CN109407706A - 无人机控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机控制方法和装置。其中，应用于无人机，包括：接收遥控棒发送的操作指令信息；根据操作指令信息获取目标地块信息；检测电池的剩余电量；根据剩余电量和目标地块信息确定航线轨迹；根据航线轨迹执行作业任务。本申请可以自动获取目标地块信息，自动飞往目标地块进行作业，简化用户使用无人机的操作流程，降低操作门槛。

Description

无人机控制方法和装置

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其是涉及无人机控制方法和装置。

背景技术

植保无人机目前主要两种操作方式，一是通过遥控器全程手动前后左右遥控，或半自动AB点方式操控，需要先打点，然后配合遥控器自动飞行；另一种是全自动自主飞行，不需要带摇杆的遥控器，使用时需要单独的手持终端先测绘地块，规划航线，再通过地面站连接无人机，向无人机上传航线，给飞控发送指令执行自动任务。目前现有方案都是要借助遥控器或地面站来实现控制飞机自动作业，操作流程复杂，技术门槛高，需要专业的飞手或培训才能熟练作业。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种无人机控制方法和装置，用以简化用户使用无人机的操作流程，降低操作门槛。

第一方面，本申请实施方式提供了一种无人机控制方法，应用于无人机，包括：接收遥控棒发送的操作指令信息；根据所述操作指令信息获取目标地块信息；检测电池的剩余电量；根据所述剩余电量和所述目标地块信息确定航线轨迹；根据所述航线轨迹执行作业任务。

结合第一方面，本申请实施方式提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：所述根据所述剩余电量和所述目标地块信息确定航线轨迹，包括：根据所述剩余电量和所述目标地块信息计算航线长度；根据所述航线长度确定航线轨迹。

结合第一方面，本申请实施方式提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，获取目标地块信息，包括：向云端平台发送目标地块获取请求信息，以使所述云端平台根据所述目标地块获取请求信息从数据库中查找目标地块信息；接收所述云端平台发送的所述目标地块信息；或者，从本地数据库获取所述目标地块信息。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施方式提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：将更新后的目标地块信息发送到所述云端平台；或者，接收所述云端平台发送的更新后的目标地块信息，并进行存储。

结合第一方面，本申请实施方式提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述根据所述航线轨迹执行作业任务，包括：接收所述遥控棒的不同的按键发送的不同指令，对飞行参数进行修改。

第二方面，本申请实施方式提供了一种无人机控制装置，应用于机载端，包括：智能模块，用于接收遥控棒发送的操作指令信息；根据所述操作指令信息获取目标地块信息；检测电池的剩余电量；根据所述剩余电量和所述目标地块信息确定航线轨迹；飞控模块，用于根据所述航线轨迹执行作业任务。

结合第二方面，本申请实施方式提供了第二方面的第一种可能的实施方式，所述智能模块还用于：根据所述剩余电量和所述目标地块信息计算航线长度；根据所述航线长度确定航线轨迹。

结合第二方面，本申请实施方式提供了第二方面的第二种可能的实施方式，所述智能模块还用于：向云端平台发送目标地块获取请求信息，以使所述云端平台根据所述目标地块获取请求信息从数据库中查找目标地块信息；接收所述云端平台发送的所述目标地块信息；或者，从本地数据库获取所述目标地块信息。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本申请实施方式提供了第二方面的第三种可能的实施方式，所述智能模块还用于：将更新后的目标地块信息发送到所述云端平台；或者，接收所述云端平台发送的更新后的目标地块信息，并进行存储。

结合第二方面，本申请实施方式提供了第二方面的第四种可能的实施方式，接收所述遥控棒的不同的按键发送的不同指令，对飞行参数进行修改。

采用上述方案，接收遥控棒发送的指令；获取目标地块信息；根据目标地块信息控制无人机飞往目标地块；以及在目标地块上执行作业任务。本申请可以自动获取目标地块信息，自动飞往目标地块进行作业，简化用户使用无人机的操作流程，降低操作门槛。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施方式提供的遥控棒控制无人机的应用场景示意图；

图2为本申请实施方式提供的无人机控制方法流程图；

图3为本申请实施方式提供的无人机在目标地块的飞行轨迹示意图；

图4为本申请实施方式提供的无人机控制装置示意图；

图5为本申请实施方式提供的另一无人机控制装置示意图。

具体实施方式

为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。

在无人机应用技术中，无人机已经被广泛应用在了各行各业当中，在农业植保领域中，通过遥控器或者地面控制站来对无人机进行控制；操作复杂，繁琐；对于广大用户来讲，尤其是不太精通无人机的农民，无人机的使用并不方便。参见图1所示的本申请实施方式提供的遥控棒操作无人机的场景示意图；该场景中，无人机中设置了一个智能模块，智能模块通过无线网络与地面的遥控棒连接，接收遥控棒发送的控制指令；智能模块与飞控模块通过串口相连接；用于实现控制无人机实现一些更加智能的操作；包括自动获取目标地块信息；制定航线。智能模块还与可扩展语音、USB、4G等模块相连。而现有技术中，遥控器或者控制站向无人机中的飞控模块发送指令，飞控模块控制无人机的飞行，包括前进、后退、转弯等等，控制繁琐，如果用户不太精通控制站或者遥控器的使用，会给用户造成控制上的困难。

基于此，本申请提出了一种无人机控制方法，下面通过具体实施例进行详细描述。

参见图2所示的无人机控制方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S202，接收遥控棒发送的操作指令信息；

在具体实施中，参见附图1中所示，遥控棒与无人机通过无线网络通信；遥控棒上面设置起飞按键，用户只要点按按键，遥控棒向无人机的智能模块发送起飞指令；具体实施时，用户也可以向遥控棒输入语音，遥控棒将语音转换为指令并发送给无人机。

步骤S204，根据操作指令信息获取目标地块信息；

其中，遥控棒向无人机发送启动指令信息；无人机接收到启动指令信息之后，自动获取目标地块信息。

具体实施时，如果农户家中只有一块目标地块，则无人机可以直接获取该目标地块信息；

如果农户家中有多个目标地块，并且位于不同的方位，则无人机可以根据当前的位置和机头的朝向来获取目标地块信息，假如农户家里的东南西北四个方向有四个不同的目标地块，农户将机头的方向对准北方，则无人机自动选择位于北方的目标地块作为目标地块。

目标地块信息包括目标地块的坐标位置范围；目标地块信息还包括目标地块的形状、边界范围以及障碍物的位置信息；

具体实施时，还可以事先人为地对测量的目标地块的范围进行模糊处理，假如目标地块的形状是不规则的形状，则可以将不规则的形状近似看成是规则的形状，优选地调整成矩形的形状，将矩形的形状地图以及四个点的坐标作为目标地块信息进行存储，从而方便无人机更好地计算确定出航行的轨迹。

目标地块信息还包括，目标地块的范围当中是否有障碍物，如果有障碍物，则目标地块信息还包括障碍物的坐标。比如，一块农田当中有一两棵大树，则记录下大树的地理坐标位置。用于制定无人机的飞行轨迹时规避障碍物。或者无人机在目标地块上进行实际作业时，根据障碍物的坐标位置来进行规避，避免撞击到障碍物。

步骤S206，检测电池的剩余电量；

其中，具体实施时，可以采用电池管理***BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理***)来对电池的剩余电量进行检测，获得电池的剩余电量。

步骤S208，根据剩余电量和目标地块信息确定航线轨迹。

其中，无人机根据剩余电量的多少，可以计算出与剩余电量对应的能够飞行的路程。

再根据路程进一步计算飞行的轨迹，主要包括：计算出起飞点与地块之间的大概距离；以及在目标地块上往复循环的次数；其中，是根据目标地块信息中的目标地块的宽度范围来计算往复的次数，从而能够确定出在目标地块上的往复的轨迹。

步骤S210，根据航线轨迹执行作业任务。

其中，无人机根据预先计算好的轨迹来执行作业任务。并且无人机在目标地面上进行实际作业时，还可以根据目标地块信息对自身的坐标位置进行判断调整，避免自身坐标超出目标地块的范围。

上述方法通过接收遥控棒发送的操作指令信息；根据所述操作指令信息获取目标地块信息；根据剩余电量和目标地块信息确定航线轨迹；根据所述航线轨迹执行作业任务。本申请可以自动获取目标地块信息，自动飞往目标地块进行作业，简化用户使用无人机的操作流程，降低操作门槛。

为了控制无人机在目标地块上进行作业，在一种可能的实施方式中，所述根据剩余电量和目标地块信息确定航线轨迹，包括：根据剩余电量和目标地块信息计算航线长度；根据航线长度确定航线轨迹；

其中，航线长度就是指无人机在空中的飞行距离；无人机在空中飞行距离与剩余电量有关。剩余电量越多，飞行距离越大；航线长度不仅包括无人机起飞点到目标地块的距离，还包括无人机在目标地块上面往复循环作业飞行的总的飞行距离。

根据实验的经验值，可以获得无人机的剩余电量与飞行距离的对应关系。根据剩余电量可以获得飞行距离；

用总的飞行距离减去起飞点到目标地块的往返距离，就得到了在目标地块上的飞行距离；根据目标地块的形状，就可以决定无人机在目标地块上的往复轨迹。参见附图3所示的本申请实施方式提供的无人机在目标地块的飞行轨迹示意图。附图中，目标地块的形状为矩形；目标地块信息包括目标地块的宽度AB。无人机从起飞点飞到目标地块之后，在目标地块上进行往复作业；作业结束之后返回起飞点。假设无人机的剩余电量是90％，附图中，无人机在目标地块上往返四次；如果无人机的剩余电量比较少，假如为45％，则无人机在目标地块上往返的次数就减少为两次。

上述内容是考虑到药箱中的药量足够的情况下，现实情况中，在目标地块上面作业时，在目标地块上的飞行轨迹还与药桶中的药量多少有关。如果药量用尽，则无人机及时返航，不再循环作业；

为了更加方便地获取目标地块信息，在一种可能的实施方式中，获取目标地块信息，包括：向云端平台发送目标地块获取请求信息，以使云端平台根据目标地块获取请求信息从数据库中查找目标地块信息；接收云端平台发送的目标地块信息；或者，从本地数据库获取目标地块信息。

其中，可以事先将用户的目标地块进行测量，将目标地块信息发送给云端平台进行存储；需要时，无人机直接从云端平台获取目标地块信息。具体实现时，云端平台中存储多个不同的用户的多个不同的目标地块信息，对每一个目标地块信息进行标识；无人机向云端平台发送用户的目标地块信息的标识；云端平台根据目标地块的标识确定无人机所需要的目标地块信息，并把目标地块信息发送给无人机。当用户的数量巨大；目标地块数量巨大可观时，设置统一的云端平台进行目标地块信息的管理并负责提供无人机查询，达到了很好的管理效果。

或者，从无人机中预先存储目标地块信息的数据库获取目标地块信息。

其中，用户可以事先将目标地块进行测量，将目标地块信息存储在无人机的数据库；需要时，只需要无人机自己读取数据库中的地块信息，无需向云端平台获取，节省了与云端平台的交互过程。

为了及时更新目标地块信息，在一种可能的实施方式中，方法还包括

接收所述云端平台发送的更新后的目标地块信息，并进行存储。

其中，目标地块可能会发生变动，包括位置的变动，边界范围的变动；相应的目标地块的信息发生了更新，及时将更新的目标地块信息发送给云端平台并存储在云端平台；无人机可以从云端平台来获取更新后的目标地块信息并且在本地存储更新后的目标地块信息。当需要无人机进行作业时，就可以使用更新后的目标地块信息，避免延用老的目标地块信息而造成失误。

为了方便在飞行的过程中对飞行参数进行调整，在一种可能的实施方式中，根据所述航线轨迹执行作业任务，包括：接收所述遥控棒的不同的按键发送的不同指令，对飞行参数进行修改。

其中，可以设置多个不同的按键，通过按键的组合来对飞行的参数进行修改，比如对于飞行的高度或者速度进行修改，可以通过“+”键来实现速度或者高度的增加；通过“-”键来实现速度或者高度的减小。

为了更加智能地实现与用户的互动，在一种可能的实施方式中，接收遥控棒发送的指令信息之后的步骤还包括：判断所述无人机是否适合执行飞行任务，如果不适合执行飞行任务，则告警，不执行飞行任务。

其中，不适合执行飞行任务的情况包括：有相关的传感器发生故障，不能正常工作；电子元器件故障，不能够正常工作；剩余电量过低等都不适合执行飞行任务。无人机检测到上述情况时，发出蜂鸣声，提示用户不适合飞行作业。用户可以及时排查故障。

为了避免预先设置的轨迹发生错误，无人机在目标地块上进行作业时，还需要无人机自身的GPS实时检测自身的坐标位置，将自身所在的坐标位置与目标地块的坐标范围进行比较判断，如果无人机超出了目标地块的坐标范围，则无人机调头，执行循环作业；如果没有超出目标地块的坐标范围，则无人机继续飞行。

与上述的方法相对应，本申请还提供了一种无人机控制装置，参见图4所示的无人机控制装置，该装置包括：包括：智能模块41，用于接收遥控棒发送的操作指令信息；根据所述操作指令信息获取目标地块信息；检测电池的剩余电量；根据所述剩余电量和所述目标地块信息确定航线轨迹；飞控模块42，用于根据所述航线轨迹执行作业任务。

上述装置的智能模块41，用于接收遥控棒发送的操作指令信息；根据操作指令信息获取目标地块信息；检测电池的剩余电量；根据剩余电量和目标地块信息确定航线轨迹；飞控模块42，用于根据航线轨迹执行作业任务。本申请可以自动获取目标地块信息，自动飞往目标地块进行作业，简化用户使用无人机的操作流程，降低操作门槛。

在一种可能的实施方式中，智能模块41还用于：根据所述剩余电量和所述目标地块信息计算航线长度；根据所述航线长度确定航线轨迹。

在一种可能的实施方式中，智能模块41还用于：接收所述云端平台发送的更新后的目标地块信息，并进行存储。

在一种可能的实施方式中，智能模块41还用于：接收所述遥控棒的不同的按键发送的不同指令，对飞行参数进行修改。

图5为本申请实施方式提供的另一无人机控制装置示意图，应用于无人机，包括：处理器501、存储器502和总线503；所述存储器502存储有所述处理器501可执行的机器可读指令，所述处理器501与所述存储器502之间通过总线503通信。另外，该控制装置还可以包括通信接口504，通信接口504和存储器502通过总线503连接。

其中，存储器502可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口504(可以是有线或者无线)实现该***网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线503可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中，存储器502用于存储程序，处理器501在接收到执行指令后，执行程序，前述本申请实施例任一实施例揭示的方法或装置所执行的方法可以应用于处理器501中，或者由处理器501实现。

处理器501可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器501中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器501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；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请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。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器502，处理器501读取存储器502中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本申请提出了一种全新的控制方式，简化用户使用无人机的操作流程，减低操作门槛，仅需简单一键完成起飞自动作业，像使用空调遥控器一样方便。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无人机控制方法，其特征在于，应用于机载端，所述方法包括：

接收遥控棒发送的操作指令信息；

根据所述操作指令信息获取目标地块信息；

检测电池的剩余电量；

根据所述剩余电量和所述目标地块信息确定航线轨迹；

根据所述航线轨迹执行作业任务。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述剩余电量和所述目标地块信息确定航线轨迹，包括：

根据所述剩余电量和所述目标地块信息计算航线长度；

根据所述航线长度确定航线轨迹。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标地块信息，包括：

向云端平台发送目标地块获取请求信息，以使所述云端平台根据所述目标地块获取请求信息从数据库中查找目标地块信息；

接收所述云端平台发送的所述目标地块信息；

或者，

从本地数据库获取所述目标地块信息。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述云端平台发送的更新后的目标地块信息，并进行存储。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述航线轨迹执行作业任务，包括：

接收所述遥控棒的不同的按键发送的不同指令，对飞行参数进行修改。

6.一种无人机控制装置，应用于机载端，其特征在于，包括：

智能模块，用于接收遥控棒发送的操作指令信息；根据所述操作指令信息获取目标地块信息；检测电池的剩余电量；根据所述剩余电量和所述目标地块信息确定航线轨迹；

飞控模块，用于根据所述航线轨迹执行作业任务。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述智能模块还用于：

根据所述剩余电量和所述目标地块信息计算航线长度；

根据所述航线长度确定航线轨迹。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述智能模块还用于：

向云端平台发送目标地块获取请求信息，以使所述云端平台根据所述目标地块获取请求信息从数据库中查找目标地块信息；

接收所述云端平台发送的所述目标地块信息；

或者，从本地数据库获取所述目标地块信息。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述智能模块还用于：

接收所述云端平台发送的更新后的目标地块信息，并进行存储。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述智能模块还用于：

接收所述遥控棒的不同的按键发送的不同指令，对飞行参数进行修改。