无人机控制、去返程控制方法、无人机、介质及控制***
技术领域
本发明实施例涉及数据处理技术,尤其涉及一种无人机控制、去返程控制方法、无人机、介质及控制***。
背景技术
随着科技的发展,传统行业逐步机械化和信息化,其中,无人机具有使用灵活、体积小和成本低等特点,而广泛的应用在各行业中。
目前无人机可以按照预设的航线进行飞行。在沿着航线进行飞行的过程中,无人机通过定位自身位置点,不断调整飞行姿态,从而保证精准的沿着航线飞行。从而,定位精度决定了无人机的飞行精度。现有技术中,通过采用载波相位差分(Real-time kinematic,RTK)技术提高无人机的定位精度。
而现有的RTK技术的实现通常需要预先架设基准站,在复杂地形的区域或者偏远区域,基准站的架设难度大且成本过高,导致高定位精度的实现难度大,且成本高。
发明内容
本发明实施例提供了一种无人机控制、去返程控制方法、无人机、介质及控制***,可以提高无人机的定位精度,降低高精度的实现成本。
第一方面,本发明实施例提供了一种无人机控制方法,包括:
在沿着第一地面站发送的目标航线飞行的过程中,获取所述第一地面站发送的第一定位辅助信息,所述目标航线用于指示无人机从第一位置点飞行到第二位置点,所述目标航线通过所述第一地面站根据所述第一位置点和所述第二位置点生成,所述第一位置点通过所述第一地面站确定,所述第二位置点通过所述第二地面站确定;
根据所述第一定位辅助信息,调整飞行姿态,以沿着所述目标航线飞行;
如果确定满足第二地面站的地面站切换条件,则获取所述第二地面站发送的第二定位辅助信息;
根据所述第二定位辅助信息,调整飞行姿态,以沿着所述目标航线飞行,到达所述第二位置点,所述第一地面站和第二地面站包括移动终端。
第二方面,本发明实施例还提供了一种无人机去返程控制方法,包括:
将第一位置点作为起始位置点,并将第二位置点作为结束位置点,将所述目标航线作为第一航线,采用本发实施例中任意一个所述的方法,沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点;
将所述第一位置点作为结束位置点,并将所述第二位置点作为起始位置点,将所述目标航线作为第二航线,采用本发实施例中任意一个所述的方法,沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点。
第三方面,本发明实施例还提供了一种无人机,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如本发实施例中任意一个所述的无人机控制方法,或者实现如本发实施例中任意一个所述的无人机控制方法。
第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发实施例中任意一个所述的无人机控制方法,或者实现如本发实施例中任意一个所述的无人机控制方法。
第五方面,本发明实施例还提供了一种无人机控制***,包括:第一地面站、第二地面站和如本发实施例中任意一个所述的无人机;
所述第一地面站用于向所述无人机提供第一定位辅助信息;
所述第二地面站用于向所述无人机提供第二定位辅助信息;
所述无人机用于在根据所述第一定位辅助信息,调整飞行姿态,沿着目标航线飞行的过程中,如果确定满足第二地面站的地面站切换条件,则获取所述第二地面站发送的第二定位辅助信息,并根据所述第二定位辅助信息,调整飞行姿态,继续沿着所述目标航线飞行,以从第一位置点飞行到第二位置点,所述目标航线通过所述第一地面站根据所述第一位置点和所述第二位置点生成,所述第一位置点通过所述第一地面站确定,所述第二位置点通过所述第二地面站确定;所述第一地面站和所述第二地面站包括移动终端。
本发明实施例通过接收与第一位置点处匹配的第一地面站发送的第一定位辅助信息,并基于第一定位辅助信息进行定位,调整飞行姿态,实现精准沿着目标航线进行飞行,并在飞行的过程中,切换到接收与第二位置点处匹配的第二地面站发送的第二定位辅助信息,并基于第二定位辅助信息,调整飞行姿态,实现精准沿着目标航线进行飞行,同时第一地面站和第二地面站均为移动终端,采用移动终端分别为无人机提供定位辅助信息,解决了现有技术中提供定位辅助信息的设备需要提前架设,导致无人机的定位成本提高的问题,可以设置临时的移动终端为无人机提供定位辅助信息,提高无人机的定位精度,同时减少无人机高精度定位的实现成本。
附图说明
图1a是本发明实施例一提供的一种无人机控制方法的流程图;
图1b是本发明实施例一提供的一种定位辅助信息源切换方法的流程图;
图1c是本发明实施例一提供的一种目标航线的示意图;
图2是本发明实施例二提供的一种无人机去返程控制方法的流程图;
图3是本发明实施例三提供的一种无人机控制装置的结构图;
图4是本发明实施例四提供的一种无人机去返程控制装置的结构图;
图5是本发明实施例五提供的一种计算机设备的结构示意图;
图6是本发明实施例七提供的一种无人机控制***的结构示意图;
图7是本发明实施例七提供的一种无人机的结构示意图;
图8是本发明实施例七提供的一种地面站的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1a为本发明实施例一提供的一种无人机控制方法的流程图,本实施例可适用于控制无人机进行从第一位置点飞行到第二位置点的情况,该方法可以由本发明实施例提供的无人机控制装置来执行,该装置可采用软件和/或硬件的方式实现,并一般可集成电子设备中,例如无人机。如图1a所示,本实施例的方法具体包括:
S110,在沿着第一地面站发送的目标航线飞行的过程中,获取所述第一地面站发送的第一定位辅助信息,所述目标航线用于指示无人机从第一位置点飞行到第二位置点,所述目标航线通过所述第一地面站根据所述第一位置点和所述第二位置点生成,所述第一位置点通过所述第一地面站确定,所述第二位置点通过所述第二地面站确定。
地面站与无人机建立通信连接,并提供给无人机定位辅助信息。定位辅助信息用于无人机与定位信息结合,修正定位信息,提高定位信息的精度。其中,由于网络等原因,定位辅助信息会发生变化,为了保证无人机的定位精度,地面站通常会按照预设周期发送定位辅助信息,无人机通过不断接收实时发送的定位辅助信息,实时修正定位信息,快速提高无人机的实时定位精度。目标航线为地面站规划的无人机的飞行路线,目标航线的起点为第一位置点,目标航线点的终点为第二位置点。在一个具体的例子中,目标航线为从第一位置点指向第二位置点的直线。
其中,无人机是具有一定体积的电子设备,无人机从第一位置点起飞,实际是从覆盖第一位置点的区域内起飞,同时,无人机降落或者悬停在第二位置点,实际是从覆盖第二位置点的区域内降落或者悬停。从而,位置点可以指代一个位置范围,位置点可以是所指代的位置范围内的任意一个点。
第一地面站在第一位置点附近,具体的,第一地面站在覆盖第一位置点的区域内,例如,以第一位置点为中心,预设距离(如10k米)为半径的区域内。示例性的,第一地面站与所述第一位置点之间的距离为10米。相应的,第二地面站在第二位置点附近,具体的,第二地面站在覆盖第二位置点的区域内,例如,以第二位置点为中心,预设距离(如10k米)为半径的区域内。示例性的,第二地面站与所述第二位置点之间的距离为10米。
第一地面站确定第一位置点,可以是指第一位置点的定位信息是相对于第一地面站的定位信息,还可以理解为,第一位置点的定位信息是以第一地面站建立的参考坐标系下的空间坐标。第二地面站确定第二位置点,可以是指第二位置点的定位信息是相对于第二地面站的定位信息,还可以理解为,第二位置点的定位信息是以第二地面站建立的参考坐标系下的空间坐标。
第一地面站和第二地面站可以进行通信,传输第一位置点和第二位置点。具体的,第一地面站和第二地面站均与服务器建立通信连接,第一地面站可以通过服务器接收第二地面站发送的第二位置点的信息,相应的,第二地面站也可以通过服务器接收第一地面站发送的第一位置点的信息。第一地面站可以根据第一位置点和第二位置点,生成目标航线,发送至无人机,以使无人机从第一位置点起飞,沿着目标航线进行飞行。
S120,根据所述第一定位辅助信息,调整飞行姿态,以沿着所述目标航线飞行。.
实时获取当前的第一定位信息,并根据第一定位辅助信息,对第一定位信息进行修正,确定修正后的更精准的定位信息。基于修正后的定位信息,并根据目标航线上的各航点的位置信息,调整飞行姿态,飞向下一航点。具体的,飞行姿态用于描述无人机的飞行状态,具体可以包括飞行速度、飞行加速度、飞行角度(如俯仰角、偏航角和滚转角等中的至少一项)和飞行高度等。
S130,如果确定满足第二地面站的地面站切换条件,则获取所述第二地面站发送的第二定位辅助信息。
第二地面站的地面站切换条件用于判断无人机是否将定位辅助信息源从第一地面站切换到第二地面站。其中,将定位辅助信息源从第一地面站切换到第二地面站的方式具体是,从获取第一地面站发送的第一定位辅助信息切换到获取第二地面站发送的第二定位辅助信息。具体的,地面站切换条件可以是判断无人机接收到的第二地面站的信号强度是否高于第一地面站的信号强度。此外,还可以是判断无人机与第二地面站的距离是否小于等于第一地面站的距离,具体可以根据需要设定地面站切换条件的具体内容,对此,本发明实施例不做具体限制。
实际上,在沿着第一地面站发送的目标航线开始飞行时,无人机分别与第一地面站和第二地面站建立通信连接,并分别接收第一地面站的第一定位辅助信息和第二地面站发送的第二定位辅助信息。可以理解的是,由于第二地面站与无人机之间存在一定距离,导致传输的无线信号的质量较低,例如无人机无法获取第二定位辅助信息,进而导致定位精度下降。进而可以先根据接收到的第一地面站发送的第一定位辅助信息进行辅助定位,并在第二地面站的无线信号的质量好时,根据第二地面站发送的第二定位辅助信息进行辅助定位,从而保证在根据目标航线进行飞行时,时刻保持高精度定位。
可选的,所述确定满足第二地面站的地面站切换条件,包括:获取所述第一地面站的信号强度和所述第二地面站的信号强度,并确定信号强度大的目标地面站;如果确定所述目标地面站为所述第二地面站,则确定满足第二地面站的地面站切换条件。
信号强度用于评估地面站与无人机之间无线信号的强度,可以是指接收信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI)。无人机分别与第一地面站和第二地面站均建立通信连接,建立通信连接之后,可以分别获取第一地面站的信号强度和第二地面站的信号强度,并进行比较,如果第二地面站的信号强度高于等于第一地面站的信号强度,确定满足第二地面站的地面站切换条件,此时可以进行地面站切换。
通过比较第一地面站的信号强度和第二地面站的信号强度,并在第一地面站的信号强度小于等于第二地面站的信号强度时,切换到接收第二地面站发送的定位辅助信息,可以保证无人机实时获取定位辅助信息,实时提高无人机的定位精度。
实际上,由于天气或者网络等原因,第二地面站的信号强度和第一地面站的信号强度均发生波动,为了保证无人机的定位精度,可以实时切换定位辅助信息源。具体的,在无人机沿着目标航线进行飞行的过程中,可以周期性比较第二地面站的信号强度和第一地面站的信号强度,并确定信号强度最高的地面站,如果信号强度最高的地面站与当前地面站不同,则可以进行切换。
此外,在无人机将定位辅助信息源从第一地面站切换到第二地面站时,切换前修正后的定位信息与切换后修正后的定位信息不同,从而导致基于修正后的定位信息调整的飞行姿态会发生突变。如果此时无人机飞行前方存在障碍,容易造成飞行事故,从而需要在切换前悬停,以及预先进行障碍物检测。
可选的,所述无人机控制方法,还包括:在沿着第一地面站发送的目标航线飞行的过程中,在飞行前进方向的设定距离范围内,执行障碍物检测操作;如果确定存在障碍物,则垂直升高设定高度;等待预设时间,并返回执行障碍物检测操作,直至障碍物的检测结果为空,则继续按照所述飞行前进方向飞行。
障碍物检测操作用于检测无人机的机头前方是否存在障碍物。如果存在障碍物,则需要进行避障。调整无人机的飞行姿态,需要计算无人机与障碍物之间的距离,并计算需要调整的角度类型,以及角度的调整值等,计算量较大,对无人机的计算性能要求高。通过在检测到障碍物进行升高,可以降低避障的实现成本,简化避障操作。
设定距离范围可以通过无人机的飞行速度和环境复杂度确定,可以理解的是,无人机的飞行速度越快,设定距离范围越大;无人机的飞行速度越慢,设定距离范围越小,从而,设定距离范围与无人机的飞行速度成正比。环境复杂度越高(表明环境中障碍物多),设定距离范围越小,无人机的环境复杂度越低,设定距离范围越大,从而,设定距离范围与无人机的飞行速度成反比。此外,还可以根据其他参数确定,对此,本发明不作具体限制。
设定高度可以根据环境复杂度确定,可以理解的是,环境复杂度越高,设定高度越大,无人机的环境复杂度越低,设定高度越小,从而,设定高度与无人机的飞行速度成正比。此外,还可以根据其他参数确定,对此,本发明不作具体限制。其中,环境复杂度,可以通过无人机拍摄飞行前进方向的图片计算,例如,图片中包含的物体越多,环境复杂度越高;图片中包含的物体越少,环境复杂度越低等。此外,环境复杂度还可以采用其他方式计算,对此,本发明不作具体限制。
预设时间用于确定障碍物检测的频率,可以根据实际情况设定。示例性的,预设时间可以根据飞行任务的优先级确定,例如,优先级越高的飞行任务,表明越紧急,预设时间越短,优先级越低的飞行任务,预设时间越长。
设定距离范围、设定高度和预设时间均可以根据需要进行设定,对此,本发明不作具体限制。
示例性的,设定距离范围为0-30米,设定高度为10米,预设时间为200毫秒。
具体如图1b所示,所述无人机控制方法,还可以包括:
S101,根据预设时间进行计时。
预设时间可以200毫秒,此外,可以根据无人机的飞行速度确定,还可以根据其他信息进行设定,对此,本发明实施例不做具体限制。
S102,当计时完成时,分别获取第一地面站的信号强度和第二地面站的信号强度。
其中,信号强度为RSSI。
S103,判断当前状态是否飞行状态,如果是,则执行S104;否则,执行S101。
可以理解的是,只有在无人机起飞之后,无人机才需要进行切换定位辅助信息源的判断。如果无人机未起飞,无人机不需要获取定位辅助信息,也无需进行切换定位辅助信息源的判断。
S104,判断预设范围内是否存在障碍物,如果是,则执行S101;否则,执行S105。
可以通过超声波测距,判断无人机前方预设范围内是否存在障碍物。具体的,判断无人机的航行方向上30米内是否存在障碍物。
S105,判断第一地面站的信号强度和第二地面站的信号强度的差值是否大于等于预设强度值,如果是,则执行S106;否则,执行S101。
预设强度值可以是6dB,还可以是其他数值,可以根据实际情况进行设定,对此,本发明实施例不做具体限制。
S106,判断第一地面站的信号强度是否大于第二地面站的信号强度,如果是,则执行S107;否则,执行S108。
S107,将第一地面站作为定位辅助信息源,获取所述第一地面站发送的第一定位辅助信息。
S108,将第二地面站作为定位辅助信息源,获取所述第二地面站发送的第二定位辅助信息。
通过在检测到前方有障碍物时,不进行定位辅助信息源切换,等待预设时间之后再继续进行障碍物检测,直到前方不存在障碍物时,进行定位辅助信息源切换,避免在前方存在障碍物时,进行定位辅助信息源切换,导致基于定位辅助信息确定的定位信息突变,从而导致飞行姿态突变引起安全事故的情况,可以提高无人机的飞行安全性。
同时,可选的,在确定满足第二地面站的地面站切换条件的同时,还包括:停止飞行,并悬停在当前位置点处;所述根据所述第二定位辅助信息,调整飞行姿态,包括:根据所述第二定位辅助信息,调整飞行方向;结束悬停,沿着调整后的飞行方向继续飞行。
通过在确定切换地面站时,悬停,并在调整飞行方向之后,继续飞行,可以减少无人机偏航的距离,提高无人机飞行方向的调整效率。同时悬停,还可以避免在调整飞行方向时遭遇障碍物,提高飞行安全。
S140,根据所述第二定位辅助信息,调整飞行姿态,以沿着所述目标航线飞行,到达所述第二位置点,所述第一地面站和第二地面站包括移动终端。
地面站为移动终端,可以进行移动,从而,地面站可以临时从其他地区调度过来,从而避免重新搭设基站的情况。具体的,移动终端可以是手机、车载设备、笔记本电脑、机器人或船上设备等。
可选的,所述第一定位辅助信息包括载波相位差分数据,所述第二定位辅助信息包括载波相位差分数据;所述根据所述第一定位辅助信息,调整飞行姿态,包括:获取第一定位信息,并根据所述第一定位辅助信息进行修正,以将所述第一定位信息转换为所述第一地面站的参考坐标系下的定位信息;根据修正后的第一定位信息,以及所述目标航线,调整飞行姿态;所述根据所述第二定位辅助信息,调整飞行姿态,包括:获取第二定位信息,并根据所述第二定位辅助信息进行修正,以将所述第二定位信息转换为所述第二地面站的参考坐标系下的定位信息;根据修正后的第二定位信息,以及所述目标航线,调整飞行姿态。
地面站采用RTK技术,得到载波相位差分数据。具体是:地面站接收全球定位***(Global Positioning System,GPS)检测得到的自身站点坐标和已知的站点坐标,计算修正数据。无人机根据修正数据对通过GPS定位得到的自身定位信息进行修正,可以得到更加精确的定位信息。
载波相位差分数据包括前述修正数据,用于修正无人机观测卫星得到的定位信息。第一定位辅助信息包括载波相位差分数据,第二定位辅助信息包括载波相位差分数据,表明无人机在沿着目标航线飞行的过程中采用RTK技术提高定位精度,保证目标航线全程的定位精度均有所提高。其中,第一定位辅助信息以RTCM信号的形式由第一地面站发送至无人机,第二定位辅助信息以RTCM信号的形式由第二地面站发送至无人机。RTCM是一种航海无线电技术委员会(Radio Technical Commission for Maritime Services)规定的差分信号格式。
可以理解的是,不同地面站得到的修正数据不同,即载波相位差分数据不同。从而,无人机的定位信息分别根据第一定位辅助信息和第二定位辅助信息得到的修正后的定位信息不同。从而,根据第一定位辅助信息得到的修正后的定位信息为以第一地面站建立的参考坐标系为坐标系下的空间位置;根据第二定位辅助信息得到的修正后的定位信息为以第二地面站建立的参考坐标系为坐标系下的空间位置。相应的,分别根据不同的修正后的定位信息进行飞行姿态调整,调整的飞行姿态不同。
在一个具体的例子中,如图1c所示,目标航线是第一地面站建立的参考坐标系下的第一位置点和第二位置C生成的航线。无人机在前半程获取第一地面站发送的第一定位辅助信息进行辅助定位,得到的修正后的定位信息为第一地面站建立的参考坐标系下的坐标位置。当无人机将定位辅助信息源切换到第二地面站时,如,无人机在第二位置点处,并在后半程获取第二地面站发送的第二定位辅助信息进行辅助定位,得到的修正后的定位信息为第二地面站建立的参考坐标系下的坐标位置。相应的,无人机继续按照目标航线走,但此时目标航线的航点均为第二地面站建立的参考坐标系下的坐标位置。由此,目标航线的终点由第一地面站建立的参考坐标系下的第二位置C转换为第二地面站建立的参考坐标系下的第二位置D,相应的,无人机实际飞行的目标航线实际是:由从第一地面站建立的参考坐标系下的第一位置点飞行到第二位置C,切换为:从第一地面站建立的参考坐标系下的第一位置点飞行到第二位置点,并从第二位置点飞行到第二地面站建立的参考坐标系下的第二位置D。
通过接收到以RTCM信号的形式传输的定位辅助信息,并基于定位辅助信息,修正定位信息,提高无人机的定位精度。
本发明实施例通过接收与第一位置点处匹配的第一地面站发送的第一定位辅助信息,并基于第一定位辅助信息进行定位,调整飞行姿态,实现精准沿着目标航线进行飞行,并在飞行的过程中,切换到接收与第二位置点处匹配的第二地面站发送的第二定位辅助信息,并基于第二定位辅助信息,调整飞行姿态,实现精准沿着目标航线进行飞行,同时第一地面站和第二地面站均为移动终端,采用移动终端分别为无人机提供定位辅助信息,解决了现有技术中提供定位辅助信息的设备需要提前架设,导致无人机的定位成本提高的问题,可以设置临时的移动终端为无人机提供定位辅助信息,提高无人机的定位精度,同时减少无人机高精度定位的实现成本。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种无人机去返程控制方法的流程图,本实施例可适用于控制无人机进行从起点飞行到终点并从终点返回起点的情况,该方法可以由本发明实施例提供的无人机去返程控制装置来执行,该装置可采用软件和/或硬件的方式实现,并一般可集成电子设备中,例如无人机。如图2所示,本实施例的方法具体包括:
S210,将第一位置点作为起始位置点,并将第二位置点作为结束位置点,将所述目标航线作为第一航线,采用如本发明实施例任一个所述的无人机控制方法,沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点。
需要说明的是,本实施例中未详细描述的内容可以参考上述实施例的描述。
可选的,在沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点之前,还包括:当确定在起飞的位置点处时,获取所述位置点的坐标,作为所述起始位置点;所述坐标通过载波相位差分模组定位获取。
无人机预先移动到起飞的位置点处,并通过载波相位差分模组定位,将检测到的当前位置点的坐标作为起始位置点,从而,后续无人机从该起始位置点起飞。需要说明的是,无人机起飞过程,无人机从起始位置点处,垂直升高,升高设定高度(如10米)时,按照航线调整飞机姿态,开始沿着航线飞行。
实际上,第一地面站和第二地面站,均通过载波相位差分模组进行定位,提供的定位辅助信息为载波相位差分数据,从而,无人机采用载波相位差分模组进行定位,可以避免定位方法不统一造成的定位误差,从而,提高定位精度。
无人机采用无人机控制方法,从起始位置点飞行到结束位置点。获取起始位置点附近的地面站发送的第一航线,沿着第一航线从起始位置点飞行到结束位置点。起始位置点关联的地面站,也即起始位置点附近的地面站,获取无人机发送的起始位置点,以及获取结束位置点附近的地面站发送的结束位置点,生成第一航线。
在沿着第一航线飞行的过程中,无人机获取起始位置点关联的地面站发送的第一定位辅助信息,对获取的当前定位信息进行修正,得到修正后的定位信息,并根据第一航线,调整飞行姿态,以沿着第一航线飞行。如果确定满足结束位置点关联的地面站(即结束位置点附近的地面站)的地面站切换条件,则获取结束位置点关联的地面站发送的第二定位辅助信息;根据所述第二定位辅助信息,对获取的当前定位信息进行修正,得到修正后的定位信息,并根据第一航线,调整飞行姿态,以沿着第一航线飞行,到达结束位置点。其中,起始位置点关联的地面站,以及结束位置点关联的地面站均为移动终端,可以通过移动通信进行数据传输。
可选的,在沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点之前,还包括:将第一地面站作为起点地面站,并将第二地面站作为终点地面站;所述无人机将所述起始位置点发送至所述起点地面站,以指示所述起点地面站根据接收到的所述终点地面站发送的结束位置点和所述起始位置点,生成所述第一航线;所述无人机接收所述第一航线。
实际上,在从起始位置点起飞之前,起点地面站获取无人机提供的起始位置点,并通过移动通信获取终点地面站提供的结束位置点,生成起始位置点到结束位置点的第一航线。
通过无人机确定起始位置点,并通过终点地面站确定结束位置点,可以准确确定起点和终点,从而保证第一航线的准确性,保证无人机可以准确从起点飞行到终点,保证货物正确运输或者无人机正确航行。
S220,将所述第一位置点作为结束位置点,并将所述第二位置点作为起始位置点,将所述目标航线作为第二航线,采用如本发明实施例任一个所述的无人机控制方法,沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点。
无人机采用无人机控制方法,从结束位置点飞行到起始位置点。获取结束位置点关联的地面站发送的第二航线,沿着第二航线从结束位置点飞行到起始位置点。结束位置点关联的地面站,获取无人机发送的起始位置点,或者可以获取起始位置点关联的地面站发送的起始位置点。结束位置点关联的地面站获取预先确定的结束位置点,并根据预先获取的起始位置点,生成第二航线。
在沿着第二航线飞行的过程中,无人机获取结束位置点关联的地面站发送的第三定位辅助信息,对获取的当前定位信息进行修正,得到修正后的定位信息,并根据第二航线,调整飞行姿态,以沿着第二航线飞行。如果确定满足起始位置点关联的地面站的地面站切换条件,则获取起始位置点关联的地面站发送的第四定位辅助信息;根据所述第四定位辅助信息,对获取的当前定位信息进行修正,得到修正后的定位信息,并根据第二航线,调整飞行姿态,以沿着第二航线飞行,到达起始位置点。
可选的,在沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点之前,还包括:将第一地面站作为终点地面站,并将第二地面站作为起点地面站;所述无人机将所述起始位置点发送至所述终点地面站,以指示所述终点地面站根据预先确定的结束位置点和所述起始位置点,生成所述第二航线;所述无人机接收所述第二航线。
实际上,结束位置点是终点地面站确定的,例如,先将结束位置点移动到终点处,并进行定位确定结束位置点,或者直接人工输入结束位置点的坐标,确定结束位置点。
在从结束位置点起飞之前,终点地面站获取无人机提供的起始位置点,并通过移预先确定的结束位置点,生成结束位置点到起始位置点的第二航线。
需要说明的是,由于无人机当前通过终点地面站发送的第二定位辅助信息进行辅助定位,此时,无人机建立的定位坐标系为以终点地面站的坐标系,从而,无人机提供的起始位置点直接是以终点地面站的坐标系下的坐标,保证终点的坐标精确性,进而,终点地面站根据更加精确的坐标确定第二航线,从而提高第二航线的精度。
通过无人机确定起始位置点,并预先结束位置点,可以准确确定起点和终点,从而保证第二航线的准确性,保证无人机可以准确从终点飞行到起点,保证货物正确运输,或者无人机正确返航。
无人机可以是指物流无人机,用于从起始位置点将货物运输到结束位置点,或者是从结束位置点将货物运输到起始位置点。
可选的,所述沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点,包括:以空载状态沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点;所述沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点,包括:携带待运输货物沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点,所述待运输货物用于在所述起始位置点处卸载。
无人机预先移动到起始位置点,在接收到起飞指令时,从起始位置点开始起飞,沿着第一航线进行飞行,直到到达结束位置点。
无人机到达结束位置点之后,结束位置点处的用户为无人机装载待运输货物,装载完成之后,无人机在接收到起飞指令时,从结束位置点开始起飞,沿着第二航线进行飞行,直到到达起始位置点,进行降落,起始位置点处的用户从无人机上卸载待运输货物;或者是无人机悬停在起始位置点处,将待运输货物投放到起始位置点处,起始位置点处的用户获取待运输货物,从而实现待运输货物从结束位置点运输到起始位置点。
可选的,所述沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点,包括:携带待运输货物沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点,所述待运输货物用于在所述结束位置点处卸载;所述沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点,包括:以空载状态沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点。
无人机预先移动到起始位置点,起始位置处的用户为无人机装载待运输货物,装载完成之后,无人机在接收到起飞指令时,从起始位置点开始起飞,沿着第一航线进行飞行,直到到达结束位置点,进行降落,结束位置点处的用户从无人机上卸载待运输货物;或者是无人机悬停在结束位置点处,将待运输货物投放到结束位置点处,结束位置点处的用户获取待运输货物,从而实现待运输货物从起始位置点运输到结束位置点。
无人机降落到结束位置点之后,在接收到起飞指令时,从结束位置点开始起飞,沿着第二航线进行飞行,直到到达起始位置点。
本发明实施例通过采用移动终端作为地面站,并采用前述无人机控制方法,实现无人机从起始位置点到结束位置点,并从结束位置点返回到起始位置点,在去返程的航线上均基于定位辅助信息进行精准定位,提高无人机的定位精度,同时减少无人机高精度定位的实现成本,保证精准沿着航线进行飞行,从而保证无人机的准确作业。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种无人机控制装置的示意图。实施例三是实现本发明上述实施例提供的无人机控制方法的相应装置。
相应的,本实施例的装置可以包括:
第一定位辅助信息获取模块310,用于在沿着第一地面站发送的目标航线飞行的过程中,获取所述第一地面站发送的第一定位辅助信息,所述目标航线用于指示无人机从第一位置点飞行到第二位置点,所述目标航线通过所述第一地面站根据所述第一位置点和所述第二位置点生成,所述第一位置点通过所述第一地面站确定,所述第二位置点通过所述第二地面站确定;
第一定位辅助信息辅助定位模块320,用于根据所述第一定位辅助信息,调整飞行姿态,以沿着所述目标航线飞行;
第二定位辅助信息获取模块330,用于如果确定满足第二地面站的地面站切换条件,则获取所述第二地面站发送的第二定位辅助信息;
第二定位辅助信息辅助定位模块340,用于根据所述第二定位辅助信息,调整飞行姿态,以沿着所述目标航线飞行,到达所述第二位置点,所述第一地面站和第二地面站包括移动终端。
本发明实施例通过接收与第一位置点处匹配的第一地面站发送的第一定位辅助信息,并基于第一定位辅助信息进行定位,调整飞行姿态,实现精准沿着目标航线进行飞行,并在飞行的过程中,切换到接收与第二位置点处匹配的第二地面站发送的第二定位辅助信息,并基于第二定位辅助信息,调整飞行姿态,实现精准沿着目标航线进行飞行,同时第一地面站和第二地面站均为移动终端,采用移动终端分别为无人机提供定位辅助信息,解决了现有技术中提供定位辅助信息的设备需要提前架设,导致无人机的定位成本提高的问题,可以设置临时的移动终端为无人机提供定位辅助信息,提高无人机的定位精度,同时减少无人机高精度定位的实现成本。
进一步的,所述第一定位辅助信息包括载波相位差分数据,所述第二定位辅助信息包括载波相位差分数据;所述第一定位辅助信息辅助定位模块320,包括:第一定位信息修正单元,用于获取第一定位信息,并根据所述第一定位辅助信息进行修正,以将所述第一定位信息转换为所述第一地面站的参考坐标系下的定位信息;根据修正后的第一定位信息,以及所述目标航线,调整飞行姿态;所述第二定位辅助信息辅助定位模块340,包括:第二定位信息修正单元,用于获取第二定位信息,并根据所述第二定位辅助信息进行修正,以将所述第二定位信息转换为所述第二地面站的参考坐标系下的定位信息;根据修正后的第二定位信息,以及所述目标航线,调整飞行姿态。
进一步的,所述第二定位辅助信息获取模块330,包括:第二地面站切换单元,用于获取所述第一地面站的信号强度和所述第二地面站的信号强度,并确定信号强度大的目标地面站;如果确定所述目标地面站为所述第二地面站,则确定满足第二地面站的地面站切换条件。
上述装置可执行本发明实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种无人机去返程控制装置的示意图。实施例四是实现本发明上述实施例提供的无人机去返程控制方法的相应装置。
相应的,本实施例的装置可以包括:
去程控制模块410,用于将第一位置点作为起始位置点,并将第二位置点作为结束位置点,将所述目标航线作为第一航线,采用如本发明实施例任一个所述的无人机控制方法,沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点;
返程控制模块420,用于将所述第一位置点作为结束位置点,并将所述第二位置点作为起始位置点,将所述目标航线作为第二航线,采用如本发明实施例任一个所述的无人机控制方法,沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点。
本发明实施例通过采用移动终端作为地面站,并采用前述无人机控制方法,实现无人机从起始位置点到结束位置点,并从结束位置点返回到起始位置点,在去返程的航线上均基于定位辅助信息进行精准定位,提高无人机的定位精度,同时减少无人机高精度定位的实现成本,保证精准沿着航线进行飞行,从而保证无人机的准确作业。
进一步的,所述去程控制模块410,包括:去程空载控制单元,用于以空载状态沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点;所述返程控制模块420,包括:返程运输控制单元,用于携带待运输货物沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点,所述待运输货物用于在所述起始位置点处卸载。
进一步的,所述去程控制模块410,包括:去程运输控制单元,用于携带待运输货物沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点,所述待运输货物用于在所述结束位置点处卸载;所述返程控制模块420,包括:返程空载控制单元,用于以空载状态沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点。
上述装置可执行本发明实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种计算机设备的结构示意图。图5示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图5显示的计算机设备12仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。其中,计算机设备12为无人机。
如图5所示,计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16,***存储器28,连接不同***组件(包括***存储器28和处理单元16)的总线18。计算机设备12可以是挂接在总线上的设备。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,***总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture ,ISA)总线,微通道体系结构(Micro Channel Architecture,MCA)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association,VESA)局域总线以及***组件互连(PerIPheral Component Interconnect,PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机***可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
***存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机***可读介质,例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。仅作为举例,存储***34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM),数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory,DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。***存储器28可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40,可以存储在例如***存储器28中,这样的程序模块42包括但不限于操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信,和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(Input/Output,I/O)接口22进行。并且,计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local AreaNetwork,LAN),广域网(Wide Area Network,WAN)通信。如图所示,网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白,尽管图5中未示出,可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列(Redundant Arrays of Inexpensive Disks,RAID)***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
处理单元16通过运行存储在***存储器28中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明任意实施例所提供的方法。
实施例六
本发明实施例六提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的方法:
也即,该程序被处理器执行时实现:在沿着第一地面站发送的目标航线飞行的过程中,获取所述第一地面站发送的第一定位辅助信息,所述目标航线用于指示无人机从第一位置点飞行到第二位置点,所述目标航线通过所述第一地面站根据所述第一位置点和所述第二位置点生成,所述第一位置点通过所述第一地面站确定,所述第二位置点通过所述第二地面站确定;根据所述第一定位辅助信息,调整飞行姿态,以沿着所述目标航线飞行;如果确定满足第二地面站的地面站切换条件,则获取所述第二地面站发送的第二定位辅助信息;根据所述第二定位辅助信息,调整飞行姿态,以沿着所述第一航线飞行,到达所述第二位置点,所述第一地面站和第二地面站包括移动终端。
或者实现:将第一位置点作为起始位置点,并将第二位置点作为结束位置点,将所述目标航线作为第一航线,采用本发实施例中任意一个所述的方法,沿着所述第一航线从所述起始位置点飞行到所述结束位置点;将所述第一位置点作为结束位置点,并将所述第二位置点作为起始位置点,将所述目标航线作为第二航线,采用本发实施例中任意一个所述的方法,沿着所述第二航线从所述结束位置点飞行到所述起始位置点。
本发明实施例的计算机存储介质,可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、RAM、只读存储器(Read OnlyMemory ,ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括——但不限于——无线、电线、光缆、无线电频率(RadioFrequency,RF)等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括LAN或WAN——连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
实施例七
图6为本发明实施例七提供的一种无人机控制***的示意图, 如图6所示,无人机控制***,包括:第一地面站610、第二地面站620和本发明实施例任一个所述的无人机630。
其中,第一地面站610用于向无人机630提供第一定位辅助信息;
第二地面站620用于向无人机630提供第二定位辅助信息;
无人机630用于在根据所述第一定位辅助信息,调整飞行姿态,沿着目标航线飞行的过程中,如果确定满足第二地面站620的地面站切换条件,则获取第二地面站620发送的第二定位辅助信息,并根据所述第二定位辅助信息,调整飞行姿态,继续沿着所述目标航线飞行,以从第一位置点飞行到第二位置点,所述目标航线通过第一地面站610根据所述第一位置点和所述第二位置点生成,所述第一位置点通过第一地面站610确定,所述第二位置点通过第二地面站620确定;第一地面站610和第二地面站620包括移动终端。
需要说明的是,本实施例中未详细描述的内容可以参考上述实施例的描述。
其中,无人机控制***中第一地面站610、第二地面站620和无人机630均配置有载波相位差分模组,保证每个设备的定位方法相同,减少定位方法不同导致定位下降的问题,从而保证定位精度。
可选的,所述第一地面站配置有载波相位差分模组,所述第二地面站配置有载波相位差分模组,所述第一地面站通过工作在打点模式下的载波相位差分模组进行定位,并通过工作在流动站模式下的载波相位差分模组发送第一定位辅助信息;所述第二地面站通过工作在打点模式下的载波相位差分模组进行定位,并通过工作在流动站模式下的载波相位差分模组发送第二定位辅助信息,所述第一地面站和所述第二地面站通过移动通信方式进行通信。
其中,无人机的结构示意图可以如图7所示,无人机包括处理器710,用于接收各个模组传输的数据,并进行处理,第一无线模组720,用于与第一地面站进行通信;第二无线模组730,用于与第二地面站进行通信;避障模组740,用于在飞行时检测并躲避障碍物;载波相位差分模组750,无人机通过载波相位差分模组750处理RTCM信号。
地面站的结构示意图可以如图8所示,地面站包括处理器810,用于接收各个模组传输的数据,并进行处理,无线模组820,用于与无人机进行通信;移动通信模组830,用于与其他地面站进行通信;屏幕840,用于与用户进行交互,接收用户的指令,并将数据显示给用户;载波相位差分模组850,地面站通过载波相位差分模组850处理RTCM信号。
需要说明的是,前述模组可以是指集成电路。其中,避障模组740还可以包括超声波测距设备,配置于无人机机头,用于检测机头方向,也即无人机的航行方向上是否存在障碍物,以及获取无人机机头与最近的障碍物之间的距离。
此外,无人机控制***还包括服务器,位于第一地面站和第二地面站之间,并分别与第一地面站和第二地面站建立连接。两个地面站可以通过服务器传输位置信息和航线等数据。其中,地面站和服务器是以移动通信方式进行数据交互,例如,LTE移动通信方式(由3GPP组织制定的UMTS技术标准的长期演进)。
无人机与地面站之间通过无线模组进行通信,具体是通过短距离无线通信方式。无人机可以在整个飞行过程中分别与第一地面站和第二地面站建立通信链路,但受距离以及环境影响,这两条通信链路可能无法同时连接上。
无人机与地面站之间传输数据包括载波相位差分数据、无人机控制指令和无人机实时位置和状态数据等。
其中,载波相位差分数据,即RTCM信号,用于消除无人机的定位误差,保证无人机的定位精度达到厘米级。无人机可以同时接收两个地面站发送的载波相位差分数据,但仅使用其中一个地面站发送的RTCM信号对定位信息进行修正。更具体的,无人机通过无线模组接收到地面站发送的RTCM信号,无线模组将RTCM信号发送到处理器,并由处理器转发至载波相位差分模组进行计算,得到精确的定位信息,也即修正后的定位信息发给处理器。
无人机控制指令,包括航线数据、起飞指令或降落指令等。但同一时间,无人机仅执行其中一个地面站发来的控制指令。无人机控制指令可以是用户通过地面站的屏幕输入到地面站中,并由地面站转发至无人机中。
无人机实时位置和状态数据,用于无人机将自身的实时状态和实时位置,以便地面站监控无人机,并显示给用户,从而用户可以实时监控无人机,保证无人机正常安全的航行。无人机在建立两个地面站之间的通信链路时,可以同时向两个地面站发送无人机实时位置和状态数据,从而两个地面站均可以看到无人机的状态、运行轨迹和当前位置等信息。
需要说明的是,为了保证无人机的飞行安全,同一时间,无人机仅使用其中一个地面站的RTCM信号以及发来的控制指令,此时选择的地面站可以作为主控站。具体可以通过前述图1b所示的定位辅助信息源的切换方法进行主控站的选择。
可选的,所述第一地面站用于接收所述无人机在第一位置处的定位信息,确定所述第一位置点;所述第二地面站用于在所述第二位置处进行定位,获取所述第二位置点,并发送给所述第一地面站,以使所述第一地面站根据所述第二位置点和所述第一位置点生成所述目标航线,以及用于在从所述第二位置点处移动到预设区域范围内的固定位置点处时,向所述无人机发送第二定位辅助信息。
预设区域范围可以是指在第二位置点附近且存在一定距离的区域内。固定位置点可以是指在无人机结束飞行之前,第二地面站暂时固定不变的位置点。预设区域范围内的固定位置点用于保证第二地面站不会距离无人机的降落点过近而影响到无人机的降落,从而确保无人机的安全,同时保证第二地面站不会距离无人机过远,而导致无法正常与无人机进行通信,从而确保无人机的定位精度。
无人机预先移动到第一位置点对应的位置处,第一地面站在该位置处附近的区域内保持固定不动。无人机根据第一地面站发送的第一定位辅助信息中的载波相位差分数据,得到修正后的定位信息并发送给第一地面站。第一地面站将该修正后的定位信息作为起飞位置点,即第一位置点。
第二位置点是由第二地面站确定的。具体的,第二地面站预先移动到第二位置点对应的位置处,并进行定位,得到定位信息,作为无人机的降落位置点,即第二位置点。第二地面站在确定第二位置点之后,移动到附近区域内,并固定不动。第二地面站将第二位置点的信息通过移动通信(通过服务器转发)发送至第一地面站。
地面站包括的载波相位差分模组包括两个模式:流动站模式和打点模式。
其中,流动站模式:地面站的载波相位差分模组将RTCM信号给处理器,处理器将RTCM信号发送至无线模组,无线模组将RTCM信号发送至无人机。
打点模式:地面站的载波相位差分模组获取自身所在位置的经纬度,该定位信息存在一定的误差。
相应的,第二地面站在第二位置点处,载波相位差分模组转换到打点模式,获取自身的定位信息。第二地面站在固定位置点处,载波相位差分模组转换到流动站模式,向无人机提供定位辅助信息。
可以理解的是,第二位置点是由第二地面站检测得到的,也即第二位置点的位置坐标是以第二地面站建立的参考坐标系下的位置坐标。第一地面站接收到第二位置点,此时,第二位置点的位置坐标是以第一地面站建立的参考坐标系下的位置坐标。实际上,第二位置点在第二地面站建立的参考坐标系下的位置坐标,与第一地面站建立的参考坐标系下的位置坐标可以相同,也可以不同。如果不同,则第二位置点的定位会出现偏差,尤其是在无人机切换到获取第二地面站发送的第二定位辅助信息,进行修正定位时,会影响到调整无人机的飞行姿态。从而,需要保证在切换时,无人机航线前方设定距离处不存在障碍物,以避免切换导致飞行姿态突变,导致无人机发生安全事故,实现保证无人机的飞行安全。
第一地面站接收到第一位置点和第二位置点,并生成由第一位置点指向第二位置点的直线,作为目标航线。
由前述可知,地面站获取的位置仅包括经纬度,由此,目标航线仅仅是经纬度上的航线,不包括高度信息。无人机可以自行选择升高或降低。
通过第一地面站置于无人机起飞处附近并保持固定不变,向无人机提供第一定位辅助信息,辅助无人机进行精准定位,第二地面站预先移动到第二位置点处进行定位,获取第二位置点的坐标,并移动到固定位置点处保持不变,向无人机发送第二定位辅助信息,辅助无人机进行精准定位,可以减少架设固定的基准站的成本,从而降低无人机高精度定位的实现成本。
在一个具体的例子中,无人机从起始位置点空载到结束位置点,并从结束位置点运输货物到起始位置点。其中,无人机在第一位置点处,第一地面站在第一位置点附近。第二地面站在第二位置点附近。无人机去返程过程中,无人机控制***的具体工作流程如下:
用户将第二地面站启动,第二地面站开机,并将第二地面站内置的载波相位差分模组设置为打点模式。
用户在附近寻找合适的无人机降落的位置,确认之后,将第二地面站放置在该位置,该位置即为第二位置点。第二地面站调用载波相位差分模组获取自身的经纬度信息,作为第二位置点的坐标。
第二地面站通过其内置的移动通信模组(移动通信可以是4G)向服务器发送货物运输请求,该请求包含了第二位置点的信息。
用户将第二地面站放置在距离第二位置点附近的固定位置处(距离为10米),并保持不变,此后整个流程中,不再挪动位置,直到无人机返回到第一位置点降落为止。
用户将移动到固定位置处的第二地面站内置的载波相位差分模组的工作模式设定为流动站模式。
服务器收到第二地面站发来的货物运载请求后,将该请求转发给第一地面站。
第一地面站接收到该货物运输请求后,用户将无人机移动到合适的起飞地点。第一地面站从货物运输请求中提取出第二位置点。
用户将第一地面站放置在距离无人机的位置处(如距离为10米),保持不变,此后整个流程中,不再挪动位置,直到无人机返回到第一位置点降落为止。
将第一地面站内置的载波相位差分模组的工作模式设定为流动站模式。
用户将无人机开机,无人机分别建立与第一地面站和第二地面站之间的通信连接,并确定哪一个地面站为主控站,即获取哪一个地面站发送的定位辅助信息进行辅助定位,也即可以采用如图1b所示的方法判断。由于第一地面站与无人机的距离比第二地面站与无人机的距离近,第一地面站的信号强度高于第二地面站的信号强度,此时无人机确定第一地面站为主控站,即无人机获取第一地面站发送的第一定为辅助信息进行辅助定位,以调整飞行姿态。
无人机通过其内置的载波相位差分模组,获取其当前所在的经纬度信息,即第一位置点,并通过第一无线模组将第一位置点发送给第一地面站。此时,无人机以第一地面站作为定位辅助信息(RTCM信号)源,所以第一位置点的位置坐标是以第一地面站的位置为参考,即第一位置点是以第一地面站建立的参考坐标系下的位置坐标。
第一地面站根据第一位置点和第二位置点,生成一条从第一位置点飞往第二位置点的直线,作为第一航线,并发送给无人机。其中,第一航线仅定义经纬度信息,不定义飞行高度。其中,第一地面站从货物运输请求中提取出第二位置点,由于该第二位置点是第二地面站确定的,实际该第二位置点是基于第二地面站建立的参考坐标系下的位置坐标。第一地面站获取第二位置点之后,并未经过坐标系转换,直接作为第一地面站建立的参考坐标系下的位置坐标,所以,第一地面站获取的第二位置点与实际的第二位置点会有一定偏差。
用户向第一地面站输入无人机起飞控制指令,第一地面站生成起飞指令,并向无人机发送。无人机垂直起飞。起飞到距离地面预设高度(如50米)悬停,执行偏航操作,以将机头方向朝向第二位置点。
无人机探测机头方向前方预设距离(如30米)内是否有障碍物,如果有,则继续升高预设高度(如10米),直到检测没有障碍物为止。
无人机沿着第一航线飞行。
在沿着第一航线飞行过程中,无人机不断探测机头方向前方预设距离内是否有障碍物,如果有,则继续升高预设高度,直到没有障碍物为止。
在沿着第一航线飞行过程中,不断判断是否需要切换定位辅助信息源,以完成将定位辅助信息源从第一地面站切换到第二地面站的过程。
当发生定位辅助信息源切换时,由于参考坐标系发生变化,可能发生航线的偏差,此时无人机首先悬停,然后执行偏航操作,将机头方向指向第二地面站参考坐标系下的第二位置点,然后继续飞行。
当无人机航行完第一航线(即,已飞到第二位置点上空),则悬停。
无人机竖直下降,直到降落到地面(第二位置点),并将第一位置点报告给第二地面站。此外,第二地面站还可以接收第一地面站发送的第一位置点。
用户装载货物到无人机上。
第二地面站根据第一位置点和第二位置点,生成一条从第二位置点飞往第一位置点的直线,作为第二航线,并发送给无人机。同样,第二航线仅仅是经纬度上的航线,不包括高度信息。
用户向第二地面站输入无人机起飞控制指令,第二地面站生成起飞指令,并向无人机发送。无人机垂直起飞。起飞到距离地面预设高度(如50米)悬停,执行偏航操作,以将机头方向朝向第二位置点。第二地面站获取第一位置点之后,并未经过坐标系转换,直接作为第二地面站建立的参考坐标系下的位置坐标,所以,第二地面站获取的第一位置点与实际的第一位置点会有一定偏差。
无人机探测机头方向前方预设距离(如30米)内是否有障碍物,如果有,则继续升高预设高度(如10米),直到检测没有障碍物为止。
无人机沿着第二航线飞行。
在沿着第二航线飞行过程中,无人机不断探测机头方向前方预设距离内是否有障碍物,如果有,则继续升高预设高度,直到没有障碍物为止。
在沿着第二航线飞行过程中,不断判断是否需要切换定位辅助信息源,以完成将定位辅助信息源从第二地面站切换到第一地面站的过程。
当发生定位辅助信息源切换时,由于参考坐标系发生变化,可能发生航线的偏差,此时无人机首先悬停,然后执行偏航操作,将机头方向指向第一地面站参考坐标系下的第一位置点,然后继续飞行。
当无人机航行完第二航线(即,已飞到第一位置点上空),则悬停。
无人机垂直下降,直到降落到地面(第一位置点)。
第一地面站将货物已送到第一位置点的信息发送给服务器。
服务器将货物已送到第一位置点的信息发送给第二地面站。
用户卸载货物,实现货物由第二位置点处运输到第一位置点。
此外,货物运输请求如果是要求无人机从起始位置点运输货物到结束位置点,并从结束位置点空载到起始位置点。与前述流程区别在于货物装载的地区和时间不同,以及第一地面站和第二地面站之间传输的货物已送到的信息传输方向不同。本发明实施例不再赘述。
通过无人机控制***,采用移动终端作为地面站,实现控制无人机去返程,以将货物从一个位置运输到另外一个位置,无人机基于定位辅助信息进行精准定位,调整飞行姿态,精确沿着目标航线进行飞行,提高无人机的定位精度,同时减少无人机高精度定位的实现成本,保证精准沿着航线进行飞行,从而保证无人机的准确运输。
本发明实施例通过移动终端作为地面站,并控制无人机根据定位辅助信息修正定位信息,调整飞行姿态,实现精准沿着目标航线进行飞行,避免采用预先架设的基准站提供定位辅助信息,在提高无人机的定位精度的同时,兼顾减少无人机高精度定位的实现成本。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。