飛行器的飛行控制方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請實施例提供了一種飛行器的飛行控制方法、裝置及系統(tǒng)，該飛行器的飛行控制方法包括：接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息，所述標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù)；根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令；根據(jù)所述飛行控制命令控制所述飛行器飛行。本申請實現(xiàn)了飛行器飛行過程中與標記物之間的實時交互運動。
【專利說明】
飛行器的飛行控制方法、裝置及系統(tǒng)
技術領域
[0001]本申請涉及飛行器領域，具體而言，涉及一種飛行器的飛行控制方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中對飛行器的飛行控制，?；陬A設的飛行路線或者規(guī)則，不與外部物體發(fā)生動作交互。在某些飛行器飛行表演中，看似存在人機互動，但實際上還是控制者與飛行器按照預定的時間同時動作，并不是真正的人機互動。
[0003]因此，目前飛行器的飛行表演過程缺少互動性和趣味性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本申請實施例提供了一種飛行器的飛行控制方法、裝置及系統(tǒng)，以改善上述飛行器在飛行表演過程中缺少互動性和趣味性的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本申請采用的技術方案如下:
[0006]—種飛行器的飛行控制方法，所述方法包括:接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息，所述標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù);根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令;根據(jù)所述飛行控制命令控制所述飛行器飛行。
[0007]—種飛行器的飛行控制裝置，所述裝置包括:接收模塊，用于接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息，所述標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù);命令生成模塊，用于根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令;飛行控制模塊，用于根據(jù)所述飛行控制命令控制所述飛行器飛行。
[0008]—種飛行控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括定位系統(tǒng)、地面站及飛行器，其中，所述定位系統(tǒng)用于獲取所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物的標記物信息，并將所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物信息發(fā)送給地面站，所述標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù);所述地面站用于接收所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物信息，并發(fā)送給所述飛行器;所述飛行器用于接收所述地面站發(fā)送的所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物信息，根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令，并根據(jù)所述飛行控制命令控制飛行。
[0009]本申請實施例提供的飛行器的飛行控制方法、裝置及系統(tǒng)，飛行器接收飛行器的定位數(shù)據(jù)及標記物信息，該標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù)，再根據(jù)飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令控制飛行器飛行。在不同的飛行模式下，該飛行控制命令根據(jù)標記物的不同運動狀態(tài)或者姿態(tài)控制飛行器以不同的飛行方式飛行，使飛行器根據(jù)標記物的運動而運動，實現(xiàn)飛行器與標記物之間的實時交互運動。
[0010]為使本申請的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0011 ]為使本申請實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0012]圖1示出了本申請實施例提供的飛行器的飛行控制方法的一種流程圖；
[0013]圖2示出了本申請實施例提供的一種標記物與飛行器的位置關系示意圖；
[0014]圖3示出了本申請實施例提供的一種標記物及其標記點設置示意圖；
[0015]圖4示出了本申請實施例提供的飛行器的飛行控制方法的另一種流程圖；
[0016]圖5示出了本申請實施例提供的飛行器的飛行控制裝置的結(jié)構示意圖；
[0017]圖6示出了本申請實施例提供的飛行控制系統(tǒng)的結(jié)構框圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合本申請實施例中附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本申請實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本申請的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本申請的范圍，而是僅僅表示本申請的選定實施例?；诒旧暾埖膶嵤├绢I域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0019]應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本申請的描述中，術語“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重要性。
[0020]本申請實施例提供的飛行器以及標記物均在指定區(qū)域內(nèi)運動，定位系統(tǒng)能對該指定區(qū)域內(nèi)的飛行器以及標記物進行定位，獲得飛行器的坐標數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)以及標記物的坐標數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)等。并且，定位系統(tǒng)可以將獲得的定位數(shù)據(jù)直接發(fā)送給飛行器，也可以將獲得的定位數(shù)據(jù)發(fā)送給地面站，地面站再將該定位數(shù)據(jù)發(fā)送給飛行器。
[0021 ] 本申請通過下述實施例對飛行器的定位、標記物的定位以及對飛行器的飛行控制進行詳細說明。
[0022]請參見圖1，本申請實施例提供了一種飛行器的飛行控制方法，該方法用于飛行器根據(jù)自身定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行器的飛行控制模式生成的飛行控制命令控制飛行。
[0023I具體的，該方法包括:
[0024]步驟S110:接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息，所述標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù)。
[0025]本申請實施例中提供的標記物可以是主動或被動地做出各種規(guī)范動作的物體，例如人體、機器人、可運動的其他智能設備或者非智能的各種形態(tài)的物體。當標記物為機器人等智能運動設備時，使用者可以向該標記物發(fā)出運動控制命令控制該標記物運動，該標記物也可以根據(jù)預設的運動控制命令運動。當標記物為指揮棒等非智能的物體時，使用者也可以直接握持該標記物，控制該標記物運動。
[0026]飛行器接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及包括標記物的定位數(shù)據(jù)的標記物信息。在本實施例中，飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息通過定位系統(tǒng)獲得，由定位系統(tǒng)發(fā)送給飛行器或者在定位系統(tǒng)發(fā)送給地面站后，經(jīng)地面站發(fā)送給飛行器。
[0027]因此，在本步驟之前，還包括利用定位系統(tǒng)對飛行器以及標記物進行定位，獲取飛行器的定位數(shù)據(jù)以及包括標記物的定位數(shù)據(jù)的標記物信息。其中，標記物信息中還可以包括表明該標記物身份的標記物的標識。并且，標記物的定位數(shù)據(jù)可以包括標記物的坐標數(shù)據(jù)或者姿態(tài)數(shù)據(jù)，飛行器的定位數(shù)據(jù)可以包括飛行器的坐標數(shù)據(jù)或者姿態(tài)數(shù)據(jù)?？梢岳斫獾?，標記物的坐標數(shù)據(jù)表示標記物當前所處的空間位置，飛行器的坐標數(shù)據(jù)表示飛行器當前所處的空間位置，均可以通過三維坐標數(shù)據(jù)表示。另外，標記物的姿態(tài)數(shù)據(jù)表示該標記物的姿態(tài)，飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)表示該飛行器的姿態(tài)，均可以通過橫滾角、俯仰角以及偏航角等姿態(tài)數(shù)據(jù)表示。
[0028]在一種具體的實施方式中，定位系統(tǒng)包括多個光學動作捕捉設備以及處理器。該多個光學動作捕捉設備布置于飛行器以及標記物的指定運動區(qū)域，可以用于從不同方向獲取飛行器以及標記物的圖像，以使定位系統(tǒng)的處理器基于所述圖像對所述飛行器以及標記物進行定位。其中，所述飛行器以及標記物在指定運動區(qū)域內(nèi)正常運動的情況下，可被至少兩個光學動作捕捉設備獲取到圖像。
[0029]并且，在飛行器的表面以及標記物的表面均設置有至少三個標記點，設置于飛行器表面的標記點以及設置于標記物表面的標記點按不同排列方式排列，飛行器以及標記物的標記點均具有唯一的排列方式。該飛行器的表面以及標記物的表面的至少三個標記點為處理器可對其成像進行識別的標記點。優(yōu)選的，設置的標記點為自發(fā)光或反光的標記點，且在飛行器以及標記物的表面分別設置的標記點優(yōu)選為四個。
[0030]處理器接收多個光學動作捕捉設備獲取的包括飛行器的標記點以及標記物的標記點的至少兩幅圖像，并對至少兩幅圖像中的標記點進行處理，獲得標記點的坐標數(shù)據(jù)。
[0031]并且，由于設置于飛行器的標記點以及設置于標記物的標記點排列方式不同，定位系統(tǒng)的處理器可以根據(jù)圖像中不同排列方式的標記點分辨出標記物的標記點以及飛行器的標記點。再根據(jù)標記物的標記點的坐標數(shù)據(jù)可以獲得標記物的定位數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)飛行器的標記點的坐標數(shù)據(jù)獲得飛行器的定位數(shù)據(jù)。
[0032]當然，在本實施例中，根據(jù)標記物的標記點的坐標數(shù)據(jù)獲得標記物的坐標數(shù)據(jù)的方式并不作為限定，可以是以標記物的所有標記點圍成的圖形的中心位置的坐標作為該標記物的坐標數(shù)據(jù)，也可以是以標記物的所有標記點的坐標數(shù)據(jù)的平均值作為標記物的坐標數(shù)據(jù)。同樣的，根據(jù)飛行器的標記點的坐標數(shù)據(jù)獲得飛行器的坐標數(shù)據(jù)的方式也可以與標記物的一致，在本實施例中并不作為限定。
[0033]另外，根據(jù)標記物的標記點的坐標數(shù)據(jù)獲得標記物的姿態(tài)數(shù)據(jù)的方法以及根據(jù)飛行器的標記點的坐標數(shù)據(jù)獲得飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)也不作為限定，可以是根據(jù)標記物的標記點圍成的圖形的姿態(tài)與標記物的原始姿態(tài)確定標記物的姿態(tài)，根據(jù)飛行器的標記點圍成的圖形的姿態(tài)與飛行器的原始姿態(tài)確定飛行器的姿態(tài)。
[0034]優(yōu)選的，標記物的至少三個標記點以及飛行器的至少三個標記點均優(yōu)選為四個不在同一個面上的標記點，以根據(jù)四個標記點確定一個幾何體，從而更準確獲得標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行器的定位數(shù)據(jù)。
[0035]定位系統(tǒng)將獲得的飛行器的定位數(shù)據(jù)進行發(fā)送，將標記物的定位數(shù)據(jù)進行發(fā)送，當然，對應飛行器的定位數(shù)據(jù)發(fā)送的可以包括飛行器的標識，對應標記物的定位數(shù)據(jù)發(fā)送的可以包括標記物的標識，其中，標記物的定位數(shù)據(jù)與對應的標記物的標識一起作為標記物信息進行發(fā)送。
[0036]進一步的，在本申請實施例中，該定位系統(tǒng)為光學動作捕捉系統(tǒng)，如:0ptiTrack系統(tǒng)或VICON系統(tǒng)，可以達到亞毫米級定位精度定位飛行器以及標記物。
[0037]當然，在本實施例中，定位系統(tǒng)的定位方法并不作為限制，該定位系統(tǒng)也可以是通過其他定位方法進行定位的定位系統(tǒng)，如GPS定位系統(tǒng)、慣性導航定位系統(tǒng)等。
[0038]步驟S120:根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令。
[0039]飛行器接收到自身的定位數(shù)據(jù)以及標記物的定位數(shù)據(jù)，可以根據(jù)自身的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成控制飛行器的飛行控制命令。
[0040]在該生成飛行控制命令的步驟S120之前，需要確定飛行器的飛行控制模式。
[0041]具體的，該飛行控制模式可以是預存于飛行器中的預設的飛行控制模式，并且，飛行器的飛行控制模式可以包括多種，每種飛行控制模式對應飛行器的不同飛行方式。在本實施例中，針對每種形態(tài)的標記物設置對應的飛行控制模式，即每個標記物的標識對應一種飛行控制模式，并將該對應關系預先儲存于飛行器中。則飛行器在獲得包括標記物的標識的標記信息后，可以根據(jù)預設的飛行控制模式與所述標識的對應關系確定與所述標記物對應的飛行控制模式。
[0042]當然，飛行器的飛行控制模式也可以是在飛行前或飛行中由其他設備發(fā)送給飛行器，在本實施例中并不作為限制。
[0043]飛行器的多種飛行控制模式包括指揮模式以及穿越模式。其中，指揮模式為控制飛行器飛行過程中保持飛行器與標記物具有預定的位置關系，使飛行器隨標記物的移動而移動的飛行控制模式。穿越模式為控制飛行器穿過標記物的預定部位或者從預定部位的預定方向繞過該標記物的飛行控制模式。當然，飛行器的飛行控制模式也可以包括其他，在本實施例中并不做限定。
[0044]在本實施例中，標記物的定位數(shù)據(jù)包括所述標記物的坐標數(shù)據(jù)，所述飛行器的定位數(shù)據(jù)包括所述飛行器的坐標數(shù)據(jù)，當當前飛行控制模式為指揮模式，飛行器根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)及標記物的定位數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器保持與所述標記物預定的位置關系飛行的飛行控制命令。該預定的位置關系可以是飛行器與標記物保持預定的相對距離、與標記物的運動方向一致、與標記物的運動速度大小一致，當然本申請也并不排除與標記物的運動方向相反、或者運動速度大小為標記物移動速度的預定倍數(shù)等。
[0045]當飛行器與標記物的預定的位置關系為保持飛行器與標記物的運動速度和運動方向相同，飛行器首先獲得標記物的運動速度和運動方向，再生成控制飛行器以與標記物相同的運動速度和運動方向飛行的飛行控制命令。
[0046]則在本實施例中，標記物的定位數(shù)據(jù)中還可以包括獲得所述標記物的坐標數(shù)據(jù)的時間，飛行器可以根據(jù)相鄰兩個時刻獲得的所述標記物的坐標數(shù)據(jù)以及相鄰兩個時刻的時間差，獲得所述標記物的運動速度以及運動方向，根據(jù)該運動速度和運動方向生成控制所述飛行器以與所述標記物相同的運動速度和運動方向飛行的飛行控制命令。
[0047]也就是說，獲得的標記物的運動速度和運動方向可以為根據(jù)相鄰兩個時刻的所述標記物的坐標數(shù)據(jù)以及相鄰兩個時刻的時間差計算得到。例如，標記物當前時刻的坐標數(shù)據(jù)為(x2，y2，z2)，時間為t2，前一時刻的坐標數(shù)據(jù)為(xl，y I，zI)，時間為11。則可以獲得標記物在三個方向的速度(Vx，Vy ,Vz)，其中,Vx= (x2-xl)/dt；Vy= (y2-yl)/dt；Vz = (z2-z I )/dt; dt = t2_t I。由于獲得的速度(Vx，Vy，Vz)為矢量，矢量為具有方向的量，則根據(jù)獲得的標記物的速度(Vx，Vy，Vz)可以確定標記物的運動方向。若飛行器以速度(Vx，Vy，Vz)運動，則飛行器運動的速度大小以及運動方向與標記物一致。
[0048]可以理解的，標記物的位置不斷變化，則根據(jù)其不斷變化的位置不斷計算標記物的運動速度及方向，實時生成控制飛行器以與標記物相同的運動速度和運動方向飛行的飛行控制命令，以使飛行器根據(jù)該飛行控制命令實時調(diào)整飛行方向和飛行速度大小。
[0049]可以理解的，若預定的位置關系為飛行器與標記物的運動方向相反，則生成控制飛行器向標記物運動方向的反方向飛行的飛行控制命令，例如，若標記物的速度為(Vx，Vy，￥2)，則飛行器的速度可為(-￥^-￥7，-￥2)，以與標記物的運動方向相反。若預定位置關系為飛行器的運動速度大小為標記物的預定倍數(shù)，則生成控制飛行器以標記物的運動速度大小的預定倍數(shù)飛行的飛行控制命令。若飛行器與標記物的預定的位置關系為當飛行器與標記物保持預定的相對距離時，飛行器可以根據(jù)自身位置獲得飛行到該與標記物具有預定的相對距離的位置的飛行速度和飛行方向，并生成相應的控制命令。當然，在本實施例中，所提到的各種預定位置關系可以合理組合，如飛行器的運動速度大小為標記物的預定倍數(shù)的同時與標記物的運動方向相反。具體的飛行器與標記物的預定位置關系并不作為限制。
[0050]進一步的，在本實施例中，所述標記物的定位數(shù)據(jù)還可以包括所述標記物的姿態(tài)數(shù)據(jù)，所述飛行器的定位數(shù)據(jù)包括所述飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)。當確定的飛行控制模式為指揮模式，根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令還包括，生成控制所述飛行器以與所述標記物的姿態(tài)一致的姿態(tài)飛行的飛行控制命令。當然，可以理解的，還可以包括生成控制所述飛行器以與所述標記物的姿態(tài)相反的姿態(tài)飛行的飛行控制命令，或者生成控制所述飛行器的各個姿態(tài)角與所述標記物的各個姿態(tài)角分別對應具有預定的角度差的飛行控制命令，或者生成其他控制飛行器與標記物的姿態(tài)具有一定關系的姿態(tài)飛行的控制命令，在本實施例中并不作為限制。
[0051]具體的，控制飛行器以與標記物的姿態(tài)一致的姿態(tài)飛行的飛行控制命令，即為標記物的各個姿態(tài)角為多少度，則控制飛行器的相應的姿態(tài)角為多少度的飛行控制命令，如標記物俯仰10度，則生成控制飛行器俯仰10度的飛行控制命令。控制所述飛行器以與所述標記物的姿態(tài)相反的姿態(tài)飛行的飛行控制命令，即為當標記物的某個姿態(tài)角為一定度數(shù)，則控制飛行器的對應姿態(tài)角為該度數(shù)的負值的飛行控制命令，如標記物的俯仰角為10度，生成控制飛行器的俯仰角為負10度的飛行控制命令。同樣的，對于控制所述飛行器的各個姿態(tài)角與所述標記物的各個姿態(tài)角分別對應具有預定的角度差的飛行控制命令，即為控制飛行器的每個姿態(tài)角與標記物的相應的姿態(tài)角具有預定的角度差的飛行控制命令，如該預定角度差為90度，標記物的俯仰角為10度時，在生成控制飛行器的俯仰角為100度的飛行控制命令。
[0052]在本實施例中，當確定的飛行器的飛行控制模式為穿越模式，則根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令包括:
[0053]生成控制所述飛行器從所述標記物的預定部位穿過所述標記物，或從所述預定部位按照預定方向繞過所述標記物的飛行控制命令。
[0054]在本實施例中，獲得的標記物的定位數(shù)據(jù)可以包括標記物的預定部位的坐標數(shù)據(jù)。標記物的預定部位可以是標記物的中心、標記物的某個邊緣部位或者其他，可以根據(jù)標記物的實際形狀以及用戶實際需求確定。并且，將本實施例中的標記物的具體形狀對應每個標記物的標識進行存儲，飛行器可以根據(jù)標記物標識確定標記物的形狀。
[0055]標記物的預定部位的坐標數(shù)據(jù)可以由定位系統(tǒng)獲得，具體獲得的方式并不作為限定。在一種具體的實施方式中，可以是定位系統(tǒng)根據(jù)標記物的至少三個標記點的坐標數(shù)據(jù)以及該預定部位與該至少三個點的位置關系確定，該預定部位與該至少三個點的位置關系為在設置該至少三個標記點時預先確定。如該標記物為圓環(huán)狀物體，以其圓心為預定部位。在該圓環(huán)狀標記物周邊均勻設置四個標記點，使該四個標記點形成的圖形的中心與該標記物的圓心在同一位置。根據(jù)該標記物的四個標記點的坐標數(shù)據(jù)可以獲得四個標記點形成的圖形的中心的坐標數(shù)據(jù)，則可以得到該圓環(huán)狀標記物的預定部位的坐標數(shù)據(jù)。當然，預定部位的坐標數(shù)據(jù)也可以由飛行器自身根據(jù)標記物的標記點的坐標數(shù)據(jù)計算得到。
[0056]在穿越模式下，若控制飛行器從標記物的預定部位穿過所述標記物，則飛行器獲得標記物的預定部位的坐標數(shù)據(jù)，生成向該預定部位飛行的飛行控制命令。并且，由標記物的形狀以及姿態(tài)數(shù)據(jù)可以獲知飛行器向哪些方向飛行會與標記物發(fā)生碰撞，則根據(jù)標記物的形狀以及姿態(tài)數(shù)據(jù)生成飛行控制命令，以調(diào)整飛行方向，確定飛行路徑，保證在穿過標記物的預定部位的情況下不與標記物發(fā)送碰撞。
[0057]例如，如圖2所示，標記物110為圓環(huán)狀物體，其圓心為預定部位，設定四個標記點111形成的四邊形的中心位置為圓心，則根據(jù)該四個標記點111的坐標數(shù)據(jù)可以求得圓心的坐標數(shù)據(jù)。該標記物110豎直放置，飛行器120在標記物的正下方。若生成控制飛行器豎直向上飛行以使飛行器穿過該標記物的預定部位的控制命令，則會導致飛行器與標記物發(fā)生碰撞，于是需要生成控制飛行器繞過標記物本身并穿過圓心的飛行控制命令。
[0058]在穿越模式下，還可以生成控制飛行器從標記物的預定部位按照預定方向繞過所述標記物的飛行控制命令。該預定方向為相對于該標記物的某一方向。例如，該標記物為圓環(huán)狀，預定部位為標記物圓環(huán)上的某一點，當然，可以理解的，在某些情況下，為便于區(qū)分預定部位，標記物上的標記點避免對稱設置，如圖3所示。在圖3所示的姿態(tài)的標記物110中，設定預定部位與最右邊的標記點111位置重合，則根據(jù)四個標記點111的不對稱的唯一的排布方式可以區(qū)分出該最右邊的標記點111，獲得該預定部位的坐標數(shù)據(jù)。預定方向為在該預定部位向遠離該標記物110的方向，如圖3中的標記物110的右方。則生成控制飛行器從該點的右方繞過該標記物的飛行控制命令。當然，生成的該控制飛行器的飛行控制命令仍然需要根據(jù)標記物的具體形態(tài)選擇飛行路徑，避免飛行器與標記物相撞。
[0059]另外，對圖3中所示標記物110的左右方向表述限于該標記物在該圖3所示的姿態(tài)下，當該標記物的姿態(tài)為其他，預定部位在標記物上的位置不變，預定方向與預定部位的相對關系不變，仍為在該預定部位向遠離該標記物的方向。如將該標記物在圖3所示的姿態(tài)下順時針旋轉(zhuǎn)到此時最右邊的標記點處于水平最低位置，則預定方向?qū)獮樵擃A定部位的下方。
[0060]另外，飛行器獲得的標記物的定位數(shù)據(jù)中也可以直接包括標記物的預定部位的預定方向的某個預定點的坐標數(shù)據(jù)，則飛行器可以生成直接從該預定點繞過標記物的飛行控制命令。
[0061]進一步的，在本實施例中，如圖4所示，在根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令之前，還包括:
[0062]步驟Sill:根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物的定位數(shù)據(jù)，計算所述飛行器與所述標記物的距離。根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令的步驟120是在所述距離小于或等于預設距離閾值的情況下執(zhí)行。
[0063]即在生成飛行控制命令之前，可以先確定飛行器與標記物的距離。當該距離小于或等于預設距離閾值時，才根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令。當然，飛行器與所述標記物的距離可以根據(jù)飛行器的坐標數(shù)據(jù)以及所述標記物的坐標數(shù)據(jù)進行計算。
[0064]對于穿越模式，當該距離大于預設距離閾值，標記物在飛行器的安全距離之外，飛行器不產(chǎn)生穿過標記物的預定部位或者從標記物的預定部位的預定方向繞過的動作。
[0065]當然，對于指揮模式，當該距離大于預設距離閾值，認為飛行器在標記物的指揮距離之外，飛行器的飛行不受標記物的影響。
[0066]可以理解的，該預設距離閾值由用戶根據(jù)實際情況確定，在本申請實施例中并不作為限制。
[0067]步驟S130:根據(jù)所述飛行控制命令控制所述飛行器飛行。
[0068]飛行器根據(jù)生成的飛行控制命令執(zhí)行飛行動作，以實現(xiàn)對飛行器的飛行控制。
[0069]當然，在本實施例中，步驟SllO中的接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息，以及步驟S120中的根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令，均可以在其他設備中完成，如服務器、計算機等具有數(shù)據(jù)處理能力的終端，在本實施例中，可以是地面站。再將生成的飛行控制命令發(fā)送給飛行器以使飛行器根據(jù)所述飛行控制命令控制所述飛行器飛行。
[0070]利用本申請實施例提供的上述方法，可以實現(xiàn)單個飛行器或多個飛行器組成的編隊表演時根據(jù)不同標記物的運動軌跡控制飛行器以與所述不同標記物對應的飛行控制模式控制飛行器飛行，增強了飛行器表演的趣味性以及飛行器與外部的互動性。
[0071]本申請另一實施例提供了一種飛行器的飛行控制裝置200，如圖5所示，該裝置包括接收模塊210，用于接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息，所述標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù)。命令生成模塊220，用于根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令。飛行控制模塊230，用于根據(jù)所述飛行控制命令控制所述飛行器飛行。
[0072]當然，在本實施例中，所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息可以通過光學動作捕捉系統(tǒng)定位獲得。
[0073]進一步的，在本實施例中，還包括對飛行控制模式的確定，具體的，所述標記物信息包括所述標記物的標識，所述裝置還包括飛行控制模式確認模塊240，用于根據(jù)預設的飛行控制模式與所述標識的對應關系確定與所述標記物對應的飛行控制模式。
[0074]其中標記物對應的飛行控制模式包括多種，包括指揮模式以及穿越模式。在指揮模式下，所述命令生成模塊220還用于根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)及標記物的定位數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器保持與所述標記物預定的位置關系飛行的飛行控制命令。
[0075]進一步的，在本實施例中，所述標記物的定位數(shù)據(jù)包括標記物的坐標數(shù)據(jù)及獲得所述標記物的坐標數(shù)據(jù)的時間，所述命令生成模塊220還包括:計算單元，用于根據(jù)相鄰兩個時刻獲得的所述標記物的坐標數(shù)據(jù)以及相鄰兩個時刻的時間差，獲得所述標記物的運動速度以及運動方向；命令生成單元，用于生成控制所述飛行器以與所述標記物相同的運動速度和運動方向飛行的飛行控制命令。
[0076]進一步的，所述標記物的定位數(shù)據(jù)包括所述標記物的姿態(tài)數(shù)據(jù)，在指揮模式下，所述命令生成模塊220還用于生成控制所述飛行器以與所述標記物的姿態(tài)一致的姿態(tài)飛行的飛行控制命令。
[0077]另外，在穿越模式下，所述命令生成模塊還用于生成控制所述飛行器從所述標記物的預定部位穿過所述標記物，或從所述預定部位按照預定方向繞過所述標記物的飛行控制命令。
[0078]進一步的，在本實施例中，飛行器可以在標記物的一定距離范圍內(nèi)才根據(jù)標記物的定位數(shù)據(jù)生成控制飛行器的控制命令，于是，該裝置還可以包括距離計算模塊，用于根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物的定位數(shù)據(jù)，計算所述飛行器與所述標記物的距離;所述命令生成模塊220用于在所述距離計算模塊計算的距離小于或等于預設距離閾值的情況下，根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令。
[0079]本申請還有一種實施例提供了一種飛行控制系統(tǒng)300。如圖6所示，該飛行控制系統(tǒng)300包括定位系統(tǒng)310、地面站320及飛行器120。當然，飛行器120的數(shù)量并不做限制，可以是單個，也可以是多個。飛行器120與地面站320以及定位系統(tǒng)310與地面站320均信號連接，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。
[0080]該飛行控制系統(tǒng)300用于根據(jù)標記物的運動實現(xiàn)對飛行器120的運動控制。
[0081]具體的，標記物以及飛行器均設置于定位系統(tǒng)310可定位的區(qū)域內(nèi)，飛行器120及標記物110上均設置有標記點，定位系統(tǒng)310用于通過該標記點獲取所述飛行器120的定位數(shù)據(jù)以及標記物的標記物信息，并將所述飛行器120的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物信息發(fā)送給地面站320，所述標記物信息包括標記物110的定位數(shù)據(jù)。該定位系統(tǒng)310可以是光學動作捕捉系統(tǒng)，如= OptiTrack系統(tǒng)或VICON系統(tǒng)，也可以是GPS定位系統(tǒng)、慣性導航定位系統(tǒng)等其他定位系統(tǒng)。
[0082]所述地面站320用于接收所述飛行器120的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物信息，并發(fā)送給所述飛行器120。
[0083]所述飛行器120用于接收所述地面站320發(fā)送的所述飛行器120的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物信息，根據(jù)所述飛行器120的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令，并根據(jù)所述飛行控制命令控制飛行。
[0084]綜上所述，本申請實施例提供的飛行器的飛行控制方法、裝置及系統(tǒng)，在接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物的定位數(shù)據(jù)后，根據(jù)飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令，以使飛行器根據(jù)該控制命令飛行。在不同的飛行控制模式下，該控制命令可以根據(jù)標記物的不同飛行狀態(tài)以及姿態(tài)控制飛行器產(chǎn)生不同的飛行動作，以實現(xiàn)飛行器與標記物之間的實時互動，增加了飛行器與標記物之間的交互性以及運動的趣味性。
[0085]在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的裝置實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)本申請的多個實施例的裝置、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的體系架構、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、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或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現(xiàn)方式中，方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時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)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。
[0086]另外，在本申請各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。
[0087]所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本申請的技術方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(R0M，Read-0nly Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“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……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0088]以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
[0089]以上所述，僅為本申請的【具體實施方式】，但本申請的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本申請揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本申請的保護范圍之內(nèi)。因此，本申請的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種飛行器的飛行控制方法，其特征在于，所述方法包括: 接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息，所述標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令； 根據(jù)所述飛行控制命令控制所述飛行器飛行。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述標記物信息包括所述標記物的標識，在所述生成飛行控制命令之前，還包括: 根據(jù)預設的飛行控制模式與所述標識的對應關系確定與所述標記物對應的飛行控制模式。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述飛行控制模式包括:指揮模式，所述根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令的步驟包括: 根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)及標記物的定位數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器保持與所述標記物預定的位置關系飛行的飛行控制命令。4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述標記物的定位數(shù)據(jù)包括:標記物的坐標數(shù)據(jù)及獲得所述標記物的坐標數(shù)據(jù)的時間，所述根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令包括: 根據(jù)相鄰兩個時刻獲得的所述標記物的坐標數(shù)據(jù)以及相鄰兩個時刻的時間差，獲得所述標記物的運動速度以及運動方向； 生成控制所述飛行器以與所述標記物相同的運動速度和運動方向飛行的飛行控制命令。5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，所述飛行控制模式包括:指揮模式，所述標記物的定位數(shù)據(jù)包括:所述標記物的姿態(tài)數(shù)據(jù)，所述根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令的步驟包括: 生成控制所述飛行器以與所述標記物的姿態(tài)一致的姿態(tài)飛行的飛行控制命令。6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述飛行控制模式包括:穿越模式，所述標記物的定位數(shù)據(jù)包括:標記物的預定部位的坐標數(shù)據(jù)，所述根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令的步驟包括: 生成控制所述飛行器從所述標記物的預定部位穿過所述標記物，或從所述預定部位按照預定方向繞過所述標記物的飛行控制命令。7.根據(jù)權利要求1或者6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令之前，所述方法還包括: 根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物的定位數(shù)據(jù)，計算所述飛行器與所述標記物的距離； 根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令是在所述距離小于或等于預設距離閾值的情況下執(zhí)行。8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息是通過光學動作捕捉系統(tǒng)定位獲得。9.一種飛行器的飛行控制裝置，其特征在于，所述裝置包括: 接收模塊，用于接收飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息，所述標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù)； 命令生成模塊，用于根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令； 飛行控制模塊，用于根據(jù)所述飛行控制命令控制所述飛行器飛行。10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述標記物信息包括所述標記物的標識，所述裝置還包括: 飛行控制模式確認模塊，用于根據(jù)預設的飛行控制模式與所述標識的對應關系確定與所述標記物對應的飛行控制模式。11.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述飛行控制模式包括:指揮模式，所述命令生成模塊還用于根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)及標記物的定位數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器保持與所述標記物預定的位置關系飛行的飛行控制命令。12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述標記物的定位數(shù)據(jù)包括:標記物的坐標數(shù)據(jù)及獲得所述標記物的坐標數(shù)據(jù)的時間，所述命令生成模塊還包括: 計算單元，用于根據(jù)相鄰兩個時刻獲得的所述標記物的坐標數(shù)據(jù)以及相鄰兩個時刻的時間差，獲得所述標記物的運動速度以及運動方向； 命令生成單元，用于生成控制所述飛行器以與所述標記物相同的運動速度和運動方向飛行的飛行控制命令。13.根據(jù)權利要求9-12任一項所述的裝置，其特征在于，所述飛行控制模式包括:指揮模式，所述標記物的定位數(shù)據(jù)包括:所述標記物的姿態(tài)數(shù)據(jù)，所述命令生成模塊還用于生成控制所述飛行器以與所述標記物的姿態(tài)一致的姿態(tài)飛行的飛行控制命令。14.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述飛行控制模式包括:穿越模式，所述標記物的定位數(shù)據(jù)包括:標記物的預定部位的坐標數(shù)據(jù)，所述命令生成模塊還用于生成控制所述飛行器從所述標記物的預定部位穿過所述標記物，或從所述預定部位按照預定方向繞過所述標記物的飛行控制命令。15.根據(jù)權利要求9或者14所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括距離計算模塊，用于根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物的定位數(shù)據(jù)，計算所述飛行器與所述標記物的距離； 所述命令生成模塊用于在所述距離計算模塊計算的距離小于或等于預設距離閾值的情況下根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令。16.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物信息是通過光學動作捕捉系統(tǒng)定位獲得。17.—種飛行控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括定位系統(tǒng)、地面站及飛行器，其中， 所述定位系統(tǒng)用于獲取所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及標記物的標記物信息，并將所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物信息發(fā)送給地面站，所述標記物信息包括標記物的定位數(shù)據(jù)； 所述地面站用于接收所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物信息，并發(fā)送給所述飛行器； 所述飛行器用于接收所述地面站發(fā)送的所述飛行器的定位數(shù)據(jù)以及所述標記物信息，根據(jù)所述飛行器的定位數(shù)據(jù)、標記物的定位數(shù)據(jù)以及飛行控制模式生成飛行控制命令，并根據(jù)所述飛行控制命令控制飛行。
【文檔編號】G05D1/10GK106020223SQ201610575475
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月19日
【發(fā)明人】傅重陽, 黃建, 范云飛, 鄭義強, 楊建軍
【申請人】零度智控（北京）智能科技有限公司