TWI686686B - 飛行器的控制方法和裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種飛行器的控制方法和裝置，屬於飛行器控制技術領域。方法包括：確定飛行器的v水平和v垂直；在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大於L的一或多個物體之資訊；根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器與物體之間的位置關係；若位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制飛行器，實現墜落情況發生後對飛行器的控制。

Description

飛行器的控制方法和裝置
本發明涉及飛行器控制技術領域，尤其涉及飛行器的控制方法和裝置。
無人機也稱為無人駕駛飛行器，是利用無線電遙控遙測設備和自備的程式控制裝置操縱的不載人飛機。無人機上無駕駛艙，但安裝有導航飛行控制系統、程式控制裝置以及動力和電源等設備。地面遙控遙測站人員通過資料鏈等設備，對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數位傳輸。與載人飛機相比，它具有體積小、造價低、使用方便、適應多種飛行環境要求的特點，因此被廣泛應用於航空遙感、氣象研究、農業飛播、病蟲害防治以及戰爭中。
以無人機為代表的飛行器在飛行過程中，會由於自身的機械故障、與其他物體碰撞等原因墜落，墜落可能砸到路人或車輛造成人員、財產的損失。因此，隨著以無人機為代表的飛行器被廣泛應用，飛行器的控制，尤其是墜落時的控制成為急需解決的問題。
現有技術中，通過控制飛行器墜落情況的發生，進而減少飛行器墜落造成的損失，但該方法無法在墜落情況發生後對飛行器進行控制。
為了解決墜落情況發生後對飛行器進行控制的問題，本發明實施例提出了一種飛行器等控制方法和裝置。
一方面，本發明實施例提供了一種飛行器的控制方法，所述方法包括：確定所述飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；在所述飛行器的墜落方向上，獲取與所述飛行器之間的距離不大於預設距離L的一或多個物體之資訊；根據所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器與所述物體之間的位置關係；若所述位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制所述飛行器。
可選地，所述確定飛行器的v水平和v垂直之前，還包括：確定飛行器墜落情況發生。
可選地，所述根據所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器與所述物體之間的位置關係，包括：確定所述飛行器在探測平面中的第一投影位置，並確定所述物體在所述探測平面中的掃描位置，所述探測平面與所述無人機的距離為L，且所述探測平面與所述無人機的運動方向垂直；根據所述第一投影位置、所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中的第二投影位置；將所述第二投影位置與所述掃描位置之間的位置關係確定為飛行L後所述飛行器與所述物體之間的位置關係。
可選地，所述飛行器上配備景深感測器，所述景深感測器的探測方向與所述飛行器的運動方向一致；所述在所述飛行器的運動方向上，獲取與所述飛行器之間的距離不大於預設距離L的物體之資訊，包括：獲取所述景深感測器以L為景深探測到的物體之資訊。
可選地，所述確定所述飛行器在探測平面中的第一投影位置，包括：獲取所述飛行器的三維尺寸；確定所述景深感測器與所述飛行器初始方向之間的角度；根據所述三維尺寸、所述角度將所述飛行器投影至探測平面中；將所述飛行器在所述探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。
可選地，所述根據所述第一投影位置、所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中的第二投影位置，包括：根據所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中縱向移動的距離s；將所述第一投影位置縱向移動所述s距離後的位置確定為第二投影位置。
可選地，所述根據所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中縱向移動的距離s，包括：根據如下公式預測s：
Figure 106110044-A0305-02-0005-1
其中，g為重力加速度，a為預設的縮小比例常數。
可選地，所述預設的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體所述飛行器。
另一方面，本發明實施例提供了一種飛行器的控制裝置，所述裝置包括：第一確定模組，用於確定飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；獲取模組，用於在所述飛行器的墜落方向上，獲取與所述飛行器之間的距離不大於預設距離L的一或多個物體之資訊；預測模組，用於根據所述第一確定模組確定的v水平、所述第一確定模組確定的v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器與所述獲取模組獲取的物體之間的位置 關係；控制模組，用於當所述預測模組預測位置關係滿足預設關係時，採取預設的控制措施控制所述飛行器。
可選地，所述裝置，還包括：第二確定模組，用於確定飛行器墜落情況發生。
可選地，所述預測模組，包括：第一確定單元，用於確定所述飛行器在探測平面中的第一投影位置，所述探測平面與所述無人機的距離為L，且所述探測平面與所述無人機的運動方向垂直；第二確定單元，用於確定所述物體在所述探測平面中的掃描位置；預測單元，用於根據所述第一確定單元確定的第一投影位置、所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中的第二投影位置；第三確定單元，用於將所述預測單元預測的第二投影位置與所述第二確定單元確定的掃描位置之間的位置關係確定為飛行L後所述飛行器與所述物體之間的位置關係。
可選地，所述飛行器上配備景深感測器，所述景深感測器的探測方向與所述飛行器的運動方向一致；所述獲取模組，用於獲取所述景深感測器以L為景深探測到的物體之資訊。
可選地，第一確定單元，包括：獲取子單元，用於獲取所述飛行器的三維尺寸；第一確定子單元，用於確定所述景深感測器與所述飛行器初始方向之間的角度；投影子單元，用於根據所述獲取子單元獲取的三維尺寸、所述第一確定子單元確定的角度將所述飛行器投影至探測平面中；第二確定子單元，用於將所述投影子單元將飛行器在所述探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。
可選地，所述預測單元，包括：預測子單元，用於根據所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中縱 向移動的距離s；確定子單元，用於將所述第一投影位置縱向移動所述預測子單元得到的s距離後的位置確定為第二投影位置。
可選地，所述預測子單元，用於根據如下公式預測s：
Figure 106110044-A0305-02-0007-2
其中，g為重力加速度，a為預設的縮小比例常數。
可選地，所述預設的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體所述飛行器。
又一方面，本發明實施例提供了一種存儲有電腦程式的電腦可讀存儲介質，當電腦載入所述程式並執行後，可完成如上所述的飛行器的控制方法。
再一方面，本發明實施例提供了一種電腦程式產品，當電腦載入所述電腦程式並執行後，可完成如上所述的飛行器的控制方法。
有益效果如下：確定飛行器的v水平和v垂直；在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大於L的物體之資訊；根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器與物體之間的位置關係；若位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制飛行器，實現墜落情況發生後對飛行器的控制。
v水平:水平速度
v垂直:垂直速度
L:預設距離
s:縱向移動的距離
101、102、103、104、301、302、303、304、305、1201、1202、1203、1204、1205:步驟
1501:第一確定模組
1502:獲取模組
1503:預測模組
1504:控制模組
1505:第二確定模組
15031:第一確定單元
15032:第二確定單元
15033:預測單元
15034:第三確定單元
150311:獲取子單元
150312:第一確定子單元
150313:投影子單元
150314:第二確定子單元
150331:預測子單元
150332:確定子單元
圖1示出了本發明一種實施例中提供的一種飛行器的控制方法流程圖；圖2示出了本發明另一種實施例中提供的一種無人機的示意圖； 圖3示出了本發明另一種實施例中提供的另一種飛行器的控制方法流程圖；圖4示出了本發明另一種實施例中提供的一種無人機的速度示意圖；圖5示出了本發明另一種實施例中提供的一種障礙資訊圖；圖6示出了本發明另一種實施例中提供的一種三維障礙資訊圖；圖7示出了本發明另一種實施例中提供的無人機俯視圖；圖8示出了本發明另一種實施例中提供的一種無人機在三維障礙資訊圖中投影的示意圖；圖9示出了本發明另一種實施例中提供的一種無人機在三維障礙資訊圖中投影的位置示意圖；圖10示出了本發明另一種實施例中提供的一種無人機在三維障礙資訊圖中投影的位移示意圖；圖11示出了本發明另一種實施例中提供的另一種無人機在三維障礙資訊圖中投影的示意圖；圖12示出了本發明另一種實施例中提供的另一種飛行器的控制方法流程圖；圖13示出了本發明另一種實施例中提供的另一種障礙資訊圖；圖14示出了本發明另一種實施例中提供的另一種三維障礙資訊圖；圖15示出了本發明另一種實施例中提供的一種飛行器的控制裝置的結構示意圖；圖16示出了本發明另一種實施例中提供的另一種飛行器的控制裝置的結構示意圖；圖17示出了本發明另一種實施例中提供的一種預測模組的結構示意圖； 圖18示出了本發明另一種實施例中提供的一種第一確定單元的結構示意圖；以及圖19示出了本發明另一種實施例中提供的一種預測單元的結構示意圖。
目前飛行器在墜落時由於無法控制，難以避免與前方物體相撞，也無法避免因砸到路人或車輛而造成的人員、財產的損失。為了減少飛行器墜落時造成的損失，本申請提出了一種飛行器的控制方法，該方法應用於一種飛行器的控制裝置，該飛行器的控制裝置如圖15至圖19任一圖所示的實施例所述的飛行器的控制裝置。該飛行器的控制裝置位於飛行器上，同時，飛行器上可以配備景深感測器，該景深感測器的探測方向可以與所述飛行器的運動方向一致，當飛行器墜落時，該飛行器的控制裝置可以確定飛行器的v水平和v垂直；在飛行器的墜落方向上，通過景深感測器獲取與飛行器之間的距離不大於預設距離L的一或多個物體之資訊；根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器與物體之間的位置關係；若位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制飛行器，實現墜落情況發生後對飛行器的控制。
結合上述實施環境，本實施例提供了一種飛行器的控制方法，參見圖1，本實施例提供的方法流程具體如下：101：確定飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；可選地，確定飛行器的v水平和v垂直之前，還包括：確定飛行器墜落情況發生。
102：在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大於預設距離L的物體之資訊；可選地，飛行器上配備景深感測器， 景深感測器的探測方向與飛行器的運動方向一致；在飛行器的運動方向上，獲取與飛行器之間的距離不大於預設距離L的物體之資訊，包括：獲取景深感測器以L為景深探測到的物體之資訊。
103：根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器與物體之間的位置關係；可選地，根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器與物體之間的位置關係，包括：確定飛行器在探測平面中的第一投影位置，並確定物體在探測平面中的掃描位置，探測平面與無人機的距離為L，且探測平面與無人機的運動方向垂直；根據第一投影位置、v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器在探測平面中的第二投影位置；將第二投影位置與掃描位置之間的位置關係確定為飛行L後飛行器與物體之間的位置關係。
可選地，確定飛行器在探測平面中的第一投影位置，包括：獲取飛行器的三維尺寸；確定景深感測器與飛行器初始方向之間的角度；根據三維尺寸、角度將飛行器投影至探測平面中；將飛行器在探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。
可選地，根據第一投影位置、v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器在探測平面中的第二投影位置，包括：根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器在探測平面中縱向移動的距離s；將第一投影位置縱向移動s距離後的位置確定為第二投影位置。
可選地，根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器在探測平面中縱向移動的距離s，包括：根據如下公式預測s：
Figure 106110044-A0305-02-0010-3
其中，g為重力加速度，a為預設的縮小比例常數。
104：若位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制飛行器。
可選地，預設的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體飛行器。
有益效果：確定飛行器的v水平和v垂直；在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大於L的物體之資訊；根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器與物體之間的位置關係；若位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制飛行器，實現墜落情況發生後對飛行器的控制。
結合上述實施環境，本實施例提供了一種飛行器的控制方法，由於飛行器包括的種類較多，為了便於說明，本實施例僅以無人機，且與無人機之間的距離不大於L的物體為一個物體A為例進行說明。其中，無人機如圖2所示，該無人機上配備一個可360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器，該360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器的探測方向始終與該無人機的運動方向保持一致。
參見圖3，本實施例提供的方法流程具體如下：301：確定無人機墜落；無人機在飛行過程中會對自身狀態，設備的運行情況等進行監測，並基於監測結果判斷無人機是否墜落，當判斷無人機墜落時，則確定無人機墜落。其中，墜落原因可以有很多，例如圖2所示的無人機機械故障，或者飛行中受到碰撞，或者其他原因。無人機墜落方式也有很多，例如：自由落體方式的墜落，或者部分螺旋槳失速導致的墜落，或者其他方式的墜落。
另外，在實際應用中，不同無人機墜落時的加速可能不同，本實施例對無人機墜落的具體加速度不進行限定。302：確定無人機的 v水平和v垂直；由於無人機均配備GPS(Global Positioning System，全球定位系統)、高度感測器等設備及系統，本步驟中無人機的v水平可由GPS得到，垂直速度v垂直可由高度感測器得到。需要說明的是，本實施例及後續實施例中如未特殊說明，提及的速度(v、v水平、v垂直等)均為向量，既包括大小，也包括方向。
另外，為了後續步驟中對無人機自身位置的確定，在得到v水平和v垂直後，還可以根據v水平和v垂直計算出無人機的飛行速度v，以確定無人機在三維空間中的速度。例如，若v水平的方向為東偏北α度，飛行速度v即無人機當前的實際速度，v的方向為水平面向下旋轉β度，如圖4所示。
其中，
Figure 106110044-A0305-02-0012-4
，β=arctan(v 垂直/v 水平)
當然，由於無人機可以即時測算出當前的飛行速度，因此，v也可以直接從無人機的相關測算設備中獲取。
303：在無人機的墜落方向上，獲取與無人機之間的距離不大於L的物體之資訊；由於圖2所示的無人機上配備的360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器的探測方向始終與該無人機的運動方向保持一致，因此本步驟可以通過獲取360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器的探測以L為景深探測到的物體實現。
例如：360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器進行即時的L內的景深掃描，此處假設L為最遠掃描距離，得到一個如圖5所示的障礙資訊圖。360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器還可以對其可見區域進行距離測量，沒檢測到物體的圖元點d為∞，掃描到物體A的圖元點則記錄此點的距離資訊d(0-L)，將每個點的距離資訊描繪出來即可得到一個如圖6所示的三維障礙資訊圖。
另外，360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器的探測方向始終與該無人機的運動方向保持一致的具體實現方式可以為：360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器根據自身的地磁感測器即可調整自身在水平方向對準實例中的東偏北α度，之後向地心垂直方向轉動β角度這個方向，此時，即使無人機在墜落過程中是轉動或翻滾的，360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器依然可根據α，β這兩個絕對角度值保持自身始終面向速度的絕對方向不變。
當然，本實施例僅以360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器的探測為例進行說明，在實際應用中，無人機上還可以配備其他形式的景深感測器，只要該感測器可以以L為景深探測物體，並且可以360度自由旋轉，以保證該感測器的探測方向始終與該無人機的運動方向一致即可。
304：根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後無人機與物體之間的位置關係；具體實施時，包括但不限於通過如下四個步驟實現：步驟1：確定無人機在探測平面中的第一投影位置；其中，探測平面與無人機的距離為L，且探測平面與無人機的運動方向垂直。
步驟1在具體實施時，可以通過如下3個子步驟實現：子步驟1.1：獲取無人機的三維尺寸；無人機在製造時即有精確的三維尺寸，且該三維尺寸會作為其三維模型資訊存儲在無人機相關程式中，本步驟可以直接從相關程式中獲取三維尺寸。
子步驟1.2：確定景深感測器與無人機初始方向之間的角度；圖2中的360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器通過雙軸或多軸與無人機主機連接，任意時刻360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器均可知 道其當前的各個軸角度。將360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器當前的各個軸角度確定為景深感測器與無人機初始方向之間的角度。
子步驟1.3：根據三維尺寸、角度將無人機投影至探測平面中；360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器可以以X軸和Y軸做旋轉，取圖2中面向正前方為正方向。以俯視圖看Y軸，如圖7所示，Y軸此時垂直設備向上。
若當前360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器延Y軸順時針轉動角度y，則可知，無人機在下落時刻，應取y+180∘作為延Y軸旋轉的投影分量。而延X軸的轉動同理，延X軸轉動角度x時，應取x+180∘作為延X軸旋轉的投影分量。
將(x+180∘，y+180∘)作為無人機的3D模型投影角度即可得到其在景深感測器中的形狀，而無人機尺寸是步驟1中已知，360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器的感光器件尺寸、鏡頭焦距也是已知，則無人機自身知道在L處此投影在探測圖像中的實際大小，如圖8所示。
子步驟1.4：將無人機在探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。
步驟2：確定物體A在探測平面中的掃描位置；由於步驟303中的三維障礙資訊圖與無人機的距離為L，且探測平面與無人機的運動方向垂直，因此，步驟303中的三維障礙資訊圖為探測平面中的一個部分，步驟2中可以直接獲取步驟303中的三維障礙資訊圖，將該圖作為物體A投影至探測平面中的投影結果，並將物體A在該圖中的投影位置確定為掃描位置。
對於步驟1和步驟2的實現順序，本實施例以先執行步驟1再執行步驟2的情況進行說明，實際應用時，還可以先執行步驟2再執行 步驟1，或者同時執行步驟1和步驟2，本實施例不對步驟1和步驟2的具體實現順序進行限定。
步驟3：根據第一投影位置、v水平、v垂直、L，預測飛行L後無人機在探測平面中的第二投影位置；步驟3可以通過如下兩個子步驟實現。
子步驟3.1：根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後無人機在探測平面中縱向移動的距離s，且s可以通過如下公式預測：
Figure 106110044-A0305-02-0015-5
其中，g為重力加速度，a為預設的縮小比例常數，且s預測公式可由如下方式推到出：在步驟302中，已知無人機的v，v水平和v垂直，v的方向為水平面向下旋轉β度。步驟304的子步驟1.3中，也已知360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器與無人機機身的X，Y軸角速度，假設分別為ωX和ωY。
若不考慮風速造成的影響，則在自由落體中，v水平理論不會變，而v垂直會在重力加速度作用下逐步加大。非自由落體中，則v水平和v垂直都會變化，但無人機依然可得到任意時刻的v水平和v垂直，並根據下落軌跡進行運動預判。
下面，本實施例以自由落體為例進行進一步分析，在探測距離為L的情況下，可知無人機飛行至L遠處的探測平面的時間近似為L/v，參見圖9。
假設L/v時間後，v垂直變為v垂直’，則v ’ 垂直=v 垂直+g×L/v；此時的β’=arctan(v ’ 垂直/v 水平)
假設L/v時間後，無人機投影像在L/v時間前的探測圖像中縱向移動距離為b(因為無人機自由落體墜落過程中水平速度和方向不會變，因此在探測圖像中不會有橫向移動)，如圖10所示。
可知b=L×tan(β’-β)，代入可得：
Figure 106110044-A0305-02-0016-6
b為實際縱向移動距離，而在360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器的實際面積上，移動距離和實際距離成等比縮小，縮小比例在360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器和鏡頭組製造完成後即為已知參數，假設L距離外縮小比例為常數a，則在360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器上的縱向移動距離為
Figure 106110044-A0305-02-0016-7
。
子步驟3.2：將第一投影位置縱向移動s距離後的位置確定為第二投影位置。在得到s後，又知360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器與機身的X，Y軸角速度分別為ωX和ωY，自由落體運動中此角速度不會變，則L/v時間後，無人機繞X，Y軸轉動角度分別為ωX×L/v和ωY×L/v，假設L/v時間後無人機從第一投影位置縱向移動s距離後的位置在L/v時間前的檢測圖像中位置如圖11所示，則該位置確定為第二投影位置。
步驟4：將第二投影位置與掃描位置之間的位置關係確定為飛行L後無人機與物體A之間的位置關係。若第二投影位置與掃描位置存在重疊部分，則確定飛行L後無人機與物體A會發生碰撞；若第二投影位置與掃描位置不存在任何重疊，且第二投影位置與掃描位置之間在掃描圖像上的距離為c，則確定飛行L後無人機與物體A之間的位置不會發生碰撞，且無人機與物體A之間的實際距離為c×a。
305：若位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制無人機。其中，預設的控制措施包括但不限於：彈出氣囊，或者，解體無人機。
如果預設關係為無人機與物體A之間的位置存在重疊部分，則僅當步驟304中確定飛行L後無人機與物體A之間的位置存在重疊部分後，才採取預設的控制措施控制無人機。
如果預設關係為無人機與物體A之間的實際距離不大於e，則不僅當步驟304中確定飛行L後無人機與物體A之間的位置存在重疊部分後，採取預設的控制措施控制無人機，還當步驟304中確定飛行L後無人機與物體A之間的位置不存在任何重疊，無人機與物體A之間的實際距離為c×a，且c×a不大於e後，採取預設的控制措施控制無人機。
可見，通過對當前的運動狀態進行預判，可知在L距離後，無人機與物體A是否會發生碰撞。例如：如果在預判中發現L距離後將與物體(行人，地面，建築物等等)發生碰撞，則無人機應啟動緊急保護裝置，如彈出安全氣囊或解體等等，既能保護無人機自身免受損傷，也能保護行人或財產不被砸傷砸壞。
本實施例提供的無人機墜落的防撞方法，通過一個在無人機上可360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器，即時的指向當前速度方向，通過對L處超高頻掃描鐳射測距或者基於pattern的全副景深分析等技術，並結合自身輪廓在該時刻該角度的投影影像，根據對當前速度在投影平面的雙方向分量以及旋轉速度，預測是否會發生碰撞。如果將要發生碰撞，則啟動應急機制(比如彈出氣囊，自身結構分解等等)，以最大限度避免對無人機自身以及地面的人或財務造成的損傷。在無人機應 用越來越廣泛的今天，本實施例提供的方法將極大的提升設備和地面物體及行人的安全性。
此外，本實施例僅以圖2所示的無人機上配備一個可360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器為例進行解釋說明，實際應用中，根據若該可360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器可能存在視線遮擋問題，或者其他問題，可以酌情配備2個，或者多個可360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器，具體數量本實施例不進行限制。當無人機上配備多個可360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器時，可將各可360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器得到的資料綜合成一份資料，作為可360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器得到的最終資料進行後續處理即可。
本實施例提供的無人機墜落的防撞方法在無人機開始墜落時開始執行，並且持續重複執行，即即時通過本實施例提供的無人機墜落的防撞方法獲取其水平速度和垂直速度，其運動方向上距離不大於L的物體，確定其能與物體碰撞時，採取預設的防撞措施，以防止其在整個墜落過程中與物體碰撞。
有益效果：確定無人機的v水平和v垂直；在無人機的墜落方向上，獲取與無人機之間的距離不大於L的物體之資訊；根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後無人機與物體之間的位置關係；若位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制無人機，實現墜落情況發生後對無人機的控制。
上述實施例以與無人機之間的距離不大於L的物體為一個物體A進行說明。下面結合上述實施環境，針對無人機之間的距離不大於L的物體為多個物體的場景，對本申請提供的一種飛行器的控制方法進行說明。
在本實施例中，仍以圖2所示的無人機，且該無人機上配備一個可360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器，該360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器的探測方向始終與該無人機的運動方向保持一致為例。
參見圖12，本實施例提供的方法流程具體如下：1201：確定無人機墜落；此步驟的實現方式與步驟301相同，詳情請參見步驟301，此處不再贅述。1202：確定無人機的v水平和v垂直；此步驟的實現方式與步驟302相同，詳情請參見步驟302，此處不再贅述。
1203：在無人機的墜落方向上，獲取與無人機之間的距離不大於L的所有物體之資訊；由於無人機的墜落方向上，與無人機之間的距離不大於L的物體為多個，因此，此步驟獲取所有與無人機之間的距離不大於L的物體之資訊。針對每一個物體，其實現方式與步驟303相同，詳情請參見步驟303，此處不再具體描述。例如：360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器進行即時的L內的景深掃描，得到一個如圖13所示的障礙資訊圖。若360度自由旋轉的紅外鐳射景深感測器還可以對其可見區域進行距離測量，可得到一個如圖14所示的三維障礙資訊圖。
1204：根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後無人機與每個物體之間的位置關係；針對每一個物體，根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後無人機與其之間的位置關係的實現方式與步驟304相同，詳情請參見步驟304，此處不再具體描述。
1205：若存在與無人機之間位置關係滿足預設關係的物體，則採取預設的控制措施控制無人機。分別確定飛行L後無人機與每個物體之間的位置關係是否滿足預設關係，如果存在一個物體，其與無人機之間位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制無人機。 針對飛行L後無人機與每個物體之間的位置關係是否滿足預設關係的確定方式與步驟305相同，詳情請參見步驟305，此處不再具體描述。
有益效果：確定無人機的v水平和v垂直；在無人機的墜落方向上，獲取與無人機之間的距離不大於L的所有物體之資訊；根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後無人機與物體之間的位置關係；若存在與無人機之間位置關係滿足預設關係的物體，則採取預設的控制措施控制無人機，實現墜落情況發生後對無人機的控制。
基於同一發明構思，參見圖15所示的實施例，本實施例提供了一種飛行器的控制裝置，由於飛行器的控制裝置解決問題的原理與一種飛行器的控制方法相似，因此飛行器的控制裝置的實施可以參見方法的實施，重複之處不再贅述。
參見圖15，該飛行器的控制裝置，包括：第一確定模組1501，用於確定飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；獲取模組1502，用於在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大於預設距離L的物體之資訊；預測模組1503，用於根據第一確定模組1501確定的v水平、第一確定模組確定1501的v垂直、L，預測飛行L後飛行器與獲取模組1502獲取的物體之間的位置關係；控制模組1504，用於當預測模組1503預測位置關係滿足預設關係時，採取預設的控制措施控制飛行器。
參見圖16，該裝置，還包括：第二確定模組1505，用於確定飛行器墜落情況發生。
參見圖17，預測模組1503，包括：第一確定單元15031，用於確定飛行器在探測平面中的第一投影位置，探測平面與無人機的距離為L，且探測平面與無人機的運動方向垂直；第二確定單元15032，用於確定物體在探測平面中的掃描位置；預測單元15033，用於根據第一 確定單元15031確定的第一投影位置、v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器在探測平面中的第二投影位置；第三確定單元15034，用於將預測單元15033預測的第二投影位置與第二確定單元15032確定的掃描位置之間的位置關係確定為飛行L後飛行器與物體之間的位置關係。
其中，飛行器上配備景深感測器，景深感測器的探測方向與飛行器的運動方向一致；獲取模組1502，用於獲取景深感測器以L為景深探測到的物體之資訊。
參見圖18，第一確定單元15031，包括：獲取子單元150311，用於獲取飛行器的三維尺寸；第一確定子單元150312，用於確定景深感測器與飛行器初始方向之間的角度；投影子單元150313，用於根據獲取子單元150311獲取的三維尺寸、第一確定子單元150312確定的角度將飛行器投影至探測平面中；第二確定子單元150314，用於將投影子單元150313將飛行器在探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。
參見圖19，預測單元15033，包括：預測子單元150331，用於根據v水平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器在探測平面中縱向移動的距離s；確定子單元150332，用於將第一投影位置縱向移動預測子單元150331得到的s距離後的位置確定為第二投影位置。其中，預測子單元150331，用於根據如下公式預測s：
Figure 106110044-A0305-02-0021-8
其中，g為重力加速度，a為預設的縮小比例常數。
其中，預設的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體飛行器。
有益效果如下：確定飛行器的v水平和v垂直；在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大於L的所有物體之資訊；根據v水 平、v垂直、L，預測飛行L後飛行器與物體之間的位置關係；若存在與飛行器之間位置關係滿足預設關係的物體，則採取預設的控制措施控制飛行器，實現墜落情況發生後對飛行器的控制。
上述實施例中，均可以採用現有的功能元器件模組來實施。例如，處理模組可以採用現有的資料處理元器件，至少，現有定位技術中採用的定位伺服器上便具備實現該功能元器件；至於接收模組，則是任意一個具備信號傳輸功能的設備都具備的元器件；同時，處理模組進行的A、n參數計算、強度調整等採用的都是現有的技術手段，本領域技術人員經過相應的設計開發即可實現。
為了描述的方便，以上所述裝置的各部分以功能分為各種模組或單元分別描述。當然，在實施本發明時可以把各模組或單元的功能在同一個或多個軟體或硬體中實現。
本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有電腦可用程式碼的電腦可用存儲介質(包括但不限於磁碟記憶體、CD-ROM、光學記憶體等)上實施的電腦程式產品的形式。
本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用電腦、專用電腦、嵌入式處理機或其他可程式設計資料處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過電腦或其他可程式設計資料處理設備的 處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些電腦程式指令也可存儲在能引導電腦或其他可程式設計資料處理設備以特定方式工作的電腦可讀記憶體中，使得存儲在該電腦可讀記憶體中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些電腦程式指令也可裝載到電腦或其他可程式設計資料處理設備上，使得在電腦或其他可程式設計設備上執行一系列操作步驟以產生電腦實現的處理，從而在電腦或其他可程式設計設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
101、102、103、104:步驟

Claims (14)

  1. 一種飛行器的控制方法，所述方法包括：確定飛行器墜落情況發生；確定所述飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；在所述飛行器的墜落方向上，獲取與所述飛行器之間的距離不大於預設距離L的一或多個物體之資訊；根據所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器與所述物體之間的位置關係，包括：確定所述飛行器在探測平面中的第一投影位置，並確定所述物體在所述探測平面中的掃描位置，所述探測平面與所述無人機的距離為L，且所述探測平面與所述無人機的運動方向垂直；根據所述第一投影位置、所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中的第二投影位置；以及將所述第二投影位置與所述掃描位置之間的位置關係確定為飛行L後所述飛行器與所述物體之間的位置關係；以及若所述位置關係滿足預設關係，則採取預設的控制措施控制所述飛行器。
  2. 如請求項1所述的飛行器的控制方法，其中，所述飛行器上配備景深感測器，所述景深感測器的探測方向與所述飛行器的運動方向一致；所述在所述飛行器的運動方向上，獲取與所述飛行器之間的距離不大於預設距離L的所述一或多個物體之資訊，包括：獲取所述景深感測器以L為景深探測到的所述物體之資訊。
  3. 如請求項2所述的飛行器的控制方法，其中，所述確定所述飛行器在探測平面中的第一投影位置，包括：獲取所述飛行器的三維尺寸；確定所述景深感測器與所述飛行器初始方向之間的角度；根據所述三維尺寸、所述角度將所述飛行器投影至探測平面中；將所述飛行器在所述探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。
  4. 如請求項2所述的飛行器的控制方法，其中，所述根據所述第一投影位置、所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中的第二投影位置，包括：根據所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中縱向移動的距離s；將所述第一投影位置縱向移動所述s距離後的位置確定為第二投影位置。
  5. 如請求項4所述的飛行器的控制方法，其中，所述根據所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中縱向移動的距離s，包括：根據如下公式預測s：
    Figure 106110044-A0305-02-0026-9
     其中，g為重力加速度，a為預設的縮小比例常數。
  6. 如請求項1所述的飛行器的控制方法，其中，所述預設的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體所述飛行器。
  7. 一種飛行器的控制裝置，所述裝置包括： 第一確定模組，用於確定飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；第二確定模組，用於確定飛行器墜落情況發生；獲取模組，用於在所述飛行器的墜落方向上，獲取與所述飛行器之間的距離不大於預設距離L的一或多個物體之資訊；預測模組，用於根據所述第一確定模組確定的v水平、所述第一確定模組確定的v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器與所述獲取模組獲取的物體之間的位置關係，其中所述預測模組包括：第一確定單元，用於確定所述飛行器在探測平面中的第一投影位置，所述探測平面與所述無人機的距離為L，且所述探測平面與所述無人機的運動方向垂直；第二確定單元，用於確定所述物體在所述探測平面中的掃描位置；預測單元，用於根據所述第一確定單元確定的第一投影位置、所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中的第二投影位置；以及第三確定單元，用於將所述預測單元預測的第二投影位置與所述第二確定單元確定的掃描位置之間的位置關係確定為飛行L後所述飛行器與所述物體之間的位置關係；以及控制模組，用於當所述預測模組預測位置關係滿足預設關係時，採取預設的控制措施控制所述飛行器。
  8. 如請求項7所述的飛行器的控制裝置，其中，所述飛行器上配備景深感測器，所述景深感測器的探測方向與所述飛行器的運動方向一致；所述獲取模組，用於獲取所述景深感測器以L為景深探測到的所述物體之資訊。
  9. 如請求項8所述的飛行器的控制裝置，其中，第一確定單元，包括：獲取子單元，用於獲取所述飛行器的三維尺寸；第一確定子單元，用於確定所述景深感測器與所述飛行器初始方向之間的角度；投影子單元，用於根據所述獲取子單元獲取的三維尺寸、所述第一確定子單元確定的角度將所述飛行器投影至探測平面中；第二確定子單元，用於將所述投影子單元將飛行器在所述探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。
  10. 如請求項8所述的飛行器的控制裝置，其中，所述預測單元，包括：預測子單元，用於根據所述v水平、所述v垂直、所述L，預測飛行L後所述飛行器在所述探測平面中縱向移動的距離s；確定子單元，用於將所述第一投影位置縱向移動所述預測子單元得到的s距離後的位置確定為第二投影位置。
  11. 如請求項10所述的飛行器的控制裝置，其中，所述預測子單元，用於根據如下公式預測s：
    Figure 106110044-A0305-02-0028-10
     其中，g為重力加速度，a為預設的縮小比例常數。
  12. 如請求項7所述的飛行器的控制裝置，其中，所述預設的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體所述飛行器。
  13. 一種存儲有電腦程式的電腦可讀存儲介質，當電腦載入所述程式並執行後，可完成如請求項1-6任意一項所述的飛行器的控制方法。
  14. 一種電腦程式產品，當電腦載入所述電腦程式並執行後，可完成如請求項1-6任意一項所述的飛行器的控制方法。
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