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飞行航线生成方法、装置、无人机系统及存储介质与流程

2022-02-20 12:38:11 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及无人机技术领域,尤其涉及一种飞行航线生成方法、装置、无人机系统及存储介质。


背景技术:

2.无人机(unmanned aerial vehicle,uav)是一种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,其也可以由机载计算机完全地或间歇地自主地操作。
3.无人机在进行作业时,起飞阶段通常是由起始点垂直上升至与目标地点相同的水平高度,然后再平飞至目标地点。为节省电量,相关技术通常采用倾斜飞行的方案,即从起始点斜飞至目标地点。
4.然而,当起始点至目标地点的斜飞路径上存在障碍物(例如建筑物)时,容易出现撞机的情况,降低无人机飞行的安全性。


技术实现要素:

5.本技术提供一种飞行航线生成方法、装置、无人机系统及存储介质,可以提高无人机飞行的安全性。
6.第一方面,本技术实施例提供一种飞行航线生成方法,所述方法包括:
7.确定初始航线;
8.从所述初始航线上确定多个采样点;
9.确定所述初始航线上各所述采样点的第一预设高度;
10.当所述多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对所述初始航线中包含所述异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,所述调整航段不包含异常采样点;所述实际高度为所述采样点所在位置的目标对象的高度;
11.根据所述初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及所述调整航段,生成第一飞行航线。
12.第二方面,本技术实施例提供一种飞行航线生成装置,所述飞行航线生成装置包括存储器和处理器,其中,所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器,用于调用所述计算机程序执行如下操作:
13.确定初始航线;从所述初始航线上确定多个采样点;确定所述初始航线上各所述采样点的第一预设高度;当所述多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对所述初始航线中包含所述异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,所述调整航段不包含异常采样点;所述实际高度为所述采样点所在位置的目标对象的高度;根据所述初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及所述调整航段,生成第一飞行航线。
14.第三方面,本技术实施例提供一种控制终端,所述控制终端与无人机连接,用于控制无人机,所述控制终端包括存储器和处理器,其中,所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器,用于调用所述计算机程序执行如下操作:
15.确定初始航线;从所述初始航线上确定多个采样点;确定所述初始航线上各所述采样点的第一预设高度;当所述多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对所述初始航线中包含所述异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,所述调整航段不包含异常采样点;所述实际高度为所述采样点所在位置的目标对象的高度;根据所述初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及所述调整航段,生成第一飞行航线。
16.第四方面,本技术实施例提供一种无人机,包括机身、动力装置和控制装置,所述控制装置和所述动力装置分别设置于所述无人机的机身,所述控制装置用于控制所述动力装置带动所述无人机移动,其中,所述控制装置包括存储器和处理器,其中,所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器,用于调用所述计算机程序执行如下操作:
17.确定初始航线;从所述初始航线上确定多个采样点;确定所述初始航线上各所述采样点的第一预设高度;当所述多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对所述初始航线中包含所述异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,所述调整航段不包含异常采样点;所述实际高度为所述采样点所在位置的目标对象的高度;根据所述初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及所述调整航段,生成第一飞行航线。
18.第五方面,本技术实施例提供一种无人机系统,包括控制终端以及无人机,所述无人机系统还包括设置于所述控制终端本体或所述无人机机身的控制装置,所述控制装置包括存储器和处理器,其中,所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器,用于调用所述计算机程序执行如下操作:
19.确定初始航线;从所述初始航线上确定多个采样点;确定所述初始航线上各所述采样点的第一预设高度;当所述多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对所述初始航线中包含所述异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,所述调整航段不包含异常采样点;所述实际高度为所述采样点所在位置的目标对象的高度;根据所述初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及所述调整航段,生成第一飞行航线。
20.第六方面,本技术提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括指令,当所述指令在计算机上运行时,使得所述计算机执行上述飞行航线生成方法。
21.本技术实施例提供的飞行航线生成方法、装置、无人机系统及存储介质,该方法包括:确定初始航线;从初始航线上确定多个采样点;确定初始航线上各采样点的第一预设高度;当多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对初始航线中包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,调整航段不包含异常采样点;实际高度为采样点所在位置的目标对象的高度;根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线。本技术实施例中,在无人机进行飞行任务时,在确定初始航线后,首先基于初始航线上各采样点对应的第一预设高度以及实际高度确定是否存在异常采样点,异常采样点对应的第一预设高度低于其所在位置的目标对象的实际高度,即该目标对象会阻碍无人机的正常飞行,因此,在存在异常采样点时,通过进行航段调整,使得得到的调整航段不包含异常采样点,基于调整航段得到的飞行航线也不包含异常采样点,从而,无人机在按照该飞行航线进行飞行时不会出现撞机的情况,进而提高无人机飞行的安全性。
附图说明
22.图1为相关技术中进行飞行作业时的飞行逻辑示意图;
23.图2为本技术一些实施例提供的飞行航线生成方法的示意图;
24.图3为本技术一些实施例中确定初始航线的示意图;
25.图4为本技术一些实施例中控制终端确定各采样点的第一预设高度的示意图;
26.图5为本技术一些实施例中控制终端构建关系函数的示意图;
27.图6为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示意图;
28.图7为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示例图;
29.图8为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示意图;
30.图9为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示例图;
31.图10为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示例图;
32.图11为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示意图;
33.图12为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示例图;
34.图13为本技术一些实施例中控制终端生成第一飞行航线的示例图;
35.图14为本技术一些实施例中控制终端生成第一飞行航线的示例图;
36.图15为本技术一些实施例中控制终端进行航线调整的示意图;
37.图16为本技术一些实施例中第二飞行航线的俯视示意图;
38.图17为本技术一些实施例提供的飞行航线生成装置的示意图;
39.图18为本技术一些实施例中无人机系统的示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
41.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本技术。在本技术实施例中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
42.应当理解,本文中使用的术语“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。
43.取决于语境,如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
44.还需要说明的是,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商品或者系统不仅包括那些要素,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商品或者系统所固有的要素。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商品或者系统中还存在另外的相同要素。
45.图1为相关技术中进行飞行作业时的飞行逻辑示意图(图中x-y平面为水平面),如
图1所示,无人机在进行作业时,起飞阶段通常是由起始点(即图1中的a点,又称home点)垂直上升至水平高度与目标地点相同的b点,然后再由b点平飞至目标地点c点(c点可以是后续飞行作业的第一个航点)。在这种飞行逻辑下,无人机需要飞行的距离为d_ab d_bc。同理,在降落阶段,假定c点为最后一个航点位置,无人机需要由c点水平飞至b点,然后再由b点垂直降落至a点。
46.为了节省电量,相关技术提出另外一种采用倾斜飞行的飞行逻辑,即从a点斜飞至c点,或从c点斜飞至a点。在这种飞行逻辑下,以起飞阶段为例,无人机需要飞行的距离为d_ac,由于d_ac《d_ab d_bc,因此可以减少飞行距离和飞行时间,降低无人机的电量消耗。
47.然而,当起始点至目标地点的斜飞路径上存在障碍物时,例如线路ac在地面的投影上存在较高的建筑物等对象时,该障碍物会影响无人机的正常飞行(例如避障需要减速,或者需要人工避障飞行),甚至可能出现撞机的情况,从而降低无人机飞行的安全性。
48.本技术实施例提供的飞行航线生成方法、装置、无人机系统及存储介质,可以提高无人机飞行的安全性。该飞行航线生成方法包括:确定初始航线;从初始航线上确定多个采样点;确定初始航线上各采样点的第一预设高度;当多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对初始航线中包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,调整航段不包含异常采样点;实际高度为采样点所在位置的目标对象的高度;根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线。本技术中,在无人机进行飞行任务时,在确定初始航线后,首先基于初始航线上各采样点对应的第一预设高度以及实际高度确定是否存在异常采样点,异常采样点对应的第一预设高度低于其所在位置的目标对象的实际高度,即该目标对象会阻碍无人机的正常飞行,因此,在存在异常采样点时,通过进行航段调整,使得得到的调整航段不包含异常采样点,基于调整航段得到的飞行航线也不包含异常采样点,从而,无人机在按照该飞行航线进行飞行时不会出现撞机的情况,进而提高无人机飞行的安全性。
49.下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图,对本技术的实施例进行描述。
50.可以理解,本技术实施例中飞行航线生成方法可以由用于控制无人机的控制终端实现,该控制终端可以通过本技术实施例中的飞行航线生成方法生成无人机的飞行航线,并控制无人机按照该飞行航线进行飞行。另外,本技术实施例中飞行航线生成方法的处理步骤也可以由无人机内部的控制装置实现。
51.在一些实施例中,提供一种飞行航线生成方法。为了便于理解,本技术主要以该飞行航线生成方法应用于控制终端为例,对该方法的处理流程进行解释说明。
52.图2为本技术一些实施例提供的飞行航线生成方法的示意图,如图2所示,该方法包括:
53.s100、确定初始航线。
54.其中,初始航线为控制终端根据飞行任务规划的航线,飞行任务可以是起飞任务,即从home点飞行至第一个航点;飞行任务也可以是降落任务,即从最后一个航点飞行至home点。
55.s200、从初始航线上确定多个采样点。
56.在确定初始航线后,控制终端可以以固定采样间隔或非固定采样间隔对该初始航线进行采样处理,得到多个采样点。
57.其中,非固定采样间隔是指采样间隔为随机变化的值,即每两个相邻的采样点的距离存在不相同的情况。例如,非固定采样间隔为3m和4m等等。控制终端可以在该初始航线上的起点处获取第一个采样点,然后,间隔3m获取第二个采样点,间隔4m获取第三个采样点等等。即第一个采样点与第二个采样点间隔3m,第二个采样点与第三个采样点间隔4m。
58.另外,固定采样间隔是指采样间隔为一个固定的值,这样使每两个相邻采样点的距离相同(即水平距离)。例如,固定采样间隔为2m,控制终端以水平距离每隔2m从初始航线上获取一个采样点,这样每两个相邻采样点的水平距离均为2m。
59.s300、确定初始航线上各采样点的第一预设高度。
60.在确定多个采样点后,控制终端确定初始航线上各采样点的第一预设高度,该第一预设高度为采样点所在位置存在的目标对象不影响无人机飞行时的最高高度,其中,目标对象具体可以是树木或者建筑物等障碍物。
61.s400、当多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对初始航线中包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,调整航段不包含异常采样点。
62.其中,实际高度为采样点所在位置的目标对象的高度。控制终端可以获取各采样点所在位置的目标对象的实际高度,在确定各采样点的第一预设高度后,将各采样点对应的第一预设高度以及实际高度进行比对。
63.当多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,说明该异常采样点所在位置的目标对象与当前的初始航线存在“交点”,即该异常采样点所在位置的目标对象会影响无人机的正常飞行,因此,在存在异常采样点时,对包含异常采样点的异常航段进行调整,得到不包含异常采样点的调整航段,从而调整航段对应位置的目标对象不会影响无人机的正常飞行。
64.s500、根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线。
65.在初始航线中包含异常采样点时,控制终端通过航段调整得到不包含异常采样点的调整航段,然后结合初始航线中未进行航段调整的正常航段生成第一飞行航线,未进行航段调整的正常航段不包含异常采样点,因此,生成的第一飞行航线不包含异常采样点,从而,无人机在按照第一飞行航线进行飞行时,不会被障碍物影响,从而可以保证无人机飞行的安全性。
66.在一些实施例中,若多个采样点中不存在异常采样点,即所有采样点的第一预设高度都高于实际高度,说明所有采样点对应位置的目标对象都不会影响无人机的正常飞行,此时,无需进行航段调整,可以直接将初始航线作为飞行航线。
67.本技术实施例提供一种飞行航线生成方法,在无人机进行飞行任务时,在确定初始航线后,首先基于初始航线上各采样点对应的第一预设高度以及实际高度确定是否存在异常采样点,异常采样点对应的第一预设高度低于其所在位置的目标对象的实际高度,即该目标对象会阻碍无人机的正常飞行,因此,在存在异常采样点时,通过进行航段调整,使得得到的调整航段不包含异常采样点,基于调整航段得到的飞行航线也不包含异常采样点,从而,无人机在按照该飞行航线进行飞行时不会出现撞机的情况,进而提高无人机飞行
的安全性。
68.在一些实施例中,确定初始航线,包括:
69.s110、获取飞行任务的起始航点以及终止航点;
70.s130、确定起始航点与终止航点构成的线段或弧线为初始航线。
71.图3为本技术一些实施例中确定初始航线的示意图,如图3所示,以飞行任务为起飞任务为例进行解释说明,无人机需要从起始航点m点飞行至终止航点n点,因此,控制终端可以确定m点和n点构成的弧线l1为初始航线,相比于垂直上升结合水平飞行的飞行逻辑,按照弧线形状的航线进行起飞任务,可以缩短飞行距离和飞行时间。
72.在一些实施例中,参考图3,为了保证飞行距离最短,控制终端可以确定m点和n点构成的线段l2为初始航线,根据两点之间线段最短的原则,确定线段l2为初始航线,可以最大程度缩短飞行距离和飞行时间。
73.可以理解,当飞行任务为降落任务时,无人机的起始航点为n点,终止航点为m点,即飞行路线为由n点飞行至m点,初始航线可以是n点和m点构成的线段或者弧线。
74.本实施例中,控制终端在获取飞行任务的起始航点以及终止航点之后,确定起始航点与终止航点构成的线段或弧线为初始航线,从而可以缩短飞行距离和飞行时间。
75.在一些实施例中,确定初始航线上各采样点的第一预设高度,包括:s310、基于初始航线中起始航点的第一高度以及终止航点的第二高度,确定各采样点的第一预设高度。
76.控制终端基于起始航点以及终止航点确定初始航线后,该初始航线可以理解为无人机预计飞行的航线,若该初始航线上不存在异常采样点,则可以直接按照该初始航线执行飞行任务;若该初始航线上存在异常采样点,则需要先对该初始航线进行航段调整。控制终端在确定初始航线上是否存在异常采样点时,首先需要基于起始航点和终止航点的高度确定各采样点的第一预设高度,该第一预设高度即采样点在初始航线轨迹上的高度。
77.例如,参考图3,以m点所在的水平面为地面为例(即m点的高度为0),若初始航线为m点与n点构成的弧线l1,则初始航线l1上采样点x1的高度为h1;若初始航线为m点与n点构成的线段l2,则初始航线l2上采样点x2的高度为h2。
78.本实施例中,控制终端在确定初始航线后,基于初始航线中起始航点的第一高度以及终止航点的第二高度,确定各采样点的第一预设高度,从而可以用于确定初始航线上是否存在异常采样点,进而确定是否需要进行航段调整,保证无人机飞行航线的安全性和合理性。
79.在一些实施例中,根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线,包括:对正常航段以及调整航段进行拼接,得到第一飞行航线。
80.具体的,初始航线中未进行航段调整的正常航段为不包含异常采样点的航段,无人机按照正常航段飞行时,不会发生与障碍物碰撞的情况。调整航段为通过对包含异常采样点的异常航段进行航段调整后的航段,调整航段也不包含异常采样点,无人机按照调整航段飞行时,也不会发生与障碍物碰撞的情况。
81.因此,控制终端在得到调整航段后,通过将正常航段以及调整航段进行拼接,得到第一飞行航线,从而,无人机在第一飞行航线飞行时,不会发生与障碍物碰撞的情况,从而保证无人机飞行时的安全性。
82.在一些实施例中,对控制终端确定各采样点的第一预设高度的过程进行解释说
明。
83.图4为本技术一些实施例中控制终端确定各采样点的第一预设高度的示意图,如图4所示,控制终端基于初始航线中起始航点的第一高度以及终止航点的第二高度确定各采样点的第一预设高度,包括以下步骤:
84.s312、基于起始航点的第一位置及第一高度,以及终止航点的第二位置以及第二高度,构建表征位置与高度的相关关系的关系函数;
85.s314、根据关系函数,以及各采样点的位置,得到各采样点的第一预设高度。
86.其中,第一位置和第二位置分别为起始航点和终止航点的实际地理位置,第一高度和第二高度分别为起始航点和终止航点的实际水平高度。控制终端可以基于起始航点的第一位置及第一高度,以及终止航点的第二位置以及第二高度,构建表征位置与高度的相关关系的关系函数。
87.图5为本技术一些实施例中控制终端构建关系函数的示意图,如图5所示,以初始航线为m点与n点构成的线段l2为例进行解释说明,首先以m点为原点建立坐标系,则表征位置与高度的相关关系的关系函数可以通过线段的函数表示,例如可以是一次函数等。由于m点和n点的位置以及高度均已知,可以对一次函数进行求解,从而得到表征位置与高度的相关关系的关系函数。
88.在得到表征位置与高度的相关关系的关系函数后,由于各采样点的位置已知,因此,可以通过该关系函数求解得到各采样点对应的第一预设高度。控制终端在得到各采样点的第一预设高度后,可以将各采样点的第一预设高度与对应的实际高度进行对比,从而确定采样点是否为异常采样点。
89.例如,参考图5,对于采样点pi,pi对应的实际高度为hi,控制终端根据关系函数确定pi对应的第一预设高度为hi,由于hi《hi,即pi的第一预设高度高于实际高度,因此,pi不属于异常采样点。
90.又例如,参考图5,对于采样点pj,pj对应的实际高度为hj,控制终端根据关系函数确定pj对应的第一预设高度为hj,由于hj》hj,即pj的第一预设高度低于实际高度,因此,pj属于异常采样点。此时,若无人机按照初始航线l2飞行,则采样点pj所在位置的目标对象会对无人机的飞行产生影响,因此需要进行航段调整。
91.可以理解,初始航线为弧线的情况,与上述原理类似,在此不再赘述。当初始航线的形状不同时,对应的关系函数的类型也不同。
92.本实施例中,控制终端首先构建表征位置与高度的相关关系的关系函数;然后根据关系函数得到各采样点的第一预设高度,通过该处理过程可以准确确定不影响无人机飞行的第一预设高度的具体数值,从而可以用于确定初始航线上是否存在异常采样点,进而确定是否需要进行航段调整,保证无人机飞行航线的安全性和合理性。
93.在一些实施例中,对控制终端进行航段调整的过程进行解释说明。
94.图6为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示意图,如图6所示,当异常采样点的数量为一个时,对初始航线中包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,包括:
95.s412、基于异常采样点的实际高度以及预设安全距离,对异常采样点进行高度调整,得到调整采样点;
96.s414、确定异常采样点的前一采样点与调整采样点构成的线段,以及调整采样点与终止航点构成的线段为调整航段。
97.由于异常采样点的实际高度高于第一预设高度,因此,控制终端通过调整无人机在异常采样点所在位置的飞行高度来进行航段调整,得到调整采样点。可以理解,调整采样点与相应的异常采样点在地面的投影为同一位置,但是无人机在调整采样点的飞行高度为异常采样点的实际高度与预设安全距离的和,从而可以避免出现无人机与异常采样点的目标对象发生碰撞的情况。
98.其中,预设安全距离可以是用户设置的,即预设安全距离为固定值。该预设安全距离也可以是根据飞行区域的地形起伏变化设置的。例如,若地形起伏变化比较大,则将预设高度设置为一个较大值;若地形起伏变化比较小,则将预设高度设置为一个较小值。
99.图7为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示例图,如图7所示,初始航线为m点和n点构成的线段l2,控制终端确定的采样点包括p1~p10,共10个采样点,图中横坐标表示采样点的位置,纵坐标表示采样点的高度,各采样点对应位置上垂直与横坐标的线段表示采样点的实际高度。
100.参考图7,根据图中初始航线l2与各采样点的实际高度的关系,可以确定图中p3为异常采样点,若无人机按照初始航线l2飞行,则会与p3所在位置的目标对象发生碰撞。因此,控制终端基于p3的实际高度以及预设安全距离进行高度调整,得到调整采样点p3’,从而,p2与p3’构成的线段以及p3’与n点构成的线段为调整航段。
101.在进行航段调整后,控制终端根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线。其中,正常航段为m点和p2构成的线段,生成的第一飞行航线l2’的飞行轨迹具体为:m点

p2

p3
’→
n点。第一飞行航线l2’上各采样点的高度均高于对应的实际高度,因此,无人机不会发生碰撞的情况,从而保证无人机的安全。
102.图8为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示意图,如图8所示,当异常采样点的数量为多个时,对初始航线中包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,包括:
103.s422、基于第一异常采样点的实际高度以及预设安全距离,对第一异常采样点进行高度调整,得到第一调整采样点,第一异常采样点为距离起始航点最近的异常采样点;
104.s424、确定第一异常采样点的前一采样点与第一调整采样点构成的线段,以及第一调整采样点与终止航点构成的线段为第一调整航段;
105.s426、基于第一调整航段,确定除第一异常采样点以外的其他异常采样点的第二预设高度;
106.s428、在各其他异常采样点的第二预设高度超过其他异常采样点对应的实际高度时,确定第一调整航段为最终的调整航段。
107.当异常采样点的数量为多个时,控制终端可以采用逐段调整的方式依次进行航段调整,具体为,首先基于第一异常采样点进行航段调整,若调整后不存在其他异常采样点,则确认调整完成;若调整后还存在其他异常采样点,则基于其他异常采样点继续进行航段调整,直至不存在异常采样点。
108.图9为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示例图,如图9所示,图中的异常采样点包括p3、p5和p6,其中第一异常采样点为p3,因此,首先基于p3进行航段调整,得
到第一调整采样点p3’,相应的,第一调整航段为p2与p3’构成的线段以及p3’与n点构成的线段。
109.参考图9,在得到第一调整航段后,控制终端基于第一调整航段确定其他异常采样点的第二预设高度,即确定p5和p6的第二预设高度。由于p5和p6的第二预设高度都超过其各自对应的实际高度,因此,控制终端可以确认调整完成,从而确定第一调整航段为最终的调整航段。
110.在进行航段调整后,控制终端根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线。其中,正常航段为m点和p2构成的线段,生成的第一飞行航线l2’的飞行轨迹具体为:m点

p2

p3
’→
n点。第一飞行航线l2’上各采样点的高度均高于对应的实际高度,因此,无人机不会发生碰撞的情况,从而保证无人机的安全。
111.在一些实施例中,s426之后,还包括:
112.s429a、当存在第二预设高度低于实际高度的第二异常采集点时,基于第二异常采样点的实际高度以及预设安全距离,对第二异常采样点进行高度调整,得到第二调整采样点;
113.s429b、确定第二异常采样点的前一采样点与第二调整采样点构成的线段,以及第二调整采样点与终止航点构成的线段为第二调整航段;
114.s429c、基于第二调整航段,确定除第一异常采样点以及第二异常采样点以外的其他异常采样点的第三预设高度;
115.s429d、在各其他异常采样点的第三预设高度超过其他异常采样点对应的实际高度时,确定第一调整航段中未进行下一次航段调整的航段、以及第二调整航段为最终的调整航段。
116.图10为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示例图,如图10所示,图中的异常采样点包括p3、p5和p6,其中第一异常采样点为p3,因此,首先基于p3进行航段调整,得到第一调整采样点p3’,相应的,第一调整航段为p2与p3’构成的线段以及p3’与n点构成的线段。
117.参考图10,在得到第一调整航段后,控制终端基于第一调整航段确定其他异常采样点的第二预设高度,即确定p5和p6的第二预设高度。由于p6的第二预设高度仍低于其对应的实际高度,因此,控制终端确定p6仍为异常采样点,因此,基于p6继续进行航段调整。
118.具体的,控制终端基于p6的实际高度和预设安全距离,确定第二调整采样点p6’,基于p6’进行航段调整,得到第二调整航段为p5与p6’构成的线段以及p6’与n点构成的线段。
119.在进行第二次航段调整后,控制终端确认不存在其他异常采样点,因此确认调整完成,并确定第一调整航段中未进行下一次航段调整(即第二次航段调整)的航段、以及第二调整航段为最终的调整航段。
120.可以理解,在进行第二次航段调整后,若还存在其他异常采样点,航段调整与上述处理过程类似,在此不再赘述。
121.在进行两次航段调整后,控制终端根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及最终的调整航段,生成第一飞行航线。其中,正常航段为m点和p2构成的线段,生成的第一飞行航线l2’的飞行轨迹具体为:m点

p2

p3
’→
p5

p6
’→
n点。第一飞行航线l2’上各
采样点的高度均高于对应的实际高度,因此,无人机不会发生碰撞的情况,从而保证无人机的安全。
122.另外,本实施例对于异常采样点的数量为多个的情况,通过采用逐段调整的方式,可以保证无人机的飞行策略为在保证安全距离的前提下,尽量贴合初始航线,从而保证无人机飞行路径最短。
123.图11为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示意图,如图11所示,当异常采样点的数量为多个时,对初始航线中包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,包括:
124.s432、根据所有异常采样点的实际高度,确定最高实际高度;
125.s434、基于最高实际高度以及预设安全距离,对第一异常采样点进行高度调整,得到第一调整采样点,第一异常采样点为距离起始航点最近的异常采样点;
126.s436、确定第一异常采样点的前一采样点与第一调整采样点构成的线段,以及第一调整采样点与终止航点构成的线段为调整航段。
127.在m点与n点的距离较远,导致异常采样点的数量较多时,若采用逐段调整的方式依次进行航段调整,可能会存在调整次数较多的情况,使得航段调整过程较为复杂。
128.基于此,本实施例提出另一种航段调整策略,首先根据所有异常采样点的实际高度确定最高实际高度,然后在第一次进行航段调整时,基于该最高实际高度进行航段调整。
129.图12为本技术一些实施例中控制终端进行航段调整的示例图,如图12所示,图中的异常采样点包括p2、p3、p5、p6和p8,其中第一异常采样点为p2,所有异常采样点的最高实际高度为p8的实际高度,因此,基于p8的实际高度以及预设安全距离,得到第一调整采样点p2’,相应的,调整航段为p1与p2’构成的线段以及p2’与n点构成的线段。
130.参考图12,对于异常采样点的数量较多的情况,若仍采用逐段调整的方式进行航段调整,则可能需要对p2、p3等多处位置进行航段调整,从而导致调整过程较为复杂,因此,本实施例提供的航段调整策略,可以减少航段调整次数,提高航段调整效率,进而提高飞行航线生成效率。
131.在一些实施例中,根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线,包括:在调整航段包含一个调整采样点时,对起始航点与调整采样点构成的线段,以及调整采样点与终止航点构成的线段进行拼接,得到第一飞行航线。
132.图13为本技术一些实施例中控制终端生成第一飞行航线的示例图,如图13所示,在调整航段包含一个调整采样点p3’时,控制终端确定的无人机的飞行轨迹为:m点

p2

p3
’→
n点。
133.根据三角形两边之和大于第三边的原理,可以确定m点到p2的距离与p2到p3’的距离的和大于m点到p3’的距离,基于此,本实施例提出一种航线优化策略,将m点

p2

p3’调整为m点

p3’,即无人机直接从m点飞行至p3’,从而可以进一步缩短无人机的飞行距离。
134.在一些实施例中,根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线,包括:在调整航段包含多个调整采样点时,对起始航点与第一个调整采样点构成的线段、多个调整采样点中前一个调整采样点与后一个调整采样点构成的线段,以及最后一个调整采样点与终止航点构成的线段进行拼接,得到第一飞行航线。
135.图14为本技术一些实施例中控制终端生成第一飞行航线的示例图,如图14所示,
在调整航段包含两个调整采样点p3’和p6’时,控制终端确定的无人机的飞行轨迹为:m点

p2

p3
’→
p5

p6
’→
n点。
136.同样根据三角形两边之和大于第三边的原理,可以确定m点到p2的距离与p2到p3’的距离的和大于m点到p3’的距离,p3’点到p5的距离与p5到p6’的距离的和大于p3’到p6’的距离,基于此,本实施例提出一种航线优化策略,将m点

p2

p3’调整为m点

p3’,将p3
’→
p5

p6’调整为p3
’→
p6’,即无人机直接从m点飞行至p3’,再直接从p3’飞行至p6’,从而可以进一步缩短无人机的飞行距离。
137.在一些实施例中,飞行航线生成方法还包括:
138.s610、根据异常采样点确定新的补充采样点,新的补充采样点与初始航线上不属于异常采样点的其他采样点构成第二飞行航线;其中,补充采样点构成的补充航线部分围绕异常采样点,补充航线的起点和终点在初始航线上,补充航线的起点和终点不属于异常采样点;
139.s620、在第二飞行航线的航线长度小于第一飞行航线的航线长度时,确定第二飞行航线为最终的飞行航线。
140.在初始航线包含异常采样点时,控制终端采用的航段调整策略为进行飞行高度的调整以“翻越”异常采样点所在位置的目标对象,然而,当目标对象的高度较高时,无人机可能需要飞行至一个较高的高度才能“翻越”该目标对象。基于此,本实施例提出另外一种航线调整策略,具体为通过环绕异常采样点,即围绕目标对象飞行以避开该目标对象。
141.图15为本技术一些实施例中控制终端进行航线调整的示意图,如图15所示,m点和n点之间存在一栋较高的建筑物,此时,无人机首先需要从m点飞行至q0点,再从q0点飞行至n点,然而,在建筑物较高时,该飞行轨迹的距离较长。
142.参考图15,本实施例中,控制终端首先根据异常采样点确定新的补充采样点,新的补充采样点与初始航线上不属于异常采样点的其他采样点构成第二飞行航线,其中,新的补充采样点可以是在图中围绕异常采样点的线段q1q2、线段q2q3以及线段q3q4上,补充采样点与目标对象直接的距离大于或者等于预设安全距离。相应的,第二飞行航线即为m点

q1

q2

q3

q4

n点,第二飞行航线的俯视示意图如图16所示。
143.控制终端在确定第二飞行航线后,可以将第二飞行航线的航线长度与第一飞行航线的航线长度进行比较,以确定飞行距离最短的飞行航线。若第二飞行航线的航线长度小于第一飞行航线的航线长度,则确定第二飞行航线为最终的飞行航线,反之,则确定第一飞行航线为最终的飞行航线。
144.本实施例提供另外一种航线调整策略,具体为通过环绕异常采样点,即围绕目标对象飞行以避开该目标对象,基于该航线调整策略可以确定第二飞行航线。在得到第二飞行航线后,可以将第二飞行航线的航线长度与第一飞行航线的航线长度进行比较,以确定飞行距离最短的飞行航线,从而保证无人机飞行航线最短,提高无人机的续航能力。
145.在一些实施例中,实际高度通过数字高程模型dem、数字地面模型dtm、数字线划地图dlg、数字栅格地图drg、数字正射影像图dom、数字地表模型dsm或者点云地图中的任意一种或多种得到。
146.其中,数字高程模型(digital elevation model,dem)是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达),它是用一组有序数值阵
列形式表示地面高程的一种实体地面模型。
147.数字地面模型(digital terrain model,dtm)是一个表示地面特征空间分布的数据库,一般用一系列地面点坐标(x,y,z)及地表属性(目标类别、特征等)绗成数据阵列,以此组成数字地面模型。
148.数字线划地图(digital line graphic,dlg)是现有地形图要素的矢量数据集,保存各要素间的空间关系和相关的属性信息,全面地描述地表目标。
149.数字栅格地图(digital raster graphic,drg)是根据现有纸质、胶片等地形图经扫描和几何纠正及色彩校正后,形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据集。
150.数字正射影像图(digital orthophoto map,dom)是对航空(或航天)相片进行数字微分纠正和镶嵌,按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。
151.数字地表模型(digital surface model,dsm)是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型。和dsm相比,dem只包含了地形的高程信息,并未包含其它地表信息,dsm是在dem的基础上,进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高程。
152.可以理解,控制终端可以是通过以上多种地图或者模型中的一种或者多种得到各采样点的实际高度,在此不做限定。
153.应该理解的是,虽然上述实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
154.在一些实施例中,提供一种飞行航线生成装置。
155.图17为本技术一些实施例提供的飞行航线生成装置的示意图,如图17所示,该装置包括:存储器10和处理器20,其中,存储器用于存储计算机程序;处理器,用于调用计算机程序执行如下操作:确定初始航线;从初始航线上确定多个采样点;确定初始航线上各采样点的第一预设高度;当多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对初始航线中包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,调整航段不包含异常采样点;实际高度为采样点所在位置的目标对象的高度;根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线。
156.关于飞行航线生成装置的具体限定可以参见上文中对于飞行航线生成方法的限定,在此不再赘述。上述飞行航线生成装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
157.本技术提供一种飞行航线生成装置,在无人机进行飞行任务时,在确定初始航线后,首先基于初始航线上各采样点对应的第一预设高度以及实际高度确定是否存在异常采样点,异常采样点对应的第一预设高度低于其所在位置的目标对象的实际高度,即该目标
对象会阻碍无人机的正常飞行,因此,在存在异常采样点时,通过进行航段调整,使得得到的调整航段不包含异常采样点,基于调整航段得到的飞行航线也不包含异常采样点,从而,无人机在按照该飞行航线进行飞行时不会出现撞机的情况,进而提高无人机飞行的安全性。
158.在一些实施例中,处理器还用于:获取飞行任务的起始航点以及终止航点;确定起始航点与终止航点构成的线段或弧线为初始航线。
159.在一些实施例中,处理器还用于:基于初始航线中起始航点的第一高度以及终止航点的第二高度,确定各采样点的第一预设高度。
160.在一些实施例中,处理器还用于:基于起始航点的第一位置及第一高度,以及终止航点的第二位置以及第二高度,构建表征位置与高度的相关关系的关系函数;根据关系函数,以及各采样点的位置,得到各采样点的第一预设高度。
161.在一些实施例中,处理器还用于:基于异常采样点的实际高度以及预设安全距离,对异常采样点进行高度调整,得到调整采样点;
162.确定异常采样点的前一采样点与调整采样点构成的线段,以及调整采样点与终止航点构成的线段为调整航段。
163.在一些实施例中,处理器还用于:基于第一异常采样点的实际高度以及预设安全距离,对第一异常采样点进行高度调整,得到第一调整采样点,第一异常采样点为距离起始航点最近的异常采样点;确定第一异常采样点的前一采样点与第一调整采样点构成的线段,以及第一调整采样点与终止航点构成的线段为第一调整航段;基于第一调整航段,确定除第一异常采样点以外的其他异常采样点的第二预设高度;在各其他异常采样点的第二预设高度超过其他异常采样点对应的实际高度时,确定第一调整航段为最终的调整航段。
164.在一些实施例中,处理器还用于:当存在第二预设高度低于实际高度的第二异常采集点时,基于第二异常采样点的实际高度以及预设安全距离,对第二异常采样点进行高度调整,得到第二调整采样点;确定第二异常采样点的前一采样点与第二调整采样点构成的线段,以及第二调整采样点与终止航点构成的线段为第二调整航段;基于第二调整航段,确定除第一异常采样点以及第二异常采样点以外的其他异常采样点的第三预设高度;在各其他异常采样点的第三预设高度超过其他异常采样点对应的实际高度时,确定第一调整航段中未进行下一次航段调整的航段、以及第二调整航段为最终的调整航段。
165.在一些实施例中,处理器还用于:根据所有异常采样点的实际高度,确定最高实际高度;基于最高实际高度以及预设安全距离,对第一异常采样点进行高度调整,得到第一调整采样点,第一异常采样点为距离起始航点最近的异常采样点;确定第一异常采样点的前一采样点与第一调整采样点构成的线段,以及第一调整采样点与终止航点构成的线段为调整航段。
166.在一些实施例中,处理器还用于:对正常航段以及调整航段进行拼接,得到第一飞行航线。
167.在一些实施例中,处理器还用于:在调整航段包含一个调整采样点时,对起始航点与调整采样点构成的线段,以及调整采样点与终止航点构成的线段进行拼接,得到第一飞行航线。
168.在一些实施例中,处理器还用于:在调整航段包含多个调整采样点时,对起始航点
与第一个调整采样点构成的线段、多个调整采样点中前一个调整采样点与后一个调整采样点构成的线段,以及最后一个调整采样点与终止航点构成的线段进行拼接,得到第一飞行航线。
169.在一些实施例中,处理器还用于:根据异常采样点确定新的补充采样点,新的补充采样点与初始航线上不属于异常采样点的其他采样点构成第二飞行航线;
170.其中,补充采样点构成的补充航线部分围绕异常采样点,补充航线的起点和终点在初始航线上,补充航线的起点和终点不属于异常采样点;
171.在第二飞行航线的航线长度小于第一飞行航线的航线长度时,确定第二飞行航线为最终的飞行航线。
172.在一些实施例中,实际高度通过数字高程模型dem、数字地面模型dtm、数字线划地图dlg、数字栅格地图drg、数字正射影像图dom、数字地表模型dsm或者点云地图中的任意一种或多种得到。
173.在一些实施例中,提供一种控制终端,控制终端与无人机连接,用于控制无人机,控制终端包括存储器和处理器,其中,存储器用于存储计算机程序;处理器,用于调用计算机程序执行如下操作:确定初始航线;从初始航线上确定多个采样点;确定初始航线上各采样点的第一预设高度;当多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对初始航线中包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,调整航段不包含异常采样点;实际高度为采样点所在位置的目标对象的高度;根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线。
174.关于控制终端的具体限定,可以参见上文中对于飞行航线生成装置的限定,在此不再赘述。
175.在一些实施例中,提供一种无人机,包括机身、动力装置和控制装置,控制装置和动力装置分别设置于无人机的机身,控制装置用于控制动力装置带动无人机移动,其中,控制装置包括存储器和处理器,其中,存储器用于存储计算机程序;处理器,用于调用计算机程序执行如下操作:确定初始航线;从初始航线上确定多个采样点;确定初始航线上各采样点的第一预设高度;当多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对初始航线中包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,调整航段不包含异常采样点;实际高度为采样点所在位置的目标对象的高度;根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线。
176.关于控制装置的具体限定,可以参见上文中对于飞行航线生成装置的限定,在此不再赘述。
177.在一些实施例中,提供一种无人机系统。
178.图18为本技术一些实施例中无人机系统的示意图,如图18所示,无人机系统包括控制终端40以及无人机30,其中,控制终端40可以是遥控器、智能手机、台式电脑、膝上型电脑、穿戴式设备(手表、手环)中的一种或多种。
179.无人机系统还包括设置于控制终端本体或无人机机身的控制装置,控制装置包括存储器和处理器,其中,存储器用于存储计算机程序;处理器,用于调用计算机程序执行如下操作:确定初始航线;从初始航线上确定多个采样点;确定初始航线上各采样点的第一预设高度;当多个采样点中存在第一预设高度低于实际高度的异常采样点时,对初始航线中
包含异常采样点的异常航段进行调整,得到调整航段,调整航段不包含异常采样点;实际高度为采样点所在位置的目标对象的高度;根据初始航线中未进行航段调整的正常航段,以及调整航段,生成第一飞行航线。
180.在本技术各实施例中,存储器和处理器之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接,如可以通过总线连接。存储器中存储有实现数据访问控制方法的计算机执行指令,包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器中的软件功能模块,处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理。
181.存储器可以是,但不限于,随机存取存储器(random access memory,简称:ram),只读存储器(read only memory,简称:rom),可编程只读存储器(programmable read-only memory,简称:prom),可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory,简称:eprom),电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory,简称:eeprom)等。其中,存储器用于存储程序,处理器在接收到执行指令后,执行程序。进一步地,上述存储器内的软件程序以及模块还可包括操作系统,其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动,并可与各种硬件或软件组件相互通信,从而提供其他软件组件的运行环境。
182.处理器可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(central processing unit,简称:cpu)、网络处理器(network processor,简称:np)等。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
183.在一些实施例中,提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时使处理器实现本技术方法实施例中的飞行航线生成方法的步骤。
184.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,ram以多种形式可得,诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
185.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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