JP6210522B2 - 無人航空機の飛行制御方法、飛行データ処理方法、無人航空機、およびサーバ - Google Patents

無人航空機の飛行制御方法、飛行データ処理方法、無人航空機、およびサーバ Download PDF

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Description

本発明は電子技術の分野に関し、特に航空機の飛行制御方法及び関連装置に関する。
航空機は、航空機エンジン、モータ及びプロペラファンからなる動力システムなどにより供給された動力を用いて、機体構造を離陸させて空中で移動できる機器である。UAV(Unmanned Aerial Vehicle、無人機)は、電子機器の協調制御下で、自動的又は半自動的に様々な飛行動作、飛行ミッションを実行する航空機である。
飛行過程に、環境に適応するために、既存の無人機は通常、カメラ、超音波などの様々なセンサーを設けることで、飛行指示データの収集を容易にし、飛行指示データを分析して、分析結果に基づき飛行を制御し、例えば、障害物を回避するなどの飛行制御操作を実現する。様々なセンサーを搭載することは、航空機のコストを大幅に増加させ、且つ無人機全体の体積、重量を増加し、無人機の航続時間を短縮している。
本発明の実施例が主に解決しようとする技術的課題は、低コストで無人機の飛行制御を実現するとともに、航空機の航続時間の長さをある程度保証することができる航空機の飛行制御方法及び関連装置を提供することである。
一態様において、本発明は、
他の無人機により検出された飛行指示データ、又は外部メモリにより提供された飛行指示データを含む現在環境での飛行指示データを受信するステップと、
受信された飛行指示データに基づき、航空機の飛行を制御するための飛行制御指令を生成するステップと、を含む航空機の飛行制御方法を提供する。
好ましくは、前記現在環境での飛行指示データを受信するステップの前に、
現在位置する環境での飛行指示データを記憶しているか否かを判断するステップと、
この飛行指示データを記憶していない場合、外部メモリへ、サーバから飛行指示データをダウンロードすることを要求するためのダウンロード要求を送信するステップと、を含み、
前記ダウンロード要求は現在の位置情報を含む。
好ましくは、前記現在環境での飛行指示データを受信するステップは、予め設定された周波数で他の無人機によりブロードキャストされた現在位置する環境の飛行指示データを受信するステップを含む。
好ましくは、前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
現在位置が、受信された前記飛行指示データが示す位置領域に位置しているか否かを判断するステップと、
現在位置が、前記位置領域に位置しているとき、受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップと、
を含む。
好ましくは、前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
受信された飛行指示データに基づき現在環境の環境地図を確認するステップと、
確認された環境地図と航空機の現在位置に基づき飛行制御指令を生成するステップとを含み、
確認された環境地図は3次元環境地図を含む。
好ましくは、前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
前記飛行指示データに含まれるデータオブジェクトを確認するステップと、
前記飛行指示データに障害物回避飛行を指示するための障害物データが含まれるとき、この障害物データにおける障害物の位置情報、航空機の現在の座標位置及び高度に基づき、航空機とこの障害物のエッジとの距離値を算出し、算出された距離値に基づき障害物回避飛行指令を生成するステップと、
前記飛行指示データに飛行経路データが含まれる場合、この飛行経路データが指示する経路に沿って容易に飛行させるため、この飛行経路データと航空機自体の座標位置に基づき飛行制御指令を生成するステップと、
を含む。
好ましくは、前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
航空機の航続力の状態情報を検出するステップと、
検出された航続力の状態情報が予め定められた飛行停止条件を満たす場合、前記受信された飛行指示データに含まれる航空機基地局データを抽出するステップと、
航空機を、前記航空機基地局データが指示する航空機基地局に向かって飛行及び着陸するように制御するための、飛行制御指令を生成するステップと、
を含み、
前記航空機基地局データは航空機基地局の位置データを含む。
好ましくは、前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
前記飛行指示データに飛行禁止区域指示情報が含まれる場合、現在位置に基づき前記飛行禁止区域指示情報が指示する飛行禁止区域の境界との最小距離を確認するステップと、
確認された最小距離が予め設定された距離閾値より小さい又は現在位置が前記飛行禁止区域内に位置する場合、航空機を前記飛行禁止区域から飛び去るように制御するための飛行制御指令を生成するステップと、
を含む。
また、前記方法は、
検出モジュールを呼び出して飛行過程における環境データを収集するステップと、
検出された環境データを目標アドレスの外部メモリへ送信する、又は予め設定された周波数で前記検出された環境データをブロードキャストするステップと、
を更に含む。
別の態様において、本発明の実施例は、
様々な航空機が飛行過程における収集してアップロードした、環境の画像データ、位置データを含む環境データを受信するステップと、
受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップと、
を含む飛行データ処理方法を更に提供する。
また、前記方法は、
飛行指示データのダウンロードを要求するためのダウンロード要求を受信したとき、このダウンロード要求に含まれる位置情報に基づき、対応する位置領域の飛行指示データを検出するステップと、
検出された飛行指示データをプロコトルのデータフォーマットに従ってカプセル化し、カプセル化された飛行指示データを、前記ダウンロード要求を送信した航空機に返信するステップと、
を更に含む。
好ましくは、前記受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップは、
受信された環境データに含まれる位置データに基づき、対応する位置領域の3次元環境地図を更新するステップと、
更新された3次元環境地図を対応する位置領域の飛行指示データとするステップと、
を含む。
好ましくは、前記受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップは、
受信された環境データの受信時間を確認するステップと、
生成された3次元環境地図におけるこの受信された環境データの位置データが対応する領域の地図内容について最終更新時間を確認するステップと、
前記最終更新時間より後の受信時間が対応する環境データに基づき、前記生成された3次元環境地図における対応する位置領域の地図を更新し、更新された前記3次元環境地図を飛行指示データとするステップと、
を含む。
好ましくは、前記様々な航空機が飛行過程における収集してアップロードした環境データを受信するステップの後に、
同一のデータ集合に内容が類似する環境データを記憶するステップと、
予め設定された記憶管理ルールに基づき各データ集合に対して、環境データの削除管理を含む記憶管理を行うステップと、
を更に含み、
前記記憶管理ルールが、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じである環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定されており、
前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの環境データの収集位置ポイントの間の距離値が予め設定された距離閾値より小さく、且つ任意の2つの環境データについて基準方向における収集方位角度に対する差が予め設定された角度閾値より小さい、または、前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの画像データの画像類似度が予め設定された類似度閾値に達する。
好ましくは、前記受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップは、
予め設定された選択ルールに従って、環境データを含む各データ集合から最適の環境データを選択するステップと、
選択された各最適の環境データに含まれる位置データに基づき、各最適の環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップと、
を含み、
前記選択ルールが、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じである環境データに含まれる画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される。
また別の態様において、本発明の実施例は、航空機であって、通信装置と飛行コントローラを含み、
前記飛行コントローラは、前記通信装置が受信した現在環境での飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成して、航空機の飛行を制御することに用いられており、前記飛行指示データは、他の無人機により検出された飛行指示データ、又は外部メモリにより提供された飛行指示データを含む航空機を更に提供する。
好ましくは、前記飛行コントローラは更に、飛行過程に、現在位置における環境の飛行指示データを記憶しているか否かを判断しており、この飛行指示データを記憶していない場合、前記通信装置によって前記外部メモリから飛行指示データのダウンロードを要求するダウンロード要求を送信し、前記ダウンロード要求には現在環境の位置情報が含まれる。
好ましくは、前記飛行コントローラは更に、予め設定された周波数で通信モジュールを他の無人機がブロードキャストする現在位置における環境の飛行指示データを受信するように制御することに用いられる。
好ましくは、前記飛行コントローラは、具体的に現在位置が、受信された前記飛行指示データが示す位置領域に位置しているか否かを検出しており、現在位置が、前記位置領域に位置しているとき、受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成する。
好ましくは、前記飛行コントローラは、具体的に受信された飛行指示データに基づき現在環境の環境地図を確認しており、確認された環境地図と航空機の現在位置に基づき飛行制御指令を生成することに用いられており、確認された環境地図は3次元環境地図を含む。
好ましくは、前記飛行コントローラは、具体的に前記飛行指示データに障害物回避飛行を指示するための障害物データが含まれる場合、この障害物データにおける障害物の位置情報、航空機の現在の座標位置及び高度に基づき、航空機とこの障害物のエッジとの距離値を算出し、算出された距離値に基づき障害物回避飛行指令を生成しており、前記飛行指示データに飛行経路データが含まれる場合、この飛行経路データが指示する経路に沿って飛行するように、この飛行経路データと航空機自体の座標位置に基づき飛行制御指令を生成する。
好ましくは、前記飛行コントローラは、具体的に航空機の航続力の状態情報を検出しており、検出された航続力の状態情報が予め定められた飛行停止条件を満たす場合、前記受信された飛行指示データに含まれる航空機基地局データを抽出しており、航空機を、前記航空機基地局データが指示する航空機基地局に向かって飛行及び着陸するように制御するための、飛行制御指令を生成することに用いられる。前記航空機基地局データは、航空機基地局の位置データを含む。
好ましくは、前記飛行コントローラは、具体的に前記飛行指示データに飛行禁止区域指示情報が含まれるとき、現在位置に基づき前記飛行禁止区域指示情報が指示する飛行禁止区域の境界との最小距離を確認しており、確認された最小距離が予め設定された距離閾値より小さい又は現在位置が前記飛行禁止区域内に位置する場合、航空機を前記飛行禁止区域から飛び去るように制御するための飛行制御指令を生成することに用いられる。
好ましくは、前記飛行コントローラは更に、飛行過程における環境データを収集しており、検出された環境データを目標アドレスの外部メモリへ送信する、又は予め設定された周波数で前記検出された環境データをブロードキャストすることに用いられる。
また別の態様において、本発明の実施例は、サーバであって、通信装置とプロセッサを含み、
前記通信装置は、様々な航空機が飛行過程における収集してアップロードした環境データの受信に用いられ、前記環境データが環境の画像データ、位置データを含み、
前記プロセッサは、受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得ることに用いられるサーバを更に提供する。
好ましくは、前記プロセッサは更に、前記通信装置が飛行指示データのダウンロードを要求するためのダウンロード要求を受信したとき、このダウンロード要求に含まれる位置情報に基づき、対応する位置領域の飛行指示データを検出しており、検出された飛行指示データをプロコトルのデータフォーマットに従ってカプセル化し、カプセル化された飛行指示データを前記通信装置によって前記ダウンロード要求を送信する航空機に返信することに用いられる。
好ましくは、前記プロセッサは、具体的に受信された環境データに含まれる位置データに基づき、対応する位置領域の3次元環境地図を更新しており、更新された3次元環境地図を、対応する位置領域の飛行指示データとすることに用いられる。
好ましくは、前記プロセッサは、具体的に受信された環境データの受信時間を確認しており、生成された3次元環境地図におけるこの受信された環境データの位置データが対応する領域の地図内容について最終更新時間を確認しており、前記最終更新時間より後の受信時間が対応する環境データに基づき、前記生成された3次元環境地図における対応する位置領域の地図を更新し、更新された前記3次元環境地図を飛行指示データとすることに用いられる。
好ましくは、前記プロセッサは更に、同一のデータ集合に内容が類似する環境データを記憶しており、予め設定された記憶管理ルールに基づき各データ集合に対して、環境データの削除管理を含む記憶管理を行うことに用いられる。前記記憶管理ルールが、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じである環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される。前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの環境データの収集位置ポイントの間の距離値が予め設定された距離閾値より小さく、且つ任意の2つの環境データについて基準方向における収集方位角度に対する差が予め設定された角度閾値より小さい、または、前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの画像データの画像類似度が予め設定された類似度閾値に達する。
好ましくは、前記プロセッサは、具体的に予め設定された選択ルールに従って、環境データを含む各データ集合から最適の環境データを選択しており、選択された各最適の環境データに含まれる位置データに基づき、各最適の環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得ることに用いられる。前記選択ルールは、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じである環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される。
本発明の実施例は、他の航空機又はサーバから共有された関連する飛行指示データにより、自体の飛行の制御を実現することができ、この航空機が大量の検出機器を携帯する必要がなく、体積、重量を低減させ、航続距離を増加させるとともに、航空機のコストを低減させるようにしている。
図1は、本発明の実施例に係る航空機の飛行制御方法のフローチャートである。 図2は、本発明の実施例に係る別の航空機の飛行制御方法のフローチャートである。 図3は、本発明の実施例に係る飛行制御指令を生成する方法のフローチャートである。 図4は、本発明の実施例に係る飛行制御指令を生成する方法の別のフローチャートである。 図5は、本発明の実施例に係る飛行データ処理方法のフローチャートである。 図6は、本発明の実施例に係る航空機の構造を示す図である。 図7は、本発明の実施例に係るサーバの構造を示す図である。
以下では、本発明の実施形態に係る添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る技術的解決手段を明確かつ詳細に説明する。当然ながら、ここで説明する実施形態は本発明の実施形態の全てではなく一部にすぎない。当業者が創造的な作業なしに本発明の実施形態に基づいて得る他の全ての実施形態は、本発明の保護範囲に属するべきである。
本発明の実施例は、サーバ又は他の無人機から関連する位置の飛行指示データを獲得し、獲得された飛行指示データに基づき障害物回避、自動ナビゲーション、安全飛行経路の計画などの操作を実行することができ、カメラや距離検出器などの装置を設ける必要がない。なお、本発明の各実施例に係る飛行指示データは、対応する位置における一定領域範囲内の飛行指示データを含み、具体的には、一定領域内の3次元環境地図であってもよい。係る航空機は、少なくとも位置決めのための機能モジュールを含み、例えばGPS(Global Positioning System、全地球測位システム)を有する位置決めモジュールを含むことで、この航空機の位置を確認及びその位置に基づき獲得すべき飛行指示データを確認する。
具体的に、図1は本発明の実施例に係る航空機の飛行制御方法のフローチャートである。本発明の実施例に係る前記方法はコントローラにより実現されてもよい。このコントローラは具体的に、航空機のフライトコントロールと連結されている単一のコントローラであってもよく、又は、航空機内に設けられている飛行コントローラ、若しくは、航空機の飛行を制御するために設けられているスマート移動端末であってもよい。具体的に、前記方法は、以下のステップを含む。
S101では、他の無人機により検出された飛行指示データ、又は外部メモリにより提供された飛行指示データを含む現在環境での飛行指示データを受信する。
飛行指示データは、航空機を、障害物回避飛行するように指示して、経路に沿って飛行させるための3次元環境地図データであってもよい。飛行指示データは、環境における航空機の飛行に影響を与える可能性がある様々な障害物の関連するデータであってもよく、例えば、障害物のサイズ、概略の座標位置範囲などであってもよい。前記外部メモリは具体的に予め配置されたサーバであってもよい。以下、サーバを例にして説明する。
他の無人機は主に様々な検出装置を備える無人機であり、これらの無人機はカメラ、超音波センサー、レーダなどの検出装置によりリアルタイムに検出された環境画像及び距離データに基づき、且つ自体のGPSによって生成された位置決めデータを結合して、所定の座標位置の所在領域の環境データを獲得することができる。これらの無人機は、その獲得した環境データを所定のサーバ又は無人機へ送信してもよく、その獲得した環境データを融合して所定の座標位置の所在環境領域の3次元環境地図を取得して、この3次元環境地図を対応する位置の飛行指示データとして所定のサーバ又は無人機へ送信してもよい。
サーバは、オープン系サーバであってもよく、様々な無人機によりアップロードされた環境データを受信し、且つ環境データにおける位置データに基づき、アップロードされた環境データを位置に応じて記憶管理をしてもよい。サーバは、大量の環境データ及びそれに対応する位置に基づき融合して、位置領域の更に正確な3次元環境地図を取得し、3次元環境地図を飛行指示データとしてそれを必要とする航空機に提供してもよい。
前記S101を実行するコントローラの対応する無人機は、外部環境を検出できないローエンドの無人機であってもよい。前記S101において、受信された飛行指示データがサーバ又は他の航空機により直接提供されたこのローエンド無人機の所在領域範囲内の3次元環境地図であるとき、直接にこの3次元環境地図を用いて制御指令の生成操作を実行してもよい。受信された飛行指示データは、他のデータであってもよく、例えば障害物データであるとき、障害物データにおける障害物が位置している絶対座標の所在領域、及び本航空機の位置座標に基づき、距離を算出して障害物回避を実現する。
当然のことながら、受信された飛行指示データは幾つかの生データであってもよく、例えば撮像された元の画像、撮像する時の座標位置などのデータであってもよい。コントローラは、まず大量の生データに基づきデータ融合操作を実行して、現在位置の対応する3次元環境地図を取得し、更に対応する指令の生成操作を実行してもよい。
なお、様々なセンサーにより検出された、位置、大量の画像などを含む環境データに基づき3次元環境地図を生成することは従来技術である。具体的には、位置領域内の異なる位置で取得された大量の3次元画像を処理して3次元環境地図を生成してもよい。ここで詳細に説明しない。
更に、前記サーバ又は他の無人機は、所定位置の環境データに基づき、既存の3次元環境地図を更新して、3次元環境地図を飛行指示データとし提供してこれを必要とするローエンド無人機を支援することを容易にしてもよい。
S102では、受信された飛行指示データに基づき、航空機の飛行を制御するための飛行制御指令を生成する。
上述のように、飛行指示データが関連する領域の3次元環境地図のままであるとき、直接この3次元環境地図に基づき対応する飛行制御指令を生成して、障害物回避、ナビゲーション、及び自動アドレス検出などの飛行を完了する。飛行指示データが元の位置、画像、及び障害物などのデータであるとき、前記S102において、コントローラはまずこれらの元の位置、画像、及び障害物などの飛行指示データに基づき3次元環境地図を生成し、更に3次元環境地図に基づき対応する飛行制御指令を生成して、障害物回避、ナビゲーション、及び自動アドレス検出などの飛行を完了する。直接飛行指示データに含まれる航空機基地局データに基づき、飛行制御指令を生成して航空機についてヨー方向と高度を変更し、この航空機基地局データにより指示された基地局に向かって飛行するように制御してもよい。航空機基地局データは航空機基地局の位置座標情報を含み、航空機基地局は航空機の着陸ホームとしてもよく、関連する航空機に充電などの機能を提供してもよい。
本発明の実施例は、他の航空機又はサーバから共有された関連する飛行指示データにより、自体の飛行の制御を実現することができ、この航空機が大量の検出機器を携帯する必要がなく、体積、重量を低減させ、航続距離を増加させるとともに、航空機のコストを低減させるようにしている。
図2は本発明の実施例に係る別の航空機の飛行制御方法のフローチャートである。本発明の実施例に係る前記方法はコントローラにより実現されてもよい。このコントローラは具体的に、航空機のフライトコントロールと連結されている単一のコントローラであってもよく、又は、航空機内に設けられている飛行コントローラ、若しくは、航空機の飛行を制御するために設けられているスマート移動端末であってもよい。具体的に、前記方法は、以下のステップを含む。
S201では、現在位置における環境の飛行指示データを記憶しているか否かを判断する。
この飛行指示データを記憶していない場合、下記のS202を実行しており、この飛行指示データを記憶しているとき、本ステップを続行する。本航空機のGPSにより獲得された現在の座標位置に基づき、既存のデータに対して位置の検出比較を行い、この座標位置が既存のデータにおける座標位置データにより囲まれた比較的小さい領域範囲内に位置するか否かを確認しており、判断の結果が「YES」であるとき、現在位置における環境の飛行指示データが存在していることを判断しており、判断の結果が「NO」であるとき、現在位置における環境の飛行指示データを記憶していない。前記S201を複数回繰り返して、現在環境のデータを記憶しているか否かを正確に判断してもよい。
S202では、他の無人機により検出された飛行指示データ、又は外部メモリにより提供された飛行指示データを含む現在環境での飛行指示データを受信する。
前記S202の飛行指示データを受信する具体的な方式は、外部メモリへ、前記サーバから飛行指示データをダウンロードすることを要求するためのダウンロード要求を送信することを含んでもよく、前記ダウンロード要求が現在の位置情報を含む。又は、前記S202は、予め設定された周波数で他の無人機によりブロードキャストされた現在位置が位置している環境の飛行指示データを受信するステップを含む。同時にサーバへダウンロード要求を送信及びブロードキャストされた飛行指示データを受信してもよく、これによって更にタイムリーに、関連する情報を正確に得る。サーバにより提供されたデータが好ましい。
ここで、具体的には、前記ダウンロード要求は、具体的に飛行経路を要求するための要求であってもよい。サーバは、飛行経路を要求するためのこのダウンロード要求を受信した後に、このダウンロード要求における位置情報に基づき記憶された関連する環境地図を検出して、飛行経路を計画し且つ航空機へ返信する。
S203では、受信された飛行指示データに基づき、航空機の飛行を制御するための飛行制御指令を生成する。
前記S203において、現在位置が、受信された前記飛行指示データが示す位置領域内に位置しているか否かを検出してもよく、即ち、現在位置が、受信された前記飛行指示データが示す位置領域に位置しているか否かを検出してもよい。現在位置が記録された位置領域に位置しているとき、受信された飛行指示データが必要な位置の飛行指示データであることを確認することができ、これによって受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成する。必要な位置の飛行指示データでないとき、サーバにダウンロードを再度要求することができる。
好ましくは、要求された又は聞いた前記飛行指示データは3次元環境地図であってもよい。受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成する前記ステップは具体的に、受信された飛行指示データに基づき、3次元環境地図を含む現在環境の環境地図を確認しており、確認された環境地図及び航空機の現在位置に基づき飛行制御指令を生成する。即ち、飛行を支援するために直接に飛行指示データから3次元環境地図を抽出するか、または飛行指示データが3次元環境地図の関連するデータであり、関連するデータを抽出した後に、更にデータ復元動作をして3次元環境地図を確認する。
更に、前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは具体的に、前記飛行指示データに飛行禁止区域指示情報が含まれる場合、現在位置に基づき前記飛行禁止区域指示情報が指示する飛行禁止区域の境界との最小距離を確認しており、確認された最小距離が予め設定された距離閾値より小さい又は現在位置が前記飛行禁止区域内に位置する場合、航空機を前記飛行禁止区域から飛び去るように制御するための飛行制御指令を生成することを含んでもよい。
なお、本発明の実施例に係る前記方法は、検出モジュールを呼び出して飛行過程における環境データを収集しており、検出された環境データを目標アドレスの外部メモリへ送信する、又は予め設定された周波数で前記検出された環境データをブロードキャストすることを更に含んでもよい。即ち、検出モジュールが存在している航空機については、検出モジュールにより様々な飛行指示データを収集し、収集された1種以上の飛行指示データをサーバにアップロードすることで、サーバが対応するデータ管理又は融合を行って3次元環境地図を得ることによって、次回の飛行又は他の航空機の飛行を容易にする。
好ましくは、獲得された飛行制御指令は、この3次元環境地図に基づき、障害物回避の飛行制御指令を生成し、飛行経路を調整して飛行する指令などであってもよい。
好ましくは、受信された飛行指示データは前記環境地図データ以外に、障害物データ、飛行経路データ等であってもよく、図3に示されたように、本発明の実施例の飛行制御指令を生成する方法の1つのフローチャートであり、本発明の実施例の前記方法は、以下のステップを含む。
S301では、前記飛行指示データに含まれるデータオブジェクトを確認する。飛行指示データのフォーマットは、サーバと各タイプの航空機により合意して取得されてもよく、それが搬送可能であるデータオブジェクトは、上述の3次元環境地図データ、及び障害物データ、飛行経路データ、航空機基地局データ、飛行禁止区域データなどを含む。
S302では、前記飛行指示データに障害物回避飛行を指示するための障害物データが含まれるとき、この障害物データにおける障害物の位置情報、航空機の現在の座標位置及び高度に基づき、航空機とこの障害物のエッジとの距離値を算出する。
本実施例における前記障害物データは、環境領域範囲内の複数の障害物の関連するデータであり、具体的には、各障害物の絶対座標位置(範囲位置)である。前記S302において本航空機から1つ以上の障害物のエッジ座標までの距離値を迅速に計算することで、下記の障害物回避飛行指令を生成する。ここで、本発明の実施例では、前記障害物の座標位置は、X、Y、Zの3軸座標を含む3次元座標集合である。
S303では、算出された距離値に基づき障害物回避飛行指令を生成する。
障害物回避飛行指令は飛行方向や角度などの指令を含み、これらの指令が航空機の動力ユニットへ送信されて障害物回避飛行を実現する。
S304では、前記飛行指示データに飛行経路データが含まれるとき、この飛行経路データが指示する経路に沿って飛行することを容易にするように、この飛行経路データと航空機自体の座標位置に基づき飛行制御指令を生成する。
飛行指示データが飛行経路データのままであるとき、制御された航空機の現在の座標と高度に基づき、まず対応する飛行制御指令を生成して、本航空機を対応する飛行経路に調整しており、そして飛行経路データに基づき飛行制御指令を生成して、制御された航空機を本経路に沿って飛行させる。飛行経路データは具体的に、幾つかのGPS座標点と対応する高度値を含んでもよく、高度と座標位置を調整する飛行制御指令を生成する必要がある。
図4は、本発明の実施例に係る飛行制御指令を生成する方法の別のフローチャートである。本発明の実施例において、飛行指示データには航空機基地局データが含まれ、航空機基地局データは航空機基地局が位置する位置座標を含んでもよい。航空機基地局は航空機の着陸ホームとしてもよく、関連する航空機に充電などの機能を提供してもよい。本発明の実施例の前記方法は、以下のステップを含む。
S401では、航空機の航続力の状態情報を検出する。電池残量を検出することによって、可能な航続時間の長さを確認し、航空機の航続状態を確認することができる。
S402では、検出された航続力の状態情報が予め定められた飛行停止条件を満たす場合、前記受信された飛行指示データに含まれる航空機基地局データを抽出する。
具体的には、電池残量が警戒閾値に達したとき、予め定められた飛行停止条件を満たすように、受信された飛行指示データから航空機基地局データを抽出する。
S403では、航空機を、前記航空機基地局データが指示する航空機基地局に向かって飛行及び着陸するように制御するための、飛行制御指令を生成する。前記航空機基地局データは、航空機基地局の位置データを含む。
航空機は、航空機基地局上で停止して充電することによって充電完了後に飛行し続け、又は航空機基地局で停止することによって回収されるか又は電池切れの場合航空機が墜落して人々に被害を与えることを回避する。
本発明の実施例は、他の航空機又はサーバから共有された関連する飛行指示データにより、自体の飛行の制御を実現することができ、この航空機が大量の検出機器を携帯する必要がなく、体積、重量を低減させ、航続距離を増加させるとともに、航空機のコストを低減させるようにしている。
図5は、本発明の実施例に係る飛行データ処理方法のフローチャートである。本発明の実施例の前記方法は航空機を管理するためのサーバにより実現することができる。具体的には、前記方法は、以下のステップを含む。
S501では、様々な航空機が飛行過程における収集してアップロードした環境データを受信する。前記環境データは、航空機が位置する環境に対応する画像データ、位置データを含む。
S502では、受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得る。
サーバには関連する領域の3次元環境地図が予め配置されてもよい。前記S501において受信された環境データはこの予め配置された3次元環境地図を更新し、例えば、受信された画像データと位置データに基づき、配置された3次元環境地図の中の対応する位置の地図内容を更新して、更新された3次元環境地図を対応する位置領域の飛行指示データとしてもよい。
当然のことながら、サーバは大量の環境データに基づき3次元環境地図を再生成してもよい。本発明の実施例では、前記S501において位置領域の異なる位置、異なる方位の大量の環境データを得ることができ、各環境データに基づき、サーバに所定目標領域の3次元環境地図を生成することができる。この目標領域は予め画定された領域であってもよい。具体的には、GPS位置座標に基づき1つの領域を画定し、環境データにおける位置データにより指示された座標がこの領域内に位置するとき、この環境データをこの目標領域の環境データとして確認してもよく、これによって大量の環境データを取得すると、この領域の3次元環境地図を生成することができる。
好ましくは、前記S502は既存のデータに対して更新処理を行ってもよい。前記S502は、具体的に受信された環境データに含まれる位置データに基づき、対応する位置領域の3次元環境地図を更新しており、更新された3次元環境地図を、対応する位置領域の飛行指示データとすることを含んでもよい。
好ましくは、前記S502の更新処理は、受信された環境データの受信時間を確認しており、生成された3次元環境地図におけるこの受信された環境データの位置データが対応する領域の地図内容について最終更新時間を確認しており、前記最終更新時間より後の受信時間が対応する環境データに基づき、前記生成された3次元環境地図における対応する位置領域の地図を更新し、更新された前記3次元環境地図を位置領域に対する飛行指示データとすることであってもよい。
更に、受信された環境データについては、記憶管理を行ってもよく、これにより一定の更新周期が来るとき、記憶された環境データに基づき、生成された3次元環境地図などの飛行指示データを更新する。
好ましくは、前記様々な航空機が飛行過程における収集してアップロードした環境データを受信した後に、同一のデータ集合に内容が類似する環境データを記憶しており、予め設定された記憶管理ルールに基づき各データ集合に対して、環境データの削除管理を含む記憶管理を行うことを更に含む。前記記憶管理ルールが、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じである環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される。前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの環境データの収集位置ポイントの間の距離値が予め設定された距離閾値より小さく、且つ任意の2つの環境データについて基準方向における収集方位角度に対する差が予め設定された角度閾値より小さい。及び/又は、前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの画像データの画像類似度が予め設定された類似度閾値に達する。更に、前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの環境データの取集位置ポイントの間の距離が予め設定された距離閾値より小さく、且つ任意の2つの画像データの画像類似度が予め設定された類似度閾値に達する。
環境データについて内容が類似するか否かは、この環境データに含まれる位置及び撮影方向に基づき確認する。同一の比較的小さい空間位置範囲、且つ比較的小さい撮影方向角度範囲(絶対方向角度、例えば真北方向に向いた左右5度の角度範囲を含む)内に撮影された画像データは、内容が同じ環境データとして考えてもよく、例えば、2つの無人機がそれぞれ同一のGPS座標位置で真北方向に向かって撮影された画像は、内容が同じである画像として考えてもよい。これらの内容が同じ画像は同一のデータ集合に記憶されてもよく、これによって3次元環境地図などの飛行指示データに融合してなるとき、1つの最適の画像を見つけて融合してもよい。
前記記憶管理ルールは、データ集合において常に現在の時間値に準じて、最後の受信された環境データを記憶し、現在の時間値より早い環境データを削除し、例えば、1ヶ月前の環境データを削除することを含んでもよい。即ち、先入れ先削除のルールである。
または、データ集合における全部の環境データの画像品質、例えば解像度などを含む品質パラメータを検出して、品質がより高い環境データのみを記憶し、例えば画素値が一定の閾値に達する画像のみを記憶することが含まれてもよい。
または、環境データにおける画像の画素値に基づき、データ集合における各画像に含まれるオブジェクト輪郭を検出し、画像での位置に基づき各画像におけるオブジェクト輪郭を比較して、他の多くの画像と比べてオブジェクト輪郭について相違が存在する画像を削除することが含まれてもよい。具体的には、画像の数閾値を設定し、そのうちの1枚以上の画像が他の多くの(数閾値)画像と一致していないと、この画像を削除してもよい。例えば、同じと判断された10枚の画像(環境データ)のうち、1枚の画像に鳥のオブジェクト輪郭が存在しているが、他の9枚の画像にこのオブジェクト輪郭が存在していないとき、鳥のオブジェクト輪郭が存在しているこの画像を削除する。
更に、記憶管理ルールは、上述の幾つかの方式の中の2つ又は3つの組み合わせにより確認された、例えば時間と品質を組み合わせて総合判断して、現在の時間により近い且つ品質が一定の閾値より高い画像のみを記憶することを含んでもよい。各画像におけるオブジェクト輪郭の相違点と受信時間に基づき総合判断することが含まれてもよい。例えば、データ集合における受信時間の間隔がより短い2枚の画像について、オブジェクト輪郭に基づきこの2枚の画像の類似度が予め設定された類似度閾値以下である、例えば類似度が95%以下であると確認するとき、この2枚の画像をデータ集合に含まずに直接削除してもよい。一方、2枚の画像の受信時間の間隔がより長く、例えば予め設定された1日の閾値より長いとき、画像類似度が一定の閾値(例えば60%)に達してこの2枚の画像が内容について類似する環境データであると確認して、いずれも削除せず対応するデータ集合に記憶してもよい。
更に、前記受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップは、予め設定された選択ルールに従って、環境データを含む各データ集合から最適の環境データを選択しており、選択された各最適の環境データに含まれる位置データに基づき、各最適の環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得ることを含む。前記選択ルールは、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じ環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される。
また、前記選択ルールは、常に現在の時間値に準じて、最後の受信された環境データを選択して最適の環境データとし、例えば受信された直後の環境データを選択して最適の環境データとすることであってもよい。または、データ集合における全ての環境データの画像品質、例えば解像度などを含む品質パラメータを検出して、品質が最も高い環境データを最適の環境データとすることであってもよい。または、環境データにおける画像の画素値に基づき、データ集合における各画像に含まれるオブジェクト輪郭を検出し、画像での位置に基づき各画像におけるオブジェクト輪郭を比較して、オブジェクト輪郭が最も鮮明である画像を最適の環境データとすることであってもよい。更に、選択ルールは、上述の幾つかの方式の2つ又は3つの組み合わせであってもよく、例えば、時間と品質を組み合わせて総合判断して、現在の時間から一定の時間の長さである閾値内の画像に、品質が最も高い画像を最適の環境データとすることであってもよい。
S503では、飛行指示データのダウンロードを要求するためのダウンロード要求を受信したとき、このダウンロード要求に含まれる位置情報に基づき、対応する位置領域の飛行指示データを検出する。
S504では、検出された飛行指示データをプロコトルのデータフォーマットに従ってカプセル化し、カプセル化された飛行指示データを、前記ダウンロード要求を送信した航空機に返信する。
本発明の実施例は、様々な航空機が収集した飛行指示データを記憶且つ管理することができることによって、それを必要とする航空機について、必要な場合、関連する飛行指示データを提供して、これらの飛行指示データに基づき障害物の回避、安全経路の計画、着陸場所の探索などのような操作をより良好にさせる。
以下、本発明の実施例に係る航空機及びサーバを詳細に説明する。
図6に示すように、本発明の実施例に係る航空機の構造を示す図である。本発明の実施例に係る前記航空機は、従来の航空機本体、電源モジュール、動力ユニット、回転翼、又は翼などを含み、メモリ、データバスラインなどを更に含む。本発明の実施例において、前記航空機は、通信装置100と飛行コントローラ200を更に含み、前記飛行コントローラ200がメモリの中の関連するアプリケーションプログラムを呼び出して、異なる機能を実現することができる。
前記飛行コントローラ200は、前記通信装置100が受信した現在環境での飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成して、航空機の飛行を制御することに用いられており、前記飛行指示データは、他の無人機により検出された飛行指示データ、又は外部メモリにより提供された飛行指示データを含む。
飛行指示データは、航空機を、障害物回避飛行をするように指示して、経路に沿って飛行させるための3次元環境地図データであってもよい。飛行指示データは、環境における航空機の飛行に影響を与える可能性がある様々な障害物の関連するデータであってもよく、例えば、障害物のサイズ、概略の座標位置範囲などであってもよい。前記外部メモリは具体的に予め配置されたサーバであってもよい。以下、サーバを例にして説明する。
他の無人機は主に様々な検出装置を備える無人機であり、これらの無人機はカメラ、超音波センサー、レーダなどの検出装置によりリアルタイムに検出された環境画像及び距離データに基づき、且つ自体のGPSによって取得された位置決めデータを結合して、ある座標位置が位置する領域の環境データを獲得することができる。これらの無人機は、その獲得した環境データを所定のサーバ又は無人機へ送信してもよく、その獲得した環境データを融合して所定の座標位置の所在環境領域の3次元環境地図を取得して、この3次元環境地図を対応する位置の飛行指示データとして所定のサーバ又は無人機へ送信してもよい。
サーバは、オープン系サーバであってもよく、様々な無人機によりアップロードされた各環境データを受信し、且つ環境データにおける位置データに基づき、アップロードされた環境データの記憶管理をしてもよい。サーバは、大量の環境データ及びそれに対応する位置に基づき融合して、位置領域のより正確な3次元環境地図を取得し、3次元環境地図を飛行指示データとしてそれを必要とする航空機に提供してもよい。
更に、本発明の実施例において、前記飛行コントローラ200は更に、飛行過程に、現在位置における環境の飛行指示データを記憶しているか否かを判断しており、この飛行指示データを記憶していない場合、前記通信装置100によって前記外部メモリから飛行指示データをダウンロードすることを要求するためのダウンロード要求を送信することに用いられており、前記ダウンロード要求には現在環境の位置情報が含まれる。前記外部メモリへダウンロード要求を送信してこの外部メモリ(サーバ)から対応する飛行指示データをダウンロートする。
更に、前記飛行コントローラ200は更に、予め設定された周波数で前記通信モジュールを他の無人機によりブロードキャストした現在位置が位置する環境の飛行指示データを受信するように制御することに用いられる。
前記飛行コントローラ200は、現在位置での各種の飛行指示データがないことを検出するとき、上述のダウンロードを要求する方式及び/又は予め設定された周波数で近傍の無人機のブロードキャストを聞く方式によって、対応する飛行指示データを取得することができる。
更に、前記飛行コントローラ200は、具体的に受信された飛行指示データに基づき現在環境の環境地図を確認しており、確認された環境地図と航空機の現在位置に基づき飛行制御指令を生成することに用いられる。確認された環境地図は3次元環境地図を含む。
更に、前記飛行コントローラ200は、具体的に現在位置が、受信された前記飛行指示データが示す位置領域に位置するか否かを検出しており、現在位置が前記位置領域に位置する場合、受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成することに用いられる。
受信された飛行指示データには複数の位置情報が含まれ、各位置情報に基づき受信されたデータが必要な環境位置であるか否かを総合判断する。
更に、前記飛行コントローラ200は、具体的に前記飛行指示データに障害物回避飛行を指示するための障害物データが含まれる場合、この障害物データにおける障害物の位置情報、航空機の現在の座標位置及び高度に基づき、航空機とこの障害物のエッジとの距離値を算出し、算出された距離値に基づき障害物回避飛行指令を生成しており、前記飛行指示データに飛行経路データが含まれるとき、この飛行経路データが指示する経路に沿って飛行することを容易にするように、この飛行経路データと航空機自体の座標位置に基づき飛行制御指令を生成することに用いられる。
更に、前記飛行コントローラ200は、具体的に航空機の航続力の状態情報を検出しており、検出された航続力の状態情報が予め定められた飛行停止条件を満たす場合、前記受信された飛行指示データに含まれる航空機基地局データを抽出しており、航空機を、前記航空機基地局データが指示する航空機基地局に向かって飛行及び着陸するように制御するための、飛行制御指令を生成することに用いられる。前記航空機基地局データは、航空機基地局の位置データを含む。
更に、前記飛行コントローラ200は、具体的に前記飛行指示データに飛行禁止区域指示情報が含まれる場合、現在位置に基づき前記飛行禁止区域指示情報が指示する飛行禁止区域の境界との最小距離を確認しており、確認された最小距離が予め設定された距離閾値より小さい又は現在位置が前記飛行禁止区域内に位置する場合、航空機を前記飛行禁止区域から飛び去るように制御するための飛行制御指令を生成することに用いられる。
更に、前記飛行コントローラ200は更に、飛行過程における環境データを収集しており、検出された環境データを前記通信装置100によって目標アドレスの外部メモリへ送信する、又は前記通信装置100を制御して予め設定された周波数で前記検出された環境データをブロードキャストすることに用いられる。
具体的には、上述飛行コントローラ200の各機能の具体的な実現は、図1〜図6の対応する実施例における関連する方法とステップの記載を参照してもよい。
本発明の実施例は、他の航空機又はサーバから共有された関連する飛行指示データにより、自体の飛行の制御を実現することができ、この航空機が大量の検出機器を携帯する必要がなく、体積、重量を低減させ、航続距離を増加させるとともに、航空機のコストを低減させるようにしている。
図7に示すように、本発明の実施例に係るサーバの構造を示す図である。本発明の実施例に係る前記サーバは、大量の航空機を管理可能であるサーバを含み、具体的には、前記サーバは、通信装置300とプロセッサ400を含む。
前記通信装置300は、様々な航空機が飛行過程における収集してアップロードした環境データを受信することに用いられ、前記環境データが環境の画像データ、位置データを含み、
前記プロセッサ400は、受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得ることに用いられる。
本発明の実施例において、環境データには大量の環境関連データ、例えば画像やビデオなどが含まれ、この様々な航空機によりアップロードされた環境データに基づき、サーバに関連する領域の3次元環境地図を生成させることができる。サーバは具体的に、位置領域に応じて元の環境データを記憶してもよく、各元の環境データに基づき融合して算出された3次元環境地図のみを記憶してもよい。
前記プロセッサ400は更に、前記通信装置300が飛行指示データのダウンロードを要求するためのダウンロード要求を受信したとき、このダウンロード要求に含まれる位置情報に基づき、対応する位置領域の飛行指示データを検出しており、検出された飛行指示データをプロコトルのデータフォーマットに従ってカプセル化し、カプセル化された飛行指示データを前記通信装置300によって前記ダウンロード要求を送信する航空機に返信することに用いられる。
サーバは、関連する環境データのみを飛行指示データとして回復してもよく、具体的には、融合された3次元環境地図又は他のデータがダウンロード要求を送信する航空機により実現してもよい。
本発明の実施例において、飛行指示データのダウンロードを要求する航空機に、関連する位置領域の3次元環境地図のみを提供して、例えば、ダウンロード要求における座標位置を中心とする半径100メートル内の球空間領域の3次元環境地図を提供することは、伝送する必要があるデータの量をより良好に低減させ、データを速やかに送り届けるようにする。
更に、前記プロセッサ400は、具体的に受信された環境データに含まれる位置データに基づき、対応する位置領域の3次元環境地図を更新しており、更新された3次元環境地図を、対応する位置領域の飛行指示データとすることに用いられる。
更に、前記プロセッサ400は、具体的に受信された環境データの受信時間を確認しており、生成された3次元環境地図におけるこの受信された環境データの位置データが対応する領域の地図内容について最終更新時間を確認しており、前記最終更新時間より後の受信時間が対応する環境データに基づき、前記生成された3次元環境地図における対応する位置領域の地図を更新し、更新された前記3次元環境地図を飛行指示データとすることに用いられる。
更に、前記プロセッサ400は、同一のデータ集合に内容が類似する環境データを記憶しており、予め設定された記憶管理ルールに基づき各データ集合に対して、環境データの削除管理を含む記憶管理を行うことに用いられる。前記記憶管理ルールが、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じである環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される。前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似である環境データにおいて、任意の2つの環境データの収集位置ポイントの間の距離値が予め設定された距離閾値より小さく、且つ任意の2つの環境データについて基準方向における収集方位角度に対する差が予め設定された角度閾値より小さい、または、前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似である環境データにおいて、任意の2つの画像データの画像類似度が予め設定された類似度閾値に達する。
更に、前記プロセッサ400は、具体的に予め設定された選択ルールに従って、環境データを含む各データ集合から最適の環境データを選択しており、選択された各最適の環境データに含まれる位置データに基づき、各最適の環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得ることに用いられる。前記選択ルールは、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じである環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される。
なお、前記プロセッサ400の具体的な実現については、上述の方法の項における関連するステップに対応する記載を参照してもよい。
本発明の実施例は、様々な航空機が収集した環境データを記憶且つ管理することができることによって、所定の航空機について、必要な場合、関連する環境データの支援を提供して、これらの環境データに基づき障害物の回避、安全経路の計画、着陸場所の探索などのような操作をより良好にさせる。
本発明による幾つかの実施例において、理解されるように、開示された関連装置と方法は、他の方式で実現されてもよい。例えば、上述のような装置実施例は、単なる例にすぎない。例えば、前記モジュールまたはユニットの区分は、単なる論理的な機能による区分であり、実際に実現するとき他の区分方式であってもよく、例えば、複数のユニットまたは組立体が組み合わされるかまたは別のシステムに一体化してもよく、或いは幾つかの特徴が省略されまたは実行されなくてもよい。一方、示されたまたは解説された相互間の結合又は直接的な結合又は通信接続は、幾つかのインターフェイス、装置又はユニットによる間接的な結合又は通信接続であってもよく、電気接続、機械接続または他の形態であってもよい。
前記分離部材として説明されたユニットは、物理的に分離されてもよく、分離されなくてもよく、ユニットとして示された部材は、物理的ユニットであってもよく、物理的ユニットでなくてもよく、同じ箇所に位置してもよく、複数のネットワークユニットに分散されてもよい。実際の必要に応じて、一部または全部のユニットを選択し、本実施例の目的を実現することができる。
なお、本発明の各実施例における各機能ユニットは、1つの処理ユニットに集積されていてもよく、各ユニットが単独に物理的に存在していてもよく、2つまたは2つ以上のユニットが1つのユニットに集積されていてもよい。上述の一体化されたユニットは、ハードウエアの形で実現されてもよく、ソフトウェア機能ユニットの形で実現されてもよい。
前記一体化されたユニットは、ソフトウェア機能ユニットの形で実現され、かつ独立した製品として販売または使用されるとき、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体内に記憶されてもよい。このような理解に基づき、本発明の技術案は、本質的に、或いは、従来技術に対して寄与する部分、或いは、この技術案の全て若しくは一部に対して、ソフトウェア製品の形式で表すことができ、このコンピュータソフトウェア製品は、1つの記録媒体に記録され、コンピュータプロセッサ(processor)に本発明の各実施例における前記方法の全て若しくは一部のステップを実行させる複数の指令が含まれてもよい。前記記憶媒体は、USBメモリ、リムーバブルハードディスク、読み取り専用メモリ(ROM、Read−Only Memory)、ランダムアクセスメモリ(RAM、Random Access Memory)、フロッピー(登録商標)ディスクまたは光ディスクなどの様々なプログラム・コードを記憶することができる媒体を含む。
以上の説明は本発明に係る実施形態にすぎず、本発明の特許保護範囲を限定するものではない。本発明の明細書及び添付図面によって作成されたすべての同等構造又は同等フロー変更を、直接又は間接的に他の関連する技術分野に実施することは、いずれも同じ理由により本発明の特許保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (29)

  1. 無人航空機の飛行制御方法であって、
    無人航空機の飛行過程に、前記無人航空機の現在位置における環境地図を含む飛行指示データを前記無人航空機が記憶しているか否かを判断するステップと、
    前記無人航空機が前記飛行指示データを記憶していない場合、サーバから現在位置における飛行指示データをダウンロードすることを要求すべく、前記無人航空機の現在位置の情報を含むダウンロード要求を送信するステップと、
    前記環境地図を含む飛行指示データを前記サーバから受信するステップと、
    受信された前記飛行指示データに含まれる前記環境地図に基づき、前記飛行過程において前記無人航空機の飛行を制御するための飛行制御指令を生成するステップと、
    を含む、方法。
  2. 前記現在位置での飛行指示データを受信するステップは、
    予め設定された周波数で他の無人機によりブロードキャストされた現在位置における環境の飛行指示データを受信するステップを含む、
    請求項1に記載の方法。
  3. 前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
    現在位置が、受信された前記飛行指示データが示す位置領域に位置しているか否かを判断するステップと、
    現在位置が、前記位置領域に位置しているとき、受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップと、
    を含む、
    請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
    受信された飛行指示データに基づき現在環境の環境地図を確認するステップと、
    確認された環境地図と無人航空機の現在位置に基づき飛行制御指令を生成するステップと、
    を含み、
    確認された環境地図が3次元環境地図を含む、
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
    前記飛行指示データに含まれるデータオブジェクトを確認するステップと、
    前記飛行指示データに障害物回避飛行を指示するための障害物データが含まれる場合、前記障害物データにおける障害物の位置情報、無人航空機の現在の座標位置及び高度に基づき、無人航空機と前記障害物のエッジとの距離値を算出し、算出された距離値に基づき障害物回避飛行指令を生成するステップと、
    前記飛行指示データに飛行経路データが含まれる場合、前記飛行経路データが指示する経路に沿って飛行するように、前記飛行経路データと無人航空機自体の座標位置に基づき飛行制御指令を生成するステップと、
    を含む、
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
    無人航空機の航続力の状態情報を検出するステップと、
    検出された航続力の状態情報が予め定められた飛行停止条件を満たす場合、前記受信された飛行指示データに含まれる航空機基地局データを抽出するステップと、
    無人航空機を、前記航空機基地局データが指示する航空機基地局に向かって飛行及び着陸するように制御するための飛行制御指令を生成するステップと、
    を含み、
    前記航空機基地局データが航空機基地局の位置データを含む、
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成するステップは、
    前記飛行指示データに飛行禁止区域指示情報が含まれる場合、現在位置に基づき前記飛行禁止区域指示情報が指示する飛行禁止区域の境界との最小距離を確認するステップと、
    確認された最小距離が予め設定された距離閾値より小さい又は現在位置が前記飛行禁止区域内に位置する場合、無人航空機を前記飛行禁止区域から飛び去るように制御するための飛行制御指令を生成するステップと、
    を含む、
    請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 検出モジュールを呼び出して飛行過程における環境データを収集するステップと、
    検出された環境データを目標アドレスの外部メモリへ送信する、又は予め設定された周波数で前記検出された環境データをブロードキャストするステップと、
    を更に含む、
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 飛行データ処理方法であって、
    様々な無人航空機が飛行過程において収集してアップロードした、環境の画像データおよび位置データを含む環境データを受信するステップと、
    受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の環境地図を含む飛行指示データを得るステップと、
    飛行過程の無人航空機から環境地図を含む飛行指示データのダウンロードを要求するためのダウンロード要求を受信した場合、前記ダウンロード要求に含まれる位置情報に基づき、対応する位置領域の環境地図を含む飛行指示データを検出するステップと、
    検出された前記飛行指示データを前記ダウンロード要求を送信した前記飛行過程の無人航空機に返信するステップと
    を含む、方法。
  10. 前記返信するステップは、検出された前記飛行指示データをプロコトルのデータフォーマットに従ってカプセル化し、カプセル化された前記飛行指示データを、前記ダウンロード要求を送信した無人航空機に返信するステップを含む、
    請求項9に記載の方法。
  11. 前記受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップは、
    受信された環境データに含まれる位置データに基づき、対応する位置領域の3次元環境地図を更新するステップと、
    更新された3次元環境地図を対応する位置領域の飛行指示データとするステップと、
    を含む、
    請求項9または10に記載の方法。
  12. 前記受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップは、
    受信された環境データの受信時間を確認するステップと、
    生成された3次元環境地図における前記受信された環境データの位置データが対応する領域の地図内容について最終更新時間を確認するステップと、
    前記最終更新時間より後の受信時間が対応する環境データに基づき、前記生成された3次元環境地図における対応する位置領域の地図を更新し、更新された前記3次元環境地図を飛行指示データとするステップと、
    を含む、
    請求項9〜11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記様々な無人航空機が飛行過程における収集してアップロードした環境データを受信するステップの後に、
    同一のデータ集合に内容が類似する環境データを記憶するステップと、
    予め設定された記憶管理ルールに基づき各データ集合に対して、環境データの削除管理を含む記憶管理を行うステップと、
    を更に含み、
    前記記憶管理ルールは、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じである環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される、
    請求項9〜12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記同一のデータ集合に含まれる内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの環境データの収集位置ポイントの間の距離値が予め設定された距離閾値より小さく、且つ任意の2つの環境データについて基準方向における収集方位角度に対する差が予め設定された角度閾値より小さい、
    請求項13に記載の方法。
  15. 前記同一のデータ集合に含まれている内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの画像データの画像類似度が予め設定された類似度閾値に達する、
    請求項14に記載の方法。
  16. 前記受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップは、
    予め設定された選択ルールに従って、環境データを含む各データ集合から最適の環境データを選択するステップと、
    選択された各最適の環境データに含まれる位置データに基づき、各最適の環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得るステップと、
    を含み、
    前記選択ルールが、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じ環境データに含まれる画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される、
    請求項13〜15のいずれか一項に記載の方法。
  17. 無人航空機であって、通信装置と飛行コントローラを含み、
    前記飛行コントローラは、前記通信装置が受信した現在環境での環境地図を含む飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成して、前記無人航空機の飛行を制御し、
    前記飛行コントローラは更に、飛行過程に、現在位置における環境地図を含む飛行指示データを記憶しているか否かを判断し、前記現在位置における環境地図を含む飛行指示データを記憶していない場合、前記通信装置によってサーバから前記飛行指示データをダウンロードすることを要求するためのダウンロード要求を送信し、前記ダウンロード要求には前記現在位置の情報が含まれている、無人航空機
  18. 前記飛行コントローラは更に、予め設定された周波数で前記通信装置を他の無人機がブロードキャストする現在位置における環境の飛行指示データを受信するように制御することに用いられる、
    請求項17に記載の無人航空機
  19. 前記飛行コントローラは、具体的に現在位置は、受信した前記飛行指示データが示す位置領域に位置するか否かを検出しており、現在位置は前記位置領域に位置する場合、受信された飛行指示データに基づき飛行制御指令を生成することに用いられる、
    請求項17または18に記載の無人航空機
  20. 前記飛行コントローラは、具体的に受信された飛行指示データに基づき現在環境の環境地図を確認しており、確認された環境地図と無人航空機の現在位置に基づき飛行制御指令を生成することに用いられており、確認された環境地図は3次元環境地図を含む、
    請求項17〜19のいずれか一項に記載の無人航空機
  21. 前記飛行コントローラは、具体的に前記飛行指示データに障害物回避飛行を指示するための障害物データが含まれる場合、前記障害物データにおける障害物の位置情報、無人航空機の現在の座標位置及び高度に基づき、無人航空機と前記障害物のエッジとの距離値を算出し、算出された距離値に基づき障害物回避飛行指令を生成しており、前記飛行指示データに飛行経路データが含まれる場合、前記飛行経路データが指示する経路に沿って飛行するように、前記飛行経路データと無人航空機自体の座標位置に基づき飛行制御指令を生成することに用いられる、
    請求項17〜20のいずれか一項に記載の無人航空機
  22. 前記飛行コントローラは、具体的に無人航空機の航続力の状態情報を検出しており、検出された航続力の状態情報が予め定められた飛行停止条件を満たす場合、前記受信された飛行指示データに含まれる航空機基地局データを抽出しており、無人航空機を、前記航空機基地局データが指示する航空機基地局に向かって飛行及び着陸するように制御するための飛行制御指令を生成することに用いられており、前記航空機基地局データは、航空機基地局の位置データを含む、
    請求項17〜21のいずれか一項に記載の無人航空機
  23. 前記飛行コントローラは、具体的に前記飛行指示データに飛行禁止区域指示情報が含まれる場合、現在位置に基づき前記飛行禁止区域指示情報が指示する飛行禁止区域の境界との最小距離を確認しており、確認された最小距離が予め設定された距離閾値より小さい又は現在位置が前記飛行禁止区域内に位置する場合、無人航空機を前記飛行禁止区域から飛び去るように制御するための飛行制御指令を生成することに用いられる、
    請求項17〜22のいずれか一項に記載の無人航空機
  24. 前記飛行コントローラは更に、飛行過程における環境データを収集しており、検出された環境データを目標アドレスの外部メモリへ送信する、又は予め設定された周波数で前記検出された環境データをブロードキャストすることに用いられる、
    請求項17〜23のいずれか一項に記載の無人航空機
  25. サーバであって、通信装置とプロセッサを含み、
    前記通信装置は、様々な無人航空機が飛行過程における収集してアップロードした環境データを受信し、前記環境データが環境の画像データおよび位置データを含み、
    前記プロセッサは、受信された環境データに含まれる位置データに基づき、前記環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の環境地図を含む飛行指示データを得て、
    前記プロセッサは更に、前記通信装置が、飛行過程の無人航空機から環境地図を含む飛行指示データのダウンロードを要求するためのダウンロード要求を受信した場合、前記ダウンロード要求に含まれる現在位置の情報に基づき、対応する位置領域の環境地図を含む飛行指示データを検出し、検出された前記飛行指示データを前記通信装置によって前記ダウンロード要求を送信した前記飛行過程の無人航空機に返信する、サーバ。
  26. 前記プロセッサは、具体的に受信された環境データに含まれる位置データに基づき、対応する位置領域の3次元環境地図を更新しており、更新された3次元環境地図を、対応する位置領域の飛行指示データとすることに用いられる、
    請求項25に記載のサーバ。
  27. 前記プロセッサは、具体的に受信された環境データの受信時間を確認しており、生成された3次元環境地図における前記受信された環境データの位置データが対応する領域の地図内容について最終更新時間を確認しており、前記最終更新時間より後の受信時間が対応する環境データに基づき、前記生成された3次元環境地図における対応する位置領域の地図を更新し、更新された前記3次元環境地図を飛行指示データとすることに用いられる、
    請求項25または26に記載のサーバ。
  28. 前記プロセッサは更に、同一のデータ集合に内容が類似する環境データを記憶しており、予め設定された記憶管理ルールに基づき各データ集合に対して、環境データの削除管理を含む記憶管理を行うことに用いられており、前記記憶管理ルールが、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じ環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定されており、前記同一のデータ集合に含まれている内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの環境データの収集位置ポイントの間の距離値が予め設定された距離閾値より小さく、且つ任意の2つの環境データについて基準方向における収集方位角度に対する差が予め設定された角度閾値より小さい、または、前記同一のデータ集合に含まれている内容が類似する環境データにおいて、任意の2つの画像データの画像類似度が予め設定された類似度閾値に達する、
    請求項25〜27のいずれか一項に記載のサーバ。
  29. 前記プロセッサは、具体的に予め設定された選択ルールに従って、環境データを含む各データ集合から最適の環境データを選択しており、選択された各最適の環境データに含まれる位置データに基づき、各最適の環境データを位置領域に応じて処理して、対応する位置領域の飛行指示データを得ることに用いられており、前記選択ルールは、環境データの受信時間、環境データにおける画像データの画像品質、及び内容が同じ環境データにおける画像内容の相違点の何れか1つ又は複数の組み合わせに基づき設定される、
    請求項28に記載のサーバ。
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