一种无人机飞行控制方法和装置与流程

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机飞行控制方法和装置。

背景技术：

目前，无人机被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。

随着无人机技术的发展，现有技术中为了保证无人机或者操作者的安全，设定了无人机的安全机制，进而保证无人机或者操作者的安全。比如，对无人机设定安全范围，当无人机检测到安全范围时，对无人机进行操作。

但是，发明人在日常工作中发现现有技术中存在如下不足：

当无人机检测到安全范围并执行相应的命令时，由于无人机需要一定的处理时间，所以，往往造成无人机会落入安全范围的情况，增加了无人机和操作者的风险。

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，解决了现有技术中无人机容易落入安全范围的不足，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。

第一方面，本发明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：获得所述无人机的第一飞行状态，所述第一飞行状态包括第一飞行速度；获得所述无人机的安全范围；根据所述第一飞行速度确定所述无人机的缓冲范围；根据所述距离传感器获得距离障碍物的目标距离；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。

优选的，所述无人机包括前进指令、后退指令；所述执行第一指令具体为：将所述无人机的前进指令切换为后退指令。

优选的，所述在执行第一指令的过程中，所述方法还包括：所述后退指令包括第一后退速度指令和第二后退速度指令，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；获得所述无人机距离所述安全距离的第一距离；获得所述无人机距离所述安全距离的第二距离，其中所述第一距离大于所述第二距离；其中，所述第一距离时，所述无人机执行第一后退速度指令；所述第二距离时，所述无人机执行所述第二后退速度指令；其中，所述第一后退速度小于所述第二后退速度。

优选的，判断所述无人机是否飞入所述安全范围；当所述无人机飞入所述安全范围内，则执行第二指令，所述第二指令用于指令所述无人机飞出所述安全范围。

第二方面，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，所述第一获得单元用于获得所述无人机的第一飞行状态，所述第一飞行状态包括第一飞行速度；第二获得单元，所述第二获得单元用于获得所述无人机的安全范围；第一确定单元，所述第一确定单元用于根据所述第一飞行速度确定所述无人机的缓冲范围；第三获得单元，所述第三获得单元用于根据所述距离传感器获得距离障碍物的目标距离；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，所述无人机包括前进指令、后退指令；所述执行第一指令具体为：将所述无人机的前进指令切换为后退指令。

优选的，所述后退指令包括第一后退速度指令和第二后退速度指令，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；其中，所述装置还包括：第四获得单元，所述第四获得单元用于获得所述无人机距离所述安全距离的第一距离；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安全距离的第二距离，其中所述第一距离大于所述第二距离；其中，所述第一距离时，所述无人机执行第一后退速度指令；所述第二距离时，所述无人机执行所述第二后退速度指令；其中，所述第一后退速度小于所述第二后退速度。

优选的，所述装置还包括：第二判断单元，所述第二判断单元用于判断所述无人机是否飞入所述安全范围；第二执行单元，所述第二执行单元用于当所述无人机飞入所述安全范围内，则执行第二指令，所述第二指令用于指令所述无人机飞出所述安全范围。

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.在本发明实施例的技术方案中，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。

2.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。

3.本申请实施例通过将第一执行定义为将所述无人机的前进指令切换为后退指令，使得无人机能够快速实现停机效果，具有减少缓冲范围，进而更有效的避免无人机进入安全范围的技术效果。

4.本申请实施例通过判断无人机与安全范围的距离，并根据距离确定无人机后退的速度，可以进一步避免无人机进入安全范围的技术效果。且，通过距离和后退速度的对应关系，使得无人机的飞行管理更为有效。

5.本申请实施例通过判断无人机是否落入安全范围，并在无人机落入安全范围后，及时调整其飞离安全范围，可以有效较少对于无人机和操作者的安全风险。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种无人机飞行控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例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，解决了现有技术中无人机容易落入安全范围的不足，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。为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案总体思路如下：

在本发明实施例的技术方案中，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。

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。

本发明提供的一种无人机飞行控制方法包括两种情况，一种是当所述无人机没有飞入安全范围内的情况，具体由实施例一解释说明；另一种是当所述无人机已经飞入安全范围内的情况，具体由实施例二解释说明。

实施例一：

如图1所示，本申请实施例所提供的一种无人机飞行控制方法，该方法包括：

步骤110：获得所述无人机的第一飞行状态，所述第一飞行状态包括第一飞行速度。

具体而言，当无人机处于飞行状态时，获得无人机正常飞行时的飞行速度。所述飞行状态可以是执行多种不同任务的情况下的飞行状态，举例说明：地图测绘、森林勘测、抢险救灾、物流快递、高空拍摄等情况。一般而言，无人机的第一飞行状态可以包括多种状态信息，比如飞行速度、比如飞行高度、比如飞行中各个设备的运转情况等。本申请实施例在步骤110中，获得的是无人机的第一飞行速度信息。

步骤120：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130：根据所述第一飞行速度确定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140：根据所述距离传感器获得距离障碍物的目标距离。

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150：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，环宽为B的圆环，那么第一停机距离就是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。

实施例二：

本申请实施例还提供了一种无人机飞行控制方法，所述方法还包括：

判断所述无人机是否飞入所述安全范围；当所述无人机没有飞入所述安全范围内时，执行所述第一指令；

当所述无人机飞入所述安全范围内，则执行第二指令，所述第二指令用于指令所述无人机飞出所述安全范围，具体而言，当无人机在执行完第一指令时，仍飞入了安全范围，比如由于无人机载物导致重力增加，使得缓冲范围过小，这样使得缓冲距离不够，导致无人机飞入安全距离。或者由于无人机在飞行过程中，由于气候原因，使得顺风飞行，也同样可以导致无人机飞入安全范围。在上述情况下，可以判断当所述无人机飞入所述安全范围内，则执行第二指令，所述第二指令用于指令所述无人机飞出所述安全范围所述无人机选择执行所述第二指令的方式可以具体是左拐飞出所述安全范围、右拐飞出安全范围、上升飞出安全范围，下降飞出安全范围等其他可以飞出安全范围的方式。本申请并不具体限定飞出安全范围的方式。

实施例三

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第一飞行状态，所述第一飞行状态包括第一飞行速度；

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安全范围；

第一确定单元13，所述第一确定单元13用于根据所述第一飞行速度确定所述无人机的缓冲范围；

第三获得单元14，所述第三获得单元14用于根据所述距离传感器获得距离障碍物的目标距离；

第二确定单元15，所述第二确定单元15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，所述无人机包括前进指令、后退指令；所述执行第一指令具体为：将所述无人机的前进指令切换为后退指令。

进一步的，所述后退指令包括第一后退速度指令和第二后退速度指令，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；

其中，所述装置还包括：

第四获得单元，所述第四获得单元用于获得所述无人机距离所述安全距离的第一距离；

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安全距离的第二距离，其中所述第一距离大于所述第二距离；

其中，所述第一距离时，所述无人机执行第一后退速度指令；所述第二距离时，所述无人机执行所述第二后退速度指令；其中，所述第一后退速度小于所述第二后退速度。

进一步的，所述装置还包括：

第二判断单元，所述第二判断单元用于判断所述无人机是否飞入所述安全范围；

第二执行单元，所述第二执行单元用于当所述无人机飞入所述安全范围内，则执行第二指令，所述第二指令用于指令所述无人机飞出所述安全范围。

本申请实施例所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。

2.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。

3.本申请实施例通过将第一执行定义为将所述无人机的前进指令切换为后退指令，使得无人机能够快速实现停机效果，具有减少缓冲范围，进而更有效的避免无人机进入安全范围的技术效果。

4.本申请实施例通过判断无人机与安全范围的距离，并根据距离确定无人机后退的速度，可以进一步避免无人机进入安全范围的技术效果。且，通过距离和后退速度的对应关系，使得无人机的飞行管理更为有效。

5.本申请实施例通过判断无人机是否落入安全范围，并在无人机落入安全范围后，及时调整其飞离安全范围，可以有效较少对于无人机和操作者的安全风险。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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。