飛行器定位及控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種飛行器定位及控制方法及系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)、地面站以及多個(gè)飛行器，所述光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)通過(guò)多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取飛行器的圖像，基于所述圖像對(duì)所述多個(gè)飛行器進(jìn)行定位，獲取所述多個(gè)飛行器的定位數(shù)據(jù)，并將所述定位數(shù)據(jù)發(fā)送給所述地面站；所述地面站用于接收所述光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)獲取的所述飛行器的定位數(shù)據(jù)，并將所述定位數(shù)據(jù)發(fā)送給所述飛行器；所述飛行器用于接收所述地面站發(fā)送的所述定位數(shù)據(jù)以及獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，根據(jù)所述定位數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器飛行的飛行控制命令。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
飛行器定位及控制方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及飛行控制技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種飛行器定位及控制方法及系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在飛行器領(lǐng)域，常通過(guò)GPS(Global Posit1n System，全球定位系統(tǒng))或者慣性導(dǎo)航定位技術(shù)獲取飛行器的實(shí)時(shí)飛行位置。其中，GPS定位精度為米級(jí)，差分GPS定位精度為厘米級(jí)，誤差均較大，從而難以對(duì)飛行器的飛行進(jìn)行準(zhǔn)確控制。
[0003]而慣性導(dǎo)航定位技術(shù)采用頂U(kuò)傳感器對(duì)飛行器的速度(線速度、角速度)進(jìn)行積分， 求得其位態(tài)。由于測(cè)量速度存在誤差，積分運(yùn)算導(dǎo)致誤差累積，誤差量隨時(shí)間遞增，誤差量累積大于設(shè)定的機(jī)間安全距離時(shí)，將導(dǎo)致兩機(jī)相撞，仍難以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器的精確有效定位及控制。
[0004]在對(duì)飛行器間間距較小的飛行器編隊(duì)進(jìn)行飛行定位及控制時(shí)，例如，對(duì)自身軸距在10?20cm之間較小的飛行器編隊(duì)的飛行控制中，要求對(duì)編隊(duì)內(nèi)的每一個(gè)飛行器進(jìn)行精確的定位，以便準(zhǔn)確控制每一個(gè)飛行器的飛行位置，以達(dá)到期望的編隊(duì)陣型和編隊(duì)方位。而上述GPS定位及慣性導(dǎo)航定位均無(wú)法達(dá)到該編隊(duì)飛行的高精度定位要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種飛行器定位及控制方法及系統(tǒng)，以改善上述獲取的飛行器飛行位置精度較低，難以準(zhǔn)確控制飛行器飛行的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種飛行器定位及控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)、地面站以及多個(gè)飛行器，其中，所述光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)通過(guò)布置于多個(gè)飛行器的指定飛行區(qū)域的多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取飛行器的圖像，基于所述圖像對(duì)所述多個(gè)飛行器進(jìn)行定位，獲取所述多個(gè)飛行器的定位數(shù)據(jù)，并將所述定位數(shù)據(jù)發(fā)送給所述地面站;其中，所述多個(gè)飛行器在指定飛行區(qū)域內(nèi)正常飛行情況下，可被至少兩個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取到圖像;所述地面站用于接收所述光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)獲取的所述飛行器的定位數(shù)據(jù)，并將所述定位數(shù)據(jù)發(fā)送給所述飛行器;所述飛行器用于接收所述地面站發(fā)送的所述定位數(shù)據(jù)以及獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，根據(jù)所述定位數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器飛行的飛行控制命令。
[0008]—種飛行器定位方法，通過(guò)布置于多個(gè)飛行器的指定飛行區(qū)域的多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取飛行器的圖像，基于所述圖像對(duì)所述多個(gè)飛行器進(jìn)行定位，其中，所述多個(gè)飛行器在指定飛行區(qū)域內(nèi)正常飛行情況下，可被至少兩個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取到圖像，所述定位方法包括:接收光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取的包括多個(gè)飛行器中每個(gè)飛行器的標(biāo)記點(diǎn)的至少兩幅圖像;根據(jù)所述至少兩幅圖像中的標(biāo)記點(diǎn)，計(jì)算每個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù);根據(jù)所述至少兩幅圖像中標(biāo)記點(diǎn)的排布方式以及預(yù)存的飛行器的標(biāo)記點(diǎn)排布方式識(shí)別出標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器;根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器，獲得每個(gè)飛行器的定位數(shù)據(jù)；發(fā)送所述飛行器的定位數(shù)據(jù)給控制所述飛行器的地面站。
[0009]—種飛行器控制方法，所述方法用于飛行器根據(jù)光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)獲取的飛行器的定位數(shù)據(jù)生成控制飛行器飛行的控制命令，所述方法包括:接收飛行器的定位數(shù)據(jù)，所述定位數(shù)據(jù)是通過(guò)布置于飛行器的指定飛行區(qū)域的多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取飛行器的圖像，基于所述圖像對(duì)所述飛行器進(jìn)行定位的數(shù)據(jù);獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù);根據(jù)所述預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及所述定位數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器飛行的飛行控制命令。
[0010]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的飛行器定位及控制方法及系統(tǒng)，通過(guò)光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)獲取多個(gè)飛行器的定位數(shù)據(jù)，再通過(guò)地面站將定位數(shù)據(jù)發(fā)送給多個(gè)飛行器，以使飛行器根據(jù)其預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及該定位數(shù)據(jù)生成控制命令控制飛行，光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)獲得的定位數(shù)據(jù)精度高，基于該高精度的定位數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)飛行器的更準(zhǔn)確的飛行控制，從而滿足飛行器間間距較小的飛行器編隊(duì)的飛行定位及控制要求。
[0011]為使本申請(qǐng)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下?！靖綀D說(shuō)明】
[0012]為使本申請(qǐng)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0013]圖1示出了本申請(qǐng)實(shí)施例提供的飛行器定位及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2示出了本申請(qǐng)實(shí)施例提供的飛行器定位及控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景圖；
[0015]圖3示出了本申請(qǐng)實(shí)施例提供的飛行器的標(biāo)記點(diǎn)設(shè)置排布示意圖；
[0016]圖4示出了本申請(qǐng)實(shí)施例提供的飛行器定位方法的流程圖；[〇〇17]圖5示出了本申請(qǐng)實(shí)施例提供的飛行器控制方法的流程圖；
[0018]圖6示出了圖5中部分步驟的流程圖；
[0019]圖7示出了本申請(qǐng)實(shí)施例提供的飛行器定位及控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互圖。【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本申請(qǐng)實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本申請(qǐng)的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本申請(qǐng)的范圍，而是僅僅表示本申請(qǐng)的選定實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。[0021 ]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。同時(shí)，在本申請(qǐng)的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0022]請(qǐng)參見(jiàn)圖1及圖2,本申請(qǐng)一實(shí)施例提供了一種飛行器定位及控制系統(tǒng)100,該系統(tǒng) 100包括光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130、地面站120以及多個(gè)飛行器110,可以理解的是，圖1及圖2中飛行器110的數(shù)量并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)【具體實(shí)施方式】的限定。
[0023]如圖2所示，光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130以及多個(gè)飛行器110均與地面站120之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)140信號(hào)連接。優(yōu)選的，多個(gè)飛行器110與地面站120之間通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130與地面站120之間通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接。當(dāng)然，光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130與地面站120之間也可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接，在本實(shí)施例中并不作為限制。
[0024]請(qǐng)參見(jiàn)圖2,光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130可以包括多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131以及與光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131信號(hào)連接的處理器132。
[0025]該多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131至少包括兩個(gè)，在圖2中，僅以?xún)蓚€(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131作為示例。該多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131布置于多個(gè)飛行器的指定飛行區(qū)域133,可以從不同方向?qū)χ付w行區(qū)域133內(nèi)的飛行器進(jìn)行圖像采集，并且，多個(gè)飛行器在指定飛行區(qū)域133內(nèi)正常飛行情況下，可被至少兩個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取到圖像。當(dāng)然，設(shè)置于指定飛行區(qū)域133內(nèi)的飛行器110的具體形態(tài)并不以圖2中的飛行器作為限制。本實(shí)施例中的光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備 131 可以包括CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等，在本實(shí)施例中并不作為限制。[〇〇26]該處理器132用于接收光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131采集到的圖像，并對(duì)該圖像進(jìn)行處理以獲取飛行器的定位數(shù)據(jù)。[〇〇27]進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，每個(gè)飛行器110的表面設(shè)置有至少三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)111，該至少三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)111為處理器132可對(duì)其成像進(jìn)行識(shí)別的標(biāo)記點(diǎn)，且標(biāo)記點(diǎn)111設(shè)置于光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131可以采集到的飛行器110的表面，如飛行器110的上表面。優(yōu)選的，設(shè)置于飛行器110的標(biāo)記點(diǎn)111為自發(fā)光或反光的標(biāo)記點(diǎn)。在一種具體的實(shí)施方式中，該自發(fā)光的標(biāo)記點(diǎn)可以是Led燈，例如可以是850nm波段的1 ed燈，可以理解的是，標(biāo)記點(diǎn)111也可以是其他波段的led燈。該反光標(biāo)記點(diǎn)還可以是反光小球，例如可以是表面為鏡面的反光小球。標(biāo)記點(diǎn)111的直徑可以在3-20mm之間，優(yōu)選為6_。[〇〇28]在本實(shí)施例中，該多個(gè)飛行器110分別設(shè)置的至少三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)111的排布方式各不相同，每個(gè)飛行器的標(biāo)記點(diǎn)具有唯一的標(biāo)記點(diǎn)排布方式，如圖3所示。優(yōu)選的，在每個(gè)飛行器的表面設(shè)置四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)111。在設(shè)置標(biāo)記點(diǎn)排布方式時(shí)可以令每個(gè)飛行器110的標(biāo)記點(diǎn)111 的排布間距盡可能大，以增加對(duì)標(biāo)記點(diǎn)111的辨別性。并且，每個(gè)飛行器110的標(biāo)記點(diǎn)111的排布避免中心對(duì)稱(chēng)和鏡面對(duì)稱(chēng)，以避免無(wú)法分辨標(biāo)記點(diǎn)排布方式呈中心對(duì)稱(chēng)或鏡面對(duì)稱(chēng)的飛行器。且多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)111不在同一直線上，以便于確定飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)。
[0029]多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131對(duì)飛行區(qū)域133內(nèi)的多個(gè)飛行器110進(jìn)行圖像采集，采集的圖像中包括每個(gè)飛行器110的標(biāo)記點(diǎn)111，以標(biāo)記點(diǎn)作為飛行器的定位信號(hào)，光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131將采集的圖像發(fā)送給處理器132,處理器132根據(jù)圖像中的標(biāo)記點(diǎn)111獲取飛行器的定位數(shù)據(jù)并根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)111的排布方式對(duì)飛行器進(jìn)行識(shí)別。
[0030]具體的，如圖4所示，該光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)對(duì)飛行器進(jìn)行定位以獲得定位數(shù)據(jù)的方法可以包括:
[0031]步驟S110:接收光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取的包括多個(gè)飛行器中每個(gè)飛行器的標(biāo)記點(diǎn)的至少兩幅圖像。[〇〇32]由于飛行器110在飛行區(qū)域133內(nèi)正常飛行時(shí)，一個(gè)飛行器110可被至少兩個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131獲取到圖像，因此針對(duì)一個(gè)飛行器110可接收至少兩個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131獲取的至少兩幅圖像。[〇〇33]步驟S120:根據(jù)所述至少兩幅圖像中的標(biāo)記點(diǎn)，計(jì)算每個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0034]光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131獲取多個(gè)飛行器110的圖像，多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131則獲得多幅圖像，圖像中包括設(shè)置于飛行器110的標(biāo)記點(diǎn)111。光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131的處理器 132對(duì)該多幅圖像中的標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)處理，利用多目視覺(jué)領(lǐng)域的三角測(cè)量技術(shù)，通過(guò)單個(gè)標(biāo)記點(diǎn)在不少于2臺(tái)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備中的2D投影坐標(biāo)，可建立一組超定方程，進(jìn)而解得標(biāo)記點(diǎn)的3D空間坐標(biāo)，則可獲得每個(gè)標(biāo)記點(diǎn)111的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。[〇〇35]步驟S130:根據(jù)所述至少兩幅圖像中標(biāo)記點(diǎn)的排布方式以及預(yù)存的飛行器的標(biāo)記點(diǎn)排布方式識(shí)別出標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器。
[0036]在本實(shí)施例中，每個(gè)飛行器110的至少三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)111具有唯一的標(biāo)記點(diǎn)排布方式，則可以根據(jù)每個(gè)飛行器110的標(biāo)記點(diǎn)111的不同排布方式識(shí)別出各個(gè)飛行器。例如，處理器132中預(yù)存有多個(gè)飛行器中每個(gè)飛行器的身份標(biāo)識(shí)，以及各身份標(biāo)識(shí)與標(biāo)記點(diǎn)的排布方式的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也就是各標(biāo)記點(diǎn)所圍成的幾何形狀，則在獲取到標(biāo)記點(diǎn)的排布方式情況下， 可依據(jù)預(yù)存的飛行器身份標(biāo)識(shí)與標(biāo)記點(diǎn)排布方式的對(duì)應(yīng)關(guān)系識(shí)別出飛行器。
[0037]具體的，根據(jù)所述至少兩幅圖像中標(biāo)記點(diǎn)的排布方式以及預(yù)存的飛行器的標(biāo)記點(diǎn)排布方式識(shí)別出標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器的一種實(shí)施例可以包括:
[0038]首先，獲取所述圖像中預(yù)設(shè)數(shù)量的標(biāo)記點(diǎn)及該預(yù)設(shè)數(shù)量的標(biāo)記點(diǎn)的排布方式，所述預(yù)設(shè)數(shù)量與飛行器對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)的個(gè)數(shù)相同，例如，以四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)來(lái)標(biāo)記一個(gè)飛行器，則從采集的圖像中獲取四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)及該四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的排布方式。
[0039]之后，將獲取的所述標(biāo)記點(diǎn)的排布方式與預(yù)存的飛行器的標(biāo)記點(diǎn)排布方式匹配識(shí)別出標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器。在多個(gè)飛行器同時(shí)飛行時(shí)，每個(gè)圖像中可采集到多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，以四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)來(lái)標(biāo)記一個(gè)飛行器為例，將任意四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的排布方式與預(yù)存的飛行器的標(biāo)記點(diǎn)排布方式匹配，匹配原則包括:同一標(biāo)記點(diǎn)只能與一個(gè)飛行器對(duì)應(yīng)，總體風(fēng)險(xiǎn)最小。所述總體風(fēng)險(xiǎn)最小可以理解為最后得到的匹配結(jié)果的誤差最小。
[0040]通過(guò)上述操作可將采集的所有標(biāo)記點(diǎn)與飛行器對(duì)應(yīng)，也就是獲得了每個(gè)飛行器對(duì)應(yīng)的多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)。
[0041]步驟S140:根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器，獲得每個(gè)飛行器的定位數(shù)據(jù)。[0042 ]飛行器的定位數(shù)據(jù)包括坐標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器，獲得每個(gè)飛行器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括如下至少一種:
[0043]根據(jù)同一飛行器對(duì)應(yīng)的多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，確定該多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)所圍成的幾何圖形的中心位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將該中心位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)作為所述飛行器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0044]將同一個(gè)飛行器對(duì)應(yīng)的多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的平均值作為飛行器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0045]本申請(qǐng)實(shí)施例并不局限于此，具體的，可以根據(jù)實(shí)際情況確定。進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，飛行器的定位數(shù)據(jù)還包括姿態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器，獲得每個(gè)飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)可以包括:根據(jù)同一飛行器對(duì)應(yīng)的多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及所述飛行器原始姿態(tài)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過(guò)最小匹配誤差的原則獲得飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)。也就是在飛行器對(duì)應(yīng)的多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)已知的情況下，在保證誤差最小的情況下確定飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)。每個(gè)飛行器110的姿態(tài)數(shù)據(jù)可以包括:飛行器110的航向角、俯仰角以及橫滾角。
[0046]在本實(shí)施例中，每個(gè)飛行器110上的標(biāo)記點(diǎn)111的數(shù)量至少為三個(gè)，優(yōu)選為四個(gè)，根據(jù)四個(gè)標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)111可以確定一個(gè)幾何體，根據(jù)四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)確定的幾何體的姿態(tài)數(shù)據(jù)，可以更精確地獲得每個(gè)飛行器110的姿態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以根據(jù)確定的幾何體更精確地獲知對(duì)應(yīng)的飛行器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0047]該光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)可以以預(yù)定的采集速率獲取飛行器的定位數(shù)據(jù)，以在飛行器的位置以及姿態(tài)不斷變化過(guò)程中獲得對(duì)應(yīng)不同時(shí)刻的定位數(shù)據(jù)。該預(yù)定的采集速率可以是30-180fps，在本實(shí)施例中并不構(gòu)成限制，優(yōu)選可以為60fps。若光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130以60fps的采集速率定位數(shù)據(jù)，則每秒能獲得60個(gè)飛行器的不同時(shí)刻的定位數(shù)據(jù)。
[0048]步驟S150:發(fā)送所述飛行器的定位數(shù)據(jù)給控制所述飛行器的地面站。
[0049]光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130將獲得的包括每個(gè)飛行器110的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及姿態(tài)數(shù)據(jù)的定位數(shù)據(jù)發(fā)送給地面站120，當(dāng)然，可以理解的，為區(qū)分各個(gè)飛行器110，同時(shí)發(fā)送的還包括每個(gè)飛行器110的身份標(biāo)識(shí)，每個(gè)飛行器110的身份標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)該飛行器110的定位數(shù)據(jù)，以使接收到定位數(shù)據(jù)的地面站120以及飛行器110可以識(shí)別每個(gè)飛行器110的定位數(shù)據(jù)。同時(shí)，可以將獲得該定位數(shù)據(jù)的時(shí)間發(fā)送給地面站120。
[0050]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，該光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)可以是OptiTrack系統(tǒng)或VICON系統(tǒng)，獲取的飛行器的定位數(shù)據(jù)，可以達(dá)到亞毫米級(jí)定位精度。
[0051]接收定位數(shù)據(jù)的地面站120可以是服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等具有數(shù)據(jù)處理能力的終端。
[0052]地面站120用于接收光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130獲取的飛行器的定位數(shù)據(jù)并將接收到的所述定位數(shù)據(jù)發(fā)送給所述飛行器110，并且，地面站120向飛行器110發(fā)送定位數(shù)據(jù)為實(shí)時(shí)發(fā)送，即在接收到定位數(shù)據(jù)后，則立即發(fā)送給飛行器。當(dāng)然，地面站120也可以對(duì)獲得的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后再壓縮打包發(fā)送給飛行器110，該預(yù)處理可以是過(guò)濾無(wú)效數(shù)據(jù)或者其他。
[0053]在本實(shí)施例中，地面站120向每一個(gè)飛行器110發(fā)送所有飛行器110的定位數(shù)據(jù)，飛行器110接收到后，對(duì)對(duì)應(yīng)自身的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。當(dāng)然，地面站120也可以向每一個(gè)飛行器110只發(fā)送其自身的定位數(shù)據(jù)。
[0054]進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，地面站120發(fā)送定位數(shù)據(jù)給飛行器110可以通過(guò)電臺(tái)實(shí)時(shí)廣播發(fā)送。電臺(tái)實(shí)時(shí)廣播傳輸距離遠(yuǎn)，延時(shí)低，延時(shí)可以小于1ms，且可發(fā)送的飛行器110的數(shù)量無(wú)限制。地面站通過(guò)電臺(tái)實(shí)時(shí)廣播120向飛行器110發(fā)送實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)，飛行器110可以更快地獲得其自身定位數(shù)據(jù)，使獲得的定位數(shù)據(jù)與飛行器110自身實(shí)際的坐標(biāo)以及姿態(tài)差異更小。本實(shí)施例的一種具體的實(shí)施方式中，選用900Mhz的電臺(tái)通訊，當(dāng)然本實(shí)施例并不局限于此。
[0055]本實(shí)施例提供的多個(gè)飛行器可以是具有程控能力的飛行設(shè)備，內(nèi)置MPU(Microprocessing Unit)和IMU( Inertial measurement unit)，通過(guò)SDK(SoftwareDevelopment Kit)可以控制該設(shè)備執(zhí)行預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，完成對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
[0056]在本實(shí)施例中，所述多個(gè)飛行器用于接收地面站發(fā)送的所述定位數(shù)據(jù)，并且，飛行器還用于獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)。飛行器根據(jù)所述定位數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器飛行的飛行控制命令。具體的，請(qǐng)參見(jiàn)圖5，該過(guò)程包括:
[0057]步驟S210:接收飛行器的定位數(shù)據(jù)。
[0058]該定位數(shù)據(jù)即為前述的光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130獲取的定位數(shù)據(jù)，即通過(guò)布置于飛行器的指定飛行區(qū)域133的多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備131獲取飛行器的圖像，基于所述圖像對(duì)所述飛行器進(jìn)行定位的數(shù)據(jù)。光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130以預(yù)定采集速率獲取飛行器110的定位數(shù)據(jù)，則飛行器110可以以與預(yù)定采集速率具有一定關(guān)系的速率接收其定位數(shù)據(jù)。
[0059]若接收的飛行器的定位數(shù)據(jù)中包含整個(gè)飛行編隊(duì)的所有飛行器的定位數(shù)據(jù)及定位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的飛行器身份標(biāo)識(shí)，則每個(gè)飛行器可根據(jù)自身的身份標(biāo)識(shí)獲取自身的定位數(shù)據(jù)。
[0060]步驟S220:獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)。
[0061]在每個(gè)飛行器110中可預(yù)先存儲(chǔ)有預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，其中，可以在每個(gè)飛行器中預(yù)先存儲(chǔ)整個(gè)飛行編隊(duì)的所有飛行器的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及各預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)與飛行器身份標(biāo)識(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，飛行器110在接收到定位數(shù)據(jù)情況下，獲取與自身對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，也就是獲取自身的身份標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)。當(dāng)然，也可以在每個(gè)飛行器中只存儲(chǔ)其自身的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)。
[0062]該預(yù)先存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)可以是由地面站120通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(如WiFi)或者移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(如4G，3G或GPRS)或電臺(tái)的通訊方式發(fā)送。本實(shí)施例中選用的WiFi通訊網(wǎng)絡(luò)可以是2.4/5.8Ghz Wif1
[0063]本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)每個(gè)飛行器110的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)中包括按順序執(zhí)行的多幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，每幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)包括飛行器的預(yù)設(shè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)姿態(tài)數(shù)據(jù)。其中，預(yù)設(shè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)需要飛行器110到達(dá)的目標(biāo)空間位置，該預(yù)設(shè)姿態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)需要飛行器到達(dá)的目標(biāo)姿態(tài)。
[0064]于是，可以理解的，該獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)包括依次獲取每幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)。
[0065]每個(gè)飛行器110以預(yù)定獲取速率獲取對(duì)應(yīng)自身的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，即每隔預(yù)設(shè)間隔時(shí)間獲取一幀數(shù)據(jù)。例如，該預(yù)定獲取速率是20fps，則飛行器每秒獲取20幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，每相鄰兩幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的獲取間隔時(shí)間為50ms。
[0066]該預(yù)定獲取速率可以通過(guò)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，設(shè)定定時(shí)器的時(shí)間間隔為預(yù)定獲取速率對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)間隔時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)每隔預(yù)設(shè)間隔時(shí)間讀取一幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)。
[0067]步驟S230:根據(jù)所述預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及所述定位數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器飛行的飛行控制命令。
[0068]如圖6所示，該根據(jù)所述預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及所述定位數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器飛行的飛行控制命令的步驟230包括:
[0069]步驟S231:確定當(dāng)前幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的定位數(shù)據(jù)。
[0070]飛行器每讀取到一幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，確定該幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的定位數(shù)據(jù)。飛行器接收到的定位數(shù)據(jù)不斷變化，飛行器110每讀取到一幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，確定最近接收的定位數(shù)據(jù)作為當(dāng)前幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的定位數(shù)據(jù)。
[0071]對(duì)于讀取到的每一幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，確定對(duì)應(yīng)的定位數(shù)據(jù)情況下，根據(jù)該幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)及其對(duì)應(yīng)的定位數(shù)據(jù)控制飛行的過(guò)程具體包括:
[0072]步驟S232:對(duì)于當(dāng)前幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，分別計(jì)算所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)姿態(tài)數(shù)據(jù)與確定的定位數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及姿態(tài)數(shù)據(jù)之間的差值。
[0073]步驟S233:根據(jù)所述差值生成對(duì)應(yīng)當(dāng)前幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的控制所述飛行器飛行的控制命令。
[0074]計(jì)算當(dāng)前幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)與所述定位數(shù)據(jù)中坐標(biāo)數(shù)據(jù)之間的差值;根據(jù)所述差值生成控制所述飛行器110飛行的控制命令。
[0075]根據(jù)該差值生成控制飛行器110飛行的控制命令，可以是對(duì)差值進(jìn)行PID運(yùn)算，將差值乘以比例因子K，對(duì)差值的積分項(xiàng)乘以I，對(duì)差值的微分項(xiàng)乘以D，再將該三項(xiàng)求和，獲得對(duì)飛行器110的總控制量。該總控制量中，差值乘以比例因子K作為飛行位置控制量，積分項(xiàng)乘以I作為飛行速度控制量，微分項(xiàng)乘以D作為飛行加速度控制量。當(dāng)然，在本實(shí)施例中，K、
1、D的具體數(shù)值由用戶(hù)根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，在本實(shí)施例中并不作為限制。
[0076]同時(shí)，計(jì)算所述預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)姿態(tài)數(shù)據(jù)與所述定位數(shù)據(jù)中姿態(tài)數(shù)據(jù)之間的差值;根據(jù)所述差值生成控制所述飛行器110的飛行姿態(tài)的控制命令，使飛行器調(diào)整為預(yù)設(shè)姿態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的飛行姿態(tài)。
[0077]在本實(shí)施例中，還包括對(duì)所有的飛行器110進(jìn)行同步控制，使多個(gè)飛行器執(zhí)行每一幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的時(shí)間一致，即多個(gè)飛行器同時(shí)執(zhí)行其自身的第一幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)、同時(shí)執(zhí)行自身的第二幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，以此類(lèi)推。該同步控制的實(shí)現(xiàn)方式可以是，通過(guò)使多個(gè)飛行器110與地面站120之間保持時(shí)鐘同步，從而使多個(gè)飛行器110之間時(shí)鐘同步。
[0078]具體的，可以通過(guò)NTP(Network Time Protocol)網(wǎng)絡(luò)授時(shí)協(xié)議實(shí)現(xiàn)多個(gè)飛行器110與地面站120之間以及多個(gè)飛行器之間絕對(duì)時(shí)間同步，本申請(qǐng)實(shí)施例的時(shí)間同步方式并不局限于此。同時(shí)，使每個(gè)飛行器110對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的預(yù)定獲取速率一致，并且，在飛行器飛行前，地面站120預(yù)先向多個(gè)飛行器110發(fā)送讀取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的相同的起點(diǎn)時(shí)間。則多個(gè)飛行器在相同的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，每個(gè)飛行器110讀取每一幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的時(shí)間保持一致，使多個(gè)飛行器110同步動(dòng)作。
[0079]另外，在本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)為預(yù)先編寫(xiě)的腳本文件數(shù)據(jù)。腳本文件數(shù)據(jù)具有預(yù)定的格式，飛行器110通過(guò)對(duì)腳本文件數(shù)據(jù)進(jìn)行解析便可獲得對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)。若需要對(duì)飛行器110的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，直接按照腳本文件數(shù)據(jù)的預(yù)定格式修改腳本文件數(shù)據(jù)即可，操作簡(jiǎn)單方便。并且，在控制的多個(gè)飛行器中增加或減少飛行器，以預(yù)定格式對(duì)應(yīng)在腳本文件數(shù)據(jù)中增加或減少數(shù)據(jù)項(xiàng)便可實(shí)現(xiàn)，降低了自定義控制多個(gè)飛行器110的難度。
[0080]并且，在預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)中，還可以包括時(shí)間長(zhǎng)度。該時(shí)間長(zhǎng)度為該每個(gè)飛行器I1的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的飛行總時(shí)長(zhǎng)。如預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)控制的飛行總時(shí)長(zhǎng)為120秒，則預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)中的時(shí)間長(zhǎng)度為120秒。
[0081]當(dāng)然，飛行器110依次獲取的每幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)也可以在飛行器110飛行過(guò)程中由地面站120實(shí)時(shí)發(fā)送。地面站向每個(gè)飛行器實(shí)時(shí)發(fā)送所有飛行器的當(dāng)前幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)或者只向每個(gè)飛行器發(fā)送其自身的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的當(dāng)前幀，發(fā)送方式可以通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)或者電臺(tái)實(shí)時(shí)廣播。優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)送通過(guò)電臺(tái)實(shí)時(shí)廣播。由于電臺(tái)實(shí)時(shí)廣播的發(fā)送端以及各接收端具有同樣的時(shí)鐘源，則在地面站120同時(shí)向多個(gè)飛行器110發(fā)送預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)飛行器110接收到預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的時(shí)間一致，從而可以使多個(gè)飛行器110執(zhí)行接收到的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的時(shí)間一致，使多個(gè)飛行器之間保持時(shí)鐘同步，同步控制各個(gè)飛行器110。
[0082]進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，還包括飛行器110的自檢。所述多個(gè)飛行器110在飛行前或飛行中對(duì)自身運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè);并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給所述地面站120，如圖7所示。飛行器110將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給地面站120可以采用無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)或者移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。可以理解的，同時(shí)，地面站通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)或者移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收所述飛行器反饋的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)然，地面站也可以接收飛行器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的其他狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0083 ] 每個(gè)飛行器110在飛行前對(duì)自身參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，可以包括檢測(cè)電池電量、與地面站120之間的網(wǎng)絡(luò)連通性、與地面站之間的時(shí)鐘同步性或各飛行器與地面站之間預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)一致性等。在每個(gè)飛行器中預(yù)先存儲(chǔ)所有飛行器的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的情況下，每個(gè)飛行器中存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)應(yīng)該一致，且與地面站中的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)相同。檢測(cè)各飛行器與地面站之間預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)是否一致，若一致，則說(shuō)明所有飛行器中的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)一致，若某個(gè)飛行器中預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)與地面站中的不一致，則說(shuō)明該飛行器中的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)存在問(wèn)題。
[0084]每個(gè)飛行器110將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送到地面站120，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理。例如，當(dāng)電池電量不足、飛行器110與地面站120之間時(shí)鐘不同步或者飛行器110的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)于地面站120的相應(yīng)的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)不一致，飛行器110可以拒絕起飛，等待用戶(hù)根據(jù)地面站120接收到的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理。并且，當(dāng)飛行器110與地面站120之間網(wǎng)絡(luò)連接中斷，無(wú)法發(fā)送數(shù)據(jù)到地面站120，飛行器仍然可以拒絕起飛。
[0085]每個(gè)飛行器110在飛行中對(duì)自身參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，可以包括對(duì)地面站120發(fā)送的定位數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。當(dāng)飛行器110無(wú)法獲取定位數(shù)據(jù)，可能是飛行器110與地面站120之間或者地面站120與光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130之間網(wǎng)絡(luò)連接斷開(kāi)，此時(shí)飛行器110可做緊急降落處理。當(dāng)飛行器110獲取的定位數(shù)據(jù)持續(xù)不變，則可能是對(duì)飛行器110的定位中斷，若定位數(shù)據(jù)持續(xù)不變的時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，可采取緊急降落處理，該預(yù)定時(shí)長(zhǎng)可由用戶(hù)根據(jù)實(shí)際情況確定，如可以是4秒。當(dāng)飛行器110獲取的定位數(shù)據(jù)超出指定飛行區(qū)域133的邊界，則可能是光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130的數(shù)據(jù)出錯(cuò)或者坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置錯(cuò)誤，此時(shí)可采取緊急降落處理。當(dāng)然，飛行器110在飛行過(guò)程中也可以檢測(cè)電池電量、預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)一致性等參數(shù)。
[0086]可以理解的，飛行器110進(jìn)行自檢的參數(shù)還可以包括其他，如飛行器110的溫度、旋翼振動(dòng)情況等，在本實(shí)施例中并不作為限制。
[0087]進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，地面站120還可以包括人機(jī)交互單元，使用戶(hù)可以通過(guò)該人機(jī)交互單元發(fā)送控制指令以控制飛行器110。地面站120可以將用戶(hù)通過(guò)人機(jī)交互單元觸發(fā)的控制命令發(fā)送個(gè)該多個(gè)飛行器110。當(dāng)所述多個(gè)飛行器110中的任一飛行器110接收到所述地面站120發(fā)送的由用戶(hù)觸發(fā)的控制指令時(shí)，該飛行器110優(yōu)先根據(jù)所述控制指令飛行。例如，飛行器110在執(zhí)行預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的飛行動(dòng)作過(guò)程中，接收到地面站120發(fā)送的由用戶(hù)觸發(fā)的控制指令，中斷當(dāng)前飛行動(dòng)作，執(zhí)行接收到的控制指令對(duì)應(yīng)的飛行動(dòng)作。
[0088]用戶(hù)觸發(fā)的控制指令可以包括解鎖、起飛、降落以及上鎖等，在本實(shí)施例中并不作為限制。用戶(hù)觸發(fā)的解鎖以及起飛指令，可以使飛行器110開(kāi)始飛行，并且，在起飛后開(kāi)始執(zhí)行預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的飛行動(dòng)作。降落的控制指令可以在某些特殊情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器110的迫降，如飛行器110旋翼?yè)p壞時(shí)使飛行器緊急降落等。
[0089]另外，可以理解的是，飛行器根據(jù)各自的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及定位數(shù)據(jù)生成飛行控制命令的過(guò)程也可以由地面站完成，也就是本申請(qǐng)一種實(shí)施例的地面站具有根據(jù)飛行器的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及定位數(shù)據(jù)生成飛行控制命令的功能。
[0090]本實(shí)施例提供的飛行器定位及控制方法及系統(tǒng)，通過(guò)光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130獲取多個(gè)飛行器110的定位數(shù)據(jù)后，經(jīng)地面站120將定位數(shù)據(jù)發(fā)送到飛行器110，每個(gè)飛行器110根據(jù)各自的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及定位數(shù)據(jù)生成飛行控制命令飛行，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)飛行器110控制，完成預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)飛行器110的編隊(duì)飛行任務(wù)。
[0091]且光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)130針對(duì)圖像中可識(shí)別的標(biāo)記點(diǎn)111進(jìn)行處理，處理精度高，可達(dá)到亞像素級(jí)高精度位置定位和姿態(tài)定位性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)飛行器110亞毫米級(jí)的精確飛行控制。
[0092]在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)和方法，也可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的系統(tǒng)實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖顯示了根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的方法可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)方式中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，流程圖中的每個(gè)方框、以及流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動(dòng)作的專(zhuān)用的基于硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以用專(zhuān)用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0093]另外，在本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例中的飛行器110控制系統(tǒng)的部分功能單元可以集成在一起形成一個(gè)獨(dú)立的部分，也可以是各個(gè)功能單元單獨(dú)存在。
[0094]需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0095]以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。
[0096]以上所述，僅為本申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】，但本申請(qǐng)的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請(qǐng)揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本申請(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種飛行器定位及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)、地面站 以及多個(gè)飛行器，其中，所述光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)通過(guò)布置于多個(gè)飛行器的指定飛行區(qū)域的多個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉 設(shè)備獲取飛行器的圖像，基于所述圖像對(duì)所述多個(gè)飛行器進(jìn)行定位，獲取所述多個(gè)飛行器 的定位數(shù)據(jù)，并將所述定位數(shù)據(jù)發(fā)送給所述地面站;其中，所述多個(gè)飛行器在指定飛行區(qū)域 內(nèi)正常飛行情況下，可被至少兩個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取到圖像；所述地面站用于接收所述光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)獲取的所述飛行器的定位數(shù)據(jù)，并將所述 定位數(shù)據(jù)發(fā)送給所述飛行器；所述飛行器用于接收所述地面站發(fā)送的所述定位數(shù)據(jù)以及獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，根 據(jù)所述定位數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器飛行的飛行控制命令。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述地面站通過(guò)電臺(tái)實(shí)時(shí)廣播發(fā)送所述定 位數(shù)據(jù)給所述飛行器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述地面站還用于通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收所述 飛行器反饋的狀態(tài)數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)飛行器中的每個(gè)飛行器設(shè)置有至 少三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，且每個(gè)飛行器的標(biāo)記點(diǎn)具有唯一的標(biāo)記點(diǎn)排布方式，使得所述光學(xué)動(dòng)作捕 捉系統(tǒng)通過(guò)所述標(biāo)記點(diǎn)的不同排布方式識(shí)別出飛行器。5.—種飛行器定位方法，其特征在于，通過(guò)布置于多個(gè)飛行器的指定飛行區(qū)域的多個(gè) 光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取飛行器的圖像，基于所述圖像對(duì)所述多個(gè)飛行器進(jìn)行定位，其中，所 述多個(gè)飛行器在指定飛行區(qū)域內(nèi)正常飛行情況下，可被至少兩個(gè)光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取到 圖像，所述定位方法包括:接收光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取的包括多個(gè)飛行器中每個(gè)飛行器的標(biāo)記點(diǎn)的至少兩幅圖 像；根據(jù)所述至少兩幅圖像中的標(biāo)記點(diǎn)，計(jì)算每個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述至少兩幅圖像中標(biāo)記點(diǎn)的排布方式以及預(yù)存的飛行器的標(biāo)記點(diǎn)排布方式識(shí) 別出標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器；根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器，獲得每個(gè)飛行器的定位數(shù)據(jù)；發(fā)送所述飛行器的定位數(shù)據(jù)給控制所述飛行器的地面站。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述至少兩幅圖像中標(biāo)記點(diǎn)的排 布方式以及預(yù)存的飛行器的標(biāo)記點(diǎn)排布方式識(shí)別出標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器包括:獲取所述圖像中預(yù)設(shè)數(shù)量的標(biāo)記點(diǎn)及該預(yù)設(shè)數(shù)量的標(biāo)記點(diǎn)的排布方式，所述預(yù)設(shè)數(shù)量 與飛行器對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)的個(gè)數(shù)相同；將獲取的所述標(biāo)記點(diǎn)的排布方式與預(yù)存的飛行器的標(biāo)記點(diǎn)排布方式匹配識(shí)別出標(biāo)記 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述飛行器的定位數(shù)據(jù)包括:飛行器的坐 標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器，獲得每個(gè)飛行器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)包 括如下至少一種:根據(jù)同一飛行器對(duì)應(yīng)的多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，確定該多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)所圍成的幾何圖形 的中心位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將該中心位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)作為所述飛行器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；將同一個(gè)飛行器對(duì)應(yīng)的多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的平均值作為飛行器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述飛行器的定位數(shù)據(jù)包括飛行器的姿態(tài) 數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飛行器，獲得每個(gè)飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)包括:根據(jù)同一飛行器對(duì)應(yīng)的多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及所述飛行器原始姿態(tài)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù) 據(jù)，通過(guò)最小匹配誤差的原則，獲得飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)飛行器中的每個(gè)飛行器設(shè)置有至 少三個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，且每個(gè)飛行器的標(biāo)記點(diǎn)具有唯一的標(biāo)記點(diǎn)排布方式。10.—種飛行器控制方法，其特征在于，所述方法用于飛行器根據(jù)光學(xué)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)獲 取的飛行器的定位數(shù)據(jù)生成控制飛行器飛行的控制命令，所述方法包括:接收飛行器的定位數(shù)據(jù)，所述定位數(shù)據(jù)是通過(guò)布置于飛行器的指定飛行區(qū)域的多個(gè)光 學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取飛行器的圖像，基于所述圖像對(duì)所述飛行器進(jìn)行定位的數(shù)據(jù)；獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)；根據(jù)所述預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及所述定位數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器飛行的飛行控制 命令。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)為腳本文件數(shù)據(jù)。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述接收飛行器的定位數(shù)據(jù)為接收地面 站發(fā)送的定位數(shù)據(jù)，接收飛行器的定位數(shù)據(jù)前所述方法還包括:通過(guò)NTP網(wǎng)絡(luò)授時(shí)協(xié)議與所述地面站及多個(gè)飛行器中的每個(gè)飛行器實(shí)現(xiàn)絕對(duì)時(shí)間同步。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:在飛行前或飛行中對(duì)自身運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給地面站。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述飛行前對(duì)自身運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)包 括:檢測(cè)多個(gè)飛行器所保存的預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的一致性。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述飛行中對(duì)自身運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)包 括:檢測(cè)接收的所述定位數(shù)據(jù)的有效性。16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)包括:按順序執(zhí) 行的多幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)，每幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)包括飛行器的預(yù)設(shè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)姿 態(tài)數(shù)據(jù)，所述定位數(shù)據(jù)包括:飛行器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及姿態(tài)數(shù)據(jù)，所述獲取預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)包 括:依次獲取每幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)；所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)以及所述定位數(shù)據(jù)生成控制所述飛行器飛行的飛行 控制命令包括:確定所獲取的當(dāng)前幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的定位數(shù)據(jù)；對(duì)于所述當(dāng)前幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)分別計(jì)算所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)姿態(tài)數(shù)據(jù)與確 定的定位數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及姿態(tài)數(shù)據(jù)之間的差值；根據(jù)所述差值生成對(duì)應(yīng)當(dāng)前幀預(yù)設(shè)飛行規(guī)劃數(shù)據(jù)的控制所述飛行器飛行的控制命令。
【文檔編號(hào)】G01C11/00GK105955288SQ201610562184
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】黃建, 楊建軍
【申請(qǐng)人】零度智控（北京）智能科技有限公司