一种无人机飞行控制方法与流程

本发明涉及无人机，特别是一种无人机飞行控制方法。

背景技术：

1、当无人机附近存在禁飞区/电子围栏，且禁飞区/电子围栏为多边形时，无人机的限速模块需要不断计算和更新无人机到禁飞区/电子围栏边界的最短距离，运算量很大，并且这种运算量将随着多边形边数的增加而增加，因此需要消耗大量计算资源。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提出一种无人机飞行控制方法，其将禁飞区外或电子围栏内的区域划分为多个不同区域，针对不同区域实行对应的限速策略，其无需对无人机到禁飞区/电子围栏边界的最短距离进行实时计算和更新，可大幅减少运算量。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、提供了一种无人机飞行控制方法，其包括如下步骤：

4、s1、确定禁飞区/电子围栏的中心点；

5、s2、将禁飞区边界外的区域/电子围栏边界内的区域划分为不同的区域；

6、s3、实时获取无人机的当前位置坐标，并根据无人机的当前位置坐标计算无人机与中心点之间的实时距离y0；

7、s4、根据无人机与中心点之间的实时距离y0判断无人机当前所处区域；

8、s5、根据无人机所位于的区域执行对应的限速策略。

9、优选的，所述步骤s2包括如下内容：

10、对于禁飞区，在所述禁飞区的每一边界外侧对应生成第一边界线、第二边界线，且禁飞区的边界与第一边界线、第二边界线相互平行；

11、以禁飞区的每一顶点为圆心，在禁飞区外侧对应生成与第一圆弧、第二圆弧，且每一第一圆弧均与第一边界线相切，每一每二第一圆弧均与第二边界线相切；

12、将不同的第一边界线、第一圆弧顺次连接，以形成第一封闭线，以及，将不同的第二边界线、第二圆弧顺次连接，以形成第二封闭线，所述第一封闭线、禁飞区的边界之间的区域为刹停区，所述第一封闭线、第二封闭线之间的区域为缓速区；且禁飞区的边界上任一点到第一封闭线的最短距离均为z，第二封闭线上任一点到第一封闭线的最短距离均为d；

13、以禁飞区的中心点为圆心、半径r1做圆，以获得圆形边界，且半径r1≥d+z+d，d为中心点到禁飞区的每一顶点的距离的最大值。

14、优选的，所述第二封闭线、圆形边界之间区域为警告区，圆形边界以外的区域为绝对安全区。

15、优选的，所述步骤s4包括如下内容：

16、对于禁飞区，实时获取无人机到禁飞区的边界的最短距离y1；

17、当y0≤r1，且y1＜z时，认为无人机位于刹停区；

18、当z≤y1＜(z+d)时，认为无人机位于缓速区。

19、优选的，所述步骤s5包括如下内容：

20、无人机在禁飞区外飞行，且当无人机处于位于警告区时，此时无人机的限速模块不启动，无需对无人机进行飞行限速，但产生限速警告信号；

21、当无人机处于位于缓速区时，启动无人机的限速模块，以对无人机进行限速处理；

22、当无人机处于位于刹停区时，停止无人机的飞行，使其悬停在刹停区内/在刹停区内降落。

23、优选的，所述步骤s2包括如下内容：

24、对于电子围栏，以电子围栏的中心点为起点，向电子围栏的各个边界做垂线，并以中心点为圆心、长度最短的垂线r2为半径做圆，以获得第一圆形边界；

25、在所述第一圆形边界做第三封闭线，以及在所述第三封闭线内做第四封闭线，且该第三封闭线上任一点到第四封闭线的最短距离均为d’；

26、以中心点为圆心、半径r3为半径，在所述第四封闭线做圆，以获得第二圆形边界，且所述半径r3小于或等于以电子围栏的中心点为起点，向第四封闭线的边界做垂线后，所得到垂线的最小值，且所述第二圆形边界到第四封闭线的最短距离为z’，且z’≥0；

27、所述第一圆形边界、第三封闭线之间的区域为刹停区，所述第三封闭线、第四封闭线之间的区域为缓速区。

28、优选的，所述第二圆形边界、第四封闭线之间的区域为警告区，所述第二圆形边界内的区域为绝对安全区。

29、优选的，所述步骤s4包括如下内容：

30、对于电子围栏，实时获取无人机到电子围栏的边界的最短距离y1’；

31、当(r3+z’)＜y1’≤(r3+z’+d’)时，认为无人机位于缓速区；

32、当(r3+z’+d’)＜y1’≤r2时，认为无人机位于刹停区。

33、优选的，所述步骤s4包括如下内容：

34、无人机在电子围栏内飞行，且当无人机处于位于警告区时，此时无人机的限速模块不启动，无需对无人机进行飞行限速，但产生限速警告信号；

35、当无人机处于位于缓速区时，启动无人机的限速模块，以对无人机进行限速处理；

36、当无人机处于位于刹停区时，停止无人机的飞行，使其悬停在刹停区内/在刹停区内降落。

37、优选的，当无人机位于与禁飞区对应的缓速区或位于电子围栏对应的缓速区时，启动无人机的限速模块，以对所述无人机进行限速处理，均包括如下步骤：

38、沿无人机的飞行方向，将无人机的飞行速度s分解为垂直于刹停区边界的垂直分量以及平行于刹停区边界ef的水平分量

39、无人机的限速模块按照sy＝sm*(k/n)对无人机进行限速处理，其中，sy为无人机在垂直分量上的速度分量；k为无人机到刹停区边界的最小距离；sm为无人机在缓速区内的最大飞行速度；当无人机位于与禁飞区对应的缓速区时，n＝d，当无人机位于与电子围栏对应的缓速区时，n＝d’。

40、使用本发明的有益效果是：

41、本申请将禁飞区外或电子围栏内的区域划分为多个不同区域，保证了无人飞行器在刹停区内可及时刹停，并对处于绝对安全区的无人机不进行限速，以及对处于缓速区的无人机进行控制，其无需对无人机到禁飞区/电子围栏边界的最短距离进行实时计算和更新，可大幅减少运算量。

技术特征：

1.一种无人机飞行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括如下内容：

3.如权利要求2所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述第二封闭线、圆形边界之间区域为警告区，圆形边界以外的区域为绝对安全区。

4.如权利要求2所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述步骤s4包括如下内容：

5.如权利要求4所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述步骤s5包括如下内容：

6.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括如下内容：

7.如权利要求6所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述第二圆形边界、第四封闭线之间的区域为警告区，所述第二圆形边界内的区域为绝对安全区。

8.如权利要求7所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述步骤s4包括如下内容：

9.如权利要求7所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述步骤s4包括如下内容：

10.如权利要求5或9所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，当无人机位于与禁飞区对应的缓速区或位于电子围栏对应的缓速区时，启动无人机的限速模块，以对所述无人机进行限速处理，均包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种无人机飞行控制方法，其包括如下步骤：确定禁飞区/电子围栏的中心点；将禁飞区边界外的区域/电子围栏边界内的区域划分为不同的区域；实时获取无人机的当前位置坐标，并根据无人机的当前位置坐标计算无人机与中心点之间的实时距离；根据无人机与中心点之间的实时距离判断无人机当前所处区域；根据无人机所位于的区域执行对应的限速策略。本申请将禁飞区外或电子围栏内的区域划分为多个不同区域，针对不同区域实行对应的限速策略，其无需对无人机到禁飞区/电子围栏边界的最短距离进行实时计算和更新，可大幅减少运算量。

技术研发人员：黄立,宋帅,陈璇如,洪亮,张原艺,王龙,陈虎,薛源,胡倩
受保护的技术使用者：普宙科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5