本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種無人機(jī)飛行控制方法、裝置及無人機(jī)。
背景技術(shù):
無人機(jī)被稱為空中機(jī)器人,已經(jīng)能越來越多地自動(dòng)感應(yīng)周邊環(huán)境,一鍵完成某些復(fù)雜的功能,以減輕操作者的操作復(fù)雜度。相關(guān)技術(shù)中,無人機(jī)大多具備一鍵返航的功能,當(dāng)用戶下發(fā)返航指令后,無人機(jī)能立即停止當(dāng)前任務(wù),把某個(gè)位置,如起飛點(diǎn)或者操作者人為指定的位置,設(shè)為新的目的地,并在飛行控制系統(tǒng)的引導(dǎo)下自動(dòng)飛向目的地,在到達(dá)目的地后自行降落,實(shí)現(xiàn)一鍵返航的功能。
上述相關(guān)技術(shù)存在以下缺陷:
1、無人機(jī)返航的目的地位置是固定的,在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)景中,如汽車、輪船等移動(dòng)中的物體作為返航目的地的情況,目的地是在不斷移動(dòng)變化的,人們更多地希望無人機(jī)能自動(dòng)跟蹤返航目的地的位置和高度變化,而不是讓目的地靜止地等待無人機(jī)返回;
2、傳統(tǒng)的無人機(jī)自動(dòng)返航僅僅依靠GPS定位系統(tǒng)來確定無人機(jī)的目的地點(diǎn)坐標(biāo)并引導(dǎo)飛機(jī)降落于目的地點(diǎn)坐標(biāo)上,而GPS本身達(dá)數(shù)米級(jí)的定位精度,并不適用于一些對(duì)于降落位置和空間精度有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場(chǎng)景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種無人機(jī)飛行控制方法、裝置及無人機(jī),以解決相關(guān)技術(shù)中,無人機(jī)無法自動(dòng)跟蹤返航目的地的位置和高度變化,以及無人機(jī)自動(dòng)返航的定位精度不高的技術(shù)問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下:
第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無人機(jī)飛行控制方法,所述無人機(jī)飛行控制方法包括:響應(yīng)返航指令,實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、高度信息;依據(jù)所述無人機(jī)的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、高度信息,控制所述無人機(jī)飛行至所述返航目標(biāo)區(qū)域的上方;獲取所述返航目標(biāo)區(qū)域的圖像;依據(jù)所述返航目標(biāo)區(qū)域的圖像控制所述無人機(jī)降落至所述返航目標(biāo)區(qū)域。
第二方面,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種無人機(jī)飛行控制裝置,所述無人機(jī)飛行控制裝置包括:獲取模塊,用于響應(yīng)返航指令,實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、高度信息;執(zhí)行模塊,用于依據(jù)無人機(jī)的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、高度信息,控制所述無人機(jī)飛行至所述返航目標(biāo)區(qū)域的上方;所述獲取模塊還用于獲取所述返航目標(biāo)區(qū)域的圖像;所述執(zhí)行模塊還用于依據(jù)所述返航目標(biāo)區(qū)域的圖像控制所述無人機(jī)降落至所述返航目標(biāo)區(qū)域。
第三方面,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種無人機(jī),所述無人機(jī)包括:存儲(chǔ)器;處理器;以及無人機(jī)飛行控制裝置,所述無人機(jī)飛行控制裝置安裝于所述存儲(chǔ)器中并包括一個(gè)或多個(gè)由所述處理器執(zhí)行的軟件功能模塊,所述無人機(jī)飛行控制裝置包括:獲取模塊,用于響應(yīng)返航指令,實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、高度信息;執(zhí)行模塊,用于依據(jù)無人機(jī)的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、高度信息,控制所述無人機(jī)飛行至所述返航目標(biāo)區(qū)域的上方;所述獲取模塊還用于獲取所述返航目標(biāo)區(qū)域的圖像;所述執(zhí)行模塊還用于依據(jù)所述返航目標(biāo)區(qū)域的圖像控制所述無人機(jī)降落至所述返航目標(biāo)區(qū)域。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無人機(jī)飛行控制方法、裝置及無人機(jī),其中,通過響應(yīng)返航指令,實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、高度信息,并依據(jù)無人機(jī)的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、高度信息,控制無人機(jī)飛行至返航目標(biāo)區(qū)域的上方,然后通過對(duì)返航目標(biāo)區(qū)域的圖像進(jìn)行分析,從而精確地控制無人機(jī)降落至返航目標(biāo)區(qū)域。本發(fā)明的無人機(jī)飛行控制方法、裝置及無人機(jī),適用于某些車載或船載等移動(dòng)載體返航的場(chǎng)景,能夠通過GPS定位跟蹤返航目標(biāo)區(qū)域的位置變化和速度,同時(shí)在接近返航目標(biāo)區(qū)域時(shí),通過圖像定位的方式識(shí)別返航目標(biāo)區(qū)域并精確降落于返航目標(biāo)區(qū)域上,擴(kuò)展了自動(dòng)返航應(yīng)用場(chǎng)景范圍。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉較佳實(shí)施例,并配合所附附圖,作詳細(xì)說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的無人機(jī)飛行控制方法、裝置及無人機(jī)的應(yīng)用環(huán)境示意圖。
圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的無人機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的無人機(jī)飛行控制裝置的功能模塊圖。
圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的無人機(jī)飛行控制方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此,以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?;诒景l(fā)明的實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。同時(shí),在本發(fā)明的描述中,術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
本發(fā)明實(shí)施例所提供的無人機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)飛行控制方法、裝置及無人機(jī)可應(yīng)用于如圖1所示的應(yīng)用環(huán)境中。如圖1所示,遙控終端200可以通過無線網(wǎng)絡(luò)300發(fā)送控制指令(例如返航指令、起飛指令、懸停指令等等)給無人機(jī)100,無人機(jī)100接收到所述控制指令之后,可以執(zhí)行與所述控制指令對(duì)應(yīng)的飛行動(dòng)作,例如,無人機(jī)100接收到返航指令之后,響應(yīng)返航指令飛行至預(yù)設(shè)的返航目標(biāo)區(qū)域500。
在本實(shí)施例中,所述返航目標(biāo)區(qū)域500可以為移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域(例如船、汽車,圖1中以汽車為例),在其他實(shí)施例中,返航目標(biāo)區(qū)域也可以為靜止目標(biāo)區(qū)域(例如操場(chǎng))。更加具體的,無人機(jī)100可以響應(yīng)返航指令而向返航目標(biāo)區(qū)域500飛行并降落在返航目標(biāo)區(qū)域500中的一個(gè)降落點(diǎn)510。
在本實(shí)施例中,所述遙控終端200可以是,但不限于智能手機(jī)、個(gè)人電腦(personal computer,PC)、平板電腦、個(gè)人數(shù)字助理(personal digital assistant,PDA)、移動(dòng)上網(wǎng)設(shè)備(mobile Internet device,MID)等,優(yōu)選地,本實(shí)施例中,遙控終端200為智能手機(jī)或智能平板電腦。所述遙控終端200的操作系統(tǒng)可以是,但不限于,安卓(Android)系統(tǒng)、IOS(iPhone operating system)系統(tǒng)、Windows phone系統(tǒng)、Windows系統(tǒng)等。優(yōu)選地,本實(shí)施例中,所述遙控終端200的操作系統(tǒng)為IOS系統(tǒng)。當(dāng)然,上述的遙控終端200也可以為安裝有智能手機(jī)等的通用無人機(jī)遙控操縱器。
圖2示出了一種可應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的無人機(jī)飛行控制方法及裝置的無人機(jī)100的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示,無人機(jī)100包括存儲(chǔ)器102、存儲(chǔ)控制器104,一個(gè)或多個(gè)(圖中僅示出一個(gè))處理器106、外設(shè)接口108、射頻單元110、輸入輸出單元112、傳感器組件114以及圖像拍攝單元116。
所述存儲(chǔ)器102、存儲(chǔ)控制器104、一個(gè)或多個(gè)處理器106、外設(shè)接口108、射頻單元110、輸入輸出單元112、傳感器組件114以及圖像拍攝單元116各元件相互之間直接或間接地電性連接,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸或交互,例如,這些元件通過一條或多條通訊總線/信號(hào)線118相互通訊。所述無人機(jī)飛行控制裝置400包括至少一個(gè)可以軟件或固件(firmware)的形式存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器102中的軟件功能模塊。
存儲(chǔ)器102可用于存儲(chǔ)軟件程序以及模組,如本發(fā)明實(shí)施例中的無人機(jī)飛行控制方法及裝置對(duì)應(yīng)的程序指令/模塊。所述處理器106用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器102中存儲(chǔ)的可執(zhí)行模塊,例如無人機(jī)飛行控制裝置400所包括的軟件功能模塊及計(jì)算機(jī)程序等。
存儲(chǔ)器102可包括高速隨機(jī)存儲(chǔ)器,還可包括非易失性存儲(chǔ)器,如一個(gè)或者多個(gè)磁性存儲(chǔ)裝置、閃存、或者其他非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器。處理器106以及其他可能的組件對(duì)存儲(chǔ)器102的訪問可在存儲(chǔ)控制器104的控制下進(jìn)行。
外設(shè)接口108將各種輸入/輸出裝置耦合至處理器106以及存儲(chǔ)器102。在一些實(shí)施例中,外設(shè)接口108、處理器106以及存儲(chǔ)控制器104可以在單個(gè)芯片中實(shí)現(xiàn)。在其他一些實(shí)例中,他們可以分別由獨(dú)立的芯片實(shí)現(xiàn)。
射頻單元110用于接收以及發(fā)送無線電波信號(hào)(如電磁波),實(shí)現(xiàn)無線電波與電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換,從而實(shí)現(xiàn)所述無人機(jī)100與遙控終端200之間的無線通信。
輸入輸出單元112用于提供給用戶輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)用戶與該無人機(jī)100的交互。所述輸入輸出單元112可以是,但不限于,按鍵,用于響應(yīng)用戶的操作而輸出對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
傳感器組件114用于采集無人機(jī)100的GPS信息(包括經(jīng)緯度)、高度信息等。在本實(shí)施例中,該傳感器組件106可以是,但不限于,GPS傳感器、光流傳感器、超聲波傳感器、聲控傳感器、加速度傳感器、氣壓計(jì)、慣性測(cè)量單元(Inertial Measurement Unit,IMU)等,其中,GPS傳感器可以用于采集無人機(jī)100的GPS信息,超聲波傳感器、氣壓計(jì)可以用于采集無人機(jī)100的高度信息。
圖像拍攝單元116,用于拍攝圖像,該圖像拍攝單元116可以為無人機(jī)100的主攝像頭或單獨(dú)的對(duì)地?cái)z像頭,拍攝的圖像可以發(fā)送給存儲(chǔ)器102進(jìn)行存儲(chǔ)。
可以理解,圖2所示的結(jié)構(gòu)僅為示意,無人機(jī)100還可包括比圖2中所示更多或者更少的組件,或者具有與圖2所示不同的配置。圖2中所示的各組件可以采用硬件、軟件或其組合實(shí)現(xiàn)。
第一實(shí)施例
請(qǐng)參閱圖3,示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的無人機(jī)飛行控制裝置400的功能模塊圖。本發(fā)明實(shí)施例提供的無人機(jī)飛行控制裝置400包括:獲取模塊410、計(jì)算模塊420、執(zhí)行模塊430、觸發(fā)模塊440、比較模塊450以及發(fā)送模塊460。
獲取模塊410用于響應(yīng)返航指令,實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)100的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域500的GPS信息、高度信息。
在本發(fā)明實(shí)施例中,無人機(jī)100設(shè)置有傳感器組件114,可以實(shí)時(shí)采集無人機(jī)100的GPS信息、高度信息等。其中,無人機(jī)100的GPS信息包括無人機(jī)100的經(jīng)緯度。進(jìn)一步地,傳感器組件114中,可以通過GPS傳感器采集無人機(jī)100的GPS信息,通過超聲波傳感器、氣壓計(jì)采集無人機(jī)100的高度信息。進(jìn)一步地,傳感器組件114可以將采集到的無人機(jī)100的GPS信息、高度信息存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器102中。
返航目標(biāo)區(qū)域500可以設(shè)有GPS信息和高度信息采集系統(tǒng),用于實(shí)時(shí)采集返航目標(biāo)區(qū)域500的GPS信息和高度信息,其中,返航目標(biāo)區(qū)域500的GPS信息包括返航目標(biāo)區(qū)域500的經(jīng)緯度。進(jìn)一步地,GPS信息和高度信息采集系統(tǒng)可以包括GPS傳感器、超聲波傳感器、氣壓計(jì)等。GPS信息和高度信息采集系統(tǒng)采集到返航目標(biāo)區(qū)域500的GPS信息和高度信息并將其發(fā)送至遙控終端200。
當(dāng)用戶通過遙控終端200向無人機(jī)100發(fā)送返航指令,無人機(jī)100收到返航指令,立即退出當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù),并將飛行速度減為零,同時(shí)設(shè)置返航狀態(tài)標(biāo)志位,該返航狀態(tài)標(biāo)志位表征無人機(jī)100已進(jìn)入返航模式,然后,無人機(jī)100發(fā)送提示信息至所述遙控終端200,以提示用戶該無人機(jī)100已進(jìn)入返航模式。獲取模塊410響應(yīng)返航指令而從設(shè)置于無人機(jī)100的傳感器組件114(或存儲(chǔ)器102)獲取無人機(jī)100的GPS信息、高度信息,以及從遙控終端200獲取返航目標(biāo)區(qū)域500的GPS信息、高度信息。
計(jì)算模塊420,用于依據(jù)無人機(jī)的GPS信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息,計(jì)算所述無人機(jī)向所述返航目標(biāo)區(qū)域飛行的第一目標(biāo)速度和目標(biāo)航向角度。
在本發(fā)明實(shí)施例中,無人機(jī)100將接收到的返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息所對(duì)應(yīng)的位置設(shè)為目標(biāo)位置,通過將當(dāng)前無人機(jī)100的GPS信息與返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息進(jìn)行比對(duì),計(jì)算無人機(jī)100的第一目標(biāo)速度和目標(biāo)航向角度。進(jìn)一步地,無人機(jī)的GPS信息中的經(jīng)緯度和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息中的經(jīng)緯度,可以用來計(jì)算無人機(jī)100向返航目標(biāo)區(qū)域500飛行的第一目標(biāo)速度和目標(biāo)航向角度。
無人機(jī)100向返航目標(biāo)區(qū)域500飛行的第一目標(biāo)速度可以采用以下方法計(jì)算:依據(jù)無人機(jī)100的經(jīng)緯度和返航目標(biāo)區(qū)域500的經(jīng)緯度,計(jì)算無人機(jī)100和返航目標(biāo)區(qū)域500之間的距離,當(dāng)無人機(jī)100和返航目標(biāo)區(qū)域500之間的距離大于第一預(yù)設(shè)范圍時(shí),則說明無人機(jī)100和返航目標(biāo)區(qū)域500之間的距離較大,此時(shí),需要將無人機(jī)100的當(dāng)前速度增大以得到第一目標(biāo)速度;當(dāng)無人機(jī)100和返航目標(biāo)區(qū)域500之間的距離小于第一預(yù)設(shè)范圍時(shí),則說明無人機(jī)100和返航目標(biāo)區(qū)域500之間的距離較小,此時(shí),需要將無人機(jī)100的當(dāng)前速度減小以得到第一目標(biāo)速度,亦即,無人機(jī)100的第一目標(biāo)速度與無人機(jī)100和返航目標(biāo)區(qū)域500之間的距離成正比,比例系數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定,在此不再說明。在本發(fā)明其他實(shí)施例中,無人機(jī)100的第一目標(biāo)速度與無人機(jī)100和返航目標(biāo)區(qū)域500之間的距離也可以不成正比關(guān)系,只需要依據(jù)無人機(jī)100和返航目標(biāo)區(qū)域500之間的距離適當(dāng)調(diào)整無人機(jī)100的第一目標(biāo)速度,使得無人機(jī)100以適當(dāng)?shù)乃俣瘸蚍岛侥繕?biāo)區(qū)域500飛行即可。
無人機(jī)100向返航目標(biāo)區(qū)域500飛行的目標(biāo)航向角度可以采用以下方法計(jì)算:依據(jù)無人機(jī)100的經(jīng)緯度和返航目標(biāo)區(qū)域500的經(jīng)緯度,計(jì)算無人機(jī)100的當(dāng)前航向和返航目標(biāo)區(qū)域500于水平方向的夾角,該夾角即為無人機(jī)100向返航目標(biāo)區(qū)域500飛行的目標(biāo)航向角度。
執(zhí)行模塊430,用于依據(jù)無人機(jī)100的第一目標(biāo)速度、目標(biāo)航向角度、無人機(jī)100的高度信息以及返航目標(biāo)區(qū)域500的高度信息,控制無人機(jī)100飛行至返航目標(biāo)區(qū)域500的上方。
在本發(fā)明實(shí)施例中,執(zhí)行模塊430可以依據(jù)無人機(jī)100的第一目標(biāo)速度和目標(biāo)航向角度,控制無人機(jī)100向返航目標(biāo)區(qū)域500飛行;以及依據(jù)無人機(jī)100的高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域500的高度信息,控制無人機(jī)100的高度大于返航目標(biāo)區(qū)域的高度。以此,可以控制無人機(jī)100飛行至返航目標(biāo)區(qū)域500的上方。
在本發(fā)明實(shí)施例中,可以采用以下方法判定無人機(jī)100飛行至返航目標(biāo)區(qū)域500的上方:首先,通過計(jì)算模塊420計(jì)算無人機(jī)100的飛行速度和返航目標(biāo)區(qū)域500的移動(dòng)速度,當(dāng)無人機(jī)100的飛行速度和返航目標(biāo)區(qū)域500的移動(dòng)速度相等,且無人機(jī)100的經(jīng)緯度和返航目標(biāo)區(qū)域500的經(jīng)緯度的差值小于預(yù)設(shè)值(例如1米)時(shí),則說明此時(shí)無人機(jī)100已飛行至返航目標(biāo)區(qū)域500的上方附近,并能短時(shí)間內(nèi)跟隨返航目標(biāo)區(qū)域500移動(dòng)。
當(dāng)返航目標(biāo)區(qū)域500為移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域時(shí),上述返航目標(biāo)區(qū)域500的移動(dòng)速度則不為零,返航目標(biāo)區(qū)域500的經(jīng)緯度也在實(shí)時(shí)變化;當(dāng)返航目標(biāo)區(qū)域500為靜止目標(biāo)區(qū)域時(shí),上述返航目標(biāo)區(qū)域500的移動(dòng)速度則為零,返航目標(biāo)區(qū)域500的經(jīng)緯度也為一個(gè)固定的值。
獲取模塊410還用于當(dāng)無人機(jī)100飛行至返航目標(biāo)區(qū)域500的上方時(shí),獲取返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像。
在本發(fā)明實(shí)施例中,可以通過圖像拍攝單元116拍攝返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像,例如,可以通過主攝像頭或?qū)Φ財(cái)z像頭拍攝返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像,然后,拍攝的返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像可以由獲取模塊410獲取。
計(jì)算模塊420還用于檢測(cè)所述返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像中的降落點(diǎn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,返航目標(biāo)區(qū)域500可以設(shè)置一降落點(diǎn)510,返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像中可以包含該降落點(diǎn)510。獲取模塊410獲取到返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像并發(fā)送給計(jì)算模塊420,計(jì)算模塊420檢測(cè)圖像中的降落點(diǎn),并計(jì)算降落點(diǎn)在圖像中的位置。
例如,預(yù)設(shè)降落點(diǎn)510為返航目標(biāo)區(qū)域500的中心點(diǎn),計(jì)算模塊420按照降落點(diǎn)510的特征,比如直角或者正方形特征等,不斷在圖像中檢測(cè),當(dāng)檢測(cè)到降落點(diǎn)510的特征時(shí),則說明降落點(diǎn)510存在于獲取的圖像中。進(jìn)一步地,計(jì)算模塊420計(jì)算降落點(diǎn)510在圖像中的像素坐標(biāo),比如,圖像大小為1920*1080,左上角坐標(biāo)是(0, 0),右下角坐標(biāo)是(1920, 1080),降落點(diǎn)在圖像正中間,那么降落點(diǎn)的像素坐標(biāo)就是960*540。
觸發(fā)模塊440,用于觸發(fā)無人機(jī)100降落。
在本發(fā)明實(shí)施例中,若計(jì)算模塊420檢測(cè)到所述返航目標(biāo)區(qū)域的圖像中包括降落點(diǎn),則可以由觸發(fā)模塊440觸發(fā)無人機(jī)降落。進(jìn)一步地,計(jì)算模塊420還可以判斷所述降落點(diǎn)是否位于所述圖像的中心位置,若是,則由觸發(fā)模塊440觸發(fā)無人機(jī)降落。
在無人機(jī)100降落的過程中,獲取模塊410還用于實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)100的GPS信息、飛行速度以及移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域500的GPS信息、移動(dòng)速度,執(zhí)行模塊440還用于控制無人機(jī)100的經(jīng)緯度和移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域500的經(jīng)緯度一致,以及控制所述無人機(jī)的飛行速度和所述移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度相等。由于利用GPS信息進(jìn)行定位的精度不高,因此,上述利用GPS信息進(jìn)行定位的過程可以稱為粗調(diào)的過程,控制無人機(jī)100的經(jīng)緯度和移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域500的經(jīng)緯度一致,只能使無人機(jī)100和移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域500的位置大致相同。
獲取模塊410還用于在無人機(jī)100降落的過程中,獲取返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像。
執(zhí)行模塊430還用于依據(jù)返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像控制無人機(jī)100降落至返航目標(biāo)區(qū)域500。
在本發(fā)明實(shí)施例中,依據(jù)返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像可以控制無人機(jī)100降落于返航目標(biāo)區(qū)域500的降落點(diǎn)510。
具體的,在無人機(jī)100降落至返航目標(biāo)區(qū)域500中的降落點(diǎn)510的過程中,獲取模塊410獲取到返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像并發(fā)送給計(jì)算模塊420,計(jì)算模塊420檢測(cè)圖像中的降落點(diǎn),并計(jì)算降落點(diǎn)在圖像中的位置。計(jì)算模塊420依據(jù)降落點(diǎn)在圖像中的位置計(jì)算無人機(jī)100在水平方向的第二目標(biāo)速度;執(zhí)行模塊430控制無人機(jī)100在水平方向依據(jù)第二目標(biāo)速度飛行并降落于降落點(diǎn)510。
例如,預(yù)設(shè)降落點(diǎn)510為返航目標(biāo)區(qū)域500的中心點(diǎn),比如,圖像大小為1920*1080,左上角坐標(biāo)是(0, 0),右下角坐標(biāo)是(1920, 1080),降落點(diǎn)在圖像正中間,那么降落點(diǎn)的像素坐標(biāo)就是960*540。
若計(jì)算出的降落點(diǎn)的像素坐標(biāo)為960*540,則說明此時(shí)降落點(diǎn)在無人機(jī)100的正下方,無人機(jī)100適合繼續(xù)降落,無人機(jī)100在水平方向的速度只需與返航目標(biāo)區(qū)域500的水平速度相同即可使無人機(jī)100一直保持在降落點(diǎn)510的正上方,此時(shí),無人機(jī)100在水平方向的第二目標(biāo)速度即為返航目標(biāo)區(qū)域500的水平速度,執(zhí)行模塊430則控制無人機(jī)100在水平方向依據(jù)第二目標(biāo)速度飛行,同時(shí)在豎直方向控制無人機(jī)100以適當(dāng)?shù)乃俣瘸蚪德潼c(diǎn)510繼續(xù)降落。
若計(jì)算出的降落點(diǎn)的像素坐標(biāo)不在圖像的中心,那么執(zhí)行模塊430調(diào)整無人機(jī)100的位置,以跟蹤降落點(diǎn)運(yùn)動(dòng),使得降落點(diǎn)處于拍攝的圖像中心處。具體方法可以如下:首先根據(jù)降落點(diǎn)在圖像中的像素坐標(biāo),可以計(jì)算出降落點(diǎn)與攝像頭中心線的夾角,然后再根據(jù)無人機(jī)100離降落點(diǎn)510的高度,計(jì)算出無人機(jī)100與降落點(diǎn)510之間于水平方向的偏差距離(偏差距離=高度*角度),當(dāng)偏差距離大于第二預(yù)設(shè)范圍時(shí),則說明無人機(jī)100和降落點(diǎn)510之間的偏差距離較大,此時(shí),需要將無人機(jī)100的當(dāng)前速度增大以得到第二目標(biāo)速度;當(dāng)無人機(jī)100和降落點(diǎn)510之間的偏差距離小于第二預(yù)設(shè)范圍時(shí),則說明無人機(jī)100和降落點(diǎn)510之間的偏差距離較小,此時(shí),需要將無人機(jī)100的當(dāng)前速度減小以得到第二目標(biāo)速度,亦即,無人機(jī)100的第二目標(biāo)速度與無人機(jī)100和降落點(diǎn)510之間的偏差距離成正比,比例系數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定,在此不再說明。在本發(fā)明其他實(shí)施例中,無人機(jī)100的第二目標(biāo)速度與無人機(jī)100和降落點(diǎn)510之間的偏差距離也可以不成正比關(guān)系,只需要依據(jù)無人機(jī)100和降落點(diǎn)510之間的偏差距離適當(dāng)調(diào)整無人機(jī)100的第二目標(biāo)速度,使得無人機(jī)100在水平方向以適當(dāng)?shù)乃俣认蚪德潼c(diǎn)510靠近。
以上采用圖像定位的過程,對(duì)無人機(jī)100的位置在水平方向進(jìn)行微調(diào),能夠精確控制無人機(jī)100位于降落點(diǎn)510的正上方,同時(shí),執(zhí)行模塊430控制無人機(jī)100在豎直方向緩慢降落。
在無人機(jī)100降落的過程中,如果無人機(jī)100與降落點(diǎn)510在水平方向的偏差距離太大,則降落點(diǎn)會(huì)在圖像中消失,此時(shí)計(jì)算模塊420無法檢測(cè)到降落點(diǎn)的特征,執(zhí)行模塊430可以控制無人機(jī)100停止降落,并停止微調(diào)過程。無人機(jī)100再次利用前述的GPS定位方式調(diào)整無人機(jī)100位置,重新保證無人機(jī)100處于返航目標(biāo)區(qū)域500的上方,然后繼續(xù)開始向下的圖像采集,利用前述的圖像定位方式,開啟微調(diào)過程,控制無人機(jī)100繼續(xù)降落。如果返航過程中發(fā)生GPS信息丟失,則執(zhí)行模塊430可以控制無人機(jī)100退出返航過程,無人機(jī)100懸停以等待用戶后續(xù)操作。
需要說明的是,本發(fā)明實(shí)施例中的降落點(diǎn)檢測(cè)也可以在遙控終端200執(zhí)行,例如:圖像拍攝單元116拍攝到返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像并發(fā)送給遙控終端200,遙控終端200檢測(cè)圖像中的降落點(diǎn)的特征,計(jì)算降落點(diǎn)在圖像中的像素坐標(biāo),并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給無人機(jī)100,執(zhí)行模塊430依據(jù)計(jì)算結(jié)果控制無人機(jī)100飛行。
比較模塊450用于在無人機(jī)降落的過程中,比較無人機(jī)的經(jīng)緯度與移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的經(jīng)緯度,以及比較無人機(jī)的飛行速度和移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度,當(dāng)所述無人機(jī)的經(jīng)緯度與移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的經(jīng)緯度的差值超出第一閾值時(shí),執(zhí)行模塊430控制所述無人機(jī)停止降落,當(dāng)所述無人機(jī)的飛行速度和動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度的差值超出第二閾值時(shí),執(zhí)行模塊430控制所述無人機(jī)停止降落。
在所述無人機(jī)降落的過程中,若無人機(jī)的GPS信息和所述返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息丟失,執(zhí)行模塊430則控制無人機(jī)停止降落。
發(fā)送模塊460,用于當(dāng)無人機(jī)100成功降落于降落點(diǎn)時(shí),發(fā)送返航成功信息給遙控終端200,以告知用戶。
第二實(shí)施例
請(qǐng)參閱圖4,示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供一種無人機(jī)飛行控制方法的流程圖,本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種無人機(jī)飛行控制方法包括以下步驟:
步驟S1,響應(yīng)一鍵返航指令,退出當(dāng)前狀態(tài),開始返航。
在本發(fā)明實(shí)施例中,步驟S1可以由獲取模塊410執(zhí)行。當(dāng)用戶通過遙控終端200向無人機(jī)100發(fā)送一鍵返航指令,無人機(jī)100收到返航指令,立即退出當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù),并將飛行速度減為零,同時(shí)設(shè)置返航狀態(tài)標(biāo)志位,該返航狀態(tài)標(biāo)志位表征無人機(jī)100已進(jìn)入返航模式,然后,無人機(jī)100發(fā)送提示信息至所述遙控終端200,以提示用戶該無人機(jī)100已進(jìn)入返航模式。
步驟S2,實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)100的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域500的GPS信息、高度信息。步驟S2可以由獲取模塊410執(zhí)行。
步驟S3,依據(jù)無人機(jī)的GPS信息、高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、高度信息,控制所述無人機(jī)飛行至所述返航目標(biāo)區(qū)域的上方。
在本發(fā)明實(shí)施例中,步驟S3可以包括步驟S31至步驟S33:
步驟S31,依據(jù)無人機(jī)的GPS信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息,計(jì)算無人機(jī)向返航目標(biāo)區(qū)域飛行的第一目標(biāo)速度和目標(biāo)航向角度;步驟S31可以由計(jì)算模塊420執(zhí)行。
步驟S32,依據(jù)無人機(jī)的第一目標(biāo)速度和目標(biāo)航向角度,控制無人機(jī)向返航目標(biāo)區(qū)域飛行;步驟S31可以由執(zhí)行模塊430執(zhí)行。
步驟S33,依據(jù)無人機(jī)的高度信息和返航目標(biāo)區(qū)域的高度信息,控制無人機(jī)的高度大于返航目標(biāo)區(qū)域的高度。步驟S31可以由執(zhí)行模塊430執(zhí)行。
在無人機(jī)飛行至返航目標(biāo)區(qū)域的上方的過程中,計(jì)算模塊420計(jì)算無人機(jī)的飛行速度和返航目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度,當(dāng)無人機(jī)的飛行速度和返航目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度相等,且無人機(jī)的經(jīng)緯度和返航目標(biāo)區(qū)域的經(jīng)緯度的差值小于預(yù)設(shè)值時(shí),說明無人機(jī)已到達(dá)返航目標(biāo)區(qū)域的上方,執(zhí)行步驟S4,否則執(zhí)行步驟S3。
無人機(jī)的飛行速度可以由計(jì)算模塊410計(jì)算得到,具體的,無人機(jī)可以不斷記錄更新最近幾次無人機(jī)的GPS信息,計(jì)算模塊410利用最近幾次無人機(jī)的經(jīng)緯度計(jì)算無人機(jī)的飛行速度。
返航目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度可以由計(jì)算模塊410或者遙控終端計(jì)算得到,具體的,計(jì)算模塊410或者遙控終端不斷記錄更新最近幾次返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息,利用最近幾次返航目標(biāo)區(qū)域的經(jīng)緯度計(jì)算返航目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度。
步驟S4,獲取返航目標(biāo)區(qū)域的圖像。步驟S4,可以由獲取模塊410執(zhí)行。
步驟S5,判斷無人機(jī)是否滿足降落條件。
在本發(fā)明實(shí)施例中,步驟S5,可以由計(jì)算模塊420執(zhí)行。計(jì)算模塊420可以檢測(cè)所述返航目標(biāo)區(qū)域500的圖像中是否包含降落點(diǎn),進(jìn)一步地,計(jì)算模塊420還可以判斷所述降落點(diǎn)是否位于所述圖像的中心位置,若是,則執(zhí)行步驟S6,若否,則執(zhí)行步驟S4。
步驟S6,觸發(fā)無人機(jī)降落。步驟S6可以由觸發(fā)模塊440執(zhí)行。
步驟S7,在無人機(jī)降落的過程中,獲取返航目標(biāo)區(qū)域的圖像、無人機(jī)的GPS信息、飛行速度以及返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息、移動(dòng)速度。步驟S7可以由獲取模塊410執(zhí)行。
步驟S8,利用圖像精確定位,跟蹤降落點(diǎn),慢慢降落。
本發(fā)明實(shí)施例中,執(zhí)行模塊430可以依據(jù)返航目標(biāo)區(qū)域的圖像控制無人機(jī)降落至返航目標(biāo)區(qū)域。具體的,可以控制無人機(jī)降落至返航目標(biāo)區(qū)域中的一降落點(diǎn)。
在無人機(jī)100降落的過程中,計(jì)算模塊420可以按照降落點(diǎn)510的特征,比如直角或者正方形特征等,不斷在圖像中檢測(cè),當(dāng)檢測(cè)到降落點(diǎn)510的特征時(shí),則說明降落點(diǎn)510存在于獲取的圖像中,當(dāng)未檢測(cè)到降落點(diǎn)510的特征時(shí),則說明降落點(diǎn)510不存在于獲取的圖像中。若降落點(diǎn)在圖像中,則可以由執(zhí)行模塊430控制無人機(jī)繼續(xù)降落,若降落點(diǎn)不在圖像中,則可以由執(zhí)行模塊430控制無人機(jī)停止降落。
步驟S8可以包括以下步驟:步驟S81,計(jì)算降落點(diǎn)在圖像中的位置;步驟S82:依據(jù)降落點(diǎn)在圖像中的位置計(jì)算無人機(jī)在水平方向的第二目標(biāo)速度;步驟S83:控制無人機(jī)在水平方向依據(jù)第二目標(biāo)速度飛行并在豎直方向向降落點(diǎn)降落。其中,步驟S81、步驟S82可以由計(jì)算模塊420執(zhí)行,步驟S83可以由執(zhí)行模塊430執(zhí)行。
在無人機(jī)降落的過程中,執(zhí)行模塊430可以依據(jù)無人機(jī)的GPS信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息控制無人機(jī)的飛行使得無人機(jī)的經(jīng)緯度和返航目標(biāo)區(qū)域的經(jīng)緯度一致,以及控制所述無人機(jī)的飛行速度和所述移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度相等。
在無人機(jī)降落的過程中,還可以由比較模塊450比較無人機(jī)的經(jīng)緯度與移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的經(jīng)緯度,以及比較無人機(jī)的飛行速度和移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度,當(dāng)所述無人機(jī)的經(jīng)緯度與移動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的經(jīng)緯度的差值超出第一閾值時(shí),執(zhí)行模塊430控制所述無人機(jī)停止降落,或者,當(dāng)所述無人機(jī)的飛行速度和動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的移動(dòng)速度的差值超出第二閾值時(shí),執(zhí)行模塊430控制所述無人機(jī)停止降落。
需要說明的是,在無人機(jī)降落的過程中,若無人機(jī)的GPS信息和返航目標(biāo)區(qū)域的GPS信息丟失,則執(zhí)行模塊430可以控制無人機(jī)停止降落。
步驟S9,判斷降落點(diǎn)是否在圖像中。
在本發(fā)明實(shí)施例中,步驟S9可以由計(jì)算模塊420執(zhí)行。在無人機(jī)降落的過程中,實(shí)時(shí)獲取返航目標(biāo)區(qū)域的圖像,并判斷降落點(diǎn)是否在圖像中,只要判斷出降落點(diǎn)不在圖像中,則立即控制無人機(jī)停止降落,并執(zhí)行步驟S7,若降落點(diǎn)在圖像中,則執(zhí)行步驟S10。
步驟S10,判斷無人機(jī)是否降落成功。
在本發(fā)明實(shí)施例中,步驟S10可以由計(jì)算模塊420執(zhí)行。具體的,當(dāng)計(jì)算模塊420計(jì)算出無人機(jī)的高度與返航目標(biāo)區(qū)域的高度相等時(shí),則可以判定無人機(jī)降落成功,執(zhí)行步驟S11,若無人機(jī)未降落成功,則執(zhí)行步驟S8。
步驟S11,發(fā)送返航成功信息至遙控終端。步驟S11可以由發(fā)送模塊460執(zhí)行。當(dāng)遙控終端收到無人機(jī)發(fā)送的返航成功信息之后,則判定無人機(jī)返航成功,退出返航控制過程。
本發(fā)明提供了一種無人機(jī)飛行控制方法、裝置及無人機(jī),通過先利用GPS信息對(duì)無人機(jī)的位置初步調(diào)整于返航目標(biāo)區(qū)域的上方,然后觸發(fā)無人機(jī)降落,在無人機(jī)降落的過程中,通過對(duì)返航目標(biāo)區(qū)域的圖像進(jìn)行分析,從而精確地控制無人機(jī)降落于返航目標(biāo)區(qū)域的一個(gè)降落點(diǎn)。本發(fā)明的無人機(jī)飛行控制方法、裝置及無人機(jī),適用于某些車載或船載等移動(dòng)載體返航的場(chǎng)景,能夠通過GPS定位跟蹤返航目標(biāo)區(qū)域的位置變化和速度,同時(shí)在接近返航目標(biāo)區(qū)域時(shí),通過圖像定位的方式識(shí)別返航目標(biāo)區(qū)域并精確降落于返航目標(biāo)區(qū)域的一個(gè)降落點(diǎn)上,擴(kuò)展了自動(dòng)返航應(yīng)用場(chǎng)景范圍,提高了無人機(jī)返航的定位精度。
在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的裝置和方法,也可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的裝置、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上,流程圖或框圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段或代碼的一部分,所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意,在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)方式中,方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如,兩個(gè)連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行,它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行,這依所涉及的功能而定。也要注意的是,框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合,可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動(dòng)作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),或者可以用專用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來實(shí)現(xiàn)。
另外,在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個(gè)獨(dú)立的部分,也可以是各個(gè)模塊單獨(dú)存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上模塊集成形成一個(gè)獨(dú)立的部分。
所述功能如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí),可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?;谶@樣的理解,本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來,該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī),服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM,Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個(gè)……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。
以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。