本公开涉及无人机训练领域，并且具体地涉及无人机训飞操控方法和无人机训飞操控装置。
背景技术：
随着科技的发展，无人机应运而生并且得到越来越广泛的使用。为了安全起见，无人机在正式执行任务之前需要接受一定的试飞训练。传统地，存在两种训飞方法，一种是模拟飞行，即完全通过计算机上模拟出的虚拟飞机、虚拟航线以及虚拟障碍物来进行试飞训练；另一种是真实飞行，即完全通过真实飞机、真实航线以及真实障碍物来进行飞行训练。模拟飞行虽然训练成本低，但是操作人员的驾驶感不强，不能很好地提升飞行技巧。真实飞行虽然能够面对真实环境，但是可能由于操作人员的失误而招致飞机撞击障碍物的巨大损失。
技术实现要素：
根据本公开的一方面，提供一种无人机训飞操控方法，包括：获取实际禁飞区的地理坐标范围以及无人机的当前起飞点地理坐标；将无人机的当前起飞点地理坐标与实际禁飞区的地理坐标范围进行对比来判断无人机是否在非禁飞区内；在无人机在非禁飞区内的情况中，控制无人机沿预设虚拟飞行航线进行飞行，其中预设虚拟飞行航线中包括预设虚拟障碍物；获取无人机的姿态信息以及无人机的地理坐标；检测无人机与预设虚拟障碍物之间的距离；根据所述距离、预设虚拟障碍物的形态信息以及无人机的姿态信息来判定是否调整无人机的飞行位置。
本公开的另一方面，提供一种无人机训飞操控装置，包括：获取装置，该获取装置获取实际禁飞区的地理坐标范围和无人机的当前起飞点地理坐标，并且在无人机飞行期间获取无人机的姿态信息以及地理坐标；比较装置，该比较装置将无人机的当前起飞点地理坐标与实际禁飞区的地理坐标范围进行对比来判断无人机是否在非禁飞区内；控制装置，该控制装置在无人机在非禁飞区内的情况中控制无人机沿预设虚拟飞行航线进行飞行，其中所述预设虚拟飞行航线中包括预设虚拟障碍物；确定装置，该确定装置根据所获取的无人机在飞行期间的地理坐标与预设虚拟障碍物的坐标信息来确定无人机与预设虚拟障碍物之间的第一距离；判断装置，该判断装置根据所述第一距离、预设虚拟障碍物的形态信息以及无人机的姿态信息来判定是否调整无人机的飞行位置。
根据本公开的无人机试飞操控方法和无人机试飞操控装置，考虑了实际禁飞区的信息，从而在试飞训练中能够考虑实际情况的影响，避免航线的不当设置而无人机闯入实际禁飞区。
附图说明
通过参考附图会更加清楚地理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本公开进行任何限制，在附图中：
图1是示出根据本公开示例性实施例的无人机训飞操控方法的流程图；
图2是示出根据本公开示例性实施例的无人机训飞操控方法的流程图；
图3是示出根据本公开示例性实施例的无人机训飞操控装置的框图；以及
图4是示出根据本公开示例性实施例无人机训飞操控装置的结构示意图。
具体实施方式
虽然本公开易有许多不同形式的实施例，但在附图中示出并且将在此详细描述具体实施例。应理解，本公开应被认为是基本原理的示例，并不意欲将本公开限制于所示和所述的具体实施例。在下面的描述中，附图中的若干视图中相同的标号被用于描述相同、相似或相应的部件。
为了说明的简单和清楚，标号可能在各视图间被重复以指代相应或相似的元素。若干细节被提出以提供对在此所描述的实施例的理解。这些实施例可以在没有这些细节的情况下实施。在其他实例中，公知的方法、过程、组件并未详细描述，以避免模糊所描述的实施例。本文的说明不应被认为被限制于在此所描述的实施例的范围。
下面将参照附图来详细的描述根据本公开的实施例。
图1是示出根据本公开示例性实施例的无人机训飞操控方法100的流程图。如图1所示，无人机训飞操控方法100包括步骤S101～S106。在步骤S101，获取实际禁飞区的地理坐标范围以及无人机的当前起飞点地理坐标。在步骤S102，将无人机的当前起飞点地理坐标与实际禁飞区的地理坐标范围进行对比来判断无人机是否在非禁飞区内。在步骤S103，在无人机在非禁飞区内的情况中，控制无人机沿预设虚拟飞行航线进行飞行，其中所述预设虚拟飞行航线中包括预设虚拟障碍物。在步骤S104，获取无人机在飞行期间的姿态信息以及地理坐标。在步骤S105，根据所获取的无人机在飞行期间的地理坐标与预设虚拟障碍物的坐标信息来确定无人机与预设虚拟障碍物之间的第一距离。在步骤S106，根据所述第一距离、预设虚拟障碍物的形态信息以及无人机的姿态信息来判定是否调整无人机的飞行位置。
根据本公开的无人机试飞操控方法，考虑了实际禁飞区的信息，从而在试飞训练中能够考虑实际情况的影响，避免航线的不当设置而无人机闯入实际禁飞区。
图2是示出根据本公开示例性实施例的无人机训飞操控方法200的流程图。如图2所示，无人机训飞操控方法200包括步骤S201～S212。
在步骤201，获取实际禁飞区的地理坐标范围。在步骤202，获取无人机的当前起飞点地理坐标。在步骤203，通过将当前起飞点的地理坐标与实际禁非区的坐标范围进行对比来确定无人机是否在非禁飞区内。
在无人机在禁飞区内的情况中，过程进行到步骤S204。在步骤S204，发出告警，以便调整无人机的起飞点位置，从而再次执行步骤202和203，直到确定无人机在非禁飞区内。
在无人机在非禁飞区内的情况中，过程进行到步骤S205。在步骤S205，设定无人机的虚拟飞行航线和虚拟障碍物。应理解，虚拟飞行航线所对应的实际飞行航线不会进入实际禁飞区中。在一些示例性实施例中，具体地，可以设定虚拟飞行航线的地理坐标。在一些示例性实施例中，还可以设定虚拟飞行航线要在平面图像中显示的颜色。在一些示例性实施例中，可以设定虚拟障碍物的地理坐标、形状、尺寸。类似地，在一些示例性实施例中，还可以设定虚拟障碍物要在平面图像中显示的颜色。预设虚拟障碍物的形态信息可以根据对应的实际飞行航线的空间信息来设定。
之后，在步骤S206，控制无人机沿预设虚拟飞行航线进行飞行。
在无人机飞行期间，在步骤S207，获取无人机在飞行期间的姿态信息以及地理坐标。在一些示例性实施例中，可以根据无人机上装载的IMU(惯性测量单元)和GPS(全球定位系统)来获得这些数据，并且无人机训飞操控装置接收无人机返回的这些数据。无人机的姿态信息可以包括无人机的属性参数(例如，尺寸)、横滚角、俯仰角、偏航角，等等。
接着，在步骤S208，将实际禁飞区的地理坐标范围、无人机的地理坐标都转换为平面坐标。这些平面坐标与虚拟飞行航线和虚拟障碍物被显示在平面图像上。该平面图像可以被显示在无人机训飞操控装置的显示器上以供操作员监控无人机飞行状况。
在步骤S209，根据所获取的无人机在飞行期间的地理坐标与预设虚拟障碍物的坐标信息来确定无人机与预设虚拟障碍物之间的第一距离。在步骤S210，根据所述第一距离、预设虚拟障碍物的形态信息以及无人机的姿态信息来判定是否调整无人机的飞行位置。在一些示例实施例中，例如，当无人机与预设虚拟障碍物之间的第一距离小于预设阈值的情况下，发出告警以调整无人机的飞行位置远离虚拟障碍物。当无人机与预设虚拟障碍物之间的第一距离小于预设阈值的情况下，确定无人机安全行驶，直到完成训飞任务为止。在一些示例实施例中，例如，在确定第一距离小于预设阈值以外，还根据预设虚拟障碍物的形态信息以及无人机的姿态信息来判断无人机是否有可能与虚拟障碍物相撞，从而确定是否需要调整无人机的位置。
在一些示例性实施例中，无人机训飞操控方法200还可以包括以下步骤：获取无人机在飞行期间的实际飞行航线中的实际障碍物的坐标信息及形态信息；根据所获取的无人机在飞行期间的地理坐标与实际障碍物的坐标信息来确定无人机与实际虚拟障碍物之间的第二距离；根据所述第二距离、实际障碍物的形态信息以及无人机的姿态信息来判定是否调整无人机的飞行位置。如此，该无人机训飞操控方法不仅考虑了虚拟障碍物，而且还结合了实际障碍物，因此训飞环境更接近实际情况，从而提高训飞效果。
图3是示出根据本公开示例性实施例的无人机训飞操控装置300的框图。如图3所示，无人机训飞操控装置300包括：获取装置301、比较装置302、控制装置303、确定装置304和判断装置305。
获取装置301获取实际禁飞区的地理坐标范围和无人机的当前起飞点地理坐标，并且在无人机飞行期间获取无人机的姿态信息以及地理坐标。在一些示例性实施例中，获取装置310例如可以通过各种接口装置在实现。比较装置302将无人机的当前起飞点地理坐标与实际禁飞区的地理坐标范围进行对比来判断无人机是否在非禁飞区内。在一些示例性实施例中，比较装置302例如可通过比较电路来实现。
控制装置303在无人机在非禁飞区内的情况中控制无人机沿预设虚拟飞行航线进行飞行，其中所述预设虚拟飞行航线中包括预设虚拟障碍物。预设虚拟障碍物的形态信息可以包括所述预设虚拟障碍物的尺寸和形状。预设虚拟障碍物的形态信息可以根据所述实际飞行航线的空间信息来设定。在一些示例性实施例中，控制装置303接收比较装置302的比较结果，根据该比较结果实现自动控制。
确定装置304根据所获取的无人机在飞行期间的地理坐标与预设虚拟障碍物的坐标信息来确定无人机与预设虚拟障碍物之间的第一距离。在一些示例性实施例中，确定装置304例如可以通过算术运算单元来实现。
判断装置305根据所述第一距离、预设虚拟障碍物的形态信息以及无人机的姿态信息来判定是否调整无人机的飞行位置。无人机的姿态信息例如可以包括无人机的属性参数(例如尺寸)、横滚角、俯仰角、偏航角。在一些示例性实施例中，判断装置305包括比较电路，该比较电路将第一距离与预设阈值进行比较来确定无人机是否接近障碍物。该比较电路还可以比较预设虚拟障碍物的形态信息以及无人机的姿态信息来判断无人机是否可能与障碍物相撞。
在一些示例性实施例中，获取装置301还可以获取无人机在飞行期间的实际飞行航线中的实际障碍物的坐标信息及形态信息。确定装置305可以根据所获取的无人机在飞行期间的地理坐标与实际障碍物的坐标信息来确定无人机与实际虚拟障碍物之间的第二距离。判断装置306可以根据所述第二距离、实际障碍物的形态信息以及无人机的姿态信息来判定是否调整无人机的飞行位置。操作人员可以利用VR眼镜看到无人机经过的虚拟障碍物和实际障碍物，对于真实障碍物也可以自动感测和躲避。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
根据本公开实施例无人机训飞操控装置，考虑了实际禁飞区的信息，从而在试飞训练中能够考虑实际情况的影响，避免航线的不当设置而无人机闯入实际禁飞区。此外，该无人机训飞操控方法不仅考虑了虚拟障碍物，而且还结合了实际障碍物，因此训飞环境更接近实际情况，从而提高训飞效果。
图4是示出根据本公开示例性实施例无人机训飞操控装置400的结构示意图。如图4所示，无人机训飞操控装置400包括接口单元401、中央处理器402、存储器403、输出单元404。此外，接口单元401、中央处理器402、存储器403、输出单元404通过总线405相连。接口单元401可以通过与外部设备(例如，无人机)的交互获取信息，以及向外部设备发送控制命令，等等。中央处理器402从接口单元401接收所获取的信息，基于存储器403中存储的计算机可执行指令对接收的信息进根据上述方法的处理。存储器403可以存储接口单元401所获取的信息，中央处理器402的处理结果、供中央处理器402可执行的计算机可执行指令，等等。中央处理器402还把处理结果发送给输出单元404以供输出。例如，输出单元可以为显示器，以把各种信息反映在显示屏中以供操作人员监控无人机的飞行状况。
如这里所用，术语处理器可涵盖处理器、控制器、微控制器单元(MCU)、微处理器、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)装置、存储器控制器、或者I/O主控装置。存储器例如可以是只读存储器(ROM)、随机存储存储器(RAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)；非易失性存储器(NVM)；如硬盘驱动，软盘驱动，光盘驱动的海量存储装置、光存储元件、磁存储元件、磁光存储元件、闪存、核心存储器和/或不脱离本发明的其他等同存储技术。这些替代存储装置应被认为是等同的。
无人机训飞操控装置400可以采取各种形式，诸如，便携式电脑、平板电脑、功能手机、智能手机、个人数字助理(PDA)、可穿戴设备之类的移动终端。
应理解，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，这些改变、修改和添加也在权利要求限定的保护范围内。