本發(fā)明涉及飛行器控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及飛行器的控制方法和裝置。

背景技術(shù)：

無人機(jī)也稱為無人駕駛飛行器，是利用無線電遙控遙測設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。無人機(jī)上無駕駛艙，但安裝有導(dǎo)航飛行控制系統(tǒng)、程序控制裝置以及動力和電源等設(shè)備。地面遙控遙測站人員通過數(shù)據(jù)鏈等設(shè)備，對其進(jìn)行跟蹤、定位、遙控、遙測和數(shù)字傳輸。與載人飛機(jī)相比，它具有體積小、造價(jià)低、使用方便、適應(yīng)多種飛行環(huán)境要求的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于航空遙感、氣象研究、農(nóng)業(yè)飛播、病蟲害防治以及戰(zhàn)爭中。

以無人機(jī)為代表的飛行器在飛行過程中，會由于自身的機(jī)械故障、與其他物體碰撞等原因墜落，墜落可能砸到路人或車輛造成人員、財(cái)產(chǎn)的損失。因此，隨著以無人機(jī)為代表的飛行器被廣泛應(yīng)用，飛行器的控制，尤其是墜落時(shí)的控制成為亟需解決的問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，通過控制飛行器墜落情況的發(fā)生，進(jìn)而減少飛行器墜落造成的損失，但該方法無法在墜落情況發(fā)生后對飛行器進(jìn)行控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決墜落情況發(fā)生后對飛行器進(jìn)行控制的問題，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種飛行器等控制方法和裝置。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種飛行器的控制方法，所述方法包括：

確定所述飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；

在所述飛行器的墜落方向上，獲取與所述飛行器之間的距離不大于預(yù)設(shè)距離l的物體；

根據(jù)所述v水平、所述v垂直、所述l，預(yù)測飛行l(wèi)后所述飛行器與所述物體之間的位置關(guān)系；

若所述位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制所述飛行器。

可選地，所述確定飛行器的v水平和v垂直之前，還包括：

確定飛行器墜落。

可選地，所述根據(jù)所述v水平、所述v垂直、所述l，預(yù)測飛行l(wèi)后所述飛行器與所述物體之間的位置關(guān)系，包括：

確定所述飛行器在探測平面中的第一投影位置，并確定所述物體在所述探測平面中的掃描位置，所述探測平面與所述無人機(jī)的距離為l，且所述探測平面與所述無人機(jī)的運(yùn)動方向垂直；

根據(jù)所述第一投影位置、所述v水平、所述v垂直、所述l，預(yù)測飛行l(wèi)后所述飛行器在所述探測平面中的第二投影位置；

將所述第二投影位置與所述掃描位置之間的位置關(guān)系確定為飛行l(wèi)后所述飛行器與所述物體之間的位置關(guān)系。

可選地，所述飛行器上配備景深傳感器，所述景深傳感器的探測方向與所述飛行器的運(yùn)動方向一致；

所述在所述飛行器的運(yùn)動方向上，獲取與所述飛行器之間的距離不大于預(yù)設(shè)距離l的物體，包括：

獲取所述景深傳感器以l為景深探測到的物體。

可選地，所述確定所述飛行器在探測平面中的第一投影位置，包括：

獲取所述飛行器的三維尺寸；

確定所述景深傳感器與所述飛行器初始方向之間的角度；

根據(jù)所述三維尺寸、所述角度將所述飛行器投影至探測平面中；

將所述飛行器在所述探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。

可選地，所述根據(jù)所述第一投影位置、所述v水平、所述v垂直、所述l，預(yù)測飛行l(wèi)后所述飛行器在所述探測平面中的第二投影位置，包括：

根據(jù)所述v水平、所述v垂直、所述l，預(yù)測飛行l(wèi)后所述飛行器在所述探測平面中縱向移動的距離s；

將所述第一投影位置縱向移動所述s距離后的位置確定為第二投影位置。

可選地，所述根據(jù)所述v水平、所述v垂直、所述l，預(yù)測飛行l(wèi)后所述飛行器在所述探測平面中縱向移動的距離s，包括：

根據(jù)如下公式預(yù)測s：

其中，g為重力加速度，a為預(yù)設(shè)的縮小比例常數(shù)。

可選地，所述預(yù)設(shè)的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體所述飛行器。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種飛行器的控制裝置，所述裝置包括：

第一確定模塊，用于確定飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；

獲取模塊，用于在所述飛行器的墜落方向上，獲取與所述飛行器之間的距離不大于預(yù)設(shè)距離l的物體；

預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述第一確定模塊確定的v水平、所述第一確定模塊確定的v垂直、所述l，預(yù)測飛行l(wèi)后所述飛行器與所述獲取模塊獲取的物體之間的位置關(guān)系；

控制模塊，用于當(dāng)所述預(yù)測模塊預(yù)測位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系時(shí)，采取預(yù)設(shè)的控制措施控制所述飛行器。

可選地，所述裝置，還包括：

第二確定模塊，用于確定飛行器墜落。

可選地，所述預(yù)測模塊，包括：

第一確定單元，用于確定所述飛行器在探測平面中的第一投影位置，所述探測平面與所述無人機(jī)的距離為l，且所述探測平面與所述無人機(jī)的運(yùn)動方向垂直；

第二確定單元，用于確定所述物體在所述探測平面中的掃描位置；

預(yù)測單元，用于根據(jù)所述第一確定單元確定的第一投影位置、所述v水平、所述v垂直、所述l，預(yù)測飛行l(wèi)后所述飛行器在所述探測平面中的第二投影位置；

第三確定單元，用于將所述預(yù)測單元預(yù)測的第二投影位置與所述第二確定單元確定的掃描位置之間的位置關(guān)系確定為飛行l(wèi)后所述飛行器與所述物體之間的位置關(guān)系。

可選地，所述飛行器上配備景深傳感器，所述景深傳感器的探測方向與所述飛行器的運(yùn)動方向一致；

所述獲取模塊，用于獲取所述景深傳感器以l為景深探測到的物體。

可選地，第一確定單元，包括：

獲取子單元，用于獲取所述飛行器的三維尺寸；

第一確定子單元，用于確定所述景深傳感器與所述飛行器初始方向之間的角度；

投影子單元，用于根據(jù)所述獲取子單元獲取的三維尺寸、所述第一確定子單元確定的角度將所述飛行器投影至探測平面中；

第二確定子單元，用于將所述投影子單元將飛行器在所述探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。

可選地，所述預(yù)測單元，包括：

預(yù)測子單元，用于根據(jù)所述v水平、所述v垂直、所述l，預(yù)測飛行l(wèi)后所述飛行器在所述探測平面中縱向移動的距離s；

確定子單元，用于將所述第一投影位置縱向移動所述預(yù)測子單元得到的s距離后的位置確定為第二投影位置。

可選地，所述預(yù)測子單元，用于根據(jù)如下公式預(yù)測s：

其中，g為重力加速度，a為預(yù)設(shè)的縮小比例常數(shù)。

可選地，所述預(yù)設(shè)的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體所述飛行器。

有益效果如下：

確定飛行器的v水平和v垂直；在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大于l的物體；根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器與物體之間的位置關(guān)系；若位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制飛行器，實(shí)現(xiàn)墜落情況發(fā)生后對飛行器的控制。

附圖說明

下面將參照附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，其中：

圖1示出了本發(fā)明一種實(shí)施例中提供的一種飛行器的控制方法流程圖；

圖2示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種無人機(jī)的示意圖；

圖3示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的另一種飛行器的控制方法流程圖；

圖4示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種無人機(jī)的速度示意圖；

圖5示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種障礙信息圖；

圖6示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種三維障礙信息圖；

圖7示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的無人機(jī)俯視圖；

圖8示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種無人機(jī)在三維障礙信息圖中投影的示意圖；

圖9示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種無人機(jī)在三維障礙信息圖中投影的位置示意圖；

圖10示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種無人機(jī)在三維障礙信息圖中投影的位移示意圖；

圖11示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的另一種無人機(jī)在三維障礙信息圖中投影的示意圖；

圖12示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的另一種飛行器的控制方法流程圖；

圖13示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的另一種障礙信息圖；

圖14示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的另一種三維障礙信息圖；

圖15示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種飛行器的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的另一種飛行器的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種預(yù)測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種第一確定單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖19示出了本發(fā)明另一種實(shí)施例中提供的一種預(yù)測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

目前飛行器在墜落時(shí)由于無法控制，難以避免與前方物體相撞，也無法避免因砸到路人或車輛而造成的人員、財(cái)產(chǎn)的損失。為了減少飛行器墜落時(shí)造成的損失，本申請?zhí)岢隽艘环N飛行器的控制方法，該方法應(yīng)用于一種飛行器的控制裝置，該飛行器的控制裝置如圖15至圖19任一圖所示的實(shí)施例所述的飛行器的控制裝置。該飛行器的控制裝置位于飛行器上，同時(shí)，飛行器上可以配備景深傳感器，該景深傳感器的探測方向可以與所述飛行器的運(yùn)動方向一致，當(dāng)飛行器墜落時(shí)，該飛行器的控制裝置可以確定飛行器的v水平和v垂直；在飛行器的墜落方向上，通過景深傳感器獲取與飛行器之間的距離不大于預(yù)設(shè)距離l的物體；根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器與物體之間的位置關(guān)系；若位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制飛行器，實(shí)現(xiàn)墜落情況發(fā)生后對飛行器的控制。

結(jié)合上述實(shí)施環(huán)境，本實(shí)施例提供了一種飛行器的控制方法，參見圖1，本實(shí)施例提供的方法流程具體如下：

101：確定飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；

可選地，確定飛行器的v水平和v垂直之前，還包括：

確定飛行器墜落。

102：在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大于預(yù)設(shè)距離l的物體；

可選地，飛行器上配備景深傳感器，景深傳感器的探測方向與飛行器的運(yùn)動方向一致；

在飛行器的運(yùn)動方向上，獲取與飛行器之間的距離不大于預(yù)設(shè)距離l的物體，包括：

獲取景深傳感器以l為景深探測到的物體。

103：根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器與物體之間的位置關(guān)系；

可選地，根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器與物體之間的位置關(guān)系，包括：

確定飛行器在探測平面中的第一投影位置，并確定物體在探測平面中的掃描位置，探測平面與無人機(jī)的距離為l，且探測平面與無人機(jī)的運(yùn)動方向垂直；

根據(jù)第一投影位置、v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器在探測平面中的第二投影位置；

將第二投影位置與掃描位置之間的位置關(guān)系確定為飛行l(wèi)后飛行器與物體之間的位置關(guān)系。

可選地，確定飛行器在探測平面中的第一投影位置，包括：

獲取飛行器的三維尺寸；

確定景深傳感器與飛行器初始方向之間的角度；

根據(jù)三維尺寸、角度將飛行器投影至探測平面中；

將飛行器在探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。

可選地，根據(jù)第一投影位置、v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器在探測平面中的第二投影位置，包括：

根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器在探測平面中縱向移動的距離s；

將第一投影位置縱向移動s距離后的位置確定為第二投影位置。

可選地，根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器在探測平面中縱向移動的距離s，包括：

根據(jù)如下公式預(yù)測s：

其中，g為重力加速度，a為預(yù)設(shè)的縮小比例常數(shù)。

104：若位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制飛行器。

可選地，預(yù)設(shè)的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體飛行器。

有益效果：

確定飛行器的v水平和v垂直；在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大于l的物體；根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器與物體之間的位置關(guān)系；若位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制飛行器，實(shí)現(xiàn)墜落情況發(fā)生后對飛行器的控制。

結(jié)合上述實(shí)施環(huán)境，本實(shí)施例提供了一種飛行器的控制方法，由于飛行器包括的種類較多，為了便于說明，本實(shí)施例僅以無人機(jī)，且與無人機(jī)之間的距離不大于l的物體為一個(gè)物體a為例進(jìn)行說明。

其中，無人機(jī)如圖2所示，該無人機(jī)上配備一個(gè)可360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器，該360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器的探測方向始終與該無人機(jī)的運(yùn)動方向保持一致。

參見圖3，本實(shí)施例提供的方法流程具體如下：

301：確定無人機(jī)墜落；

無人機(jī)在飛行過程中會對自身狀態(tài)，設(shè)備的運(yùn)行情況等進(jìn)行監(jiān)測，并基于監(jiān)測結(jié)果判斷無人機(jī)是否墜落，當(dāng)判斷無人機(jī)墜落時(shí)，則確定無人機(jī)墜落。

其中，墜落原因可以有很多，例如圖2所示的無人機(jī)機(jī)械故障，或者飛行中受到碰撞，或者其他原因。無人機(jī)墜落方式也有很多，例如：自由落體方式的墜落，或者部分螺旋槳失速導(dǎo)致的墜落，或者其他方式的墜落。

另外，在實(shí)際應(yīng)用中，不同無人機(jī)墜落時(shí)的加速可能不同，本實(shí)施例對無人機(jī)墜落的具體加速度不進(jìn)行限定。

302：確定無人機(jī)的v水平和v垂直；

由于無人機(jī)均配備gps(globalpositioningsystem，全球定位系統(tǒng))、高度傳感器等設(shè)備及系統(tǒng)，本步驟中無人機(jī)的v水平可由gps得到，垂直速度v垂直可由高度傳感器得到。

需要說明的是，本實(shí)施例及后續(xù)實(shí)施例中如未特殊說明，提及的速度(v、v水平、v垂直等)均為矢量，既包括大小，也包括方向。

另外，為了后續(xù)步驟中對無人機(jī)自身位置的確定，在得到v水平和v垂直后，還可以根據(jù)v水平和v垂直計(jì)算出無人機(jī)的飛行速度v，以確定無人機(jī)在三維空間中的速度。

例如，若v水平的方向?yàn)闁|偏北α度，飛行速度v即無人機(jī)當(dāng)前的實(shí)際速度，v的方向?yàn)樗矫嫦蛳滦D(zhuǎn)β度，如圖4所示。

其中，β＝arctan(v垂直/v水平)

當(dāng)然，由于無人機(jī)可以實(shí)時(shí)測算出當(dāng)前的飛行速度，因此，v也可以直接從無人機(jī)的相關(guān)測算設(shè)備中獲取。

303：在無人機(jī)的墜落方向上，獲取與無人機(jī)之間的距離不大于l的物體；

由于圖2所示的無人機(jī)上配備的360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器的探測方向始終與該無人機(jī)的運(yùn)動方向保持一致，因此本步驟可以通過獲取360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器的探測以l為景深探測到的物體實(shí)現(xiàn)。

例如：360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)的l內(nèi)的景深掃描，此處假設(shè)l為最遠(yuǎn)掃描距離，得到一個(gè)如圖5所示的障礙信息圖。360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器還可以對其可見區(qū)域進(jìn)行距離測量，沒檢測到物體的像素點(diǎn)d為∞，掃描到物體a的像素點(diǎn)則記錄此點(diǎn)的距離信息d(0-l)，將每個(gè)點(diǎn)的距離信息描繪出來即可得到一個(gè)如圖6所示的三維障礙信息圖。

另外，360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器的探測方向始終與該無人機(jī)的運(yùn)動方向保持一致的具體實(shí)現(xiàn)方式可以為：360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器根據(jù)自身的地磁傳感器即可調(diào)整自身在水平方向?qū)?zhǔn)實(shí)例中的東偏北α度，之后向地心垂直方向轉(zhuǎn)動β角度這個(gè)方向，此時(shí)，即使無人機(jī)在墜落過程中是轉(zhuǎn)動或翻滾的，360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器依然可根據(jù)α，β這兩個(gè)絕對角度值保持自身始終面向速度的絕對方向不變。

當(dāng)然，本實(shí)施例僅以360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器的探測為例進(jìn)行說明，在實(shí)際應(yīng)用中，無人機(jī)上還可以配備其他形式的景深傳感器，只要該傳感器可以以l為景深探測物體，并且可以360度自由旋轉(zhuǎn)，以保證該傳感器的探測方向始終與該無人機(jī)的運(yùn)動方向一致即可。

304：根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后無人機(jī)與物體之間的位置關(guān)系；

具體實(shí)施時(shí)，包括但不限于通過如下四個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1：確定無人機(jī)在探測平面中的第一投影位置；

其中，探測平面與無人機(jī)的距離為l，且探測平面與無人機(jī)的運(yùn)動方向垂直。

步驟1在具體實(shí)施時(shí)，可以通過如下3個(gè)子步驟實(shí)現(xiàn)：

子步驟1.1：獲取無人機(jī)的三維尺寸；

無人機(jī)在制造時(shí)即有精確的三維尺寸，且該三維尺寸會作為其三維模型信息存儲在無人機(jī)相關(guān)程序中，本步驟可以直接從相關(guān)程序中獲取三維尺寸。

子步驟1.2：確定景深傳感器與無人機(jī)初始方向之間的角度；

圖2中的360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器通過雙軸或多軸與無人機(jī)主機(jī)連接，任意時(shí)刻360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器均可知道其當(dāng)前的各個(gè)軸角度。將360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器當(dāng)前的各個(gè)軸角度確定為景深傳感器與無人機(jī)初始方向之間的角度。

子步驟1.3：根據(jù)三維尺寸、角度將無人機(jī)投影至探測平面中；

360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器可以以x軸和y軸做旋轉(zhuǎn)，取圖2中面向正前方為正方向。以俯視圖看y軸，如圖7所示，y軸此時(shí)垂直設(shè)備向上。

若當(dāng)前360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器延y軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動角度y，則可知，無人機(jī)在下落時(shí)刻，應(yīng)取y+180°作為延y軸旋轉(zhuǎn)的投影分量。而延x軸的轉(zhuǎn)動同理，延x軸轉(zhuǎn)動角度x時(shí)，應(yīng)取x+180°作為延x軸旋轉(zhuǎn)的投影分量。

將(x+180°，y+180°)作為無人機(jī)的3d模型投影角度即可得到其在景深傳感器中的形狀，而無人機(jī)尺寸是步驟1中已知，360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器的感光器件尺寸、鏡頭焦距也是已知，則無人機(jī)自身知道在l處此投影在探測圖像中的實(shí)際大小，如圖8所示。

子步驟1.4：將無人機(jī)在探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。

步驟2：確定物體a在探測平面中的掃描位置；

由于步驟303中的三維障礙信息圖與無人機(jī)的距離為l，且探測平面與無人機(jī)的運(yùn)動方向垂直，因此，步驟303中的三維障礙信息圖為探測平面中的一個(gè)部分，步驟2中可以直接獲取步驟303中的三維障礙信息圖，將該圖作為物體a投影至探測平面中的投影結(jié)果，并將物體a在該圖中的投影位置確定為掃描位置。

對于步驟1和步驟2的實(shí)現(xiàn)順序，本實(shí)施例以先執(zhí)行步驟1再執(zhí)行步驟2的情況進(jìn)行說明，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還可以先執(zhí)行步驟2再執(zhí)行步驟1，或者同時(shí)執(zhí)行步驟1和步驟2，本實(shí)施例不對步驟1和步驟2的具體實(shí)現(xiàn)順序進(jìn)行限定。

步驟3：根據(jù)第一投影位置、v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后無人機(jī)在探測平面中的第二投影位置；

步驟3可以通過如下兩個(gè)子步驟實(shí)現(xiàn)：

子步驟3.1：根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后無人機(jī)在探測平面中縱向移動的距離s，且s可以通過如下公式預(yù)測：

其中，g為重力加速度，a為預(yù)設(shè)的縮小比例常數(shù)，且s預(yù)測公式可由如下方式推到出：

在步驟302中，已知無人機(jī)的v，v水平和v垂直，v的方向?yàn)樗矫嫦蛳滦D(zhuǎn)β度。步驟304的子步驟1.3中，也已知360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器與無人機(jī)機(jī)身的x，y軸角速度，假設(shè)分別為ωx和ωy。

若不考慮風(fēng)速造成的影響，則在自由落體中，v水平理論不會變，而v垂直會在重力加速度作用下逐步加大。

非自由落體中，則v水平和v垂直都會變化，但無人機(jī)依然可得到任意時(shí)刻的v水平和v垂直，并根據(jù)下落軌跡進(jìn)行運(yùn)動預(yù)判。

下面，本實(shí)施例以自由落體為例進(jìn)行進(jìn)一步分析，在探測距離為l的情況下，可知無人機(jī)飛行至l遠(yuǎn)處的探測平面的時(shí)間近似為l/v，參見圖9。

假設(shè)l/v時(shí)間后，v垂直變?yōu)関垂直’，

則v'垂直＝v垂直+g×l/v；

此時(shí)的β'＝arctan(v'垂直/v水平)

假設(shè)l/v時(shí)間后，無人機(jī)投影像在l/v時(shí)間前的探測圖像中縱向移動距離為b(因?yàn)闊o人機(jī)自由落體墜落過程中水平速度和方向不會變，因此在探測圖像中不會有橫向移動)，如圖10所示。

可知b＝l×tan(β'-β)，代入可得：

b為實(shí)際縱向移動距離，而在360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器的實(shí)際面積上，移動距離和實(shí)際距離成等比縮小，縮小比例在360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器和鏡頭組制造完成后即為已知參數(shù)，假設(shè)l距離外縮小比例為常數(shù)a，則在360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器上的縱向移動距離為

子步驟3.2：將第一投影位置縱向移動s距離后的位置確定為第二投影位置。

在得到s后，又知360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器與機(jī)身的x，y軸角速度分別為ωx和ωy，自由落體運(yùn)動中此角速度不會變，則l/v時(shí)間后，無人機(jī)繞x，y軸轉(zhuǎn)動角度分別為ωx×l/v和ωy×l/v，假設(shè)l/v時(shí)間后無人機(jī)從第一投影位置縱向移動s距離后的位置在l/v時(shí)間前的檢測圖像中位置如圖11所示，則該位置確定為第二投影位置。

步驟4：將第二投影位置與掃描位置之間的位置關(guān)系確定為飛行l(wèi)后無人機(jī)與物體a之間的位置關(guān)系。

若第二投影位置與掃描位置存在重疊部分，則確定飛行l(wèi)后無人機(jī)與物體a會發(fā)生碰撞；

若第二投影位置與掃描位置不存在任何重疊，且第二投影位置與掃描位置之間在掃描圖像上的距離為c，則確定飛行l(wèi)后無人機(jī)與物體a之間的位置不會發(fā)生碰撞，且無人機(jī)與物體a之間的實(shí)際距離為c×a；

305：若位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制無人機(jī)。

其中，預(yù)設(shè)的控制措施包括但不限于：彈出氣囊，或者，解體無人機(jī)。

如果預(yù)設(shè)關(guān)系為無人機(jī)與物體a之間的位置存在重疊部分，則僅當(dāng)步驟304中確定飛行l(wèi)后無人機(jī)與物體a之間的位置存在重疊部分后，才采取預(yù)設(shè)的控制措施控制無人機(jī)。

如果預(yù)設(shè)關(guān)系為無人機(jī)與物體a之間的實(shí)際距離不大于e，則不僅當(dāng)步驟304中確定飛行l(wèi)后無人機(jī)與物體a之間的位置存在重疊部分后，采取預(yù)設(shè)的控制措施控制無人機(jī)，還當(dāng)步驟304中確定飛行l(wèi)后無人機(jī)與物體a之間的位置不存在任何重疊，無人機(jī)與物體a之間的實(shí)際距離為c×a，且c×a不大于e后，采取預(yù)設(shè)的控制措施控制無人機(jī)。

可見，通過對當(dāng)前的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判，可知在l距離后，無人機(jī)與物體a是否會發(fā)生碰撞。

例如：如果在預(yù)判中發(fā)現(xiàn)l距離后將與物體(行人，地面，建筑物等等)發(fā)生碰撞，則無人機(jī)應(yīng)啟動緊急保護(hù)裝置，如彈出安全氣囊或解體等等，既能保護(hù)無人機(jī)自身免受損傷，也能保護(hù)行人或財(cái)產(chǎn)不被砸傷砸壞。

本實(shí)施例提供的無人機(jī)墜落的防撞方法，通過一個(gè)在無人機(jī)上可360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器，實(shí)時(shí)的指向當(dāng)前速度方向，通過對l處超高頻掃描激光測距或者基于pattern的全副景深分析等技術(shù)，并結(jié)合自身輪廓在該時(shí)刻該角度的投影影像，根據(jù)對當(dāng)前速度在投影平面的雙方向分量以及旋轉(zhuǎn)速度，預(yù)測是否會發(fā)生碰撞。如果將要發(fā)生碰撞，則啟動應(yīng)急機(jī)制(比如彈出氣囊，自身結(jié)構(gòu)分解等等)，以最大限度避免對無人機(jī)自身以及地面的人或財(cái)務(wù)造成的損傷。在無人機(jī)應(yīng)用越來越廣泛的今天，本實(shí)施例提供的方法將極大的提升設(shè)備和地面物體及行人的安全性。

此外，本實(shí)施例僅以圖2所示的無人機(jī)上配備一個(gè)可360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器為例進(jìn)行解釋說明，實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)若該可360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器可能存在視線遮擋問題，或者其他問題，可以酌情配備2個(gè)，或者多個(gè)可360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器，具體數(shù)量本實(shí)施例不進(jìn)行限制。當(dāng)無人機(jī)上配備多個(gè)可360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器時(shí)，可將各可360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器得到的數(shù)據(jù)綜合成一份數(shù)據(jù)，作為可360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器得到的最終數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理即可。

本實(shí)施例提供的無人機(jī)墜落的防撞方法在無人機(jī)開始墜落時(shí)開始執(zhí)行，并且持續(xù)重復(fù)執(zhí)行，即實(shí)時(shí)通過本實(shí)施例提供的無人機(jī)墜落的防撞方法獲取其水平速度和垂直速度，其運(yùn)動方向上距離不大于l的物體，確定其能與物體碰撞時(shí)，采取預(yù)設(shè)的防撞措施，以防止其在整個(gè)墜落過程中與物體碰撞。

有益效果：

確定無人機(jī)的v水平和v垂直；在無人機(jī)的墜落方向上，獲取與無人機(jī)之間的距離不大于l的物體；根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后無人機(jī)與物體之間的位置關(guān)系；若位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)墜落情況發(fā)生后對無人機(jī)的控制。

上述實(shí)施例以與無人機(jī)之間的距離不大于l的物體為一個(gè)物體a進(jìn)行說明。下面結(jié)合上述實(shí)施環(huán)境，針對無人機(jī)之間的距離不大于l的物體為多個(gè)物體的場景，對本申請?zhí)峁┑囊环N飛行器的控制方法進(jìn)行說明。

在本實(shí)施例中，仍以圖2所示的無人機(jī)，且該無人機(jī)上配備一個(gè)可360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器，該360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器的探測方向始終與該無人機(jī)的運(yùn)動方向保持一致為例。

參見圖12，本實(shí)施例提供的方法流程具體如下：

1201：確定無人機(jī)墜落；

此步驟的實(shí)現(xiàn)方式與步驟301相同，詳情請參見步驟301，此處不再贅述。

1202：確定無人機(jī)的v水平和v垂直；

此步驟的實(shí)現(xiàn)方式與步驟302相同，詳情請參見步驟302，此處不再贅述。

1203：在無人機(jī)的墜落方向上，獲取與無人機(jī)之間的距離不大于l的所有物體；

由于無人機(jī)的墜落方向上，與無人機(jī)之間的距離不大于l的物體為多個(gè)，因此，此步驟獲取所有與無人機(jī)之間的距離不大于l的物體。

針對每一個(gè)物體，其實(shí)現(xiàn)方式與步驟303相同，詳情請參見步驟303，此處不再具體描述。

例如：360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)的l內(nèi)的景深掃描，得到一個(gè)如圖13所示的障礙信息圖。若360度自由旋轉(zhuǎn)的紅外激光景深傳感器還可以對其可見區(qū)域進(jìn)行距離測量，可得到一個(gè)如圖14所示的三維障礙信息圖。

1204：根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后無人機(jī)與每個(gè)物體之間的位置關(guān)系；

針對每一個(gè)物體，根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后無人機(jī)與其之間的位置關(guān)系的實(shí)現(xiàn)方式與步驟304相同，詳情請參見步驟304，此處不再具體描述。

1205：若存在與無人機(jī)之間位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的物體，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制無人機(jī)。

分別確定飛行l(wèi)后無人機(jī)與每個(gè)物體之間的位置關(guān)系是否滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，如果存在一個(gè)物體，其與無人機(jī)之間位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制無人機(jī)。

針對飛行l(wèi)后無人機(jī)與每個(gè)物體之間的位置關(guān)系是否滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的確定方式與步驟305相同，詳情請參見步驟305，此處不再具體描述。

有益效果：

確定無人機(jī)的v水平和v垂直；在無人機(jī)的墜落方向上，獲取與無人機(jī)之間的距離不大于l的所有物體；根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后無人機(jī)與物體之間的位置關(guān)系；若存在與無人機(jī)之間位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的物體，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)墜落情況發(fā)生后對無人機(jī)的控制。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，參見圖15所示的實(shí)施例，本實(shí)施例提供了一種飛行器的控制裝置，由于飛行器的控制裝置解決問題的原理與一種飛行器的控制方法相似，因此飛行器的控制裝置的實(shí)施可以參見方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。

參見圖15，該飛行器的控制裝置，包括：

第一確定模塊1501，用于確定飛行器的水平速度v水平和垂直速度v垂直；

獲取模塊1502，用于在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大于預(yù)設(shè)距離l的物體；

預(yù)測模塊1503，用于根據(jù)第一確定模塊1501確定的v水平、第一確定模塊確定1501的v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器與獲取模塊1502獲取的物體之間的位置關(guān)系；

控制模塊1504，用于當(dāng)預(yù)測模塊1503預(yù)測位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系時(shí)，采取預(yù)設(shè)的控制措施控制飛行器。

參見圖16，該裝置，還包括：

第二確定模塊1505，用于確定飛行器墜落。

參見圖17，預(yù)測模塊1503，包括：

第一確定單元15031，用于確定飛行器在探測平面中的第一投影位置，探測平面與無人機(jī)的距離為l，且探測平面與無人機(jī)的運(yùn)動方向垂直；

第二確定單元15032，用于確定物體在探測平面中的掃描位置；

預(yù)測單元15033，用于根據(jù)第一確定單元15031確定的第一投影位置、v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器在探測平面中的第二投影位置；

第三確定單元15034，用于將預(yù)測單元15033預(yù)測的第二投影位置與第二確定單元15032確定的掃描位置之間的位置關(guān)系確定為飛行l(wèi)后飛行器與物體之間的位置關(guān)系。

其中，飛行器上配備景深傳感器，景深傳感器的探測方向與飛行器的運(yùn)動方向一致；

獲取模塊1502，用于獲取景深傳感器以l為景深探測到的物體。

參見圖18，第一確定單元15031，包括：

獲取子單元150311，用于獲取飛行器的三維尺寸；

第一確定子單元150312，用于確定景深傳感器與飛行器初始方向之間的角度；

投影子單元150313，用于根據(jù)獲取子單元150311獲取的三維尺寸、第一確定子單元150312確定的角度將飛行器投影至探測平面中；

第二確定子單元150314，用于將投影子單元150313將飛行器在探測平面中的投影位置確定為第一投影位置。

參見圖19，預(yù)測單元15033，包括：

預(yù)測子單元150331，用于根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器在探測平面中縱向移動的距離s；

確定子單元150332，用于將第一投影位置縱向移動預(yù)測子單元150331得到的s距離后的位置確定為第二投影位置。

其中，預(yù)測子單元150331，用于根據(jù)如下公式預(yù)測s：

其中，g為重力加速度，a為預(yù)設(shè)的縮小比例常數(shù)。

其中，預(yù)設(shè)的控制措施為：彈出氣囊，或者，解體飛行器。

有益效果如下：

確定飛行器的v水平和v垂直；在飛行器的墜落方向上，獲取與飛行器之間的距離不大于l的所有物體；根據(jù)v水平、v垂直、l，預(yù)測飛行l(wèi)后飛行器與物體之間的位置關(guān)系；若存在與飛行器之間位置關(guān)系滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的物體，則采取預(yù)設(shè)的控制措施控制飛行器，實(shí)現(xiàn)墜落情況發(fā)生后對飛行器的控制。

上述實(shí)施例中，均可以采用現(xiàn)有的功能元器件模塊來實(shí)施。例如，處理模塊可以采用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理元器件，至少，現(xiàn)有定位技術(shù)中采用的定位服務(wù)器上便具備實(shí)現(xiàn)該功能元器件；至于接收模塊，則是任意一個(gè)具備信號傳輸功能的設(shè)備都具備的元器件；同時(shí)，處理模塊進(jìn)行的a、n參數(shù)計(jì)算、強(qiáng)度調(diào)整等采用的都是現(xiàn)有的技術(shù)手段，本領(lǐng)域技術(shù)人員經(jīng)過相應(yīng)的設(shè)計(jì)開發(fā)即可實(shí)現(xiàn)。

為了描述的方便，以上所述裝置的各部分以功能分為各種模塊或單元分別描述。當(dāng)然，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)可以把各模塊或單元的功能在同一個(gè)或多個(gè)軟件或硬件中實(shí)現(xiàn)。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學(xué)存儲器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。