一种无人机飞行控制方法和装置与流程

本发明涉及航空技术领域，尤其涉及一种无人机飞行控制方法和装置。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。

目前，随着无人机技术的不断发展，无人机的使用越来越广泛，由于无人机具有无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等优点，其已经广泛应用于地图测绘、森林勘测、抢险救灾、物流快递、高空拍摄等领域。

在当前的无人机控制中，无人机配备的距离传感器，比如红外距离传感器、超声波传感器等的使用，使得无人机的应用场景更加广泛，而且，操作也更加便捷和安全。

但是，本发明人在日常的工作中发现现有技术存在如下不足：

在无人机水平飞行过程中，由于无人机可能存在上倾或者下俯等飞行情况，在该情况下，距离传感器获得的距离障碍物的实际距离和无人机距离障碍物的水平距离存在偏差，该偏差的存在可能会导致无人机出现碰撞的危险。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种无人机飞行控制方法和装置，解决了现有技术水平飞行过程中导致的无人机出现碰撞危险的技术问题，具有处理高效、简便的技术效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机飞行控制方法，所述无人机包括一距离传感器，其中，所述方法包括：获得所述无人机的水平飞行姿态，获得所述无人机的第一飞行姿态；根据所述第一飞行姿态和所述水平飞行姿态之间的第一参数信息，调整所述距离传感器的第二参数信息，使所述距离传感器为水平传感方向。

优选的，所述方法还包括：获得所述无人机的第一飞行方向；根据所述第一飞行方向确定所述距离传感器的第三参数信息，其中所述第三参数信息使得所述距离传感器的水平传感方向与所述第一飞行方向同向。

优选的，所述方法还包括：所述无人机通过所述距离传感器获得水平传感方向上的第一障碍物；获得所述无人机距离所述第一障碍物之间的目标距离；获得所述无人机的安全范围；获得所述无人机的缓冲范围；根据所述目标距离、所述安全范围、所述缓冲范围确定所述无人机执行第一指令，所述第一指令用于使所述无人机停止在安全范围之外。

优选的，所述方法还包括：根据所述安全范围和所述缓冲范围确定所述无人机的第一停机范围；判断所述目标距离是否进入所述第一停机范围之内，如是，则执行第一指令。

优选的，所述方法还包括：获得所述无人机所在区域的天气信息；根据所述天气信息确定第一修正信息；根据所述第一修正信息和所述第一停机范围确定第二停机范围，所述第二停机范围不等于所述第一停机范围；判断所述目标距离是否进入所述第二停机范围之内；如是，则执行第一指令。

第二方面，本申请实施例还提供了一种无人机飞行控制装置，所述无人机包括一距离传感器，其中，所述装置包括：第一获得单元，所述第一获得单元用于获得所述无人机的水平飞行姿态；第二获得单元，所述第二获得单元用于获得所述无人机的第一飞行姿态；第一调整单元，所述第一调整单元用于根据所述第一飞行姿态和所述水平飞行姿态之间的第一参数信息，调整所述距离传感器的第二参数信息，使所述距离传感器为水平传感方向。

优选的，所述装置还包括：第三获得单元，所述第三获得单元用于获得所述无人机的第一飞行方向；第一确定单元，所述第一确定单元用于根据所述第一飞行方向确定所述距离传感器的第三参数信息，其中所述第三参数信息使得所述距离传感器的水平传感方向与所述第一飞行方向同向。

优选的，所述装置还包括：第四获得单元，所述第四获得单元用于所述无人机通过所述距离传感器获得水平传感方向上的第一障碍物；第五获得单元，所述第五获得单元用于获得所述无人机距离所述第一障碍物之间的目标距离；第六获得单元，所述第六获得单元用于获得所述无人机的安全范围；第七获得单元，所述第七获得单元用于获得所述无人机的缓冲范围；第二确定单元，所述第二确定单元用于根据所述目标距离、所述安全范围、所述缓冲范围确定所述无人机执行第一指令，所述第一指令用于使所述无人机停止在安全范围之外。

优选的，所述装置还包括：第三确定单元，所述第三确定单元用于根据所述安全范围和所述缓冲范围确定所述无人机的第一停机范围，；第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述目标距离是否进入所述第一停机范围之内，第一执行单元，所述第一执行单元用于如是，则执行第一指令。

优选的，所述装置还包括：第八获得单元，所述第八获得单元用于获得所述无人机所在区域的天气信息；第四确定单元，所述第四确定单元用于根据所述天气信息确定第一修正信息；第五确定单元，所述第五确定单元用于根据所述第一修正信息和所述第一停机范围确定第二停机范围，所述第二停机范围不等于所述第一停机范围；第二判断单元，所述第二判断单元用于判断所述目标距离是否进入所述第二停机范围之内；第二执行单元，所述第二执行单元用于如是，则执行第一指令。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、本申请实施例通过获得所述无人机的水平飞行姿态，获得所述无人机的第一飞行姿态；根据所述第一飞行姿态和所述水平飞行姿态之间的第一参数信息，调整所述距离传感器的第二参数信息，使所述距离传感器为水平传感方向。通过上述方案能够有效的获得无人机距离障碍物的实际距离和距离传感器获得的感测距离一致，能够有效的避免无人机碰撞的技术效果。

2、在本发明实施例的技术方案中，通过获得所述无人机的第一飞行方向；根据所述第一飞行方向确定所述距离传感器的第三参数信息，其中第三参数信息使得所述距离传感器的水平传感方向与所述第一飞行方向同向，实现了无人机在水平飞行模式中，距离传感器传感方向与飞行方向一致，具有准确、实时、便捷，有效检测障碍物的技术效果。

3、通过获得无人机的安全范围以及按照无人机的第一飞行速度获得的无人机的缓冲范围，并在根据所述距离传感器获得距离障碍物的目标距离的基础上，计算无人机应该执行第一执行的时间，使得无人机能够停在安全范围之外。通过上述技术方案具有有效控制无人机飞行，提升无人机和操作者安全性的技术效果。

4、本申请实施例通过建立第一停机范围，并把无人机的位置和第一停机范围进行对应，可以快速的判断无人机是否执行第一指令的技术效果，进一步提升了无人机和操作者的安全性，并具有便捷和快速的技术效果。

5、本申请实施例通过获得无人机所在区域的天气信息，比如风速，并进一步跟进天气信息获得第一修正信息，进而通过根据所述第一修正信息和所述第一停机范围确定第二停机范围，可以精准的确定无人机执行停机指令的时机，可以进一步提升无人机和操作者的安全性的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种无人机飞行控制方法流程图；

图2为本发明实施例中提供的又一种无人机飞行控制方法流程图；

图3为本发明实施例中提供的一种无人机飞行控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种无人机飞行控制方法和装置，解决了现有技术水平飞行过程中导致的无人机出现碰撞危险的技术问题，具有处理高效、简便的技术效果。

本申请实施例为解决上述问题，总体思路如下：

本申请实施例通过获得所述无人机的水平飞行姿态，获得所述无人机的第一飞行姿态；根据所述第一飞行姿态和所述水平飞行姿态之间的第一参数信息，调整所述距离传感器的第二参数信息，使所述距离传感器为水平传感方向。通过上述方案能够有效的获得无人机距离障碍物的实际距离和距离传感器获得的感测距离一致，能够有效的避免无人机碰撞的技术效果。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

当无人机处于水平飞行模式时，若飞行姿态改变，则距离传感器的传感状态也随飞行姿态改变，易导致飞行不安全。比如，当无人机采用上仰的飞行动作时，由于距离传感器也会随着无人机的上仰而使得测量方向上仰，上述距离传感器的上仰动作使得距离传感器测得的水平方向的障碍物的距离发生误差，使得飞行安全性降低。

如图1所示，本实施例提供一种无人机飞行控制方法流程图，其中，所述无人机包括一距离传感器，所述方法包括：

步骤110：获得所述无人机的水平飞行姿态；

具体来讲，所述无人机的水平飞行姿态，即无人机的机身与飞行方向平行的飞行姿态。一般而言，无人机在水平飞行姿态下，所述距离传感器测得的距离也是水平的，水平测得的距离也能更好的反映障碍物的实际距离，也能够使得无人机更好的做出应急动作。

进一步的，所述距离传感器可以是红外距离传感器、或者超声波距离传感器、或者激光测距传感器。本申请实施例并不具体限定传感器的类型。

进一步的，所述水平飞行模式具体为飞行方向与大地平行的飞行模式。所述距离传感器的位置状态也为水平传感方向，即所述距离传感器的传感方向与大地平行。

步骤120：获得所述无人机的第一飞行姿态；

具体来讲，当无人机处于水平飞行模式，飞行姿态可以改变，本步骤中，第一飞行姿态，即与水平飞行姿态不同的一种飞行姿态。举例来说，当无人机做出上仰动作，且上仰角度为45°时，距离传感器感测到障碍物的距离为A，同时，根据三角定律，该无人机实际距离障碍物的距离应为在这种情况，如果无人机仍按照距离A予以执行避障动作时，很有可能发生危险。

步骤130：根据所述第一飞行姿态和所述水平飞行姿态之间的第一参数信息，调整所述距离传感器的第二参数信息，使所述距离传感器为水平传感方向。

具体来讲，当无人机处于水平飞行模式，若飞行姿态改变，则距离传感器会随之改变传感状态。因此需要调整距离传感器的传感状态，使其仍保持水平传感方向。根据所述第一飞行姿态和所述水平飞行姿态之间的第一参数信息，调整所述距离传感器的第二参数信息，使所述距离传感器为水平传感方向。具体来说，当无人机做出上仰动作，且上仰角度为45°(第一参数)时，无人机执行指令，将距离传感器的角度(第二参数)进行调整，调整的结果为使之处于水平传感方向，进而实现该无人机获得的障碍物距离是实际的距离障碍的距离。

具体来说，上述调整的方式可以采用反向调整的方式。当无人机做出上仰动作，且上仰角度为45(第一参数)时，可以使距离传感器下俯45°(第二参数)，使得距离传感器仍保持水平传感方向(通过第一参数和第二参数为反向的方式)。同时，上述距离传感器和飞机的姿态的改变是动态，协调，相一致的。这样的处理方式，使得无人机始终能够获得水平方向的障碍物信息，并能够根据上述信息及时作出调整，进行有效的避障。

进一步的，为了保证距离传感器测得距离是正确的方向，本申请实施例还提供了一种无人机飞行控制的方法，具体包括：

获得所述无人机的第一飞行方向；

根据所述第一飞行方向确定所述距离传感器的第三参数信息，其中所述第三参数信息使得所述距离传感器的水平传感方向与所述第一飞行方向同向。

具体来说，水平传感方向指与大地平行的传感状态，因此包括了与水平飞行方向相同的水平方向传感和相反的水平方向传感。因此，要有效检测障碍物，还需使水平传感方向与水平飞行方向一致。

因此还要获得无人机的第一飞行方向，所述第一飞行方向指无人机以所述第一飞行姿态飞行时的水平飞行方向；并使距离传感器的水平传感方向与第一飞行方向相同，则可实现有效检测障碍物。

为了更好解决水平飞行过程中的障碍物规避，本申请实施例还进一步提供了一种飞行控制方法，具体如下：

步骤210：所述无人机通过所述距离传感器获得水平传感方向上的第一障碍物；

步骤220：获得所述无人机距离所述第一障碍物之间的目标距离；

具体而言，所述无人机具有一距离传感器，所述距离传感器可以是红外距离传感器、超声波距离传感器、激光测距传感器等。本申请并不具体限定距离传感器的类型。上述距离传感器设置在无人机上，主要功能为监测所述无人机与障碍物之间的实时距离，根据所述距离传感器的实时监测确定距离障碍物的目标距离。

步骤230：获得所述无人机的安全范围；

具体而言，所述无人机的安全范围指：所述无人机在空中飞行时，空中某处存在障碍物，以障碍物为中心的能保证障碍物处于安全状态的距离。一般而言，上述安全距离可以通过人工设定的方式，比如操作者在使用无人机之前设定该安全距离，具体可以是5米、3米等。上述安全距离还可以采用系统默认的方式，即无人机根据自身的飞行速度、无人机的机身大小、乃至根据多少用户的设定情况予以分析获得。对于本申请而言，并不具体限定设定的方式。

步骤240：获得所述无人机的缓冲范围；

具体而言，由于无人机在飞行过程中，从飞行状态到停止状态是需要一定的距离的，该距离能够保证无人机实现上述状态的改变。一般而言，对于不同飞行速度的无人机其从飞行状态到停止状态所需要的距离不同。，以四旋翼无人机为例，四旋翼无人机共有四个电机，前后两个电机逆时针旋转的同时，左右两个电机为顺时针旋转，当减小所述无人机前方电机转速同时增大所述无人机后方电机转速，左右两电机保持不变时为向正前方飞行，相反则为向后方飞行。当所述无人机需要停止前进时则需要由正向飞行转换为反向飞行，在此过程中需要一缓冲范围，而这一缓冲范围由所述飞行速度确定的。

步骤250：根据所述目标距离、所述安全范围、所述缓冲范围确定所述无人机执行第一指令，所述第一指令用于使所述无人机停止在安全范围之外。

具体而言，根据所述目标距离、所述安全范围、所述缓冲范围确定所述无人机执行第一指令，具体为：根据所述安全范围和所述缓冲范围确定所述无人机的第一停机范围；判断所述目标距离是否进入所述第一停机范围之内，如是，则执行第一指令。

进一步的，所述无人机在飞行过程中遇到某一障碍物时，根据获得的所述目标距离、所述安全范围、所述缓冲范围的参数，确定出的范围为第一停机范围。当无人机飞行过程中发现障碍物后，获得所述目标距离和所述第一停机范围，进而通过比较所述目标距离与所述第一停机范围的大小，如果所述目标距离小于所述第一停机范围，也就是说，当所述目标距离在所述第一停机范围之内，则执行第一指令。具体而言，上述第一停机范围可以是安全范围加上缓冲范围之和。简单举例，当安全范围是以障碍物为圆心，半径为A的圆，缓冲范围是以障碍物为圆心，半径B的圆环，那么第一停机距离就是以A+B的长度或距离。当无人机在飞行过程中，获得距离障碍物的距离为C时，判断C是否大于A+B，当大于时，不启动第一指令。当小于或等于时，启动第一指令。

进一步的，所述无人机的指令包括前进指令、后退指令；所述执行的第一指令具体为：将所述无人机的前进指令切换为后退指令。

进一步的，所述后退指令分为两种：

1.所述后退指令为第一后退速度指令，所述第一后退速度指令用于指令所述无人机按照第一后退速度飞行，所述第一后退速度对应所述无人机距离所述安全距离的第一距离。具体而言，当所述无人机飞行至所述第一停机范围内时，判断所述无人机与障碍物的所述安全范围之间的距离，当该距离处于第一距离范围内时，说明所述无人机距离障碍物较远，此时可以执行第一后退指令，以较慢的后退速度即所述第一后退速度后退。

2.所述后退指令为第二后退速度指令，所述第二后退速度指令用于指令所述无人机按照第二后退速度飞行，所述第二后退速度对应所述无人机距离所述安全距离的第一距离。需要注意的是，所述第一距离大于所述第二距离。具体而言，当所述无人机飞行至所述第一停机范围内时，判断所述无人机与障碍物的所述安全范围之间的距离，当该距离处于第二距离范围内时，说明所述无人机距离障碍物较近，此时可以执行第二后退指令，以较快的后退速度即所述第二后退速度后退。

为了更好的确定执行第一指令的时机，本申请实施例还提供了一种修订第一停机范围的方法，具体如下：

获得所述无人机所在区域的天气信息；

根据所述天气信息确定第一修正信息；

根据所述第一修正信息和所述第一停机范围确定第二停机范围，所述第二停机范围不等于所述第一停机范围；

判断所述目标距离是否进入所述第二停机范围之内；

如是，则执行第一指令。

具体来说，由于天气原因，特别是风速对于第一停机范围，特别是其中的缓冲范围具有较大的影响，比如如果是顺风，且风速较高时，会增加缓冲范围的数值，如果是逆风，且风速较高时，也会减少缓冲数值的范围。该实施例提供的根据天气信息获得第一修正信息，可以是人工设定，也可以是根据无人机或者工作站获得的数据予以科学设定，具体的设定方式和数值大小是本领域技术人员通过常规实验手段或者经验予以获得的，本申请不做具体描述。通过上述第一修正信息，比如可以设定为1.1或者0.9等方式，确定第二停机范围，比如第二停机范围可以使1.1*第一停机范围；或者0.9*第一停机范围。进而，无人机可以判断目标距离是否落入第二停机范围，进而判断是否执行第一指令。通过上述方法，可以更科学、有效的确定无人机的停机时机，进而保证无人机或者操作者的安全性。

实施例二

如图3所示，本申请实施例还提供一种无人机飞行控制装置，所述无人机包括一距离传感器，其中，所述装置包括：

第一获得单元11，所述第一获得单元11用于获得所述无人机的水平飞行姿态；

第二获得单元12，所述第二获得单元12用于获得所述无人机的第一飞行姿态；

第一调整单元13，所述第一调整单元13用于根据所述第一飞行姿态和所述水平飞行姿态之间的第一参数信息，调整所述距离传感器的第二参数信息，使所述距离传感器为水平传感方向。

进一步的，所述装置还包括：

第三获得单元，所述第三获得单元用于获得所述无人机的第一飞行方向；

第一确定单元，所述第一确定单元用于根据所述第一飞行方向确定所述距离传感器的第三参数信息，其中所述第三参数信息使得所述距离传感器的水平传感方向与所述第一飞行方向同向。

进一步的，所述装置还包括：

第四获得单元，所述第四获得单元用于所述无人机通过所述距离传感器获得水平传感方向上的第一障碍物；

第五获得单元，所述第五获得单元用于获得所述无人机距离所述第一障碍物之间的目标距离；

第六获得单元，所述第六获得单元用于获得所述无人机的安全范围；

第七获得单元，所述第七获得单元用于获得所述无人机的缓冲范围；

第二确定单元，所述第二确定单元用于根据所述目标距离、所述安全范围、所述缓冲范围确定所述无人机执行第一指令，所述第一指令用于使所述无人机停止在安全范围之外。

进一步的，所述装置还包括：

第三确定单元，所述第三确定单元用于根据所述安全范围和所述缓冲范围确定所述无人机的第一停机范围；

第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述目标距离是否进入所述第一停机范围之内，

第一执行单元，所述第一执行单元用于如是，则执行第一指令。

进一步的，所述装置还包括：

第八获得单元，所述第八获得单元用于获得所述无人机所在区域的天气信息；

第四确定单元，所述第四确定单元用于根据所述天气信息确定第一修正信息；

第五确定单元，所述第五确定单元用于根据所述第一修正信息和所述第一停机范围确定第二停机范围，所述第二停机范围不等于所述第一停机范围；

第二判断单元，所述第二判断单元用于判断所述目标距离是否进入所述第二停机范围之内；

第二执行单元，所述第二执行单元用于如是，则执行第一指令。

本申请实施例提供的一种无人机飞行控制方法和装置具有如下技术效果：

1、本申请实施例通过获得所述无人机的水平飞行姿态，获得所述无人机的第一飞行姿态；根据所述第一飞行姿态和所述水平飞行姿态之间的第一参数信息，调整所述距离传感器的第二参数信息，使所述距离传感器为水平传感方向。通过上述方案能够有效的获得无人机距离障碍物的实际距离和距离传感器获得的感测距离一致，能够有效的避免无人机碰撞的技术效果。

2、在本发明实施例的技术方案中，通过获得所述无人机的第一飞行方向；根据所述第一飞行方向确定所述距离传感器的第三参数信息，其中第三参数信息使得所述距离传感器的水平传感方向与所述第一飞行方向同向，实现了无人机在水平飞行模式中，距离传感器传感方向与飞行方向一致，具有准确、实时、便捷，有效检测障碍物的技术效果。

3、通过获得无人机的安全范围以及按照无人机的第一飞行速度获得的无人机的缓冲范围，并在根据所述距离传感器获得距离障碍物的目标距离的基础上，计算无人机应该执行第一执行的时间，使得无人机能够停在安全范围之外。通过上述技术方案具有有效控制无人机飞行，提升无人机和操作者安全性的技术效果。

4、本申请实施例通过建立第一停机范围，并把无人机的位置和第一停机范围进行对应，可以快速的判断无人机是否执行第一指令的技术效果，进一步提升了无人机和操作者的安全性，并具有便捷和快速的技术效果。

5、本申请实施例通过获得无人机所在区域的天气信息，比如风速，并进一步跟进天气信息获得第一修正信息，进而通过根据所述第一修正信息和所述第一停机范围确定第二停机范围，可以精准的确定无人机执行停机指令的时机，可以进一步提升无人机和操作者的安全性的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。