飞行器的飞行控制方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本申请实施例提供了一种飞行器的飞行控制方法、装置及系统，该飞行器的飞行控制方法包括：接收飞行器的定位数据以及标记物信息，所述标记物信息包括标记物的定位数据；根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令；根据所述飞行控制命令控制所述飞行器飞行。本申请实现了飞行器飞行过程中与标记物之间的实时交互运动。
【专利说明】
飞行器的飞行控制方法、装置及系统
技术领域
[0001]本申请涉及飞行器领域，具体而言，涉及一种飞行器的飞行控制方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中对飞行器的飞行控制，常基于预设的飞行路线或者规则，不与外部物体发生动作交互。在某些飞行器飞行表演中，看似存在人机互动，但实际上还是控制者与飞行器按照预定的时间同时动作，并不是真正的人机互动。
[0003]因此，目前飞行器的飞行表演过程缺少互动性和趣味性。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种飞行器的飞行控制方法、装置及系统，以改善上述飞行器在飞行表演过程中缺少互动性和趣味性的问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请采用的技术方案如下:
[0006]—种飞行器的飞行控制方法，所述方法包括:接收飞行器的定位数据以及标记物信息，所述标记物信息包括标记物的定位数据;根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令;根据所述飞行控制命令控制所述飞行器飞行。
[0007]—种飞行器的飞行控制装置，所述装置包括:接收模块，用于接收飞行器的定位数据以及标记物信息，所述标记物信息包括标记物的定位数据;命令生成模块，用于根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令;飞行控制模块，用于根据所述飞行控制命令控制所述飞行器飞行。
[0008]—种飞行控制系统，所述系统包括定位系统、地面站及飞行器，其中，所述定位系统用于获取所述飞行器的定位数据以及标记物的标记物信息，并将所述飞行器的定位数据以及所述标记物信息发送给地面站，所述标记物信息包括标记物的定位数据;所述地面站用于接收所述飞行器的定位数据以及所述标记物信息，并发送给所述飞行器;所述飞行器用于接收所述地面站发送的所述飞行器的定位数据以及所述标记物信息，根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令，并根据所述飞行控制命令控制飞行。
[0009]本申请实施例提供的飞行器的飞行控制方法、装置及系统，飞行器接收飞行器的定位数据及标记物信息，该标记物信息包括标记物的定位数据，再根据飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令控制飞行器飞行。在不同的飞行模式下，该飞行控制命令根据标记物的不同运动状态或者姿态控制飞行器以不同的飞行方式飞行，使飞行器根据标记物的运动而运动，实现飞行器与标记物之间的实时交互运动。
[0010]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0011 ]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0012]图1示出了本申请实施例提供的飞行器的飞行控制方法的一种流程图；
[0013]图2示出了本申请实施例提供的一种标记物与飞行器的位置关系示意图；
[0014]图3示出了本申请实施例提供的一种标记物及其标记点设置示意图；
[0015]图4示出了本申请实施例提供的飞行器的飞行控制方法的另一种流程图；
[0016]图5示出了本申请实施例提供的飞行器的飞行控制装置的结构示意图；
[0017]图6示出了本申请实施例提供的飞行控制系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本申请实施例中附图，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实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0020]本申请实施例提供的飞行器以及标记物均在指定区域内运动，定位系统能对该指定区域内的飞行器以及标记物进行定位，获得飞行器的坐标数据、姿态数据以及标记物的坐标数据、姿态数据等。并且，定位系统可以将获得的定位数据直接发送给飞行器，也可以将获得的定位数据发送给地面站，地面站再将该定位数据发送给飞行器。
[0021 ] 本申请通过下述实施例对飞行器的定位、标记物的定位以及对飞行器的飞行控制进行详细说明。
[0022]请参见图1，本申请实施例提供了一种飞行器的飞行控制方法，该方法用于飞行器根据自身定位数据、标记物的定位数据以及飞行器的飞行控制模式生成的飞行控制命令控制飞行。
[0023I具体的，该方法包括:
[0024]步骤S110:接收飞行器的定位数据以及标记物信息，所述标记物信息包括标记物的定位数据。
[0025]本申请实施例中提供的标记物可以是主动或被动地做出各种规范动作的物体，例如人体、机器人、可运动的其他智能设备或者非智能的各种形态的物体。当标记物为机器人等智能运动设备时，使用者可以向该标记物发出运动控制命令控制该标记物运动，该标记物也可以根据预设的运动控制命令运动。当标记物为指挥棒等非智能的物体时，使用者也可以直接握持该标记物，控制该标记物运动。
[0026]飞行器接收飞行器的定位数据以及包括标记物的定位数据的标记物信息。在本实施例中，飞行器的定位数据以及标记物信息通过定位系统获得，由定位系统发送给飞行器或者在定位系统发送给地面站后，经地面站发送给飞行器。
[0027]因此，在本步骤之前，还包括利用定位系统对飞行器以及标记物进行定位，获取飞行器的定位数据以及包括标记物的定位数据的标记物信息。其中，标记物信息中还可以包括表明该标记物身份的标记物的标识。并且，标记物的定位数据可以包括标记物的坐标数据或者姿态数据，飞行器的定位数据可以包括飞行器的坐标数据或者姿态数据。可以理解的，标记物的坐标数据表示标记物当前所处的空间位置，飞行器的坐标数据表示飞行器当前所处的空间位置，均可以通过三维坐标数据表示。另外，标记物的姿态数据表示该标记物的姿态，飞行器的姿态数据表示该飞行器的姿态，均可以通过横滚角、俯仰角以及偏航角等姿态数据表示。
[0028]在一种具体的实施方式中，定位系统包括多个光学动作捕捉设备以及处理器。该多个光学动作捕捉设备布置于飞行器以及标记物的指定运动区域，可以用于从不同方向获取飞行器以及标记物的图像，以使定位系统的处理器基于所述图像对所述飞行器以及标记物进行定位。其中，所述飞行器以及标记物在指定运动区域内正常运动的情况下，可被至少两个光学动作捕捉设备获取到图像。
[0029]并且，在飞行器的表面以及标记物的表面均设置有至少三个标记点，设置于飞行器表面的标记点以及设置于标记物表面的标记点按不同排列方式排列，飞行器以及标记物的标记点均具有唯一的排列方式。该飞行器的表面以及标记物的表面的至少三个标记点为处理器可对其成像进行识别的标记点。优选的，设置的标记点为自发光或反光的标记点，且在飞行器以及标记物的表面分别设置的标记点优选为四个。
[0030]处理器接收多个光学动作捕捉设备获取的包括飞行器的标记点以及标记物的标记点的至少两幅图像，并对至少两幅图像中的标记点进行处理，获得标记点的坐标数据。
[0031]并且，由于设置于飞行器的标记点以及设置于标记物的标记点排列方式不同，定位系统的处理器可以根据图像中不同排列方式的标记点分辨出标记物的标记点以及飞行器的标记点。再根据标记物的标记点的坐标数据可以获得标记物的定位数据，也可以根据飞行器的标记点的坐标数据获得飞行器的定位数据。
[0032]当然，在本实施例中，根据标记物的标记点的坐标数据获得标记物的坐标数据的方式并不作为限定，可以是以标记物的所有标记点围成的图形的中心位置的坐标作为该标记物的坐标数据，也可以是以标记物的所有标记点的坐标数据的平均值作为标记物的坐标数据。同样的，根据飞行器的标记点的坐标数据获得飞行器的坐标数据的方式也可以与标记物的一致，在本实施例中并不作为限定。
[0033]另外，根据标记物的标记点的坐标数据获得标记物的姿态数据的方法以及根据飞行器的标记点的坐标数据获得飞行器的姿态数据也不作为限定，可以是根据标记物的标记点围成的图形的姿态与标记物的原始姿态确定标记物的姿态，根据飞行器的标记点围成的图形的姿态与飞行器的原始姿态确定飞行器的姿态。
[0034]优选的，标记物的至少三个标记点以及飞行器的至少三个标记点均优选为四个不在同一个面上的标记点，以根据四个标记点确定一个几何体，从而更准确获得标记物的定位数据以及飞行器的定位数据。
[0035]定位系统将获得的飞行器的定位数据进行发送，将标记物的定位数据进行发送，当然，对应飞行器的定位数据发送的可以包括飞行器的标识，对应标记物的定位数据发送的可以包括标记物的标识，其中，标记物的定位数据与对应的标记物的标识一起作为标记物信息进行发送。
[0036]进一步的，在本申请实施例中，该定位系统为光学动作捕捉系统，如:0ptiTrack系统或VICON系统，可以达到亚毫米级定位精度定位飞行器以及标记物。
[0037]当然，在本实施例中，定位系统的定位方法并不作为限制，该定位系统也可以是通过其他定位方法进行定位的定位系统，如GPS定位系统、惯性导航定位系统等。
[0038]步骤S120:根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令。
[0039]飞行器接收到自身的定位数据以及标记物的定位数据，可以根据自身的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成控制飞行器的飞行控制命令。
[0040]在该生成飞行控制命令的步骤S120之前，需要确定飞行器的飞行控制模式。
[0041]具体的，该飞行控制模式可以是预存于飞行器中的预设的飞行控制模式，并且，飞行器的飞行控制模式可以包括多种，每种飞行控制模式对应飞行器的不同飞行方式。在本实施例中，针对每种形态的标记物设置对应的飞行控制模式，即每个标记物的标识对应一种飞行控制模式，并将该对应关系预先储存于飞行器中。则飞行器在获得包括标记物的标识的标记信息后，可以根据预设的飞行控制模式与所述标识的对应关系确定与所述标记物对应的飞行控制模式。
[0042]当然，飞行器的飞行控制模式也可以是在飞行前或飞行中由其他设备发送给飞行器，在本实施例中并不作为限制。
[0043]飞行器的多种飞行控制模式包括指挥模式以及穿越模式。其中，指挥模式为控制飞行器飞行过程中保持飞行器与标记物具有预定的位置关系，使飞行器随标记物的移动而移动的飞行控制模式。穿越模式为控制飞行器穿过标记物的预定部位或者从预定部位的预定方向绕过该标记物的飞行控制模式。当然，飞行器的飞行控制模式也可以包括其他，在本实施例中并不做限定。
[0044]在本实施例中，标记物的定位数据包括所述标记物的坐标数据，所述飞行器的定位数据包括所述飞行器的坐标数据，当当前飞行控制模式为指挥模式，飞行器根据所述飞行器的定位数据及标记物的定位数据生成控制所述飞行器保持与所述标记物预定的位置关系飞行的飞行控制命令。该预定的位置关系可以是飞行器与标记物保持预定的相对距离、与标记物的运动方向一致、与标记物的运动速度大小一致，当然本申请也并不排除与标记物的运动方向相反、或者运动速度大小为标记物移动速度的预定倍数等。
[0045]当飞行器与标记物的预定的位置关系为保持飞行器与标记物的运动速度和运动方向相同，飞行器首先获得标记物的运动速度和运动方向，再生成控制飞行器以与标记物相同的运动速度和运动方向飞行的飞行控制命令。
[0046]则在本实施例中，标记物的定位数据中还可以包括获得所述标记物的坐标数据的时间，飞行器可以根据相邻两个时刻获得的所述标记物的坐标数据以及相邻两个时刻的时间差，获得所述标记物的运动速度以及运动方向，根据该运动速度和运动方向生成控制所述飞行器以与所述标记物相同的运动速度和运动方向飞行的飞行控制命令。
[0047]也就是说，获得的标记物的运动速度和运动方向可以为根据相邻两个时刻的所述标记物的坐标数据以及相邻两个时刻的时间差计算得到。例如，标记物当前时刻的坐标数据为(x2，y2，z2)，时间为t2，前一时刻的坐标数据为(xl，y I，zI)，时间为11。则可以获得标记物在三个方向的速度(Vx，Vy ,Vz)，其中,Vx= (x2-xl)/dt；Vy= (y2-yl)/dt；Vz = (z2-z I )/dt; dt = t2_t I。由于获得的速度(Vx，Vy，Vz)为矢量，矢量为具有方向的量，则根据获得的标记物的速度(Vx，Vy，Vz)可以确定标记物的运动方向。若飞行器以速度(Vx，Vy，Vz)运动，则飞行器运动的速度大小以及运动方向与标记物一致。
[0048]可以理解的，标记物的位置不断变化，则根据其不断变化的位置不断计算标记物的运动速度及方向，实时生成控制飞行器以与标记物相同的运动速度和运动方向飞行的飞行控制命令，以使飞行器根据该飞行控制命令实时调整飞行方向和飞行速度大小。
[0049]可以理解的，若预定的位置关系为飞行器与标记物的运动方向相反，则生成控制飞行器向标记物运动方向的反方向飞行的飞行控制命令，例如，若标记物的速度为(Vx，Vy，￥2)，则飞行器的速度可为(-￥^-￥7，-￥2)，以与标记物的运动方向相反。若预定位置关系为飞行器的运动速度大小为标记物的预定倍数，则生成控制飞行器以标记物的运动速度大小的预定倍数飞行的飞行控制命令。若飞行器与标记物的预定的位置关系为当飞行器与标记物保持预定的相对距离时，飞行器可以根据自身位置获得飞行到该与标记物具有预定的相对距离的位置的飞行速度和飞行方向，并生成相应的控制命令。当然，在本实施例中，所提到的各种预定位置关系可以合理组合，如飞行器的运动速度大小为标记物的预定倍数的同时与标记物的运动方向相反。具体的飞行器与标记物的预定位置关系并不作为限制。
[0050]进一步的，在本实施例中，所述标记物的定位数据还可以包括所述标记物的姿态数据，所述飞行器的定位数据包括所述飞行器的姿态数据。当确定的飞行控制模式为指挥模式，根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令还包括，生成控制所述飞行器以与所述标记物的姿态一致的姿态飞行的飞行控制命令。当然，可以理解的，还可以包括生成控制所述飞行器以与所述标记物的姿态相反的姿态飞行的飞行控制命令，或者生成控制所述飞行器的各个姿态角与所述标记物的各个姿态角分别对应具有预定的角度差的飞行控制命令，或者生成其他控制飞行器与标记物的姿态具有一定关系的姿态飞行的控制命令，在本实施例中并不作为限制。
[0051]具体的，控制飞行器以与标记物的姿态一致的姿态飞行的飞行控制命令，即为标记物的各个姿态角为多少度，则控制飞行器的相应的姿态角为多少度的飞行控制命令，如标记物俯仰10度，则生成控制飞行器俯仰10度的飞行控制命令。控制所述飞行器以与所述标记物的姿态相反的姿态飞行的飞行控制命令，即为当标记物的某个姿态角为一定度数，则控制飞行器的对应姿态角为该度数的负值的飞行控制命令，如标记物的俯仰角为10度，生成控制飞行器的俯仰角为负10度的飞行控制命令。同样的，对于控制所述飞行器的各个姿态角与所述标记物的各个姿态角分别对应具有预定的角度差的飞行控制命令，即为控制飞行器的每个姿态角与标记物的相应的姿态角具有预定的角度差的飞行控制命令，如该预定角度差为90度，标记物的俯仰角为10度时，在生成控制飞行器的俯仰角为100度的飞行控制命令。
[0052]在本实施例中，当确定的飞行器的飞行控制模式为穿越模式，则根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令包括:
[0053]生成控制所述飞行器从所述标记物的预定部位穿过所述标记物，或从所述预定部位按照预定方向绕过所述标记物的飞行控制命令。
[0054]在本实施例中，获得的标记物的定位数据可以包括标记物的预定部位的坐标数据。标记物的预定部位可以是标记物的中心、标记物的某个边缘部位或者其他，可以根据标记物的实际形状以及用户实际需求确定。并且，将本实施例中的标记物的具体形状对应每个标记物的标识进行存储，飞行器可以根据标记物标识确定标记物的形状。
[0055]标记物的预定部位的坐标数据可以由定位系统获得，具体获得的方式并不作为限定。在一种具体的实施方式中，可以是定位系统根据标记物的至少三个标记点的坐标数据以及该预定部位与该至少三个点的位置关系确定，该预定部位与该至少三个点的位置关系为在设置该至少三个标记点时预先确定。如该标记物为圆环状物体，以其圆心为预定部位。在该圆环状标记物周边均匀设置四个标记点，使该四个标记点形成的图形的中心与该标记物的圆心在同一位置。根据该标记物的四个标记点的坐标数据可以获得四个标记点形成的图形的中心的坐标数据，则可以得到该圆环状标记物的预定部位的坐标数据。当然，预定部位的坐标数据也可以由飞行器自身根据标记物的标记点的坐标数据计算得到。
[0056]在穿越模式下，若控制飞行器从标记物的预定部位穿过所述标记物，则飞行器获得标记物的预定部位的坐标数据，生成向该预定部位飞行的飞行控制命令。并且，由标记物的形状以及姿态数据可以获知飞行器向哪些方向飞行会与标记物发生碰撞，则根据标记物的形状以及姿态数据生成飞行控制命令，以调整飞行方向，确定飞行路径，保证在穿过标记物的预定部位的情况下不与标记物发送碰撞。
[0057]例如，如图2所示，标记物110为圆环状物体，其圆心为预定部位，设定四个标记点111形成的四边形的中心位置为圆心，则根据该四个标记点111的坐标数据可以求得圆心的坐标数据。该标记物110竖直放置，飞行器120在标记物的正下方。若生成控制飞行器竖直向上飞行以使飞行器穿过该标记物的预定部位的控制命令，则会导致飞行器与标记物发生碰撞，于是需要生成控制飞行器绕过标记物本身并穿过圆心的飞行控制命令。
[0058]在穿越模式下，还可以生成控制飞行器从标记物的预定部位按照预定方向绕过所述标记物的飞行控制命令。该预定方向为相对于该标记物的某一方向。例如，该标记物为圆环状，预定部位为标记物圆环上的某一点，当然，可以理解的，在某些情况下，为便于区分预定部位，标记物上的标记点避免对称设置，如图3所示。在图3所示的姿态的标记物110中，设定预定部位与最右边的标记点111位置重合，则根据四个标记点111的不对称的唯一的排布方式可以区分出该最右边的标记点111，获得该预定部位的坐标数据。预定方向为在该预定部位向远离该标记物110的方向，如图3中的标记物110的右方。则生成控制飞行器从该点的右方绕过该标记物的飞行控制命令。当然，生成的该控制飞行器的飞行控制命令仍然需要根据标记物的具体形态选择飞行路径，避免飞行器与标记物相撞。
[0059]另外，对图3中所示标记物110的左右方向表述限于该标记物在该图3所示的姿态下，当该标记物的姿态为其他，预定部位在标记物上的位置不变，预定方向与预定部位的相对关系不变，仍为在该预定部位向远离该标记物的方向。如将该标记物在图3所示的姿态下顺时针旋转到此时最右边的标记点处于水平最低位置，则预定方向对应为该预定部位的下方。
[0060]另外，飞行器获得的标记物的定位数据中也可以直接包括标记物的预定部位的预定方向的某个预定点的坐标数据，则飞行器可以生成直接从该预定点绕过标记物的飞行控制命令。
[0061]进一步的，在本实施例中，如图4所示，在根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令之前，还包括:
[0062]步骤Sill:根据所述飞行器的定位数据以及所述标记物的定位数据，计算所述飞行器与所述标记物的距离。根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令的步骤120是在所述距离小于或等于预设距离阈值的情况下执行。
[0063]即在生成飞行控制命令之前，可以先确定飞行器与标记物的距离。当该距离小于或等于预设距离阈值时，才根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令。当然，飞行器与所述标记物的距离可以根据飞行器的坐标数据以及所述标记物的坐标数据进行计算。
[0064]对于穿越模式，当该距离大于预设距离阈值，标记物在飞行器的安全距离之外，飞行器不产生穿过标记物的预定部位或者从标记物的预定部位的预定方向绕过的动作。
[0065]当然，对于指挥模式，当该距离大于预设距离阈值，认为飞行器在标记物的指挥距离之外，飞行器的飞行不受标记物的影响。
[0066]可以理解的，该预设距离阈值由用户根据实际情况确定，在本申请实施例中并不作为限制。
[0067]步骤S130:根据所述飞行控制命令控制所述飞行器飞行。
[0068]飞行器根据生成的飞行控制命令执行飞行动作，以实现对飞行器的飞行控制。
[0069]当然，在本实施例中，步骤SllO中的接收飞行器的定位数据以及标记物信息，以及步骤S120中的根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令，均可以在其他设备中完成，如服务器、计算机等具有数据处理能力的终端，在本实施例中，可以是地面站。再将生成的飞行控制命令发送给飞行器以使飞行器根据所述飞行控制命令控制所述飞行器飞行。
[0070]利用本申请实施例提供的上述方法，可以实现单个飞行器或多个飞行器组成的编队表演时根据不同标记物的运动轨迹控制飞行器以与所述不同标记物对应的飞行控制模式控制飞行器飞行，增强了飞行器表演的趣味性以及飞行器与外部的互动性。
[0071]本申请另一实施例提供了一种飞行器的飞行控制装置200，如图5所示，该装置包括接收模块210，用于接收飞行器的定位数据以及标记物信息，所述标记物信息包括标记物的定位数据。命令生成模块220，用于根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令。飞行控制模块230，用于根据所述飞行控制命令控制所述飞行器飞行。
[0072]当然，在本实施例中，所述飞行器的定位数据以及标记物信息可以通过光学动作捕捉系统定位获得。
[0073]进一步的，在本实施例中，还包括对飞行控制模式的确定，具体的，所述标记物信息包括所述标记物的标识，所述装置还包括飞行控制模式确认模块240，用于根据预设的飞行控制模式与所述标识的对应关系确定与所述标记物对应的飞行控制模式。
[0074]其中标记物对应的飞行控制模式包括多种，包括指挥模式以及穿越模式。在指挥模式下，所述命令生成模块220还用于根据所述飞行器的定位数据及标记物的定位数据生成控制所述飞行器保持与所述标记物预定的位置关系飞行的飞行控制命令。
[0075]进一步的，在本实施例中，所述标记物的定位数据包括标记物的坐标数据及获得所述标记物的坐标数据的时间，所述命令生成模块220还包括:计算单元，用于根据相邻两个时刻获得的所述标记物的坐标数据以及相邻两个时刻的时间差，获得所述标记物的运动速度以及运动方向；命令生成单元，用于生成控制所述飞行器以与所述标记物相同的运动速度和运动方向飞行的飞行控制命令。
[0076]进一步的，所述标记物的定位数据包括所述标记物的姿态数据，在指挥模式下，所述命令生成模块220还用于生成控制所述飞行器以与所述标记物的姿态一致的姿态飞行的飞行控制命令。
[0077]另外，在穿越模式下，所述命令生成模块还用于生成控制所述飞行器从所述标记物的预定部位穿过所述标记物，或从所述预定部位按照预定方向绕过所述标记物的飞行控制命令。
[0078]进一步的，在本实施例中，飞行器可以在标记物的一定距离范围内才根据标记物的定位数据生成控制飞行器的控制命令，于是，该装置还可以包括距离计算模块，用于根据所述飞行器的定位数据以及所述标记物的定位数据，计算所述飞行器与所述标记物的距离;所述命令生成模块220用于在所述距离计算模块计算的距离小于或等于预设距离阈值的情况下，根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令。
[0079]本申请还有一种实施例提供了一种飞行控制系统300。如图6所示，该飞行控制系统300包括定位系统310、地面站320及飞行器120。当然，飞行器120的数量并不做限制，可以是单个，也可以是多个。飞行器120与地面站320以及定位系统310与地面站320均信号连接，可以实现数据交互。
[0080]该飞行控制系统300用于根据标记物的运动实现对飞行器120的运动控制。
[0081]具体的，标记物以及飞行器均设置于定位系统310可定位的区域内，飞行器120及标记物110上均设置有标记点，定位系统310用于通过该标记点获取所述飞行器120的定位数据以及标记物的标记物信息，并将所述飞行器120的定位数据以及所述标记物信息发送给地面站320，所述标记物信息包括标记物110的定位数据。该定位系统310可以是光学动作捕捉系统，如= OptiTrack系统或VICON系统，也可以是GPS定位系统、惯性导航定位系统等其他定位系统。
[0082]所述地面站320用于接收所述飞行器120的定位数据以及所述标记物信息，并发送给所述飞行器120。
[0083]所述飞行器120用于接收所述地面站320发送的所述飞行器120的定位数据以及所述标记物信息，根据所述飞行器120的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令，并根据所述飞行控制命令控制飞行。
[0084]综上所述，本申请实施例提供的飞行器的飞行控制方法、装置及系统，在接收飞行器的定位数据以及标记物的定位数据后，根据飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令，以使飞行器根据该控制命令飞行。在不同的飞行控制模式下，该控制命令可以根据标记物的不同飞行状态以及姿态控制飞行器产生不同的飞行动作，以实现飞行器与标记物之间的实时互动，增加了飞行器与标记物之间的交互性以及运动的趣味性。
[0085]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0086]另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0087]所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(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方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(R0M，Read-0nly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0088]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0089]以上所述，仅为本申请的【具体实施方式】，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种飞行器的飞行控制方法，其特征在于，所述方法包括: 接收飞行器的定位数据以及标记物信息，所述标记物信息包括标记物的定位数据； 根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令； 根据所述飞行控制命令控制所述飞行器飞行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标记物信息包括所述标记物的标识，在所述生成飞行控制命令之前，还包括: 根据预设的飞行控制模式与所述标识的对应关系确定与所述标记物对应的飞行控制模式。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞行控制模式包括:指挥模式，所述根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令的步骤包括: 根据所述飞行器的定位数据及标记物的定位数据生成控制所述飞行器保持与所述标记物预定的位置关系飞行的飞行控制命令。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述标记物的定位数据包括:标记物的坐标数据及获得所述标记物的坐标数据的时间，所述根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令包括: 根据相邻两个时刻获得的所述标记物的坐标数据以及相邻两个时刻的时间差，获得所述标记物的运动速度以及运动方向； 生成控制所述飞行器以与所述标记物相同的运动速度和运动方向飞行的飞行控制命令。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述飞行控制模式包括:指挥模式，所述标记物的定位数据包括:所述标记物的姿态数据，所述根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令的步骤包括: 生成控制所述飞行器以与所述标记物的姿态一致的姿态飞行的飞行控制命令。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞行控制模式包括:穿越模式，所述标记物的定位数据包括:标记物的预定部位的坐标数据，所述根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令的步骤包括: 生成控制所述飞行器从所述标记物的预定部位穿过所述标记物，或从所述预定部位按照预定方向绕过所述标记物的飞行控制命令。7.根据权利要求1或者6所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令之前，所述方法还包括: 根据所述飞行器的定位数据以及所述标记物的定位数据，计算所述飞行器与所述标记物的距离； 根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令是在所述距离小于或等于预设距离阈值的情况下执行。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞行器的定位数据以及标记物信息是通过光学动作捕捉系统定位获得。9.一种飞行器的飞行控制装置，其特征在于，所述装置包括: 接收模块，用于接收飞行器的定位数据以及标记物信息，所述标记物信息包括标记物的定位数据； 命令生成模块，用于根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令； 飞行控制模块，用于根据所述飞行控制命令控制所述飞行器飞行。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述标记物信息包括所述标记物的标识，所述装置还包括: 飞行控制模式确认模块，用于根据预设的飞行控制模式与所述标识的对应关系确定与所述标记物对应的飞行控制模式。11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述飞行控制模式包括:指挥模式，所述命令生成模块还用于根据所述飞行器的定位数据及标记物的定位数据生成控制所述飞行器保持与所述标记物预定的位置关系飞行的飞行控制命令。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述标记物的定位数据包括:标记物的坐标数据及获得所述标记物的坐标数据的时间，所述命令生成模块还包括: 计算单元，用于根据相邻两个时刻获得的所述标记物的坐标数据以及相邻两个时刻的时间差，获得所述标记物的运动速度以及运动方向； 命令生成单元，用于生成控制所述飞行器以与所述标记物相同的运动速度和运动方向飞行的飞行控制命令。13.根据权利要求9-12任一项所述的装置，其特征在于，所述飞行控制模式包括:指挥模式，所述标记物的定位数据包括:所述标记物的姿态数据，所述命令生成模块还用于生成控制所述飞行器以与所述标记物的姿态一致的姿态飞行的飞行控制命令。14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述飞行控制模式包括:穿越模式，所述标记物的定位数据包括:标记物的预定部位的坐标数据，所述命令生成模块还用于生成控制所述飞行器从所述标记物的预定部位穿过所述标记物，或从所述预定部位按照预定方向绕过所述标记物的飞行控制命令。15.根据权利要求9或者14所述的装置，其特征在于，所述装置还包括距离计算模块，用于根据所述飞行器的定位数据以及所述标记物的定位数据，计算所述飞行器与所述标记物的距离； 所述命令生成模块用于在所述距离计算模块计算的距离小于或等于预设距离阈值的情况下根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令。16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述飞行器的定位数据以及标记物信息是通过光学动作捕捉系统定位获得。17.—种飞行控制系统，其特征在于，所述系统包括定位系统、地面站及飞行器，其中， 所述定位系统用于获取所述飞行器的定位数据以及标记物的标记物信息，并将所述飞行器的定位数据以及所述标记物信息发送给地面站，所述标记物信息包括标记物的定位数据； 所述地面站用于接收所述飞行器的定位数据以及所述标记物信息，并发送给所述飞行器； 所述飞行器用于接收所述地面站发送的所述飞行器的定位数据以及所述标记物信息，根据所述飞行器的定位数据、标记物的定位数据以及飞行控制模式生成飞行控制命令，并根据所述飞行控制命令控制飞行。
【文档编号】G05D1/10GK106020223SQ201610575475
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月19日
【发明人】傅重阳, 黄建, 范云飞, 郑义强, 杨建军
【申请人】零度智控（北京）智能科技有限公司