CN116610152A - 无人机动态返航方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种无人机动态返航方法、装置、电子设备和存储介质。获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度；根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长；若相遇时长小于预设时间阈值，则根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度；控制无人机按照第二修正速度返航。本申请实施例提高了无人机返航的智能性，提高了无人机的普适应。
Description
技术领域
本申请实施例涉及智能控制技术，尤其涉及一种无人机动态返航方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
随着无人机技术的发展，无人机已经广泛应用到多种场合中。例如，极限运动爱好者或旅游爱好者等在户外开展活动时，可能会使用无人机对沿途风景或精彩瞬间进行记录，或使用无人机探明前方道路情况规划最优路线。
现有技术中，无人机在完成任务后的自动返航时，只能返回到固定的位置。例如，操控者在完成所乘车辆行驶过程中的场景拍摄后，需要停下车辆手动巡回，或回到无人机启动的起点等待无人机自动巡回。
但是，停下车辆手动返航或回到无人机启动的起点等待无人机自动返航，返航的智能性低，并且会使无人机的适用场景减少。
发明内容
本申请提供一种无人机动态返航方法、装置、电子设备和存储介质，以提高无人机返航的智能性，提高无人机的普适应。
第一方面，本申请实施例提供了一种无人机动态返航方法，该无人机动态返航方法包括：
获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；
根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度；
根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长；
若相遇时长小于预设时间阈值，则根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度；
控制无人机按照第二修正速度返航。
第二方面，本申请实施例还提供了一种无人机动态返航装置，该无人机动态返航装置包括：
运动数据获取模块，用于获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；
风向修正模块，用于根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度；
相遇时长确定模块，用于根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长；
返航速度修正模块，用于若相遇时长小于预设时间阈值，则根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度；
返航速度控制模块，用于控制无人机按照第二修正速度返航。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如本申请实施例提供的任意一种无人机动态返航方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种包括计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本申请实施例提供的任意一种无人机动态返航方法。
本申请通过获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度，实时的根据风速对无人机的速度进行修正，保障无人机的返航不会因为风速变化出现偏差，而无法准确返航，提高返航的准确性；根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长；若相遇时长小于预设时间阈值，则根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度，通过预设时间阈值，为第一修正速度进行返航速度修正提供修时间，避免返航速度修正时间太短或太长，无人机速度变化太剧烈增加能耗，或者应对突发的载体速度变化能力较弱，无法准确返航；控制无人机按照第二修正速度返航，实现无人机动态返航。因此通过本申请的技术方案，解决了停下车辆手动返航或回到无人机启动的起点等待无人机自动返航，返航的智能性低，并且会使无人机的适用场景减少的问题，达到了提高无人机返航的智能性，提高无人机的普适应的效果。
附图说明
图1是本申请实施例一中的一种无人机动态返航方法的流程图；
图2a是本申请实施例二中的一种无人机动态返航方法的流程图；
图2b本申请实施例二中的一种速度矢量示意图；
图3是本申请实施例三中的一种无人机动态返航装置的结构示意图；
图4是本申请实施例四中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本申请实施例一提供的一种无人机动态返航方法的流程图，本实施例可适用于无人机返回移动的无人机承载载体的情况，该方法可以由无人机动态返航装置执行，该装置可以采用软件和/或硬件实现，并具体配置于无人机中。
参见图1所示的无人机动态返航方法，应用于无人机，具体包括如下步骤：
S110、获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度。
无人机承载设备可以为承载无人机的可移动设备。示例性的，无人机承载设备可以为汽车、轮船和其他可以为无人机提供降落位置的可移动设备。承载速度可以为无人机承载设备的运动速度。具体的，承载速度为矢量，也即承载速度包括运动方向和运动速率。承载速度为地面坐标系中的矢量。无人机承载设备的载体位置可以为无人机承载设备在地面坐标系中的坐标。
无人机的速度可以为无人机的运动速度。具体的，无人机的速度为矢量，也即无人机的速度包括运动方向和运动速率。无人机的速度为地面坐标系中的矢量。无人机的位置可以为无人机在地面坐标系中的坐标。
地面坐标系可以为以正北方为y轴正方向，正东方为x轴正方向，建立的以地面为参考系的平面直角坐标系，地面坐标系中的角度的数值取值为0至360。无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度，可以通过北斗定位系统或者全球定位系统(Global Positioning System，GPS)获取，本申请对此不做具体限定。
S120、根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度。
风向修正可以为修正风速对无人机速度的影响，用于抵消风速对无人机速度的影响，保障无人机沿着正确的方向返航。第一修正速度可以为对无人机的速度进行风速抵消后的速度。由于风速是实时变化的，可以设定修正周期，循环执行风向修正。
具体的，根据无人机的位置、无人机承载设备的载体位置和无人机的目标修正速率，确定第一修正速度，根据第一修正速度、速度修正周期和无人机的速度确定风向修正加速度，根据风向修正加速度对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度。第一修正速度的方向为由无人机的位置指向载体位置的方向。无人机的目标修正速率可以为预设数值，例如，目标修正速率可以是返航指令中设定的速率。风向修正加速度可以通过如下公式确定：
其中，为风向修正加速度；vD为第一修正速率，/>为第一修正速度；v为无人机的速率，/>为无人机的速度；Δt为一个速度修正周期；β是地面参考系中无人机的速度矢量与x轴正方向(正东方向)的夹角，逆时针方向为正方向；θ是地面参考系中第一修正速度矢量与x轴正方向(正东方向)的夹角，逆时针方向为正方向。
S130、根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长。
相遇时长可以为无人机从当前位置向以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的时长，用于判断是否需要对第一修正速度进行返航速度修正。具体的，可以通过如下公式确定相遇时长：
其中，t为相遇时长，s为无人机承载设备与无人机在地面参考系中的距离，为载体速度，/>为地面参考系中无人机位置指向无人机承载设备位置的单位方向矢量。
在一个可选实施例中，在确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长之前，还包括：当第一修正速度和载体速度的返航夹角的余弦值为正数时，若第一修正速度与载体速度同向的载体分速度小于等于载体速度，则向无人机承载设备发送减速提示。
返航夹角可以为第一修正速度和载体速度的夹角，用于确定第一修正速度在载体速度方向上的分速度。需要说明的是，返航夹角没有方向，角度数值范围在0-180之间。载体分速度可以为第一修正速度在载体速度方向上的分速度，用于判断是否需要向无人机承载设备发送减速提示。
当第一修正速度和载体速度的返航夹角的余弦值为正数时，第一修正速度的载体分速度与载体速度是同向的，若第一修正速度与载体速度同向的载体分速度小于等于载体速度，则无人机与无人机承载设备的距离会越来越大，因此，需要向无人机承载设备发送减速提示，以指示无人机承载设备适当降速，以保障无人机能够返航。
通过当第一修正速度和载体速度的返航夹角的余弦值为正数时，若第一修正速度与载体速度同向的载体分速度小于等于载体速度，则向无人机承载设备发送减速提示，通过发送减速提示，避免无人机与载体速度同向的分速度小于载体速度，无人机与无人机承载设备距离越来越远，也即无人机与无法追上无人机承载设备，保障无人机能够返航到运动的无人机承载设备上。
S140、若相遇时长小于预设时间阈值，则根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度。
预设时间阈值可以为预先设定的时间阈值，用于确定是否对第一修正时长进行修正。具体的，预设时间阈值可以通过试验或者经验确定，本申请对此不作具体限定。由于无人机承载设备是处于运动状态的，为了保障无人机在到达无人机承载设备上方时，无人机能够准确降落到预设位置，也即实现精确返航到运动中的无人机载体上，需要确定预设时间阈值，在预设时间阈值内调整无人机的速度，使得无人机在到达无人机承载设备上方时，两者的速度恰好相同，也即两者保持相对静止。
返航速度修正可以为对第一修正速度进行减速修正，使得经过返航速度修正后的第二修正速度，在到达无人机承载设备上方后，与无人机承载设备的载体速度相同。第二修正速度可以为对第一修正速度进行返航速度修正后的速度。第二修正速度可以为一个变化值，在修正周期内实时的根据第一修正速度和载体速度进行返航速度修正。具体的，对第二修正速度进行返航速度修正，可以是根据第一修正速度、载体速度和无人机与无人机承载设备的距离确定减速度，根据减速度对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度。
S150、控制无人机按照第二修正速度返航。
控制无人机按照第二修正速度行驶，以使的无人机在到达无人机承载设备上时，与无人机承载设备保持相对静止，实现无人机动态返航。
极限运动爱好者或旅游爱好者在户外开展活动时，经常会使用无人机对沿途风景或精彩瞬间进行记录，或者使用无人机探明前方道路情况规划最优路线，此时运动的车辆作为无人机的承载设备。现有技术中，无人机在完成任务后的自动返航是通过记录自身的飞行轨迹来复刻路径回到无人机出发点，操控者在完成所乘车辆行驶过程中的场景拍摄后则要停下车辆手动巡回，或回到记录的起点自动巡回。但是在有些道路中车辆无法停车或者掉头返回，例如，车辆在单行道中或者高速中行驶时，无人机与运动的无人机承载设备还不能联动，降低无人机返航的智能性，减少了无人机的适用场景。
本实施例的技术方案，通过获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度，实时的根据风速对无人机的速度进行修正，保障无人机的返航不会因为风速变化出现偏差，而无法准确返航，提高返航的准确性；根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长；若相遇时长小于预设时间阈值，则根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度，通过预设时间阈值，为第一修正速度进行返航速度修正提供修时间，避免返航速度修正时间太短或太长，无人机速度变化太剧烈增加能耗，或者应对突发的载体速度变化能力较弱，无法准确返航；控制无人机按照第二修正速度返航，实现无人机动态返航。因此通过本申请的技术方案，解决了停下车辆手动返航或回到无人机启动的起点等待无人机自动返航，返航的智能性低，并且会使无人机的适用场景减少的问题，达到了提高无人机返航的智能性，提高无人机的普适应的效果。
在一个可选实施例中，在控制无人机按照第二修正速度返航之后，还包括：当载体速度和无人机的速度相同时，若无人机在垂直方向上的下降速度等于预设减速下降速度，则确定无人机和无人机承载设备的垂直距离；根据垂直距离和预设减速下降速度，确定下降加速度；根据下降加速度控制无人机减速下降。
当载体速度和无人机的速度相同时，无人机和无人机承载设备保持相对静止，此时无人机需要在垂直方向上进行下降运动，以使得无人机降落到无人机承载设备中的预设的位置上，实现无人机的返航后的收回。
无人机在垂直方向上的下降速度是实时变化的，由于开始下降前无人机在垂直方向的速度可能为0，并且最后降落倒到预设位置时在在垂直方向上的速度为0，因此，无人机的下降速度可以为一个逐渐增大到达一定数值后，再逐渐减小到0的过程。无人机在下降过程中也可能受到风速的影响，因此也需要进行风速修正。预设减速下降速度可以为预先设定的下降速度的最大值，可以理解为预设的无人机垂直方向上减速下降的初始速率值，用于确定下降速度开始减速的数值。示例性的，下降速度逐渐增大过程中的加速度可以通过如下公式确定：
其中，vH为无人机在垂直方向上预设减速下降速率；vh为无人机在垂直方向上的下降速率；a2为下降速度逐渐增大过程中的加速度；Δt为一个速度修正周期。
若无人机在垂直方向上的下降速度等于预设减速下降速度，则为了确定减速下降的减速度，根据无人机和无人机承载设备的位置坐标，确定两者的垂直距离；根据垂直距离和预设减速下降速度，确定下降加速度；根据下降加速度控制无人机减速下降。示例性的，下降加速度可以通过下式确定：
其中，vH为无人机在垂直方向上预设减速下降速率；H为无人机在垂直方向上距离下降位置的垂直距离；a3为下降速度逐渐减小过程中的下降加速度。
通过当载体速度和无人机的速度相同时，若无人机在垂直方向上的下降速度等于预设减速下降速度，则确定无人机和无人机承载设备的垂直距离；根据垂直距离和预设减速下降速度，确定下降加速度；根据下降加速度控制无人机减速下降，保障无人机在将降落到无人机承载设备上时，速度正好减小到0，保障无人机安全的降落。
实施例二
图2a为本申请实施例二提供的一种无人机动态返航方法的流程图方法的流程图，本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上进一步细化。
进一步地，若相遇时长小于预设时间阈值，则将“根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度”，细化为：“根据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角，确定对第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度；根据返航加速度修正第一修正速度，得到第二修正速度”，以修正第一修正速度。
参见图2a所示的一种无人机动态返航方法，包括：
S210、获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度。
S220、根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度。
S230、根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长。
S240、根据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角，确定对第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度。
返航加速度可以为对一修正速度进行返航速度修正的加速度，用于确定第二修正速度。可以根据返航夹角、第一修正速度的角度和载体速度的角度三个角度的关系，对返航加速度进行分类求解。
在一个可选实施例中，根据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角，确定对第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度，包括：根据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角的余弦值，确定与载体速度同向的第一减速度；根据第一修正速度的第一修正角度，载体速度的载体角度，以及返航夹角，确定与载体速度垂直方向的第二减速度；根据第一减速度和第二减速度，确定对第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度。
第一减速度可以为与载体速度同方向上的加速度，用于对第一修正速度在与载体速度同向的分速度进行修正。第二减速度可以为与载体速度垂直方向上的加速度，用于对第一修正速度在与载体速度垂直方向的分速度进行修正。为了使第一修正速度在修正后与载体速度相同，可以将第一修正速度分解为与载体速度同向的分速度和与载体速度垂直的分速度，通过第一加速度将第一修正速度与载体速度同方向上的分速度修正到等于载体速度，通过第二减速度将第一修正速度与载体速度垂直方向上的分速度修正到0，使得最终第一修正速度经过修正后得到的第二修正速度与载体速度相同。
返航夹角为锐角时，第一修正速度与载体速度同向的分速度和载体速度同向，则第一修正速度与载体速度同向的分速度需要逐渐增大，返航夹角为钝角时，第一修正速度与载体速度同向的分速度和载体速度反向，则第一修正速度与载体速度同向的分速度需要逐渐减小到0后反向增大。返航夹角的角度类型可以用余弦值来确定，因此，据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角的余弦值，确定与载体速度同向的第一减速度。具体的，返航夹角的余弦值为正数时，返航夹角为锐角；返航夹角的余弦值为负数时，返航夹角为钝角。
如图2b所示为一种速度矢量示意图。在图2b中地面坐标系为以正北方为y轴正方向，正东方为x轴正方向建立的，图中为地面参考系的无人机受风速影响后的飞行速度矢量；s为无人机承载设备与无人机在地面参考系的距离；α是地面参考系的载体速度与x轴正方向(正东方向)的夹角，逆时针方向为正方向。
第一修正角度可以为第一修正速度与x轴的夹角，用于表示第一修正速度的方向角。载体角度可以为载体速度与x轴的夹角，用于表示载体速度的方向角。若载体角度和返航夹角的和等于第一修正角度，则第一修正速度与载体速度垂直方向的分速度方向为指向y轴正方向，否则指向y轴负方向，因此，可以通过第一修正角度、载体角度和返航夹角，确定与载体速度垂直方向的第二减速度。
根据第一减速度和第二减速度进行速度的合成，确定对第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度。
通过根据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角的余弦值，确定与载体速度同向的第一减速度；根据第一修正速度的第一修正角度，载体速度的载体角度，以及返航夹角，确定与载体速度垂直方向的第二减速度；根据第一减速度和第二减速度，确定对第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度，通过将第一修正速度分解为与载体速度同向和垂直方向上的两个分速度，并分别求解对应的加速度，最后合成得到返航加速度，保障经返航加速度修正得到的第二修正速度与载体速度相同。
在一个可选实施例中，根据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角的余弦值，则确定与载体速度同向的第一减速度，包括：若第一修正速度和载体速度的返航夹角的余弦值为正数，则将与载体速度同向的减速度作为第一减速度；否则，将与载体速度同向的加速度作为第一减速度。
若第一修正速度和载体速度的返航夹角的余弦值为正数，则第一修正速度和载体速度同向的分速度，与载体速度的夹角为锐角，由于无人机的第一修正速度和载体速度同向的分速度大于载体速度，因此将与载体速度同向的减速度作为第一减速度；否则，也即第一修正速度和载体速度的返航夹角的余弦值为非正数，则第一修正速度和载体速度同向的分速度，与载体速度的夹角为非锐角，此时第一修正速度和载体速度同向的分速度需要先减小到0后加速，将与载体速度同向的加速度作为第一减速度。
通过若第一修正速度和载体速度的返航夹角的余弦值为正数，则将与载体速度同向的减速度作为第一减速度；否则，将与载体速度同向的加速度作为第一减速度，根据第一修正速度和载体速度的返航夹角类型确定第一减速度的确定方式，保障对第一修正速度的修正的准确性。
在一个可选实施例中，根据第一修正速度的第一修正角度，述载体速度的载体角度，以及返航夹角，确定与载体速度垂直方向的第二减速度，包括：根据返航夹角与载体角度的和与第一修正角度的关系，确定与载体速度垂直方向的第二减速度。
返航夹角与载体角度的和与第一修正角度的关系，可以确定第一修正速度在与载体速度垂直方向上的分速度的方向。具体的，返航夹角与载体角度的和等于第一修正角度，则第一修正速度在与载体速度垂直方向上的分速度的方向为指向y轴正方向，第二减速度的方向指向y轴负方向；返航夹角与载体角度的和不等于第一修正角度，则第一修正速度在与载体速度垂直方向上的分速度的方向为指向y轴负方向，第二减速度的方向指向y轴正方向。因此，可以根据返航夹角与载体角度的和与第一修正角度的关系，确定与载体速度垂直方向的第二减速度。第二减速度可以根据预设时间阈值和第一修正速度在与载体速度垂直方向上的分速度的大小确定。
通过根据返航夹角与载体角度的和与第一修正角度的关系，确定与载体速度垂直方向的第二减速度，分情况确定第二减速度的方向和大小，提高第二减速度的准确性。
S250、根据返航加速度修正第一修正速度，得到第二修正速度。
根据返航加速度修正第一修正速度，得到第二修正速度，使得第二修正速度在经过预设时间阈值时长内，修正到与载体速度相同。具体的，根据下式确定不同情况下的返航加速度：
具体的，当时，若/>则无人机的返航加速度为：
当时，若/>则无人机的返航加速度为：
当时，若/>则无人机的返航加速度为：
当时，若/>则无人机的返航加速度为：
其中，为返航加速度(矢量)；α是地面参考系中的载体速度矢量与x轴正方向(正东方向)的夹角，逆时针方向为正方向；φ是返航夹角；θ为地面参考系中第一修正速度矢量与x轴正方向的夹角，逆时针方向为正方向。
S260、控制无人机按照第二修正速度返航。
本实施例的技术方案，通过根据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角，确定对第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度；根据返航加速度修正第一修正速度，得到第二修正速度，根据返航夹角分类确定返航加速度，对第一修正速度进行修正，提高修正的精确率。
实施例三
图3所示为本申请实施例三提供的一种无人机动态返航装置的结构示意图，本实施例可适用于无人机返回移动的无人机承载载体的情况，配置于无人机，该无人机动态返航装置的具体结构如下：
运动数据获取模块310，用于获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；
风向修正模块320，用于根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度；
相遇时长确定模块330，用于根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长；
返航速度修正模块340，用于若相遇时长小于预设时间阈值，则根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度；
返航速度控制模块350，用于控制无人机按照第二修正速度返航。
本实施例的技术方案，通过获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度，实时的根据风速对无人机的速度进行修正，保障无人机的返航不会因为风速变化出现偏差，而无法准确返航，提高返航的准确性；根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长；若相遇时长小于预设时间阈值，则根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度，通过预设时间阈值，为第一修正速度进行返航速度修正提供修时间，避免返航速度修正时间太短或太长，无人机速度变化太剧烈增加能耗，或者应对突发的载体速度变化能力较弱，无法准确返航；控制无人机按照第二修正速度返航，实现无人机动态返航。因此通过本申请的技术方案，解决了停下车辆手动返航或回到无人机启动的起点等待无人机自动返航，返航的智能性低，并且会使无人机的适用场景减少的问题，达到了提高无人机返航的智能性，提高无人机的普适应的效果。
可选的，返航速度修正模块340，包括：
返航加速度确定单元，用于根据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角，确定对第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度；
第一修正速度修正单元，用于根据返航加速度修正第一修正速度，得到第二修正速度。
可选的，返航加速度确定单元，包括：
第一减速度确定子单元，用于根据第一修正速度与载体速度之间的返航夹角的余弦值，确定与载体速度同向的第一减速度；
第二减速度确定子单元，用于根据第一修正速度的第一修正角度，载体速度的载体角度，以及返航夹角，确定与载体速度垂直方向的第二减速度；
返航加速度合成子单元，用于根据第一减速度和第二减速度，确定对第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度。
可选的，第一减速度确定子单元，具体用于：
若第一修正速度和载体速度的返航夹角的余弦值为正数，则将与载体速度同向的减速度作为第一减速度；
否则，将与载体速度同向的加速度作为第一减速度。
可选的，第二减速度确定子单元，具体用于：
根据返航夹角与载体角度的和与第一修正角度的关系，确定与载体速度垂直方向的第二减速度。
可选的，无人机动态返航装置，还包括：
垂直距离确定模块，用于当载体速度和无人机的速度相同时，若无人机在垂直方向上的下降速度等于预设减速下降速度，则确定无人机和无人机承载设备的垂直距离；
下降加速度确定模块，用于根据垂直距离和预设减速下降速度，确定下降加速度；
减速下降控制模块，用于根据下降加速度控制无人机减速下降。
可选的，无人机动态返航装置，还包括：
减速提示发送模块，用于当第一修正速度和载体速度的返航夹角的余弦值为正数时，若第一修正速度与载体速度同向的载体分速度小于等于载体速度，则向无人机承载设备发送减速提示。
本申请实施例所提供的无人机动态返航装置可执行本申请任意实施例所提供的无人机动态返航方法，具备执行无人机动态返航方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图4为本申请实施例四提供的一种电子设备的结构示意图，如图4所示，该电子设备包括处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440；电子设备中处理器410的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器410为例；电子设备中的处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的无人机动态返航方法对应的程序指令/模块(例如，运动数据获取模块310、风向修正模块320、相遇时长确定模块330、返航速度修正模块340和返航速度控制模块350)。处理器410通过运行存储在存储器420中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的无人机动态返航方法。
存储器420可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置430可用于接收输入的字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
实施例五
本申请实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种无人机动态返航方法，该方法包括：获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；根据载体位置和无人机的位置，对无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度；根据载体速度，确定无人机以第一修正速度向无人机承载设备前进时，到达无人机承载设备上方的相遇时长；若相遇时长小于预设时间阈值，则根据第一修正速度和载体速度，对第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度；控制无人机按照第二修正速度返航。
当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的无人机动态返航方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本申请可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种无人机动态返航方法，其特征在于，包括：
获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；
根据所述载体位置和所述无人机的位置，对所述无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度；
根据所述载体速度，确定无人机以所述第一修正速度向所述无人机承载设备前进时，到达所述无人机承载设备上方的相遇时长；
若所述相遇时长小于预设时间阈值，则根据所述第一修正速度和所述载体速度，对所述第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度；
控制所述无人机按照所述第二修正速度返航。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一修正速度和所述载体速度，对所述第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度，包括：
根据所述第一修正速度与所述载体速度之间的返航夹角，确定对所述第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度；
根据所述返航加速度修正所述第一修正速度，得到所述第二修正速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一修正速度与所述载体速度之间的返航夹角，确定对所述第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度，包括：
根据所述第一修正速度与所述载体速度之间的返航夹角的余弦值，确定与所述载体速度同向的第一减速度；
根据所述第一修正速度的第一修正角度，所述载体速度的载体角度，以及所述返航夹角，确定与所述载体速度垂直方向的第二减速度；
根据所述第一减速度和所述第二减速度，确定对所述第一修正速度进行返航速度修正的返航加速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一修正速度和所述载体速度的返航夹角的余弦值，则确定与所述载体速度同向的第一减速度，包括：
若所述第一修正速度和所述载体速度的返航夹角的余弦值为正数，则将与所述载体速度同向的减速度作为所述第一减速度；
否则，将与所述载体速度同向的加速度作为所述第一减速度。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一修正速度的第一修正角度，所述载体速度的载体角度，以及所述返航夹角，确定与所述载体速度垂直方向的第二减速度，包括：
根据所述返航夹角与所述载体角度的和与所述第一修正角度的关系，确定与所述载体速度垂直方向的第二减速度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制所述无人机按照所述第二修正速度返航之后，还包括：
当所述载体速度和所述无人机的速度相同时，若所述无人机在垂直方向上的下降速度等于预设减速下降速度，则确定所述无人机和无人机承载设备的垂直距离；
根据所述垂直距离和所述预设减速下降速度，确定下降加速度；
根据所述下降加速度控制所述无人机减速下降。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定无人机以所述第一修正速度向所述无人机承载设备前进时，到达所述无人机承载设备上方的相遇时长之前，还包括：
当所述第一修正速度和所述载体速度的返航夹角的余弦值为正数时，若所述第一修正速度与所述载体速度同向的载体分速度小于等于所述载体速度，则向所述无人机承载设备发送减速提示。
8.一种无人机动态返航装置，其特征在于，包括：
运动数据获取模块，用于获取无人机的位置和速度，以及无人机承载设备的载体位置和载体速度；
风向修正模块，用于根据所述载体位置和所述无人机的位置，对所述无人机的速度进行风向修正，得到第一修正速度；
相遇时长确定模块，用于根据所述载体速度，确定无人机以所述第一修正速度向所述无人机承载设备前进时，到达所述无人机承载设备上方的相遇时长；
返航速度修正模块，用于若所述相遇时长小于预设时间阈值，则根据所述第一修正速度和所述载体速度，对所述第一修正速度进行返航速度修正，得到第二修正速度；
返航速度控制模块，用于控制所述无人机按照所述第二修正速度返航。
9.一种电子设备，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如权利要求1-7任一所述的无人机动态返航方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的无人机动态返航方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310770961.XA CN116610152A (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 无人机动态返航方法、装置、电子设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310770961.XA CN116610152A (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 无人机动态返航方法、装置、电子设备和存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116610152A true CN116610152A (zh) | 2023-08-18 |
Family
ID=87683805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310770961.XA Pending CN116610152A (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 无人机动态返航方法、装置、电子设备和存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116610152A (zh) |
-
2023
- 2023-06-27 CN CN202310770961.XA patent/CN116610152A/zh active Pending
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