無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置、信標(biāo)及其導(dǎo)航方法
【專利摘要】一種無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置、信標(biāo)、無人飛行器及其導(dǎo)航方法，無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置包括多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)(1)和無人飛行器本體(2)，每個(gè)所述信標(biāo)(1)設(shè)有導(dǎo)航信息，多個(gè)連續(xù)的所述信標(biāo)(1)形成飛行路線，無人飛行器本體(2)包括識別模塊(3)和處理模塊(4)，所述識別模塊(3)識別所述信標(biāo)(1)的導(dǎo)航信息并發(fā)送到所述處理模塊(4)，連接所述識別模塊(3)的所述處理模塊(4)基于所述導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到所述識別模塊(3)識別下一個(gè)信標(biāo)，所述處理模塊(4)基于下一個(gè)信標(biāo)的導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到完成所述飛行路線。
【專利說明】
無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置、信標(biāo)及其導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于無人飛行器導(dǎo)航領(lǐng)域，特別是涉及一種無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置、信標(biāo)、無人飛行器及其導(dǎo)航方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無人飛行器的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓展，無論是行業(yè)無人機(jī)還是消費(fèi)無人機(jī)都得到長足的進(jìn)步，尤其是多旋翼式無人飛行器為代表的小微型無人飛行器，其各種組成部分開始模塊化，產(chǎn)業(yè)日趨成熟。
[0003]無人飛行器尤其是以多旋翼無人飛行器為代表的小型飛行器的智能化的核心問題之一在于路線規(guī)劃功能，飛行器能夠通過自行計(jì)算的方式，得出一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路線，并完成該路線，是飛行器能夠完成任務(wù)的前提。基于這種需求，GPS模塊基本成為了無人飛行器的標(biāo)配，利用GPS模塊能夠感應(yīng)到自身的位置，是無人飛行器能夠進(jìn)行路線尋找、路線設(shè)計(jì)、飛行實(shí)踐等后續(xù)工作的前提。
[0004]然而，GPS信號并不是任何情況下都通行的解決方案，有些地方的GPS信號很弱，甚至達(dá)不到可以使用的要求，有些室內(nèi)的環(huán)境下，根本就沒有GPS信號。
[0005]在這種環(huán)境下，無人機(jī)的操控只能采用所謂的姿態(tài)模式，也就是說完全由飛手來控制該飛行器的動(dòng)作，也就談不上任何的智能化和自動(dòng)化了。
[0006]專利文獻(xiàn)CN105468022A公開的一種領(lǐng)航用無人飛行器，所述無人飛行器能夠按照預(yù)先設(shè)置的路線飛行;所述無人飛行器包括:無線信號識別裝置，通過所述無線信號識別裝置，所述無人飛行器與領(lǐng)航對象持有的信標(biāo)設(shè)備進(jìn)行無線通信，以完成所述無人飛行器與所述信標(biāo)設(shè)備之間的距離測定；飛行速度控制裝置，基于所述無線信號識別裝置測定的距離，實(shí)時(shí)調(diào)整所述無人飛行器的飛行速度。該專利能夠用于路線指示與領(lǐng)航，但該專利仍需要通過無線通信，存在通信不暢的風(fēng)險(xiǎn)，無法由多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)形成飛行路線，使得無人飛行器僅通過信標(biāo)完成飛行路線且通過識別信標(biāo)設(shè)置的導(dǎo)航信息完成智能化飛行。
[0007]專利文獻(xiàn)CN105513434A公開的一種無人機(jī)飛行管制系統(tǒng)，所述的無人機(jī)飛行管制系統(tǒng)包括無人機(jī)和多個(gè)導(dǎo)航信標(biāo)，其中:所述的無人機(jī)帶有唯一的第一授權(quán)信息；以及所述的導(dǎo)航信標(biāo)以預(yù)設(shè)的間隔設(shè)在預(yù)定的航線上，當(dāng)多架所述的無人機(jī)在預(yù)定的航線飛行時(shí)，使所述的導(dǎo)航信標(biāo)和所述的無人機(jī)通信，以獲取無人機(jī)的準(zhǔn)確位置信息，并驗(yàn)證每一架無人機(jī)的所述第一授權(quán)信息的真?zhèn)?，并基于?yàn)證的結(jié)果和獲取的無人機(jī)的準(zhǔn)確位置信息，管控在預(yù)定的航線上多架無人機(jī)的飛行狀態(tài)。該專利直接采用極度精確的導(dǎo)航信標(biāo)的物理坐標(biāo)來實(shí)現(xiàn)定位功能，但該專利的信標(biāo)只是用于航線上定位，而不是多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)組成飛行路線，該信標(biāo)用于與無人飛行器通信以驗(yàn)證而不是使得無人飛行器僅通過信標(biāo)完成飛行路線且通過識別信標(biāo)設(shè)置的導(dǎo)航信息完成智能化飛行。
[0008]專利文獻(xiàn)CN103809155A公開的一種基于ZigBee的四軸飛行器農(nóng)田定位系統(tǒng)包括:若干已知位置、同等高度的ZigBee信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)ZigBee信標(biāo)節(jié)點(diǎn)包括射頻發(fā)射器和射頻接收器，各個(gè)ZigBee信標(biāo)節(jié)點(diǎn)均勻分布于農(nóng)田中，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)相對坐標(biāo)已知；由四軸飛行器和ZigBee節(jié)點(diǎn)組成的待定位飛行器節(jié)點(diǎn)，所述四軸飛行器上設(shè)置有處理器和高度傳感器，所述ZigBee節(jié)點(diǎn)包括射頻發(fā)射器和射頻接收器，固定在所述四軸飛行器中心；所述待定位飛行器節(jié)點(diǎn)通過接收所述ZigBee信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中4個(gè)無線信號強(qiáng)度最強(qiáng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的無線信號計(jì)算所述待定位飛行器節(jié)點(diǎn)與所述4個(gè)ZigBee信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的空間距離，將空間距離映射成ZigBee信標(biāo)節(jié)點(diǎn)所在水平面的水平距離，每3個(gè)ZigBee信標(biāo)節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)三角形定位子區(qū)域，即共形成4個(gè)子區(qū)域，對于每個(gè)子區(qū)域分別通過三邊定位法計(jì)算飛行器節(jié)點(diǎn)的相對坐標(biāo)，再通過質(zhì)心法計(jì)算這4個(gè)相對坐標(biāo)所形成的四邊形的質(zhì)心，將該質(zhì)心坐標(biāo)作為飛行器節(jié)點(diǎn)的最終位置坐標(biāo)。該專利對每一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相對位置定位，形成農(nóng)田信息監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，但其無法由多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)形成飛行路線，使得無人飛行器僅通過信標(biāo)完成飛行路線且通過識別信標(biāo)設(shè)置的導(dǎo)航信息完成智能化飛行。
[0009]因此，本領(lǐng)域急需要解決的技術(shù)問題在于不需要GPS導(dǎo)航的情況下，導(dǎo)航無人飛行器沿著飛行路線完成智能化飛行。
[0010]在【背景技術(shù)】部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0012]本發(fā)明提供了利用識別度較高的信標(biāo)實(shí)現(xiàn)對飛行器飛行路線的連續(xù)指引，在信標(biāo)中除了向飛行器提供定位信息之外還可以提供其他參考信息，由多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)形成飛行路線，使得無人飛行器僅通過信標(biāo)完成飛行路線且通過識別信標(biāo)設(shè)置的導(dǎo)航信息完成智能化飛行。飛行器上設(shè)置有傳感器可以針對預(yù)先設(shè)定好的具有較高識別度的信標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確識另Ij，通過連續(xù)設(shè)定的信標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對飛行器飛行路線的規(guī)劃和指引。在飛行器識別用的信標(biāo)中，還可以附加其他具有價(jià)值的參考信息，比如將與飛行高度、飛行速度、飛行動(dòng)作、輔助信息有關(guān)的內(nèi)容加入其中，飛行器識別到上述信息之后，可以按照其指示執(zhí)行動(dòng)作。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其包括多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)和無人飛行器本體，每個(gè)所述信標(biāo)設(shè)有導(dǎo)航信息，多個(gè)連續(xù)的所述信標(biāo)形成飛行路線，無人飛行器本體包括識別模塊和處理模塊，所述識別模塊識別所述信標(biāo)的導(dǎo)航信息并發(fā)送到所述處理模塊)，連接所述識別模塊的所述處理模塊基于所述導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到所述識別模塊識別下一個(gè)信標(biāo)，所述處理模塊基于下一個(gè)信標(biāo)的導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到完成所述飛行路線。
[0014]優(yōu)選地，所述信標(biāo)為不同顏色和/或不同形狀的標(biāo)志物，所述標(biāo)志物設(shè)有包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，所述識別模塊為攝像裝置，其拍攝所述信標(biāo)以識別導(dǎo)航信息。
[0015]優(yōu)選地，所述信標(biāo)為條形碼或二維碼，所述信標(biāo)設(shè)有包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，所述識別模塊為掃描裝置，其掃描所述信標(biāo)以識別導(dǎo)航信息。
[0016]優(yōu)選地，所述信標(biāo)為射頻發(fā)射器，所述射頻發(fā)射器發(fā)射包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，所述識別模塊包括射頻接收器，射頻接收器接收所述射頻發(fā)射器發(fā)射的導(dǎo)航信息。
[0017]優(yōu)選地，所述處理模塊包括存儲有數(shù)據(jù)庫的存儲單元和處理單元，所述數(shù)據(jù)庫存儲對應(yīng)于所述信標(biāo)的導(dǎo)航信息的飛行控制信息，所述處理單元基于所述導(dǎo)航信息查找相應(yīng)的飛行控制信息，所述處理單元基于飛行控制信息控制所述無人飛行器飛行。
[0018]優(yōu)選地，所述識別模塊設(shè)在無人飛行器本體下方，所述識別模塊具有可調(diào)整的識別范圍以確保所述識別模塊在飛行過程中識別信標(biāo)。
[0019]優(yōu)選地，處理模塊是獨(dú)立的或者集成在無人飛行器飛行控制系統(tǒng)中的通用處理器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路ASIC，現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、模擬電路、數(shù)字電路及其組合。
[0020]優(yōu)選地，所述存儲單元是電子可擦除可編程只讀存儲器EEPR0M，所述數(shù)據(jù)庫可實(shí)時(shí)更新。
[0021]優(yōu)選地，所述處理單元是無人飛行器飛行控制器，飛行控制器接收飛行控制信息控制無人飛行器飛行。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種使用所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置的導(dǎo)航方法包括以下步驟。
[0023]第一步驟中，在每個(gè)所述信標(biāo)上布置導(dǎo)航信息，多個(gè)連續(xù)的所述信標(biāo)形成飛行路線。
[0024]第二步驟中，所述識別模塊識別所述信標(biāo)的導(dǎo)航信息并發(fā)送到所述處理模塊，連接所述識別模塊的所述處理模塊基于所述導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到所述識別模塊識別下一個(gè)信標(biāo)。
[0025]第三步驟中，所述處理模塊基于下一個(gè)信標(biāo)的導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到完成所述飛行路線。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種信標(biāo)，所述信標(biāo)用在所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置中。
[0027]—種無人飛行器，其包括所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置。
[0028]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠使得本發(fā)明的技術(shù)手段更加清楚明白，達(dá)到本領(lǐng)域技術(shù)人員可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施的程度，并且為了能夠讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，下面以本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行舉例說明。
【附圖說明】
[0029]
[0030]通過閱讀下文優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】中的詳細(xì)描述，本發(fā)明各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。說明書附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。而且在整個(gè)附圖中，用相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
【附圖說明】
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無人飛行器的導(dǎo)航方法的步驟示意圖。
[0034]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的具體實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0036]需要說明的是，在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可以理解，技術(shù)人員可能會用不同名詞來稱呼同一個(gè)組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名詞的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”或“包括”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。說明書后續(xù)描述為實(shí)施本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說明書的一般原則為目的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0037]為便于對本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個(gè)具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步的解釋說明，且各個(gè)附圖并不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。
[0038]實(shí)施例中，無人飛行器簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”(unmanned aerialvehicle)，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。從技術(shù)角度定義可以分為:無人直升機(jī)、無人固定翼機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機(jī)等。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選的無人飛行器為多旋翼無人飛行器，多旋翼無人飛行器可以是四旋翼、六旋翼及旋翼數(shù)量大于六的無人飛行器。
[0040]本發(fā)明技術(shù)方案采用的無人飛行器主要是指小、微型多旋翼無人飛行器，這種無人飛行器體積小、成本低、飛行穩(wěn)定性較好，飛行成本低等。本發(fā)明使用的飛行器，典型的以四軸多旋翼飛行器為代表。
[0041]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例將結(jié)合圖1進(jìn)行具體說明。
[0042]如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其包括多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)I和無人飛行器本體2，每個(gè)所述信標(biāo)I設(shè)有導(dǎo)航信息，多個(gè)連續(xù)的所述信標(biāo)I形成飛行路線，無人飛行器本體2包括識別模塊3和處理模塊4，所述識別模塊3識別所述信標(biāo)I的導(dǎo)航信息并發(fā)送到所述處理模塊4，連接所述識別模塊3的所述處理模塊4基于所述導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到所述識別模塊3識別下一個(gè)信標(biāo)，所述處理模塊4基于下一個(gè)信標(biāo)的導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到完成所述飛行路線。
[0043]本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)性的提出了，每個(gè)所述信標(biāo)I設(shè)有導(dǎo)航信息，多個(gè)連續(xù)的所述信標(biāo)I形成飛行路線以實(shí)現(xiàn)無人飛行器不依靠GPS導(dǎo)航而進(jìn)行飛行路線規(guī)劃，即使在沒有GPS信號的環(huán)境下，無人飛行器也能依據(jù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好的連續(xù)信標(biāo)，完成復(fù)雜的飛行動(dòng)作，并且隨著對這些信標(biāo)利用方式和利用效能的提升，逐步實(shí)現(xiàn)全盤智能化。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，所述信標(biāo)I為不同顏色和/或不同形狀的標(biāo)志物，所述標(biāo)志物設(shè)有包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，所述識別模塊3為攝像裝置，其拍攝所述信標(biāo)以識別導(dǎo)航信息。例如，在某一個(gè)室內(nèi)活動(dòng)中，要利用無人飛行器完成飛行表演，然后室內(nèi)并不存在GPS信號，單獨(dú)依靠人工操作，使用姿態(tài)飛行模式，有可能導(dǎo)致飛行表演效果不確定。此時(shí)，在無人飛行器上設(shè)置有朝向下方進(jìn)行拍攝的攝像裝置攝像頭，當(dāng)該無人飛行器飛行于離地5米高度的時(shí)候，無人飛行器能夠向下掃描一個(gè)將近十米見方的圓形范圍，此時(shí)預(yù)先設(shè)定好以一個(gè)紅色箭頭作為標(biāo)志物，該紅色箭頭的位置為無人飛行器的當(dāng)前飛行目的地，而紅色箭頭的指向?yàn)橄乱粋€(gè)飛行目的地的方向。由于事先設(shè)定好的紅色箭頭標(biāo)志物的特征非常清楚，通過簡單地視覺識別就能找到當(dāng)前距離無人飛行器最近的標(biāo)志物，如此只要在下方地面上按照需要設(shè)定若干紅色箭頭，就能讓無人飛行器在室內(nèi)以定高飛行的方式，完成復(fù)雜的飛行線路或者飛行任務(wù)。在上述方案中，更優(yōu)選的，所述標(biāo)志物還可以同時(shí)具備多種，比如代表開始和結(jié)束的綠色起點(diǎn)和黃色終點(diǎn)，比如代表待機(jī)若干時(shí)間的藍(lán)色十字等。如此能夠?qū)?fù)雜的飛行線路指令轉(zhuǎn)化成路線標(biāo)志物，能夠智能化的實(shí)現(xiàn)對無人飛行器的飛行控制。進(jìn)一步地，在由設(shè)在無人飛行器本體2上的超聲波、高度計(jì)或者其他高度傳感器的輔助下所實(shí)現(xiàn)的定高飛行模式下，無人飛行器的處理模塊只要結(jié)合“飛往最接近的目標(biāo)點(diǎn)”以及“按照標(biāo)志物給出的飛行方向提示進(jìn)行飛行”這兩種策略的競合，就能實(shí)現(xiàn)上述飛行線路的表現(xiàn)。
[0045]具體來說，當(dāng)無人飛行器進(jìn)入信標(biāo)指引飛行模式時(shí)，首先啟動(dòng)識別掃描，發(fā)現(xiàn)綠色的起點(diǎn)，然后無人飛行器按照使得綠色起點(diǎn)成為掃描圖像的中心的飛行策略進(jìn)行飛行，使得無人飛行器飛到了綠色起點(diǎn)的正上方5米處;緊接著，無人飛行器掃描到了預(yù)先設(shè)好的第一個(gè)標(biāo)志物，就是位于東南方向4米處的紅色箭頭，該紅色箭頭的指向也是東南方向；此時(shí)無人飛行器按照直線飛往最接近的目標(biāo)點(diǎn)的飛行策略，從起點(diǎn)向第一個(gè)標(biāo)志物紅色箭頭飛行，并且在抵達(dá)第一個(gè)標(biāo)志物紅色箭頭之后，直接按照該箭頭方向的指示繼續(xù)向東南方向飛行;然后，無人飛行器在往東南方向飛行的過程中，在其掃描范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)新的標(biāo)志物第二紅色箭頭，即下一個(gè)信標(biāo)，此時(shí)則從向東南方向飛行的飛行策略，轉(zhuǎn)變成執(zhí)行飛往最接近的目標(biāo)點(diǎn)的飛行策略，從而接近該第二紅色箭頭，并且該第二紅色箭頭的指示方向?yàn)檎龞|，此時(shí)該無人飛行器則在抵達(dá)第二紅色箭頭正上方之后，變成向正東方向繼續(xù)飛行;如此往復(fù)，直至最后掃描到黃色的終點(diǎn)標(biāo)志物，從而結(jié)束該飛行路線。
[0046]上述標(biāo)志物的舉例只是示意性的，可以根據(jù)具體需要進(jìn)行調(diào)整。比如某些多人參與的集體活動(dòng)，甚至可以選用人們頭頂所佩戴的帽子來作為標(biāo)志物，帽子的顏色可以區(qū)分功能，帽子的形狀，比如帽檐指向可作為方向指示。上述舉例中，雖然是以向正下方為例進(jìn)行的說明，但是無人飛行器的傳感器也可以是朝向其他方向，比如朝向正上方，然后在天花板上設(shè)置標(biāo)志物。亦或是設(shè)置朝向多個(gè)方向的傳感器，比如在正下方和正前方都設(shè)置有傳感器，并且依據(jù)不同的標(biāo)志物來實(shí)施飛行線路和飛行動(dòng)作的控制。比如，利用下方傳感器來確定無人飛行器的飛行路線，利用前方傳感器來加入飛行器的飛行動(dòng)作，當(dāng)前方傳感器檢測到預(yù)設(shè)的標(biāo)志物，比如一個(gè)“米”字形符號時(shí)，該飛行器執(zhí)行一個(gè)翻滾的飛行動(dòng)作或者執(zhí)行一個(gè)拍攝的飛行動(dòng)作等。
[0047]上述無人飛行器的傳感器雖然是以視覺傳感器來舉例說明，但是其他感知類的傳感器也是可以的，比如通過紅外線傳感器去感應(yīng)紅外標(biāo)志物等方案也是可行的。
[0048]上述飛行策略的實(shí)現(xiàn)也是示意性的，具體的基于標(biāo)志物實(shí)現(xiàn)的飛行線路控制還有其他方式，比如以最接近的下一個(gè)未經(jīng)過的標(biāo)志物作為飛行目的地的策略，這樣，只要在飛行器的掃描范圍內(nèi)保證標(biāo)志物的設(shè)計(jì)密度，就能讓飛行器實(shí)現(xiàn)智能飛行。
[0049]再比如可以結(jié)合飛行方向策略和標(biāo)志物目的地策略，飛行器每經(jīng)過一個(gè)標(biāo)志物的時(shí)候，就將其前進(jìn)方向沿著順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，然后在飛行過程中，尋找下一個(gè)標(biāo)志物，此時(shí)尋找和掃描標(biāo)志物的范圍還可以是能夠調(diào)整的，比如可以按照3米見方、5米見方、10米見方等不同范圍來搜尋標(biāo)志物。
[0050]具體的標(biāo)志物設(shè)定和飛行策略可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，本申請的核心發(fā)明點(diǎn)在于應(yīng)用了連續(xù)的標(biāo)志物來指引無人飛行器的飛行路線設(shè)定。
[0051]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選地，所述信標(biāo)I為條形碼或二維碼，所述信標(biāo)I設(shè)有包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，所述識別模塊3為掃描裝置，其掃描所述信標(biāo)以識別導(dǎo)航信息。在一個(gè)實(shí)施例中，掃描裝置讀取條形碼和/或二維碼信息，進(jìn)一步地，信標(biāo)I上還可以附加如文字信息的附加參考信息，掃描裝置可通過如OCR的方式讀取和識別文字信息，然后根據(jù)該信息進(jìn)行進(jìn)一步處理。處理模塊4根據(jù)識別的文字信息，例如讓無人飛行器自動(dòng)實(shí)施連續(xù)上下起伏飛行三次的飛行控制指令。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，信標(biāo)I除了能夠被迅速識別到之外，還能夠向飛行器提供一些附加參考信息。比如通過預(yù)先設(shè)定好的條件，該標(biāo)志物可以向無人飛行器給出飛行高度、飛行速度、飛行方向、飛行動(dòng)作甚至飛行器上的附加設(shè)備的控制信號等動(dòng)作。通過信標(biāo)I的附加參考信息，能夠?qū)崿F(xiàn)更為智能的飛行表演或者飛行任務(wù)。比如通過信標(biāo)I給出飛行高度調(diào)整的信息，無人飛行器的飛行高度本來是相較于地面5米定高，當(dāng)經(jīng)過某個(gè)攜帶有改變飛行高度參考信息的信標(biāo)時(shí)，該無人飛行器的飛行高度將依據(jù)該參考信息發(fā)生改變，比如變成4米定高。依據(jù)類似的原理，通過上述參考信息，無人飛行器能夠以經(jīng)過信標(biāo)作為觸發(fā)條件，即時(shí)或者延時(shí)的完成一些更進(jìn)一步的飛行控制，比如前述的改變高度，另外還可以改變飛行速度、改變飛行方向，實(shí)施特定飛行動(dòng)作，利用記載設(shè)備完成拍攝動(dòng)作，完成發(fā)光或者閃爍動(dòng)作，完成發(fā)聲動(dòng)作等。當(dāng)信標(biāo)與無人飛行器之間能夠?qū)崿F(xiàn)這種互動(dòng)，也就意味著，本發(fā)明能夠基于這種原理，完成理論上無限可能的具體表現(xiàn)行為，使得無人飛行器在室內(nèi)的活動(dòng)行為實(shí)現(xiàn)了完全的智能化。
[0052]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選地，所述信標(biāo)I為射頻發(fā)射器，所述射頻發(fā)射器發(fā)射包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，所述識別模塊3包括射頻接收器，射頻接收器接收所述射頻發(fā)射器發(fā)射的導(dǎo)航信息。例如，射頻發(fā)射器發(fā)送以100公里每小時(shí)的速度、飛行高度10米、向前1000米的導(dǎo)航信息，射頻接收器接收該導(dǎo)航信息，處理模塊4基于所述導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行以100公里每小時(shí)的速度、飛行高度10米、向前1000米后，直到所述識別模塊3識別下一個(gè)信標(biāo)，下一個(gè)信標(biāo)發(fā)送以200公里每小時(shí)的速度、飛行高度6米、向右500米的導(dǎo)航信息，所述處理模塊4基于所述下一個(gè)信標(biāo)的導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行，如此不斷識別連續(xù)的信標(biāo)，直到完成所述飛行路線。
[0053]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選地，信標(biāo)I可以聲音、圖形、閃光和/或編碼的形式設(shè)有包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，識別模塊3可同時(shí)兼容對語言文字、圖形以及編碼的讀取與識別，例如，識別模塊可以對信標(biāo)I的文字標(biāo)識進(jìn)行讀取文字信息或讀取某二維碼信息代碼中的二維碼信息，識別模塊也可以對信標(biāo)I的圖像進(jìn)行讀取，例如讀取信標(biāo)I的某圖像，識別模塊3還可以對如“前方向右轉(zhuǎn)”的聲音進(jìn)行讀取，這些文字、如二維碼的編碼信息、圖像以及聲音信息均屬于導(dǎo)航信息，導(dǎo)航信息包括但不僅限于方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息，導(dǎo)航信息大致指的是記載在任意可經(jīng)由識別模塊識別的信標(biāo)載體上的能夠與飛行控制信息對應(yīng)的諸如文字、編碼?目息、圖像以及聲首?目息等的?目息。
[0054]圖2為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例將結(jié)合圖2進(jìn)行具體說明。
[0055]如圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其包括多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)I和無人飛行器本體2，每個(gè)所述信標(biāo)I設(shè)有導(dǎo)航信息，多個(gè)連續(xù)的所述信標(biāo)I形成飛行路線，無人飛行器本體2包括識別模塊3和處理模塊4，所述處理模塊4包括存儲有數(shù)據(jù)庫的存儲單元5和處理單元6，所述數(shù)據(jù)庫存儲對應(yīng)于所述信標(biāo)I的導(dǎo)航信息的飛行控制信息，所述處理單元6基于所述導(dǎo)航信息查找相應(yīng)的飛行控制信息，所述處理單元6基于飛行控制信息控制所述無人飛行器飛行，所述識別模塊3識別所述信標(biāo)I的導(dǎo)航信息并發(fā)送到所述處理模塊4，連接所述識別模塊3的所述處理模塊4基于所述導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到所述識別模塊3識別下一個(gè)信標(biāo)，所述處理模塊4基于下一個(gè)信標(biāo)的導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到完成所述飛行路線。
[0056]在一個(gè)實(shí)施例中，所述識別模塊3設(shè)在無人飛行器本體2下方，所述識別模塊3具有可調(diào)整的識別范圍以確保所述識別模塊3在飛行過程中識別信標(biāo)。
[0057]在一個(gè)實(shí)施例中，處理模塊4是獨(dú)立的或者集成在無人飛行器飛行控制系統(tǒng)中的通用處理器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路ASIC，現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、模擬電路、數(shù)字電路及其組合。
[0058]在一個(gè)實(shí)施例中，所述存儲單元5是電子可擦除可編程只讀存儲器EEPR0M，所述數(shù)據(jù)庫可實(shí)時(shí)更新。
[0059]在一個(gè)實(shí)施例中，所述處理單元6是無人飛行器飛行控制器，飛行控制器接收飛行控制信息控制無人飛行器飛行。
[0060]存儲單元存儲的對應(yīng)于所述特定信息的控制信息的數(shù)據(jù)庫可以是預(yù)先設(shè)定的查找表，也可以是特性信息與控制信息基于對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫中的控制信息不僅限于如飛行控制指令集、飛行軌跡坐標(biāo)集等飛行控制信息，還可以包括無人飛行器的使用信息，如在無人飛行器的電子地圖模塊中自動(dòng)臨時(shí)添加針對該景區(qū)設(shè)置的禁飛區(qū)信息、在無人飛行器的電子地圖模塊中自動(dòng)臨時(shí)添加針對特定地點(diǎn)的信息提示，比如在飛行經(jīng)過景區(qū)內(nèi)推薦景點(diǎn)時(shí)，無人飛行器將給出燈光閃爍的提示或?qū)⒕皡^(qū)內(nèi)的步行地圖提供給無人飛行器以便無人飛行器開展為其用戶導(dǎo)游的服務(wù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)等。
[0061]在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)庫可實(shí)時(shí)更新。在上述實(shí)施例中獲得的控制信息，或者是當(dāng)時(shí)提供，用完刪除;或者是當(dāng)時(shí)提供，第二天刪除;還可以是當(dāng)時(shí)提供，離開該地理坐標(biāo)范圍則刪除；最后還可以是，當(dāng)時(shí)提供的是準(zhǔn)確的地址信息，通過該地址信息指示的位置去準(zhǔn)確下載對應(yīng)的控制信息。相比于需要付出大量的數(shù)據(jù)庫容量、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)交換等方面的技術(shù)壓力的完備的、靜態(tài)的數(shù)據(jù)庫來說，可實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)庫具有地域性和時(shí)效性。
[0062]在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制信息可包括在電子地圖上添加禁飛區(qū)域或提示信息。
[0063]參見圖3，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置的導(dǎo)航方法包括以下步驟。
[0064]第一步驟SI中，在每個(gè)所述信標(biāo)I上布置導(dǎo)航信息，多個(gè)連續(xù)的所述信標(biāo)I形成飛行路線；
[0065]第二步驟S2中，所述識別模塊3識別所述信標(biāo)的導(dǎo)航信息并發(fā)送到所述處理模塊4，連接所述識別模塊3的所述處理模塊4基于所述導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到所述識別模塊3識別下一個(gè)信標(biāo)；
[0066]第三步驟S3中，所述處理模塊4基于下一個(gè)信標(biāo)的導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到完成所述飛行路線。
[0067]另一方面，一種信標(biāo)，所述信標(biāo)用在無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置中。
[0068]—種無人飛行器，其包括所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置。
[0069]盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方案和應(yīng)用領(lǐng)域，上述的具體實(shí)施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下和在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本發(fā)明保護(hù)之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其包括多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)(I)和無人飛行器本體(2)，其特征在于:每個(gè)所述信標(biāo)(I)設(shè)有導(dǎo)航信息，多個(gè)連續(xù)的所述信標(biāo)(I)形成飛行路線，無人飛行器本體(2)包括識別模塊(3)和處理模塊(4)，所述識別模塊(3)識別所述信標(biāo)(I)的導(dǎo)航信息并發(fā)送到所述處理模塊(4)，連接所述識別模塊(3)的所述處理模塊(4)基于所述導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到所述識別模塊(3)識別下一個(gè)信標(biāo)，所述處理模塊(4)基于下一個(gè)信標(biāo)的導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到完成所述飛行路線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其特征在于:所述信標(biāo)(I)為不同顏色和/或不同形狀的標(biāo)志物，所述標(biāo)志物設(shè)有包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，所述識別模塊(3)為攝像裝置，其拍攝所述?目標(biāo)以識別導(dǎo)航?目息。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其特征在于:所述信標(biāo)(I)為條形碼或二維碼，所述信標(biāo)(I)設(shè)有包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，所述識別模塊(3)為掃描裝置，其掃描所述信標(biāo)以識別導(dǎo)航?目息O4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其特征在于:所述信標(biāo)(I)為射頻發(fā)射器，所述射頻發(fā)射器發(fā)射包括方向信息、高度信息、飛行速度、飛行動(dòng)作和/或距離信息中一個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)航信息，所述識別模塊(3)包括射頻接收器，射頻接收器接收所述射頻發(fā)射器發(fā)射的導(dǎo)航信息。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其特征在于:所述處理模塊(4)包括存儲有數(shù)據(jù)庫的存儲單元(5)和處理單元(6)，所述數(shù)據(jù)庫存儲對應(yīng)于所述信標(biāo)(I)的導(dǎo)航信息的飛行控制信息，所述處理單元(6)基于所述導(dǎo)航信息查找相應(yīng)的飛行控制信息，所述處理單元(6)基于飛行控制信息控制所述無人飛行器飛行。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其特征在于:所述識別模塊(3)設(shè)在無人飛行器本體(2)下方，所述識別模塊(3)具有可調(diào)整的識別范圍以確保所述識別模塊(3)在飛行過程中識別信標(biāo)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置，其特征在于:所述處理單元(6)是無人飛行器飛行控制器，飛行控制器接收飛行控制信息控制無人飛行器飛行。8.—種信標(biāo)，其特征在于:所述信標(biāo)用在如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置中。9.一種無人飛行器，其包括如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置。10.—種使用根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的無人飛行器的信標(biāo)導(dǎo)航裝置的導(dǎo)航方法，其包括以下步驟: 第一步驟(SI)中，在每個(gè)所述信標(biāo)(I)上布置導(dǎo)航信息，多個(gè)連續(xù)的所述信標(biāo)(I)形成飛行路線； 第二步驟(S2)中，所述識別模塊(3)識別所述信標(biāo)的導(dǎo)航信息并發(fā)送到所述處理模塊(4)，連接所述識別模塊(3)的所述處理模塊(4)基于所述導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行直到所述識別模塊(3)識別下一個(gè)信標(biāo)； 第三步驟(S3)中，所述處理模塊(4)基于下一個(gè)信標(biāo)的導(dǎo)航信息控制無人飛行器飛行 直到完成所述飛行路線。
【文檔編號】G01C21/00GK105841694SQ201610417468
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】楊珊珊
【申請人】楊珊珊