一种无人飞行器控制方法及装置与流程

文档序号:14451811阅读:179来源:国知局

本发明涉及通信技术领域,具体涉及一种无人飞行器控制方法及装置。



背景技术:

无人飞行器(unmannedaerialvehicle)是无人驾驶飞机的简称,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机,包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。广义地看也包括临近空间飞行器(20-100公里空域),如平流层飞艇、高空气球、太阳能无人机等。从某种角度来看,无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和各种负载任务,可以被看做是“空中机器人”。

近年来,无人机在民用方面的应用越来越多,各国在无人机的民用方面逐渐开放。无人机已经广泛应用于公共安全、应急搜救、农林、环保、交通、通信、气象、影视航拍等多个领域。

但是,现有的无人机通常需要在相对较为开阔的区域放飞,对环境有一定的要求,使用不便,尤其是在人多的场所、紧急情况下,使用具有一定局限性。

因此,亟需一种无人飞行器追踪拍摄方案以解决上述问题。



技术实现要素:

本发明针对现有技术中存在的上述不足,提供一种无人飞行器控制方法及装置,用以至少部分解决现有的无人飞行器使用不便,局限性大的问题。

本发明为解决上述技术问题,采用如下技术方案:

本发明提供一种无人飞行器控制方法,所述方法包括:

检测无人飞行器的高度;

根据所述无人飞行器的高度判断所述无人飞行器是否做抛物线运动,若是,则控制所述无人飞行器处于悬停状态。

进一步的,所述控制所述无人机处于悬停状态之后,所述方法还包括:

当接收到待拍摄目标发送的位置坐标时,检测所述无人飞行器的位置坐标;

根据所述无人飞行器的位置坐标和待拍摄目标的位置坐标,确定所述无人飞行器的飞行路径,并控制所述无人飞行器沿所述飞行路径飞行;

当所述无人飞行器到达待拍摄目标的位置时,拍摄所述待拍摄目标。

优选的,所述控制所述无人飞行器沿所述飞行路径飞行,具体包括:

检测所述无人飞行器与所述待拍摄目标之间的距离,并根据检测到的距离,调节所述无人飞行器的速度。

优选的,所述控制所述无人飞行器沿所述飞行路径飞行,具体包括:

检测所述无人飞行器的水平角度,并根据所述水平角度调节所述无人飞行器的飞行姿态,以使所述无人飞行器在飞行过程中保持水平状态。

优选的,所述控制所述无人飞行器沿所述飞行路径飞行,具体包括:

检测所述飞行路径上是否存在障碍物,若存在,则控制所述无人飞行器避开所述障碍物;

重新确定所述无人飞行器的飞行路径,并控制所述无人飞行器沿重新确定的飞行路径飞行。

进一步的,所述检测所述无人飞行器的位置坐标之前,所述方法还包括:

检测所述无人飞行器的方向;

根据所述待拍摄目标的位置坐标和所述无人飞行器的方向,判断所述无人飞行器是否正向面对所述待拍摄目标,若未正向面对,则调整所述无人飞行器的角度,以使所述无人飞行器正向面对所述待拍摄目标。

本发明还提供一种无人飞行器,包括:高度检测模块、控制模块和用于向所述无人飞行器提供动力的动力模块;

所述高度检测模块用于,检测无人飞行器的高度;

所述控制模块用于,根据所述无人飞行器的高度判断所述无人飞行器是否做抛物线运动;当判断出所述无人飞行器做抛物线运动时,控制所述动力模块以使所述无人飞行器处于悬停状态。

优选的,所述动力模块为喷气模块。

进一步的,所述无人飞行器还包括通信模块、定位模块和拍摄模块;

所述通信模块用于,接收待拍摄目标发送的位置坐标;

所述定位模块用于,当所述通信模块接收到待拍摄目标发送的位置坐标时,检测所述无人飞行器的位置坐标;

所述控制模块还用于,根据所述无人飞行器的位置坐标和待拍摄目标的位置坐标,确定所述无人飞行器的飞行路径,并控制所述动力模块以使所述无人飞行器沿所述飞行路径飞行;以及,当所述无人飞行器到达待拍摄目标的位置时,控制所述拍摄模块拍摄所述待拍摄目标。

进一步的,所述无人飞行器还包括位移检测模块,

所述位移检测模块用于,检测所述无人飞行器与所述待拍摄目标之间的距离;

所述控制模块还用于,根据所述无人飞行器与所述待拍摄目标之间的距离,调节所述喷气模块的喷气级别,以调节所述无人飞行器的速度。

进一步的,所述无人飞行器还包括角度检测模块,

所述角度检测模块用于,检测所述无人飞行器的水平角度;

所述控制模块还用于,根据所述水平角度调节所述喷气模块,以调节所述无人飞行器的飞行姿态,以使所述无人飞行器在飞行过程中保持水平状态。

进一步的,所述无人飞行器还包括障碍物检测模块,

所述障碍物检测模块用于,检测所述飞行路径上是否存在障碍物;

所述控制模块还用于,当所述障碍物检测模块检测到飞行路径上存在障碍物时,控制所述喷气模块以使所述无人飞行器避开所述障碍物;重新确定所述无人飞行器的飞行路径,并控制所述喷气模块以使所述无人飞行器沿重新确定的飞行路径飞行。

进一步的,所述无人飞行器还包括方向检测模块,

所述方向检测模块用于,检测所述无人飞行器的方向;

所述控制模块还用于,根据所述待拍摄目标的位置坐标和所述无人飞行器的方向,判断所述无人飞行器是否正向面对所述待拍摄目标;当所述无人飞行器未正向面对所述待拍摄目标时,调整所述喷气模块以调整无人飞行器的角度,以使所述无人飞行器正向面对所述待拍摄目标。

本发明通过检测无人飞行器的高度,判断无人飞行器是否做抛物线运动,若是,则控制无人飞行器处于悬停状态;用户可以通过手动向上抛出无人飞行器,无人飞行器可以自动悬停在空中,从而实现放飞过程;本发明的无人飞行器放飞无需开阔区域,可以适用于人多场所或紧急情况,对放飞条件要求较少,使用方便,应用范围广泛。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无人飞行器控制流程图之一;

图2为本发明实施例提供的无人飞行器控制流程图之二;

图3为本发明实施例提供的无人飞行器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通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,都属于本发明保护的范围。

本发明提供无人飞行器控制方法,如图1所示,所述方法包括以下步骤:

步骤101,检测无人飞行器的高度。

具体的,无人飞行器包括高度检测模块,高度检测模块周期检测无人飞行器的高度,并将检测到的高度发送给控制模块。高度检测模块的检测周期可以设定为1秒。

步骤102,根据无人飞行器的高度判断无人飞行器是否做抛物线运动,若是,则执行步骤103,否则,执行步骤101。

具体的,无人飞行器的控制模块获取预设时长内的无人飞行器的多个高度值,若所述高度值呈先增加后减小的趋势,说明无人飞行器做抛物线运动,且此时无人飞行器处于下落状态,则控制所述无人飞行器处于悬停状态(即执行步骤103)。若根据无人飞行器的高度未判断出无人飞行器做抛物线运动,则不执行任何操作(即执行步骤101)。

优选的,所述预设时长可以为5-10秒。

步骤103,控制无人飞行器处于悬停状态。

具体的,控制器控制无人飞行器的动力模块,以使无人飞行器克服地球引力和风力悬停在空中。

在本发明实施例中,无人飞行器的动力模块为喷气模块,相对于现有的旋翼式飞行器而言,喷气式无人飞行器的体积更小,在携带过程中也不容易损坏,便携性更好。

喷气模块为多个,可以设置在无人飞行器外壳的顶部、底部、四周。设置在外壳顶部和底部的喷气模块能够保证无人飞行器能克服地球引力上、下不动,设置在外壳四周的喷气模块能够保证无人飞行器克服前、后、左、右的风力。控制模块可以控制设置在外壳四周的喷气模块相对无人飞行器的外壳转动,从而调节喷气方向。

通过上述步骤101-103可以看出,通过检测无人飞行器的高度,判断无人飞行器是否做抛物线运动,若是,则控制无人飞行器处于悬停状态;用户可以通过手动向上抛出无人飞行器,无人飞行器可以自动悬停在空中,从而实现放飞过程;本发明的无人飞行器放飞无需开阔区域,可以适用于人多场所或紧急情况,对放飞条件要求较少,使用方便,应用范围广泛。

进一步的,在控制所述无人机处于悬停状态之后(即步骤103)之后,本发明提供的无人飞行器控制方法还可以包括以下步骤:

步骤104,当接收到待拍摄目标发送的位置坐标时,检测无人飞行器的位置坐标。

具体的,无人飞行器还包括通信模块,通信模块可以与待拍摄目标(即用户)通信,可以采用nb-iot、wifi热点、3g、4g等技术实现控制命令、数据信息的传输。待拍摄目标可以在发生位置移动时向无人飞行器发送当前的位置坐标,可以通过随身携带的手机、平板电脑、智能手环等通信设备向无人飞行器发送其位置坐标。

当无人飞行器完成起飞过程后,即处于悬停状态后,若接收到待拍摄目标发送的位置坐标时,则启动定位模块检测自身当前的位置坐标。优选的,定位模块可以采用gps(globalpositioningsystem,全球定位系统)或北斗定位技术,确定无人飞行器的经纬度。

需要说明的是,如果待拍摄目标始终不发生移动,则待拍摄目标的位置坐标也可以预先设置在无人飞行器的控制模块内,当无人飞行器处于悬停状态后,随即启动定位模块检测无人飞行器当前的位置坐标。

步骤105,根据无人飞行器的位置坐标和待拍摄目标的位置坐标,确定无人飞行器的飞行路径,并控制无人飞行器沿所述飞行路径飞行。

具体的,无人飞行器的控制模块根据无人飞行器的位置坐标和待拍摄目标的位置坐标确定无人飞行器的飞行路径,并控制无人飞行器的动力模块使无人飞行器沿所述飞行路径飞行。需要说明的是,控制模块可以以预存的地图为依据确定飞行路径,所述飞行路径为最优飞行路径,最优飞行路径满足以下条件之一或任意组合:距离最短、飞行障碍物最少、飞行条件最佳。

进一步的,在无人飞行器向待拍摄目标飞行的过程中,无人飞行器还可以根据与待拍摄目标之间的距离调节其动力大小。

具体的,无人飞行器的位移检测模块检测无人飞行器与待拍摄目标之间的距离,并将检测结果发送给控制模块。控制模块根据无人飞行器与待拍摄目标之间的距离,调节喷气模块的喷气级别,从而调节无人飞行器的速度。

例如,喷气级别可以包括:一级、二级、三级,级别越高,则喷气动力越大。无人飞行器与待拍摄目标之间的距离越远,则喷气级别可以越高,相应飞行速度越快,即与目标越远则可以越快接近目标;无人飞行器与待拍摄目标之间的距离越近,则喷气级别可以越低,相应飞行速度越慢,即与目标越接近,则可以放慢飞行速度,以便能够准确、及时调整无人飞行器,以保证准确到达待拍摄目标所在位置。

进一步的,在无人飞行器向待拍摄目标飞行的过程中,无人飞行器还可以调节自身的飞行姿态,以保持平衡。

具体的,无人飞行器的角度检测模块检测无人飞行器的水平角度,并将检测值发送给控制模块。控制模块根据检测到的水平角度调节喷气模块,以调节无人飞行器的飞行姿态,以使无人飞行器在飞行过程中保持水平状态。例如,若控制模块检测到无人飞行器的右侧呈30度角向上倾斜,则调节位于外壳右侧的喷气模块向上抬起一定角度,使其向上喷气,同时还可以增加位于外壳右侧的喷气模块的喷气级别,以便将无人飞行器的飞行姿态调整为水平姿态。需要说明的是,还可以调节调节位于外壳左侧的喷气模块向上抬起一定角度,使其向下喷气,同时也可以增加位于外壳左侧的喷气模块的喷气级别,同样能够达到将无人飞行器的飞行姿态调整为水平姿态的目的。

进一步的,在无人飞行器向待拍摄目标飞行的过程中,无人飞行器还可以自动避开障碍物并自动修正飞行路径。

具体的,无人飞行器的障碍物实时检测模块检测飞行路径上是否存在障碍物,并将检测结果发送给控制器。当障碍物检测模块检测到飞行路径上存在障碍物时,控制模块控制喷气模块以使无人飞行器避开障碍物,例如可以根据障碍物的大小,在到达障碍物之前绕过障碍物。由于无人飞行器绕过障碍物,此时,无人飞行器的飞行路径可能已经发生变化,因此,控制模块需要重新确定无人飞行器的飞行路径,并控制喷气模块以使无人飞行器继续沿重新确定的飞行路径飞行。

需要说明的是,当障碍物检测模块检测飞行路径上存在障碍物时,也可以通知用户,以使用户手动变更无人飞行器的飞行路径。

优选的,障碍物检测模块可以为红外检测模块。

步骤106,当无人飞行器到达待拍摄目标的位置时,拍摄所述待拍摄目标。

具体的,当无人飞行器到达待拍摄目标的位置时,位于外壳底部的拍摄模块可以自动拍摄待拍摄目标。待拍摄目标(即用户)还可通过智能手环、手机等终端向无人飞行器发送控制指令,无人飞行器可以根据用户的控制指令(如定时、定角度)拍摄待拍摄目标。

需要说明的是,拍摄到的图像或视频数据可以存储在无人飞行器的存储模块内。或者,直接利用通信模块发送到远程服务器中。

进一步的,如图2所示,在步骤104中,在接收到待拍摄目标发送的位置坐标时,且在检测无人飞行器的位置坐标之前,所述方法还可以包括:

步骤201,检测无人飞行器的方向。

具体的,无人飞行器的方向检测模块检测无人飞行器的方向,并将检测结果发送给控制模块。优选的,所述方向检测模块可以为指南针。

步骤202,根据待拍摄目标的位置坐标和无人飞行器的方向,判断无人飞行器是否正向面对待拍摄目标,若未正向面对,则执行步骤203,否则,结束流程。

具体的,无人飞行器的控制模块根据待拍摄目标的位置坐标和无人飞行器的方向,判断无人飞行器是否正向面对待拍摄目标,即无人飞行器是否正向面对飞行路径,若未正向面对,则将无人飞行器的正面朝向待拍摄目标,以便无人飞行器能够朝前飞行(即执行步骤203);若无人飞行器已经正向面对待拍摄目标,则结束本流程,并继续执行步骤104中的检测无人飞行器的位置坐标步骤。

步骤203,调整无人飞行器的角度,以使无人飞行器正向面对待拍摄目标。

具体的,无人飞行器的控制模块在判断出无人飞行器未正向面对待拍摄目标时,调整喷气模块以调整无人飞行器的角度,以使无人飞行器正向面对待拍摄目标。例如,待拍摄目标位于无人飞行器的东北方向,而无人飞行器的正向朝向正北方向,此时,控制模块可以调整位于外壳后方和右侧的喷气模块的角度,使其逆时针方向旋转一定角度,从而使无人飞行器能够顺时针转动以正向面对待拍摄目标。

通过步骤201-203可以看出,通过检测无人飞行器当前的方向,并判断无人飞行器当前方向与待拍摄目标位置之间的关系,及时调整无人飞行器的方向,使其能够正向飞行,不但可以确保飞行安全,而且还便于拍摄。

采用本发明的无人飞行器控制方案,用户可以从手中直接将无人飞行器丢向空中,无人飞行器在空中做抛物线运动后即可以自行调整状态并悬停于空中。无人飞行器可以接收待拍摄目标的位置坐标并检测自身当前的方向,若判断出未正向面对待拍摄目标,则调整自身方向以正向面对待拍摄目标。无人飞行器根据自身当前的位置坐标和待拍摄目标的位置坐标确定飞行路径,在沿飞行路径飞行过程中,可以根据与待拍摄目标之间的距离调节其动力大小,还可以调节自身的飞行姿态,以保持平衡,还可以自动避开障碍物并自动修正飞行路径。在到达待拍摄目标所在位置后,无人飞行器可以自动调整自身方向以确定合适的拍摄角度并对待拍摄目标进行拍摄。拍摄得到的图像或视频数据可暂存在无人飞行器内也可以直接上传至远程服务器。

本发明可以应用在以下场景:

1、人们独自外出旅行时想随时随地自拍而没有同伴能帮忙拍照、摄像,而把拍照手机、相机交给路人帮忙照相又不放心,此时可以控制本发明的无人飞行器随时随地进行自拍,即使在人多的场所,使用也不会受限。

2、在遇到紧急、危险情况时,例如歹徒打劫时,也可以控制发明的无人飞行器对自身周边的情况进行拍摄,以及时记录、上传自身危险状态,便于留存现场证据,为后续侦破案件提供帮助。

基于相同的技术构思,本发明实施例还提供一种无人飞行器,如图3所示,该无人飞行器包括:高度检测模块31、控制模块32和用于向无人飞行器提供动力的动力模块33。

高度检测模块31用于,检测无人飞行器的高度。

控制模块32用于,根据无人飞行器的高度判断无人飞行器是否做抛物线运动;当判断出无人飞行器做抛物线运动时,控制动力模块33以使无人飞行器处于悬停状态。

优选的,动力模块33为喷气模块。

进一步的,所述无人飞行器还包括通信模块34、定位模块35和拍摄模块36。

通信模块34用于,接收待拍摄目标发送的位置坐标。

定位模块35用于,当通信模块34接收到待拍摄目标发送的位置坐标时,检测无人飞行器的位置坐标。

控制模块32还用于,根据无人飞行器的位置坐标和待拍摄目标的位置坐标,确定无人飞行器的飞行路径,并控制动力模块33以使无人飞行器沿所述飞行路径飞行;以及,当无人飞行器到达待拍摄目标的位置时,控制拍摄模块36拍摄所述待拍摄目标。

进一步的,所述无人飞行器还可以包括位移检测模块37,位移检测模块37用于,检测无人飞行器与待拍摄目标之间的距离。

控制模块32还用于,根据无人飞行器与待拍摄目标之间的距离,调节喷气模块的喷气级别,以调节无人飞行器的速度。

进一步的,所述无人飞行器还可以包括角度检测模块38,角度检测模块38用于,检测无人飞行器的水平角度。

控制模块32还用于,根据所述水平角度调节所述喷气模块,以调节无人飞行器的飞行姿态,以使无人飞行器在飞行过程中保持水平状态。

进一步的,所述无人飞行器还可以包括障碍物检测模块39,障碍物检测模块39用于,检测飞行路径上是否存在障碍物。

控制模块32还用于,当障碍物检测模块39检测到飞行路径上存在障碍物时,控制所述喷气模块以使无人飞行器避开所述障碍物;重新确定无人飞行器的飞行路径,并控制所述喷气模块以使无人飞行器沿重新确定的飞行路径飞行。

进一步的,所述无人飞行器还可以包括方向检测模块40,方向检测模块40用于,检测无人飞行器的方向。

控制模块32还用于,根据待拍摄目标的位置坐标和无人飞行器的方向,判断无人飞行器是否正向面对待拍摄目标;当无人飞行器未正向面对待拍摄目标时,调整所述喷气模块以调整无人飞行器的角度,以使无人飞行器正向面对待拍摄目标。

需要说明的是,如图3所示,所述无人飞行器还可以包括存储模块41和电源模块42,存储模块41用于存储拍摄到的图片和/或视频数据。电源模块42用于为所述无人飞行器供电。

进一步的,为了避免无人飞行器意外坠落,所述无人飞行器还可以包括保护模块(图中未绘示),所述保护模块可以为轻质的防撞材料或降落伞。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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