航空器最大加速度；
无人驾驶航空器进入危险区时以加速度a1做减速运动，直至无人驾驶航空器飞行方向为远离危险区方向。
7.一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制系统，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序，所述基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
基于无人驾驶航空器的测距感应装置，获取无人驾驶航空器到参考点的距离信息；
基于无人驾驶航空器的摄像头，获取参考点的图像信息；
将参考点的图像发送至预设三维地图模型进行对比分析，得到相似值；
判断相似值是否大于预设第一阈值，若是，则得到参考点在预设三维地图中的坐标点，若否，则重新获取参考点；
根据参考点在预设三维地图中的坐标点和无人驾驶航空器到参考点的距离，得到无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置；
判断无人驾驶航空器在预设三维地图中的坐标点位置是否在预设无人驾驶航空器飞行轨迹上，若是，则无人驾驶航空器继续按照预设无人驾驶航空器飞行轨迹飞行；若否，则通过预设纠正模块进行无人驾驶航空器坐标点纠正；
所述参考点由无人驾驶航空器随机捕捉确定，且不少于3个；所述预设纠正模块存储有无人驾驶航空器坐标纠正算法。
8.根据权利要求7所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制系统，其特征在于，还包括：
将第一个参考点坐标设为(x1，y1，z1)，第二个参考点坐标设为(x2，y2，z2)，第三个参考点坐标设为(x3，y3，z3)；
将第一个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L1,第二个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L2，第三个参考点坐标至无人驾驶航空器的距离设为L3；
将无人驾驶航空器的坐标点设为(x0，y0，z0)，则所述无人驾驶航空器的坐标点满足如下公式：
公式1：
公式2：
公式3：
9.根据权利要求7或8所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制系统，其特征在于，所述无人驾驶航空器坐标点纠正，具体为：
基于无人驾驶航空器的坐标点(x0，y0，z0),得到无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d；
获取无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点(xd，yd，zd)；
根据无人驾驶航空器的坐标点和无人驾驶航空器至预设无人驾驶航空器飞行航线的最近点d的坐标点，得到无人驾驶航空器坐标纠正路线；
所述无人驾驶航空器坐标纠正路线满足公式为：
其中x0-xd≠0，y0-yd≠0，z0-zd≠0；其方向为无人驾驶航空器的坐标点至d点方向，其中坐标点(x，y，z)表示为无人驾驶航空器坐标纠正路线上的点；当分母为零时，对应轴的纠正路线坐标点位置不变。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序，所述一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的一种基于信号丢失的无人驾驶航空器控制方法的步骤。
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