本發(fā)明實施例涉及無人機領域，尤其涉及一種無人機避障控制方法、飛行控制器及無人飛行器。

背景技術：

現(xiàn)有技術中無人飛行器通常設置有雷達，對于農(nóng)業(yè)植保無人機，其作業(yè)高度通常在4m以下，并且農(nóng)田間作業(yè)環(huán)境復雜，避障雷達成為了農(nóng)業(yè)植保無人機的必須設備。

但是，農(nóng)業(yè)植保無人機有時工作在丘陵、坡地、梯田等環(huán)境，由于丘陵、坡地、梯田等地形的復雜性，導致農(nóng)業(yè)植保無人機在同一高度向前飛行時，雷達遠距離探測到的無人機前方的障礙物可能是較高處的丘陵、坡地或梯田的地面，若將農(nóng)業(yè)植保無人機前方的地面作為障礙物觸發(fā)無人機的避障功能，例如停止向前飛行，則導致農(nóng)業(yè)植保無人機無法在丘陵、坡地、梯田等環(huán)境正常作業(yè)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種無人機避障控制方法、飛行控制器及無人飛行器，以使農(nóng)業(yè)無人飛行器可以在丘陵、坡地、梯田等環(huán)境正常作業(yè)。

本發(fā)明實施例的一個方面是提供一種無人機避障控制方法，包括：

獲取無人飛行器與所述無人飛行器的飛行方向上的前方物體之間的距離；

根據(jù)所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離，控制所述無人飛行器的飛行高度。

本發(fā)明實施例的另一個方面是提供一種飛行控制器，包括一個或多個處理器，單獨或協(xié)同工作，所述處理器用于：

獲取無人飛行器與所述無人飛行器的飛行方向上的前方物體之間的距離；

根據(jù)所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離，控制所述無人飛行器的飛行高度。

本發(fā)明實施例的另一個方面是提供一種無人飛行器，包括：

機身；

動力系統(tǒng)，安裝在所述機身，用于提供飛行動力；

飛行控制器，與所述動力系統(tǒng)通訊連接，用于控制所述無人飛行器飛行；所述飛行控制器包括一個或多個處理器，單獨或協(xié)同工作，所述處理器用于：

獲取無人飛行器與所述無人飛行器的飛行方向上的前方物體之間的距離；

根據(jù)所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離，控制所述無人飛行器的飛行高度。

本實施例提供的無人機避障控制方法、飛行控制器及無人飛行器，通過無人飛行器與前方物體之間的距離，控制無人飛行器的飛行高度，隨著無人飛行器的飛行高度的增加，無人飛行器與前方物體之間的距離隨之增大，隨著無人飛行器向前飛行，當無人飛行器與前方物體之間的距離小于安全距離時，提高無人飛行器的飛行高度，使得農(nóng)業(yè)無人飛行器在丘陵、坡地、梯田等環(huán)境，可以隨著地形升高而增加飛行高度，保證了農(nóng)業(yè)無人飛行器可以正常作業(yè)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的無人機避障控制方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的無人機避障控制方法適用的應用場景；

圖3為本發(fā)明實施例提供的無人機避障控制方法適用的應用場景；

圖4為本發(fā)明實施例提供的無人機避障控制方法適用的應用場景；

圖5為本發(fā)明實施例提供的無人機避障控制方法適用的應用場景；

圖6為本發(fā)明實施例提供的無人機避障控制方法適用的另一應用場景；

圖7為本發(fā)明實施例提供的調(diào)整飛行方向的示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的無人機避障控制方法適用的另一應用場景；

圖9為本發(fā)明實施例提供的無人機避障控制方法適用的另一應用場景；

圖10為本發(fā)明實施例提供的無人飛行器的結(jié)構(gòu)圖；

圖11為本發(fā)明另一實施例提供的無人飛行器的結(jié)構(gòu)圖。

附圖標記：

1-飛行方向2-調(diào)整之前的飛行方向3-調(diào)整之后的飛行方向

21-探測設備22-障礙物30-當前位置

31-飛行軌跡100-無人飛行器

107-電機106-螺旋槳117-電子調(diào)速器

118-飛行控制器110-通信系統(tǒng)

102-支撐設備104-拍攝設備112-地面站

114-天線116-電磁波211-避障傳感器

212-高度傳感器

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，當組件被稱為“固定于”另一個組件，它可以直接在另一個組件上或者也可以存在居中的組件。當一個組件被認為是“連接”另一個組件，它可以是直接連接到另一個組件或者可能同時存在居中組件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一些實施方式作詳細說明。在不沖突的情況下，下述的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明實施例提供一種無人機避障控制方法。圖1為本發(fā)明實施例提供的無人機避障控制方法的流程圖。如圖1所示，本實施例中的方法，可以包括：

步驟s101、獲取無人飛行器與所述無人飛行器的飛行方向上的前方物體之間的距離。

在本實施例中，無人飛行器搭載有探測設備，該探測設備用于探測無人飛行器的周圍的物體，具體的，該探測設備可以探測該無人飛行器距離其下方地面的高度，也可以探測該無人飛行器距離其斜前方地面的高度和距離，在本實施例中，該探測設備具體用于探測無人飛行器與所述無人飛行器的飛行方向上的前方物體之間的距離，如圖2所示，21表示無人飛行器上搭載的探測設備，無人飛行器下方的地面是斜坡，無人飛行器沿著水平方向向前飛行，如箭頭1所示的方向，在本實施例中，并不限定無人飛行器的具體飛行方向，探測設備21可探測到水平方向上探測設備前方的地面與該探測設備的距離是d，以及垂直方向上探測設備距離下方的地面的高度是h。在本實施例中，以探測設備前方的地面與該探測設備的距離d表示無人飛行器的飛行方向上的前方地面與該無人飛行器的距離，以垂直方向上探測設備距離下方地面的高度h表示無人飛行器距離下方地面的高度。

探測設備具體可以是如下至少一種：雷達傳感器、超聲波傳感器、tof測距傳感器、視覺傳感器、激光傳感器。

本實施例方法的執(zhí)行主體可以是無人飛行器上的飛行控制器，飛行控制器從探測設備獲取無人飛行器的飛行方向上的前方地面與該無人飛行器的距離。

步驟s102、根據(jù)所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離，控制所述無人飛行器的飛行高度。

如圖2所示，隨著無人飛行器向前飛行，例如，無人飛行器從位置a飛到位置b，其與前方地面之間的距離d不斷減小，若在位置b時，無人飛行器與前方地面之間的距離d小于預設的第一安全距離，且大于預設的第二安全距離，則在位置b提高所述無人飛行器的飛行高度，到達如圖3所示的位置c；其中，所述第一安全距離大于所述第二安全距離。

如圖3所示，隨著所述無人飛行器的飛行高度的增加，所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離隨之增大，無人飛行器在位置b提高飛行高度后到達位置c，無人飛行器在位置c與前方地面的距離d1相比于在位置b無人飛行器與前方地面的距離大，并且無人飛行器在位置b上升的高度越大，即位置c和位置b之間的高度差越大，無人飛行器到達位置c時，無人飛行器與前方地面的距離d1越大，在本實施例中，飛行控制器控制無人飛行器在位置b提高到使d1大于或等于所述第一安全距離的飛行高度。

如圖4所示，無人飛行器下方的地面是梯田，無人飛行器沿著水平方向向前飛行，如箭頭1所示的方向，在位置a探測設備21探測到水平方向上探測設備前方的地面與該探測設備的距離是d，以及垂直方向上探測設備距離下方的地面的高度是h。隨著無人飛行器向前飛行，例如，無人飛行器從位置a飛到位置b，其與前方地面之間的距離d不斷減小，若在位置b時，無人飛行器與前方地面之間的距離d小于預設的第一安全距離，且大于預設的第二安全距離，則在位置b提高所述無人飛行器的飛行高度，到達如圖5所示的位置c；其中，所述第一安全距離大于所述第二安全距離。

如圖5所示，隨著所述無人飛行器的飛行高度的增加，所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離隨之增大，無人飛行器在位置b提高飛行高度后到達位置c，無人飛行器在位置c與前方地面的距離d1相比于在位置b無人飛行器與前方地面的距離大，并且無人飛行器在位置b上升的高度越大，即位置c和位置b之間的高度差越大，無人飛行器到達位置c時，無人飛行器與前方地面的距離d1越大，在本實施例中，飛行控制器控制無人飛行器在位置b提高到使d1大于或等于所述第一安全距離的飛行高度。

另外，本實施例中的無人飛行器具體可以是農(nóng)業(yè)無人飛行器。

本實施例通過無人飛行器與前方物體之間的距離，控制無人飛行器的飛行高度，隨著無人飛行器的飛行高度的增加，無人飛行器與前方物體之間的距離隨之增大，隨著無人飛行器向前飛行，當無人飛行器與前方物體之間的距離小于安全距離時，提高無人飛行器的飛行高度，使得農(nóng)業(yè)無人飛行器在丘陵、坡地、梯田等環(huán)境，可以隨著地形升高而增加飛行高度，保證了農(nóng)業(yè)無人飛行器可以正常作業(yè)。

本發(fā)明實施例提供一種無人機避障控制方法。在圖1所示實施例的基礎上，若所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離小于所述第二安全距離，則調(diào)整所述無人飛行器的飛行軌跡或控制所述無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行。如圖2所示，若在位置a或位置b時，無人飛行器與前方地面之間的距離小于第二安全距離，則飛行控制器調(diào)整所述無人飛行器的飛行軌跡或控制所述無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行。如圖6所示，在圖3的基礎上，假設無人飛行器的飛行方向的前方地面存在障礙物例如樹木、鐵塔等，這類障礙物的高度通常大于8米，本實施例以樹木作為障礙物22，若在位置b時，無人飛行器與障礙物22之間距離d小于預設的第一安全距離，且大于預設的第二安全距離，則在位置b提高所述無人飛行器的飛行高度，到達如圖6所示的位置c，無人飛行器在位置c與障礙物22之間的距離d1相比于在位置b無人飛行器與前方地面的距離小，若d1小于所述第二安全距離，則調(diào)整所述無人飛行器的飛行軌跡或控制所述無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行。

在本實施例中，飛行控制器調(diào)整所述無人飛行器的飛行軌跡，可通過如下兩種方式實現(xiàn)：

第一種：

調(diào)整所述無人飛行器的航向角度，以使所述無人飛行器的飛行軌跡繞開所述前方物體；如圖7所示，30為無人飛行器當前的位置，箭頭2表示無人飛行器當前的飛行方向，若當前位置30與前方障礙物22之間的距離d1小于所述第二安全距離，則調(diào)整無人飛行器的航向角度，例如偏離當前的飛行方向，如箭頭3所示，使得無人飛行器按照如箭頭3所示的方向飛行，以使無人飛行器的飛行軌跡例31繞開障礙物22。

第二種：

繼續(xù)提高所述無人飛行器的高度，使所述無人飛行器的飛行軌跡越過所述前方物體。

如圖8所示，在圖7的基礎上，在位置c繼續(xù)提高無人飛行器的高度，到達位置d，在位置d，探測設備21的探測方向不受障礙物22影響，即在位置c進一步提高無人飛行器的高度時，應使得障礙物22不在探測設備21的探測方向上，無人飛行器從位置d繼續(xù)向前飛行，其飛行軌跡將越過障礙物22。

如圖8所示，無人飛行器從位置b上升到位置c，以及從位置c上升到位置d，其飛行方向沒有改變，始終保持箭頭1的方向向前飛行，即飛行控制器在提高所述無人飛行器的飛行高度時，同時控制所述無人飛行器沿著原飛行方向繼續(xù)飛行。

或者，在一些實施例中，飛行控制器還可以在提高所述無人飛行器的飛行高度時，控制所述無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行。例如在位置b或位置c，飛行控制器控制所述無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行，例如，控制所述無人飛行器處于懸停狀態(tài)。

另外，如圖9所示，無人飛行器下方的地面是梯田，在圖5的基礎上，假設無人飛行器的飛行方向的前方地面存在障礙物22例如樹木，若無人飛行器上升到位置c時，與障礙物22之間距離d1小于第二安全距離，則飛行控制器可以控制無人飛行器懸停在位置c，也可以調(diào)整所述無人飛行器的航向角度，如圖7所示，還可以繼續(xù)提高無人飛行器的高度，到達位置d，使得障礙物22不在探測設備21的探測方向上。

本實施例中，當無人飛行器與前方物體之間的距離小于第二安全距離時，通過調(diào)整無人飛行器的飛行軌跡或控制無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行，避免無人飛行器與前方物體碰撞，提高了無人飛行器在飛行時的安全性，尤其是在低空飛行時的安全性。

本發(fā)明實施例提供一種飛行控制器。本實施例提供的飛行控制器包括一個或多個處理器，單獨或協(xié)同工作，所述處理器用于：獲取無人飛行器與所述無人飛行器的飛行方向上的前方物體之間的距離；根據(jù)所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離，控制所述無人飛行器的飛行高度。

所述處理器根據(jù)所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離，控制所述無人飛行器的飛行高度時具體用于：判斷所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離是否小于預設的第一安全距離，且大于預設的第二安全距離；若所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離小于預設的第一安全距離，且大于預設的第二安全距離，則控制所述無人飛行器提高飛行高度，以使所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離增大；其中，所述第一安全距離大于所述第二安全距離。

隨著所述無人飛行器的飛行高度的增加，所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離隨之增大，使所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離大于或等于所述第一安全距離。

本發(fā)明實施例提供的飛行控制器的具體原理和實現(xiàn)方式均與圖1所示實施例類似，此處不再贅述。

本實施例通過無人飛行器與前方物體之間的距離，控制無人飛行器的飛行高度，隨著無人飛行器的飛行高度的增加，無人飛行器與前方物體之間的距離隨之增大，隨著無人飛行器向前飛行，當無人飛行器與前方物體之間的距離小于安全距離時，提高無人飛行器的飛行高度，使得農(nóng)業(yè)無人飛行器在丘陵、坡地、梯田等環(huán)境，可以隨著地形升高而增加飛行高度，保證了農(nóng)業(yè)無人飛行器可以正常作業(yè)。

本發(fā)明實施例提供一種飛行控制器。在上述實施例的基礎上，若所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離小于所述第二安全距離，則所述處理器調(diào)整所述無人飛行器的飛行軌跡或控制所述無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行。

所述處理器控制所述無人飛行器提高飛行高度的同時控制所述無人飛行器沿著原飛行方向繼續(xù)飛行；或者，所述處理器控制所述無人飛行器提高飛行高度時，控制所述無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行。

所述處理器調(diào)整所述無人飛行器的飛行軌跡的可實現(xiàn)方式有兩種：

第一種：

調(diào)整所述無人飛行器的航向角度，以使所述無人飛行器的飛行軌跡繞開所述前方物體。

第二種：

繼續(xù)提高所述無人飛行器的高度，使所述無人飛行器的飛行軌跡越過所述前方物體。

所述處理器控制所述無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行的可實現(xiàn)方式是：控制所述無人飛行器處于懸停狀態(tài)。

另外，所述處理器獲取無人飛行器與所述無人飛行器的飛行方向上的前方物體之間的距離時具體用于：通過所述無人飛行器搭載的探測設備探測所述無人飛行器與所述無人飛行器的飛行方向上的前方物體之間的距離。所述探測設備包括如下至少一種：雷達傳感器、超聲波傳感器、tof測距傳感器、視覺傳感器、激光傳感器。

本發(fā)明實施例提供的飛行控制器的具體原理和實現(xiàn)方式均與圖2所示實施例類似，此處不再贅述。

本實施例中，當無人飛行器與前方物體之間的距離小于第二安全距離時，通過調(diào)整無人飛行器的飛行軌跡或控制無人飛行器停止沿原飛行方向繼續(xù)飛行，避免無人飛行器與前方物體碰撞，提高了無人飛行器在飛行時的安全性，尤其是在低空飛行時的安全性。

本發(fā)明實施例提供一種無人飛行器。圖10為本發(fā)明實施例提供的無人飛行器的結(jié)構(gòu)圖，如圖10所示，無人飛行器100包括：機身、動力系統(tǒng)、探測設備21和飛行控制器118，所述動力系統(tǒng)包括如下至少一種：電機107、螺旋槳106和電子調(diào)速器117，動力系統(tǒng)安裝在所述機身，用于提供飛行動力；探測設備21安裝在所述機身，與所述飛行控制器通信連接，用于探測無人飛行器的周圍的物體，具體用于探測無人飛行器與所述無人飛行器的飛行方向上的前方物體之間的距離，以及垂直方向上探測設備距離下方的地面的高度。

飛行控制器118與所述動力系統(tǒng)通訊連接，用于控制所述無人飛行器飛行；其中，飛行控制器118包括慣性測量單元及陀螺儀。所述慣性測量單元及所述陀螺儀用于檢測所述無人機的加速度、俯仰角、橫滾角及偏航角等。

另外，如圖10所示，無人飛行器100還包括：通信系統(tǒng)110、支撐設備102、拍攝設備104，其中，支撐設備102具體可以是云臺，通信系統(tǒng)110具體可以包括接收機，接收機用于接收地面站112的天線114發(fā)送的無線信號，116表示接收機和天線114通信過程中產(chǎn)生的電磁波。

本發(fā)明實施例提供的飛行控制器的具體原理和實現(xiàn)方式均與上述實施例類似，此處不再贅述。

本實施例通過無人飛行器與前方物體之間的距離，控制無人飛行器的飛行高度，隨著無人飛行器的飛行高度的增加，無人飛行器與前方物體之間的距離隨之增大，隨著無人飛行器向前飛行，當無人飛行器與前方物體之間的距離小于安全距離時，提高無人飛行器的飛行高度，使得農(nóng)業(yè)無人飛行器在丘陵、坡地、梯田等環(huán)境，可以隨著地形升高而增加飛行高度，保證了農(nóng)業(yè)無人飛行器可以正常作業(yè)。

本發(fā)明實施例提供一種無人飛行器。圖11為本發(fā)明另一實施例提供的無人飛行器的結(jié)構(gòu)圖，如圖11所示，在圖10的基礎上，探測設備21包括避障傳感器211和高度傳感器212，避障傳感器211與飛行控制器118通信連接，用于感測所述無人飛行器與所述前方物體之間的距離；高度傳感器212與飛行控制器118通信連接，用于感測所述無人機距離地面的相對高度。

本發(fā)明實施例提供的飛行控制器的具體原理和實現(xiàn)方式均與上述實施例類似，此處不再贅述。

本實施例通過避障傳感器檢測無人飛行器與前方物體之間的距離，以及通過高度傳感器檢測無人機距離地面的相對高度，相比于一個探測設備同時檢測無人飛行器與前方物體之間的距離和無人機距離地面的相對高度，提高了檢測精度。

在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

上述以軟件功能單元的形式實現(xiàn)的集成的單元，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(read-onlymemory，rom)、隨機存取存儲器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

本領域技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，僅以上述各功能模塊的劃分進行舉例說明，實際應用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。