CN116088559B - 一种无人机控制系统、方法及无人机 - Google Patents
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Abstract
本说明书公开了一种无人机控制系统、方法及无人机，本说明书实施例通过无人机上的雷达，获取到各目标点的位置信息，根据各目标点的位置信息，控制无人机。此方法中，将雷达安装在无人机的下方，并且无人机的航向轴与雷达天线的极化方向垂直，这样，在无人机旋转过程中，可以使雷达天线的极化方向与任意方向平行，从而使雷达可以准确探测到任意目标物。在根据各目标物的位置控制无人机时，可以准确确定安全的区域，从而提高无人机降落的安全性。
Description
技术领域
本说明书涉及无人驾驶领域，尤其涉及一种无人机控制系统、方法及无人机。
背景技术
在无人驾驶领域，无人机广泛应用于各个领域。而无人机在降落过程中能否降落到安全区域显得十分重要。
现有技术中，无人机可以通过安装在无人机的脚架的侧面的机械旋转的雷达获取地面信息，如图1所示。然后，根据雷达旋转所获取到的地面信息，确定安全的降落区域。
由于雷达更容易探测到与雷达天线的极化方向平行的目标物，而现有技术中机械旋转的雷达安装在脚架的侧面，且雷达的旋转轴与雷达天线板的极化方向平行，导致雷达无法准确获取到与极化方向非平行的目标物，比如：细长电线，从而无法准确确定区域的安全性，并降低了无人机降落的安全性。
发明内容
本说明书实施例提供一种无人机控制系统、方法及无人机，以部分解决上述现有技术存在的问题。
本说明书实施例采用下述技术方案：
本说明书提供的一种无人机控制方法，雷达安装于无人机的下方，且所述无人机的航向轴与所述雷达的雷达天线的极化方向垂直，所述方法包括：
在所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，扫描雷达探测范围内的目标点，以获取所述雷达探测范围内多个目标点的运动状态；其中，所述运动状态包括：位置信息；
根据所述多个目标点的位置信息，控制所述无人机。
可选地，获取所述雷达探测范围内多个目标点的位置信息，具体包括：
针对所述雷达探测范围内的每个目标点，获取该目标点与所述雷达之间的距离，以及该目标点与所述航向轴之间的夹角；
根据该目标点与所述雷达之间的距离以及该目标点与所述航向轴之间的夹角，确定该目标点处于所述无人机坐标系下的第一位置信息；
根据该目标点的第一位置信息，确定该目标点处于世界坐标系下的第二位置信息。
可选地，所述运动状态还包括：速度；
根据所述多个目标点的位置信息，控制所述无人机，具体包括：
根据所述多个目标点的位置信息，确定包含目标点的各空间区域；
根据所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型；
根据所述各空间区域的类型，控制所述无人机。
可选地，根据所述多个目标点的位置信息，确定包含目标点的各空间区域，具体包括：
预先将所述雷达探测范围内的空间划分为多个立体栅格，每个立体栅格作为一个空间区域；
根据多个目标点的位置信息以及各空间区域的空间位置，确定包含目标点的各空间区域。
可选地，在所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，扫描雷达探测范围内的目标点，具体包括：
在所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，周期性扫描雷达探测范围内的目标点；
在确定包含目标点的各空间区域之后，在根据所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型之前，所述方法还包括：
针对包含目标点的每个空间区域，确定所述雷达的扫描次数以及将该空间区域确定为包含目标点空间区域的次数；
根据所述雷达的扫描次数以及将该空间区域确定为包含目标点空间区域的次数，确定该空间区域当前包含目标点的置信度。
可选地，在确定包含目标点的各空间区域之后，在根据所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型之前，所述方法还包括：
针对包含目标点的每个空间区域，根据该空间区域当前包含的目标点的数量，确定该空间区域当前包含目标点的置信度。
可选地，根据所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型，具体包括：
针对每个空间区域，当该空间区域包含目标点的置信度大于阈值时，获取该空间区域当前包含的目标点的速度；
根据该空间区域当前包含的目标点的速度，从所有速度中选择最大的速度，作为该空间区域对应的标准速度；
根据该空间区域对应的标准速度以及该空间区域的空间位置，确定该空间区域的类型。
可选地，所述各空间区域的类型包括：临近地面动态目标物区域、临近地面植被目标物区域、临近地面建筑目标物区域、非临近地面植被目标物区域、非临近地面建筑目标物区域。
本说明书提供的一种无人机控制的装置，包括：
获取模块，用于在所述无人机沿航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，扫描雷达探测范围内的目标点，以获取所述雷达探测范围内多个目标点的运动状态；其中，所述运动状态包括：位置信息和速度；
控制模块，用于根据所述多个目标点的位置信息，控制所述无人机。
本说明书提供的一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的无人机控制方法。
本说明书提供的一种无人机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述无人机控制方法。
本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
本说明书实施例中通过无人机上的雷达，获取到各目标点的位置信息和速度，根据各目标点的位置信息，控制无人机。此方法中，将雷达安装在无人机的下方，并且无人机的航向轴与雷达天线的极化方向垂直，这样，在无人机旋转过程中，可以使雷达天线的极化方向与任意方向平行，从而使雷达可以准确探测到任意目标物。在根据各目标物的位置控制无人机时，可以准确确定安全的区域，提高无人机降落的安全性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中的雷达安装的示意图；
图2为本说明书实施例提供的雷达安装的示意图；
图3为本说明书实施例提供的无人机旋转的示意图；
图4为本说明书实施例提供的控制无人机的流程示意图；
图5为本说明书实施例提供的确定第一位置信息的示意图；
图6为本说明书实施例提供的空间区域分类的示意图；
图7为本说明书实施例提供的无人机控制的装置结构示意图；
图8为本说明书实施例提供的无人机的结构示意图。
具体实施方式
为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都属于本说明书保护的范围。
以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
在无人驾驶领域，无人设备安装各种外部环境感知设备，比如：摄像头、雷达系统(简称为：雷达)等，通过各种外部环境感知设备获取无人设备周围的环境信息，然后，根据无人设备周围的环境信息，为无人设备确定控制策略，并根据确定出的控制策略控制无人设备。其中，无人设备可以是无人车、无人机等。在本说明书中的无人设备可用于物流配送领域，既包括外卖、配送等即时配送领域，也包括其他非即时配送领域。其中，雷达可以包括：雷达天线板，雷达天线板上集成雷达天线，并且雷达天线的极化方向与雷达天线板平行。
接下来，以无人设备为无人机为例，对本说明书中无人设备与雷达的安装关系、对雷达探测的区域进行分类以及无人设备的控制进行说明。
以无人机为例，本说明书主要通过安装在无人设备下方的雷达，探测无人设备下方的环境信息。其中，环境信息可以是目标物的信息。然后，根据雷达探测到的目标物的信息，确定无人设备迫降时的安全区域。其中，雷达探测目标物的工作原理是：雷达通过雷达天线向空间发射波束，当波束接触到目标物时，通过目标物返回反射波，雷达天线接收反射波。雷达根据接收的反射波，可以确定目标物与无人设备之间的距离以及目标物与无人设备之间的方向位置。如果目标物与雷达天线的极化方向平行，该目标物返回的反射波最强，雷达系统获取的无人设备与目标物之间的距离和方向更加精确。
为了能准确探测到无人设备下方的目标物，可以将雷达水平安装在无人设备的下方，并雷达固定于无人设备的底部平面。这样，雷达的雷达天线板与无人设备的机体底部平面平行，即，雷达天线的极化方向与无人设备的机体底部平面平行，且雷达天线的极化方向与无人设备的航向轴垂直。如图2所示。
在图2中，X轴为无人设备的横滚轴，Y轴为无人设备的俯仰轴，Z轴为无人设备的航向轴，原点为O。无人设备的机体底部的平面为XOY平面，雷达天线的极化方向与XOY平面平行。
为了节省成本，本说明书中不采用云台将雷达与无人设备相连接，而直接将雷达与无人设备底部平面相连接。也就是，安装于无人设备的雷达相对于无人设备不可移动。所以，为了使雷达可以探测到无人设备下方各个方位的目标物，可以通过无人设备自身的旋转，使雷达可以探测到圆形范围内的目标物。而为了准确探测任何目标物，即，使目标物返回的反射波最强，可以将无人设备的航向轴作为旋转轴，这样旋转轴与雷达天线的极化方向垂直，这样，在无人设备沿旋转轴旋转的过程中，雷达天线的极化方向在空间位置上发生改变，也就是，雷达天线的极化方向可以与空间位置的任何方向平行，从而提高探测目标物的准确性。如图3所示。
在图3中，X轴为无人设备的横滚轴，Y轴为无人设备的俯仰轴，Z轴为无人设备的航向轴，原点为O。雷达发射的波束的中心轴与无人设备的航向轴平行，当无人设备沿航向轴旋转时，雷达发射的波束可以覆盖无人设备正下方的圆形区域。
基于上述无人设备与雷达的安装关系以及雷达的探测方式，根据雷达探测到的目标物，对雷达探测的区域进行分类。然后，根据雷达探测的区域的类型，确定无人设备的安全停靠区域。当无人设备到达配送任务对应的目的地或无人设备出现故障需要紧急停靠时，可以根据确定出的安全停靠区域，控制无人设备进行停靠。
图4为本说明书实施例提供的控制无人机的流程示意图，包括：
S400：在所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，扫描雷达探测范围内的目标点，以获取所述雷达探测范围内多个目标点的运动状态；其中，所述运动状态包括：位置信息。
在本说明书实施例中，无人设备以无人机为例，通过无人设备自身沿航向轴旋转，使安装在无人设备上的雷达进行旋转，从而使雷达发射的波束可以覆盖各个方向。所以，在无人设备沿航向轴进行旋转的过程中，可以通过雷达，周期性扫描雷达探测范围内的目标点。根据扫描结果，获取雷达探测范围内各目标点的运动状态。其中，目标点可以是目标物。目标物可以包括：建筑物、植被、车辆、行人等。雷达探测范围可以是雷达发射的波束所覆盖的范围。运动状态可以包括：位置信息和速度。位置信息可以表示目标点处于世界坐标系下的位置坐标。目标点的速度可以是目标点相对于雷达速度的多普勒速度。
具体的，在获取雷达探测范围内各目标点的位置信息时，针对每个目标点，可以获取该目标点与雷达之间的距离，以及该目标点与航向轴之间的夹角。然后，可以根据该目标点与雷达之间的距离以及该目标点与航向轴之间的夹角，确定该目标点处于无人设备坐标系下的第一位置信息。最后，根据该目标点的第一位置信息以及无人设备坐标系与世界坐标系的转换关系，确定该目标点处于世界坐标系下的第二位置信息。如图5所示。
在图5中，X轴为无人设备的横滚轴，Y轴为无人设备的俯仰轴，Z轴为无人设备的航向轴，原点为O。目标点1与雷达之间的距离为L，目标点1与航向轴之间的夹角为θ。在确定目标点1的第一位置信息时，可以通过如下的公式实现：X＝L*sinθ，Y＝0，Z＝-L*cosθ。
然后，通过无人设备坐标系与世界坐标系的转换关系的公式得到第二位置信息。无人设备坐标系与世界坐标系的转换关系的公式为： 其中，R表示无人设备坐标系相对世界坐标系的旋转关系，/>表示无人设备坐标系的原点相对世界坐标系原点的位置平移量。/>表示目标点1的第二位置信息。
进一步，获取该目标点与雷达之间的距离，以及该目标点与航向轴之间的夹角时，针对每个目标点，可以根据雷达发射的探测波与雷达接收到的经该目标点反射的反射波，确定该目标点与雷达之间的距离，以及该目标点与航向轴之间的夹角。
需要说明的是，本说明书中的雷达具有测距、测角以及测速的功能。
S402：根据所述多个目标点的位置信息，控制所述无人机。
在本说明书实施例中，为了准确控制无人设备行驶或降落，可以先根据各目标点的位置信息，确定出无人设备周围的空间区域类型。再根据安全的空间区域类型，对无人设备进行控制，使无人设备安全行驶或安全降落。
具体的，可以根据多个目标点的位置信息，确定包含目标点的各空间区域。根据各空间区域包含的目标点的速度，确定各空间区域的类型。根据各空间区域的类型，控制无人设备。
在确定包含目标点的各空间区域类型时，可以预先将雷达探测范围内的空间划分成多个立体栅格，每个立体栅格作为一个空间区域。针对每个空间区域，确定该空间区域的空间位置。其中，该空间区域的空间位置可以是中心位置。然后，针对每个空间区域，根据各目标点的位置信息以及该空间区域的空间位置(即，中心位置)，确定该空间区域当前包含的目标点。
此外，确定包含目标点的空间区域的方法还包括：可以根据每个目标点的位置信息，对所有目标点进行聚类。根据聚类结果，确定出包含各目标点的空间区域。
进一步，可以确定任意两个目标点之间的距离，然后，根据任意两个目标点之间的距离，对所有目标点进行聚类。本说明书中对聚类方法不作限制。
另外，由于雷达在无人设备旋转过程中进行周期性扫描，所以，只要是无人设备旋转过程中获取的目标点都是当前获取的目标点。
在本说明书实施例中，由于雷达本身容易受噪声的影响而产生虚假的目标点，所以，在确定每个空间区域当前包含的目标点之后，在确定每个空间区域的类型之前，可以先确定每个空间区域当前包含目标点的置信度。其中，空间区域当前包含目标点的置信度可以表示空间区域当前包含的目标点是否真实存在。
具体的，针对每个空间区域，可以根据该空间区域当前包含的目标点的数量，确定该空间区域当前包含的目标点的置信度。
进一步，该空间区域当前包含的目标点的数量越多，该空间区域当前包含的目标点的置信度越大。该空间区域当前包含的目标点的数量越少，该空间区域当前包含的目标点的置信度越小。
另外，还可以根据空间区域真实存在目标点的次数，确定空间区域当前包含目标点的置信度。
具体的，针对每个空间区域，确定雷达的扫描次数以及将该空间区域确定为包含目标点的空间区域的次数。根据雷达的扫描次数以及将该空间区域确定为包含目标点的空间区域的次数，确定该空间区域当前包含目标点的置信度。其中，雷达的扫描次数与将该空间区域确定为包含目标点的空间区域的次数越接近，该空间区域当前包含目标点的置信度越大。雷达的扫描次数与将该空间区域确定为包含目标点的空间区域的次数相差越大，该空间区域当前包含目标点的置信度越小。
在根据各空间区域包含的目标点的速度，确定各空间区域的类型时，当该空间区域当前包含目标点的置信度大于阈值时，针对每个空间区域，可以根据该空间区域当前包含的目标点的速度以及该空间区域的空间位置，确定该空间区域的类型。其中，该空间区域当前包含的目标点可以是无人设备旋转过程中雷达周期性扫描该空间区域时该空间区域所包含的目标点。
具体的，针对每个空间区域，获取该空间区域当前包含的目标点的速度，从所有速度中选择最大的速度，作为该空间区域对应的标准速度。然后，根据该空间区域对应的标准速度以及该空间区域的空间位置，确定该空间区域的类型。其中，空间区域的类型可以包括：临近地面动态目标物区域、临近地面植被目标物区域、临近地面建筑目标物区域、非临近地面植被目标物区域、非临近地面建筑目标物区域。临近地面动态目标物区域可以包括：行人区域、车辆区域等。临近地面植被目标物区域可以包括：低矮灌木区域、草坪区域等。临近地面建筑目标物区域可以包括：低矮房屋区域等。非临近地面植被目标物区域可以包括：高大树木区域等。非临近地面建筑目标物区域可包括：高大房屋区域等。
进一步，在确定空间区域类型时，可以先确定地面高度。然后，针对每个空间区域，根据地面高度与该空间区域的空间位置之间的差异，判断该空间区域是否临近地面。若该空间区域临近地面，根据该空间区域的标准速度、预设第一速度和预设第二速度，确定该空间区域的类型。若该空间区域不临近地面，根据该空间区域的标准速度和预设第三速度，确定该空间区域的类型。其中，预设第一速度>预设第三速度≥预设第二速度。需要说明的是，对确定地面高度的方法不作限制，比如：可以通过拟合平面确定地面高度。
再进一步，在判断该空间区域是否临近地面时，若地面高度与该空间区域的空间位置之间的差异小于高度阈值，则确定该空间区域临近地面；若地面高度与该空间区域的空间位置之间的差异不小于高度阈值，则确定该空间区域不临近地面。
在根据该空间区域的标准速度与预设速度，确定该空间区域的类型时，当该空间区域临近地面时，若该空间区域的标准速度大于预设第一速度，则确定该空间区域的类型为临近地面动态目标物区域。若该空间区域的标准速度小于预设第一速度且大于预设第二速度，则确定该空间区域的类型为临近地面植被目标物区域。若该空间区域的标准速度小于预设第二速度，则确定该空间区域的类型为临近地面建筑目标物区域。
当该空间区域不临近地面时，若该空间区域的标准速度大于预设第三速度，则确定该空间区域的类型为非临近地面植被目标物区域。若该空间区域的标准速度不大于预设第三速度，则确定该空间区域的类型为非临近地面建筑目标物区域。
基于上述确定空间区域类型的方法，本说明书实施例中提供一种空间区域分类的示意图。如图6所示。
在确定各空间区域的类型之后，根据各空间区域的类型，确定对应的控制策略。控制策略可以包括：无人设备的运动速度、运动方向、运动位置等。根据确定出的控制策略，对无人设备进行控制，使无人设备在运动过程中避障或紧急降落。
通过上述图4所示的方法可见，本说明书通过无人设备上的雷达，获取到各目标点的位置信息和速度，根据各目标点的位置信息，确定包含各目标点的各空间区域。然后，根据各空间区域包含的目标点的速度，确定各空间区域的类型。此方法中，将雷达安装在无人设备的正下方，并且无人设备的航向轴与雷达天线的极化方向垂直，这样，在无人设备旋转过程中，可以使雷达天线的极化方向与任意方向平行，从而使雷达可以准确探测到任意目标物。在根据各空间区域包含的目标点的速度，确定区域的类型时，可以较准确确定出区域的类型，从而提高安全区域确定的准确性，并提高了无人设备降落的安全性。
以上为本说明书实施例提供的无人机控制方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的装置、存储介质和无人机。
图7为本说明书实施例提供的一种无人机控制的装置的结构示意图，所述装置包括：
获取模块701，用于在所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，扫描雷达探测范围内的目标点，以获取所述雷达探测范围内多个目标点的运动状态；其中，所述运动状态包括：位置信息；
控制模块702，用于根据所述多个目标点的位置信息，控制所述无人机。
可选地，所述获取模块701具体用于，针对所述雷达探测范围内的每个目标点，获取该目标点与所述雷达之间的距离，以及该目标点与所述航向轴之间的夹角；根据该目标点与所述雷达之间的距离以及该目标点与所述航向轴之间的夹角，确定该目标点处于所述无人机坐标系下的第一位置信息；根据该目标点的第一位置信息，确定该目标点处于世界坐标系下的第二位置信息。
可选地，所述运动状态还包括：速度，所述控制模块702具体用于，根据所述多个目标点的位置信息，确定包含目标点的各空间区域；根据所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型；根据所述各空间区域的类型，控制所述无人机。
可选地，所述控制模块702具体用于，预先将所述雷达探测范围内的空间划分为多个立体栅格，每个立体栅格作为一个空间区域；根据多个目标点的位置信息以及各空间区域的空间位置，确定包含各目标点的各空间区域。
可选地，所述获取模块701具体用于，在所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，周期性扫描雷达探测范围内的目标点。
可选地，在确定包含目标点的各空间区域之后，在根据所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型之前，所述控制模块702还用于，针对包含目标点的每个空间区域，确定所述雷达的扫描次数以及将该空间区域确定为包含目标点的空间区域的次数；根据所述雷达的扫描次数以及将该空间区域确定为包含目标点的空间区域的次数，确定该空间区域当前包含目标点的置信度。
在确定包含目标点的各空间区域之后，在根据所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型之前，所述控制模块702还用于，针对包含目标点的每个空间区域，根据该空间区域当前包含的目标点的数量，确定该空间区域当前包含目标点的置信度。
可选地，所述控制模块702具体用于，针对每个空间区域，当该空间区域包含目标点的置信度大于阈值时，获取该空间区域当前包含的目标点的速度；根据该空间区域当前包含的目标点的速度，从所有速度中选择最大的速度，作为该空间区域对应的标准速度；根据该空间区域对应的标准速度以及该空间区域的空间位置，确定该空间区域的类型。
可选地，所述各空间区域的类型包括：临近地面动态目标物区域、临近地面植被目标物区域、临近地面建筑目标物区域、非临近地面植被目标物区域、非临近地面建筑目标物区域。
本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可用于执行上述图4提供的无人机控制方法。
基于图4所示的无人机控制方法，本说明书实施例还提供了图8所示的无人机的结构示意图。如图8，在硬件层面，该无人机包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图4所述的无人机控制方法。
当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种无人机控制方法，其特征在于，雷达安装于无人机的下方，且所述无人机的航向轴与所述雷达的雷达天线的极化方向垂直，所述方法包括：
在所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，扫描雷达探测范围内的目标点，以获取所述雷达探测范围内多个目标点的运动状态；其中，所述运动状态包括：位置信息；
根据所述多个目标点的位置信息，控制所述无人机；
其中，所述运动状态还包括：速度；
根据所述多个目标点的位置信息，控制所述无人机，具体包括：
根据所述多个目标点的位置信息，确定包含目标点的各空间区域；
根据地面高度与所述各空间区域的空间位置之间的差异以及所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型；
根据所述各空间区域的类型，控制所述无人机；
其中，所述各空间区域的类型包括：临近地面动态目标物区域、临近地面植被目标物区域、临近地面建筑目标物区域、非临近地面植被目标物区域、非临近地面建筑目标物区域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述雷达探测范围内多个目标点的位置信息，具体包括：
针对所述雷达探测范围内的每个目标点，获取该目标点与所述雷达之间的距离，以及该目标点与所述航向轴之间的夹角；
根据该目标点与所述雷达之间的距离以及该目标点与所述航向轴之间的夹角，确定该目标点处于所述无人机坐标系下的第一位置信息；
根据该目标点的第一位置信息，确定该目标点处于世界坐标系下的第二位置信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多个目标点的位置信息，确定包含目标点的各空间区域，具体包括：
预先将所述雷达探测范围内的空间划分为多个立体栅格，每个立体栅格作为一个空间区域；
根据多个目标点的位置信息以及各空间区域的空间位置，确定包含目标点的各空间区域。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，扫描雷达探测范围内的目标点，具体包括：
在所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，通过所述雷达，周期性扫描雷达探测范围内的目标点；
在确定包含目标点的各空间区域之后，在根据所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型之前，所述方法还包括：
针对包含目标点的每个空间区域，确定所述雷达的扫描次数以及将该空间区域确定为包含目标点的空间区域的次数；
根据所述雷达的扫描次数以及将该空间区域确定为包含目标点的空间区域的次数，确定该空间区域当前包含目标点的置信度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定包含目标点的各空间区域之后，在根据所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型之前，所述方法还包括：
针对包含目标点的每个空间区域，根据该空间区域当前包含的目标点的数量，确定该空间区域当前包含目标点的置信度。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，根据地面高度与所述各空间区域的空间位置之间的差异以及所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型，具体包括：
针对每个空间区域，当该空间区域包含目标点的置信度大于阈值时，获取该空间区域当前包含的目标点的速度；
根据该空间区域当前包含的目标点的速度，从所有速度中选择最大的速度，作为该空间区域对应的标准速度；
根据所述地面高度与该空间区域的空间位置之间的差异，确定该空间区域是否临近地面；
根据该空间区域是否临近地面，确定预设速度；
根据该空间区域对应的标准速度与所述预设速度的比较，确定该空间区域的类型。
7.一种无人机控制系统，其特征在于，所述无人机控制系统包括：雷达和无人机；所述雷达包括：雷达天线板；
所述雷达水平安装于所述无人机的下方，且所述雷达天线板与所述无人机的底部平面平行；
所述无人机的航向轴与所述雷达天线板上的雷达天线的极化方向垂直；
所述无人机沿所述航向轴进行旋转的过程中，所述雷达通过雷达天线板上的雷达天线，扫描所述雷达探测范围内的目标点，以获取所述雷达探测范围内多个目标点的运动状态；其中，所述运动状态包括：位置信息；
所述无人机，根据所述多个目标点的位置信息，对所述无人机自身进行控制；
其中，所述运动状态还包括：速度；
根据所述多个目标点的位置信息，控制所述无人机，具体包括：
根据所述多个目标点的位置信息，确定包含目标点的各空间区域；
根据地面高度与所述各空间区域的空间位置之间的差异以及所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型；
根据所述各空间区域的类型，控制所述无人机；
其中，所述各空间区域的类型包括：临近地面动态目标物区域、临近地面植被目标物区域、临近地面建筑目标物区域、非临近地面植被目标物区域、非临近地面建筑目标物区域。
8.一种无人机控制的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于在所述无人机沿航向轴进行旋转的过程中，通过雷达，扫描雷达探测范围内的目标点，以获取所述雷达探测范围内多个目标点的运动状态；其中，所述运动状态包括：位置信息；
控制模块，用于根据所述多个目标点的位置信息，控制所述无人机；
其中，所述运动状态还包括：速度；
所述控制模块，具体用于：
根据所述多个目标点的位置信息，确定包含目标点的各空间区域；
根据地面高度与所述各空间区域的空间位置之间的差异以及所述各空间区域包含的目标点的速度，确定所述各空间区域的类型；
根据所述各空间区域的类型，控制所述无人机；
其中，所述各空间区域的类型包括：临近地面动态目标物区域、临近地面植被目标物区域、临近地面建筑目标物区域、非临近地面植被目标物区域、非临近地面建筑目标物区域。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1-6任一项所述的方法。
10.一种无人机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-6任一项所述的方法。
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