CN116453378A - 无人机航段交接切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了无人机航段交接切换方法及装置，该方法包括：根据无人机的位置信息、姿态角与UTC时间生成有序信息集合；判断导航信号是否正常；若导航信号正常，则执行第一切换步骤，包括：根据位置信息与任务航线获取无人机的航段夹角以及至下一航段的距离；根据实时地速、最小转弯半径与航段夹角生成交接转弯航线，并通过交接转弯航线无人机切换至下一航段；若导航信号异常，则执行第二切换步骤，包括：根据有序信息集合与环境数据确定预测航速与预测位置信息；获取无人机到下一航段的预测距离与预测航段夹角；根据预测航段夹角以最小转弯半径切换至下一航段。本申请通过为无人机规划交接转弯航线能够防止无人机在航段切换时出现航线震荡。

Description

无人机航段交接切换方法及装置

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机航段交接切换方法及装置。

背景技术

无人机依照预先存储在飞控计算机中的航线信息执行飞行任务，每一条航线中有多个航路点，连接相邻的两个航路点所形成的直线称为航段。飞行过程中，无人机根据航段或航路点的顺序进行切换，从而实现预定轨迹飞行。

现有的航段切换方法为无人机飞至当前目标航路点即当前航段与下一航段的交接点上空后，将无人机的目标航路点切换为下一个航路点。但部分无人机机型受限于转弯半径，例如固定翼无人机，按照上述航段切换方式会出现航线震荡，增加无人机调整姿态的时间，进而导致无人机可执行任务的时长缩短。且上述航段切换方法仅适用于导航信号正常的情况，若导航信号无效时，无人机则进行等滚转角盘旋飞行不进行航段切换，直至导航信号恢复正常。

发明内容

本申请实施例通过提供一种无人机航段交接切换方法，解决了现有技术中受限于无人机自身的转弯半径在航段切换时会出现航线震荡，且在缺失导航信号时无人机不再继续执行任务航线的问题，实现了预先为无人机规划交接转弯航线，避免无人机受转弯半径限制，产生不必要的姿态调整时间，并在缺失导航信号时仍能执行任务航线。

第一方面，本申请实施例提供了一种无人机航段交接切换方法，包括：获取无人机的最小转弯半径、实时地速、位置信息、姿态角、UTC时间、任务航线与环境数据；根据无人机的所述位置信息、所述姿态角与所述UTC时间生成有序信息集合；判断导航信号是否正常；若导航信号正常，则执行第一切换步骤；所述第一切换步骤包括：根据无人机的所述位置信息与所述任务航线获取无人机当前航段与下一航段的航段夹角以及无人机至下一航段的距离；根据无人机的所述实时地速、所述最小转弯半径与所述航段夹角生成交接转弯航线，并通过所述交接转弯航线切换至下一航段；若导航信号异常，则执行第二切换步骤；所述第二切换步骤包括：根据所述有序信息集合与所述环境数据确定无人机的预测航速与预测位置信息；根据所述任务航线与所述预测位置信息确定无人机到下一航段的预测距离以及当前航段与下一航段的预测航段夹角；当所述预测距离达到预设距离时，根据所述预测航段夹角与所述预测航速确定所述最小转弯半径，并以所述最小转弯半径切换至下一航段。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述获取无人机的最小转弯半径，包括：对无人机进行不同航段夹角与不同航速的飞行测试，并获取飞行轨迹；根据所述飞行轨迹确定所述航段夹角与所述航速所对应的转弯半径，并建立转弯半径模型；根据所述环境数据与所述转弯半径模型拟合获得所述航段夹角与所述航速的所述最小转弯半径。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述有序信息集合包括：；其中，A为所述 有序信息集合，x为无人机所在的经度，y为无人机所在的纬度，z为无人机所在的高度，k为 无人机的偏航角，为无人机的俯仰角，为无人机的滚转角，t为时间信息，i为整数，代表 所述有序信息集合中的第i个元素，即无人机在第i处的数据信息。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述有序信息集合与所述环境数据确定无人机的预测航速与预测位置信息，包括：向地面控制系统发送请求，并获取地面时间；根据所述有序信息集合与所述环境数据确定无人机的预测航速；根据所述地面时间与所述预测航速确定无人机的所述预测位置信息。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：将所述地面时间、所述预测位置信息与对应第一姿态角存入所述有序信息集合；当导航信号恢复正常后，根据所述第一姿态角、所述预测航速与所述地面时间对所述有序信息集合进行校正，并根据所述任务航线校正无人机的所述位置信息。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述环境数据包括风速、温度、海拔与大气压力中的一个或多个。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述交接转弯航线包括提前航段、转弯航段与切出航段；通过所述交接转弯航线切换至下一航段，包括：根据无人机的所述位置信息判断无人机是否进入所述提前航段；若无人机未进入所述提前航段，则将所述任务航线作为当前航线；若无人机进入所述提前航段，则将所述交接转弯航线作为当前航线，并判断无人机是否飞出切出航段；若无人机未飞出所述切出航段，则将所述交接转弯航线作为当前航线；若无人机飞出所述切出航段，则将所述任务航线作为当前航线。

第二方面，本申请实施例提供了一种无人机航段交接切换装置，包括：获取模块，用于获取无人机的最小转弯半径、实时地速、位置信息、姿态角、UTC时间、任务航线与环境数据；有序信息集合模块，用于根据无人机的所述位置信息、所述姿态角与所述UTC时间生成有序信息集合；判断模块，用于判断导航信号是否正常；若导航信号正常，则执行第一切换步骤，若导航信号异常，则执行第二切换步骤；第一切换模块，用于执行所述第一切换步骤，包括：根据无人机的所述位置信息与所述任务航线获取无人机当前航段与下一航段的航段夹角以及无人机至下一航段的距离；根据无人机的所述实时地速、所述最小转弯半径与所述航段夹角生成交接转弯航线，并通过所述交接转弯航线切换至下一航段；第二切换模块，用于执行所述第二切换步骤，包括：根据所述有序信息集合与所述环境数据确定无人机的预测航速与预测位置信息；根据所述任务航线与所述预测位置信息确定无人机到下一航段的预测距离以及当前航段与下一航段的预测航段夹角；当所述预测距离达到预设距离时，根据所述预测航段夹角与所述预测航速确定所述最小转弯半径，并以所述最小转弯半径切换至下一航段。

第三方面，本申请实施例提供了一种设备，所述设备包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器执行所述可执行指令时，实现如第一方面或第一方面任一种可能实现的方式所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质包括用于存储计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被执行时，使如第一方面或第一方面任一种可能实现的方式所述的方法被实现。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例通过为预先为无人机规划交接转弯航线，有效解决了现有技术中受限于无人机自身的转弯半径在航段切换时会出现航线震荡，增加了无人机姿态调整时间的问题；通过获取无人机的最小转弯半径，解决了现有技术中无人机在缺失导航信号时，无法进行航线转换，进而实现了一种在导航信号缺失的情况下的航段交接切换方法，能够尽可能的保留无人机的任务时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的无人机航段交接切换方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的根据有序信息集合与环境数据确定无人机的预测航速与预测位置信息的流程图；

图3为本申请实施例提供的无人机航段交接切换装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的无人机航段交接切换的示意图。

附图标记：

401-提前航段；402-转弯航段；403-切出航段。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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的一部分实施例，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。

以下对本申请实施例涉及的部分技术做出说明，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，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了部分对公知功能和结构的描述。

图1是本申请实施例提供的无人机航段交接切换方法的流程图，包括步骤101至步骤108。其中，图1仅为本申请实施例示出的一种执行顺序，并不代表无人机航段交接切换方法的唯一执行顺序，在可实现最终结果的情况下，图1所示出的步骤可以被并列或颠倒执行。

步骤101：获取无人机的最小转弯半径、实时地速、位置信息、姿态角、UTC时间、任务航线与环境数据。具体地，获取无人机的最小转弯半径，包括：对无人机进行不同航段夹角与不同航速的飞行测试，并获取飞行轨迹。由于无人机飞行转弯形成的弧度受自身飞行性能限制，不同机型的无人机的转弯半径不同。并且无人机的最小转弯半径受多种因素影响，例如：无人机的尺寸、重量、气动特性、空气密度、气流状况、温度等，故此处对无人机的飞行测试必须是综合性地考虑多种因素的。在本申请实施例中，采用半实物仿真系统对无人机进行飞行测试以提高测试效率，降低经济损失。具体地，对执行任务的无人机进行不同航段夹角与不同航速下的飞行测试，并记录飞行轨迹。根据飞行轨迹获取航段夹角与航速所对应的转弯半径，并建立转弯半径模型。根据对无人机的多次测试所记录的飞行轨迹，建立转弯半径模型。并综合考虑外部环境对无人机航速与转弯半径的影响。根据环境数据与转弯半径模型拟合获得无人机在不同航段夹角与航速下的最小转弯半径。最终获得对应航段夹角与航速下无人机的最小转弯半径。

其中，地速是指无人机的质心在地面坐标系下的速度，可通过GPS定位以及陀螺仪、加速度计等传感器数据来计算。通常情况下，地速与空速之间存在差异，差异大小取决于飞行高度、大气压力和温度等因素。因为无人机的飞行高度相对较低，气压和温度等环境因素都可能会对空速产生影响，导致测量结果不够精确。因此，在本申请实施例中，使用地速进行计算更为准确。同时，考虑到无人机多用于近距离、低空任务，地速可以更好地反映其运动轨迹。同时，地速和空速也可以互相转换，根据空速计算地速可以利用以下公式：

，式中，V_d表示地速，V表示空速，Vg表示地球自转速度，一 般取15cm/s。

UTC时间指协调世界时（Coordinated Universal Time，简称UTC），即全球统一标准时间。无人机在运行中需要精确获取UTC时间信息，并将其用于实现位置同步和导航控制。UTC时间通常采用高精度的GPS定位设备和其他相关的时间同步技术。

在本申请实施例中，环境数据包括风速、温度、海拔与大气压力中的一个或多个。其中，风速为矢量，包括风的速度与风向。这些环境数据会直接影响无人机的航速与性能。本领域技术人员应当理解，此处列举的环境数据仅为本申请的实施例，本领域技术人员可根据实际应用场景与需求对此处作出修改或改变，仍属于本申请的保护范围。

步骤102：根据无人机的位置信息、姿态角与UTC时间生成有序信息集合。在本申请实施例中，有序信息集合包括：

；其中， A为有序信息集合，x为无人机所在的经度，y为无人机所在的纬度，z为无人机所在的高度，k 为无人机的偏航角，为无人机的俯仰角，为无人机的滚转角，t为时间信息，i为整数，代 表有序信息集合中的第i个元素，即无人机在第i处的数据信息。具体地，将无人机在任务航 线的不同位置的位置信息、姿态角与UTC时间整合为有序集合。其中，姿态角包括无人机的 偏航角、俯仰角与滚转角。

步骤103：判断导航信号是否正常。具体地，在导航信号缺失的情况下，无人机的航行能力会受到影响，故在无人机进行航段切换前首先判断导航信号是否正常。在本申请实施例中，可以利用为无人机配备的GPS指示灯进行判断，当连接到卫星时，该指示灯会变成蓝色或绿色。如果GPS指示灯长时间未亮起来或指示灯颜色异常，说明导航信号存在问题。此外，还可以通过地面控制系统信息进行判断，当无人机的导航无信号或者信号异常时，地面控制系统通常会发出警报并提示错误代码。若导航信号正常，执行第一切换步骤，否则执行第二切换步骤。

第一切换步骤包括步骤104与步骤105，具体如下：

步骤104：根据无人机的位置信息与任务航线获取无人机当前航段与下一航段的航段夹角以及无人机至下一航段的距离。在本申请实施例中，在无人机靠近下一航段之前预先获取无人机所在的当前航段与下一航段的航段夹角以及无人机与下一航段起点的距离。

步骤105：根据无人机的实时地速、最小转弯半径与航段夹角生成交接转弯航线，并通过交接转弯航线切换至下一航段。具体地，根据无人机在当前航段的实时地速与航段夹角，同时参考无人机的最小转弯半径，生成一段过渡平滑的交接转弯航线，如图4所示。其中，交接转弯航线包括提前航段401、转弯航段402与切出航段403。根据无人机的位置信息判断无人机是否进入提前航段401，若无人机未进入提前航段401，则将任务航线作为当前航线，若无人机进入提前航段401，则将交接转弯航线作为当前航线，并判断无人机是否飞出切出航段403，若无人机未飞出切出航段403，则将交接转弯航线作为当前航线，若无人机飞出切出航段403，则将任务航线作为当前航线。用于任务航线的避障策略在交接转弯航线中仍然延续使用。

第二切换步骤包括步骤106与步骤108，具体如下：

步骤106：根据有序信息集合与环境数据确定无人机的预测航速与预测位置信息。具体步骤如图2所示，步骤201至步骤203，具体如下。

步骤201：向地面控制系统发送请求，并获取地面时间。具体地，无人机和地面控制系统能够实现网络时间同步。无人机通过自身的网络模块与地面控制系统进行通信，从而获得当前的标准时间信息，即地面时间。

步骤202：根据有序信息集合与环境数据确定无人机的预测航速。具体地，根据有序信息集合中存储的无人机飞过航段的位置信息、姿态角与UTC时间。根据存储顺序将无人机的速度分解在局部坐标系中。示例性地，以无人机某一飞过位置的纬度和经度作为起点，沿经度方向建立X轴，在纬度方向垂直X轴的方向建立Y轴，垂直于前两个坐标轴所在平面向上建立Z轴，建立一个地平直角坐标系作为局部坐标系。分别在X轴、Y轴和Z轴方向上进行一阶数值微分，计算出对应时刻无人机X轴、在Y轴和Z轴方向上的瞬时速度，根据三个方向上的瞬时速度得到一个三维空间的航速。结合环境数据对该航速进行平滑处理，获得当前位置无人机最终的预测航速。

步骤203：根据地面时间与预测航速确定无人机的预测位置信息。具体地，根据当前预测航速与当前地面时间预测无人机当前位置，得到预测位置信息。

此外，将地面时间、预测位置信息与对应第一姿态角根据有序信息集合中元素的格式存入有序信息集合，其中的UTC时间存储与预测位置对应的地面时间，姿态角存储导航异常期间无人机飞过航段对应的第一姿态角。当导航信息恢复正常后，根据第一姿态角、预测航速与地面时间对有序信息集合进行校正，并根据任务航线校正无人机位置。根据第一姿态角、预测航速与地面时间与导航正常情况下无人机的姿态角、实时地速与UTC时间进行更新校正，将地面时间校正为对应的UTC时间，并校正此时无人机的位置。

步骤107：根据任务航线与预测位置信息确定无人机到下一航段的预测距离以及当前航段与下一航段的预测航段夹角。具体地，根据任务航线，获得当前航段与下一航段的航段夹角，并结合步骤106中确定的预测位置信息计算出当前航段到下一航段之间的预测距离。

步骤108：当预测距离达到预设距离时，根据预测航段夹角与预测航速确定最小转弯半径，并以最小转弯半径切换至下一航段。具体地，根据预测航速与航段夹角在转弯半径模型中获取对应最小转弯半径，并根据最小转弯半径获取无人机在当前航段的转弯距离作为预设距离，当获取的无人机预测距离与预设距离相等时，无人机开始进行航段切换，以最小转弯半径切换至下一航段。

虽然本申请提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。本实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照本实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行（例如并行处理器或者多线程处理的环境）。

如图3所示，本申请实施例还提供一种无人机航段交接切换装置300。该装置包括：获取模块301、有序信息集合模块302、判断模块303、第一切换模块304与第二切换模块305。

获取模块301用于获取无人机的最小转弯半径、实时地速、位置信息、姿态角、UTC时间、任务航线与环境数据。获取模块301具体用于，对无人机进行不同航段夹角与不同航速的飞行测试，并获取飞行轨迹；根据飞行轨迹获取航段夹角与航速所对应的转弯半径，并建立转弯半径模型；根据环境数据与转弯半径模型拟合获得航段夹角与航速的最小转弯半径。

有序信息集合模块302用于根据无人机的位置信息、姿态角与UTC时间生成有序信息集合。有序信息集合模块302具体用于，有序信息集合包括：

；

其中，A为有序信息集合，x为无人机所在的经度，y为无人机所在的纬度，z为无人机所在的高度，k为无人机的偏航角，为无人机的俯仰角，/>为无人机的滚转角，t为时间信息，i为整数，代表有序信息集合中的第i个元素，即无人机在第i处的数据信息。

判断模块303用于判断导航信号是否正常；若导航信号正常，则执行第一切换步骤，若导航信号异常，则执行第二切换步骤。判断模块303具体用于，若导航信号正常，执行第一切换步骤，否则执行第二切换步骤。

第一切换模块304用于执行第一切换步骤，包括：根据无人机的位置信息与任务航线获取无人机当前航段与下一航段的航段夹角以及无人机至下一航段的距离。根据无人机的实时地速、最小转弯半径与航段夹角生成交接转弯航线，并通过交接转弯航线切换至下一航段。其中，交接转弯航线包括无人机的提前航段401、转弯航段402与切出航段403。第一切换模块304具体用于在无人机靠近下一航段之前预先获取无人机所在的当前航段与下一航段的航段夹角以及无人机与下一航段起点的距离。根据无人机的位置信息判断无人机是否进入提前航段401，若无人机未进入提前航段401，则将任务航线作为当前航线，若无人机进入提前航段401，则将交接转弯航线作为当前航线，并判断无人机是否飞出切出航段403，若无人机未飞出切出航段403，则将交接转弯航线作为当前航线，若无人机飞出切出航段403，则将任务航线作为当前航线。用于任务航线的避障策略在交接转弯航线中仍然延续使用。

第二切换模块305用于执行第二切换步骤，包括：根据有序信息集合与环境数据确定无人机的预测航速与预测位置信息。根据任务航线与预测位置信息确定无人机到下一航段的预测距离以及当前航段与下一航段的预测航段夹角。当预测距离达到预设距离时，根据预测航段夹角与预测航速确定最小转弯半径，并以最小转弯半径切换至下一航段。第二切换模块305具体用于，向地面控制系统发送请求，并获取地面时间；根据有序信息集合与环境数据确定无人机的预测航速；根据地面时间与预测航速确定无人机的预测位置信息，并将地面时间、预测位置信息与对应第一姿态角存入有序信息集合。当导航信号恢复正常后，根据第一姿态角、预测航速与地面时间对有序信息集合进行校正，并根据任务航线校正无人机位置。

本申请所述装置中的部分模块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、类等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，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。

上述申请实施例阐明的装置或模块，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。为了描述方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。在实施本申请实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。当然，也可以将实现某功能的模块由多个子模块或子单元组合实现。

本申请中所述的方法、装置或模块可以以计算机可读程序代码方式实现控制器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（英文：Application Specific Integrated Circuit；简称：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，而对其内部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。

本申请实施例还提供了一种设备，所述设备包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器执行所述可执行指令时，实现如本申请实施例所述的方法。

本申请实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被执行时，使如本申请实施例中所述的方法被实现。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

上述存储介质包括但不限于随机存取存储器（英文：Random Access Memory；简称：RAM）、只读存储器（英文：Read-Only Memory；简称：ROM）、缓存（英文：Cache）、硬盘（英文：Hard Disk Drive；简称：HDD）或者存储卡（英文：Memory Card）。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的硬件的方式来实现。基于这样的理解，本申请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，也可以通过数据迁移的实施过程中体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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，移动终端，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。本申请的全部或者部分可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、移动通信终端、多处理器系统、基于微处理器的系统、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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申请技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种无人机航段交接切换方法，其特征在于，包括：

获取无人机的最小转弯半径、实时地速、位置信息、姿态角、UTC时间、任务航线与环境数据；

根据无人机的所述位置信息、所述姿态角与所述UTC时间生成有序信息集合；

判断导航信号是否正常；若导航信号正常，则执行第一切换步骤；所述第一切换步骤包括：根据无人机的所述位置信息与所述任务航线获取无人机当前航段与下一航段的航段夹角以及无人机至下一航段的距离；

根据无人机的所述实时地速、所述最小转弯半径与所述航段夹角生成交接转弯航线，并通过所述交接转弯航线切换至下一航段；

若导航信号异常，则执行第二切换步骤；所述第二切换步骤包括：根据所述有序信息集合与所述环境数据确定无人机的预测航速与预测位置信息；

根据所述任务航线与所述预测位置信息确定无人机到下一航段的预测距离以及当前航段与下一航段的预测航段夹角；

当所述预测距离达到预设距离时，根据所述预测航段夹角与所述预测航速确定所述最小转弯半径，并以所述最小转弯半径切换至下一航段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取无人机的最小转弯半径，包括：

对无人机进行不同航段夹角与不同航速的飞行测试，并获取飞行轨迹；

根据所述飞行轨迹确定所述航段夹角与所述航速所对应的转弯半径，并建立转弯半径模型；

根据所述环境数据与所述转弯半径模型拟合获得所述航段夹角与所述航速的所述最小转弯半径。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有序信息集合包括：

；其中，A为所述有序信息集合，x为无人机所在的经度，y为无人机所在的纬度，z为无人机所在的高度，k为无人机的偏航角，/>为无人机的俯仰角，/>为无人机的滚转角，t为时间信息，i为整数，代表所述有序信息集合中的第i个元素，即无人机在第i处的数据信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述有序信息集合与所述环境数据确定无人机的预测航速与预测位置信息，包括：

向地面控制系统发送请求，并获取地面时间；

根据所述有序信息集合与所述环境数据确定无人机的预测航速；

根据所述地面时间与所述预测航速确定无人机的所述预测位置信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述地面时间、所述预测位置信息与对应第一姿态角存入所述有序信息集合；

当导航信号恢复正常后，根据所述第一姿态角、所述预测航速与所述地面时间对所述有序信息集合进行校正，并根据所述任务航线校正无人机的所述位置信息。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述环境数据包括风速、温度、海拔与大气压力中的一个或多个。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交接转弯航线包括提前航段、转弯航段与切出航段；

通过所述交接转弯航线切换至下一航段，包括：

根据无人机的所述位置信息判断无人机是否进入所述提前航段；

若无人机未进入所述提前航段，则将所述任务航线作为当前航线；

若无人机进入所述提前航段，则将所述交接转弯航线作为当前航线，并判断无人机是否飞出切出航段；

若无人机未飞出所述切出航段，则将所述交接转弯航线作为当前航线；

若无人机飞出所述切出航段，则将所述任务航线作为当前航线。

8.一种无人机航段交接切换装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取无人机的最小转弯半径、实时地速、位置信息、姿态角、UTC时间、任务航线与环境数据；

有序信息集合模块，用于根据无人机的所述位置信息、所述姿态角与所述UTC时间生成有序信息集合；

判断模块，用于判断导航信号是否正常；若导航信号正常，则执行第一切换步骤，若导航信号异常，则执行第二切换步骤；

第一切换模块，用于执行所述第一切换步骤，包括：根据无人机的所述位置信息与所述任务航线获取无人机当前航段与下一航段的航段夹角以及无人机至下一航段的距离；

根据无人机的所述实时地速、所述最小转弯半径与所述航段夹角生成交接转弯航线，并通过所述交接转弯航线切换至下一航段；

第二切换模块，用于执行所述第二切换步骤，包括：根据所述有序信息集合与所述环境数据确定无人机的预测航速与预测位置信息；

根据所述任务航线与所述预测位置信息确定无人机到下一航段的预测距离以及当前航段与下一航段的预测航段夹角；

当所述预测距离达到预设距离时，根据所述预测航段夹角与所述预测航速确定所述最小转弯半径，并以所述最小转弯半径切换至下一航段。

9.一种用于执行无人机航段交接切换设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

所述处理器执行所述可执行指令时，实现如权利要求1至7中任意一项所述的方法。

10.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，包括用于存储计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被执行时，使如权利要求1至7中任一项所述的方法被实现。