一种无人机返航的方法及系统.pdf

本发明提供了一种无人机返航的方法及系统，能够使得无人机在用户点击一下按钮的情况下自动返航。其中方法包括：无人机起飞后，获取起飞点坐标；规划飞行路径并实时获取飞行中途经位置点的坐标，形成飞行路径信息；接收来自手持终端的返回指令；根据无人机的当前位置坐标、所述飞行路径信息和所述起飞点坐标，计算由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的返航路径；控制无人机沿所述返航路径返航并降落。

1.  一种无人机返航的方法，其特征在于，包括：
无人机起飞后，获取起飞点坐标；
实时获取飞行中途经位置点的坐标，形成飞行路径信息；
接收来自手持终端的返回指令；
根据无人机的当前位置坐标、所述飞行路径信息和所述起飞点坐标，计算由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的返航路径；
控制无人机沿所述返航路径返航并降落。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述返回指令为快速返回指令，所述返航路径为由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的直线段。

3.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述返回指令为安全返回指令，所述返航路径为在所述飞行路径信息确定的安全范围内的最短路径。

4.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述安全范围包括：所述飞行路径信息中记录过的所述途经位置点。

5.  一种无人机返航的系统，其特征在于，包括：
途经位置点模块，用于：在无人机起飞后，获取起飞点坐标，并实时获取飞行中途经位置点的坐标；
机上无线终端，用于：接收来自手持终端的返回指令；
计算模块，用于：根据所述途经位置点的坐标形成飞行路径信息，根据无人机的当前位置坐标、所述飞行路径信息和所述起飞点坐标，计算由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的返航路径；
控制模块，用于：控制无人机沿所述返航路径返航并降落。

6.  根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述返回指令为快速返回指令，所述返航路径为由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的直线段。

7.  根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述返回指令为安全返回指令，所述返航路径为在所述飞行路径信息确定的安全范围内的最短路径；
所述安全范围包括：所述飞行路径信息中记录过的所述途经位置点。

一种无人机返航的方法及系统
技术领域
本发明涉及飞行器领域的无人机技术，特别是涉及一种无人机返航的方法及系统。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，广泛应用于科学探测和危险监测等领域。
目前关于无人机返航的方法有多种，有的无人机在起飞前就已经规划好了返航的路线，有的无人机需要用户人为操作返航，前一种返航方法是一种不可控的行为，如果在飞行过程中遇到紧急情况则无法及时返航，后一种方法需要人为操作，增加了返航的难度。
因此，需要提出一种方便快捷的无人机自动返航技术。
发明内容
本发明的目的是要提供一种无人机返航的方法及系统，能够使得无人机在用户点击一下按钮的情况下自动返航。
为了实现上述目的，本发明提供了一种无人机返航的方法，包括：
无人机起飞后，获取起飞点坐标；
实时获取飞行中途经位置点的坐标，形成飞行路径信息；
接收来自手持终端的返回指令；
根据无人机的当前位置坐标、所述飞行路径信息和所述起飞点坐标，计算由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的返航路径；
控制无人机沿所述返航路径返航并降落。
优选的，上述的方法中，所述返回指令为快速返回指令，所述返航路径为由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的直线段。
优选的，上述的方法中，所述返回指令为安全返回指令，所述返航路径为在所述飞行路径信息确定的安全范围内的最短路径。
优选的，上述的方法中，所述安全范围包括：所述飞行路径信息中记录过 的所述途经位置点。
为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种无人机返航的系统，包括：
途经位置点模块，用于：在无人机起飞后，获取起飞点坐标，并实时获取飞行中途经位置点的坐标；
机上无线终端，用于：接收来自手持终端的返回指令；
计算模块，用于：根据所述途经位置点的坐标形成飞行路径信息，根据无人机的当前位置坐标、所述飞行路径信息和所述起飞点坐标，计算由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的返航路径；
控制模块，用于：控制无人机沿所述返航路径返航并降落。
优选的，上述的系统中所述返回指令为快速返回指令，所述返航路径为由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的直线段。
优选的，上述的系统中所述返回指令为安全返回指令，所述返航路径为在所述飞行路径信息确定的安全范围内的最短路径；
所述安全范围包括：所述飞行路径信息中记录过的所述途经位置点。
本发明实施例具有以下技术效果：
1)本发明实施例中，无人机可自动获取起飞点坐标、当前位置坐标和已经过的飞行路径，在接收到远程手持终端的返回指令后，实现自动返航，用户在手持终端只需要点击一下按钮就可以实现无人机的返航和降落，大大简化了操作过程，方便了用户，提升了产品的竞争力。
2)本发明实施例能够利用将返航路径划定在已飞过的飞行路径信息确定的安全范围内，从而避免障碍物风险。
3)本发明实施例能够智能规划返航路径，不但可以避免原路返回再次盘旋绕路，还可以依据途径位置点智能认定安全范围，进一步扩大返航路径的选择范围。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是本发明方法实施例的步骤流程图；
图2是本发明方法实施例的返航路径示意图；
图3是本发明系统实施例的结构示意图；
图4是本发明另一系统实施例的结构示意图；
图5是本发明另一方法实施例的步骤流程图。
具体实施方式
图1是本发明一个方法实施例的步骤流程图，如图1所示，本发明实施例提供一种无人机返航的方法，包括：
步骤101，无人机起飞后，获取起飞点坐标；
步骤102，规划并记录飞行路径，实时获取飞行中途经位置点的坐标，形成飞行路径信息；
步骤103，接收来自手持终端的返回指令；
步骤104，根据无人机的当前位置坐标、所述飞行路径信息和/或所述起飞点坐标，计算由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的返航路径；
步骤105，控制无人机沿所述返航路径返航并降落。
由上可知，本发明实施例中，无人机可自动获取起飞点坐标、当前位置坐标，同时自动规划和记录飞行路径，在接收到远程手持终端的返回指令后，实现自动返航，用户在手持终端只需要点击一下按钮就可以实现无人机的返航和降落，大大简化了操作过程，方便了用户，提升了产品的竞争力。
在本发明的一个实施例中，所述返回指令为快速返回指令，所述返航路径为由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的直线段。
也就是直接规划一个最短最近的返回航线，直接快速返航，这种情况适合空旷安全的飞行场地。
在本发明的另一个实施例中，所述返回指令为安全返回指令，所述返航路径为在所述飞行路径信息确定的安全范围内的最短路径。
这是因为，有些应用场景，无人机可能需要在山谷或者楼群之间飞行，空间障碍物较多，在无人机没有昂贵的避撞雷达时，如果直接直线返航，会造成一定的风险。而无人机已经飞过的路径，无疑是安全的，所以本发明实施例利用将返航路径划定在已飞过的飞行路径信息确定的安全范围内，从而避免障碍物风险。
图2是本发明方法实施例的返航路径示意图，如图2所示，虚线为起飞后飞过的飞行路径201，其可能是绕着障碍物盘旋的，但其飞过的路径是安全的。 所述安全范围包括：所述飞行路径信息中记录过的所述途经位置点。
图中实线为返航路径202，其可以设定在飞行路径201的安全范围内，就可以避免撞山。
但是飞行路径201可能是盘旋的，所以返航路径202在所述飞行路径信息确定的安全范围内的最短路径，避免原路返回再次盘旋。
图2中，如果虚线的飞行路径201在同一水平面内，那么在交点203是路径重合点，返航路径可以根据此点避开重复绕圈。但很多时候，飞行路径201是立体的，交点203仅仅是两个途经位置点的投影重合点，实际位置存在高度差，此时两个所述途经位置点的X坐标和Y坐标相同，代表高度的Z坐标不同，因此，在两个位置点之间可能存在障碍物，需要规避。
图3是本发明系统实施例的结构示意图，如图3所示，一种无人机返航的系统，包括：
途经位置点模块301，用于：在无人机起飞后，获取起飞点坐标；实时获取飞行中途经位置点的坐标；
机上无线终端302，用于：接收来自手持终端的返回指令；
计算模块303，用于：根据途经位置点的坐标形成飞行路径信息；根据无人机的当前位置坐标、所述飞行路径信息和所述起飞点坐标，计算由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的返航路径；
控制模块304，用于：控制无人机沿所述返航路径返航并降落。
其中，途经位置点模块301可以通过无人机上的导航设备实现，计算模块303和控制模块304可通过无人机上的飞控设备实现。
其中，如果所述返回指令为快速返回指令，所述返航路径为由所述当前位置坐标到所述起飞点坐标的直线段。
其中，如果所述返回指令为安全返回指令，所述返航路径为在所述飞行路径信息确定的安全范围内的最短路径；所述安全范围包括：所述飞行路径信息中记录过的所述途经位置点。
如果两个所述途经位置点的X坐标和Y坐标相同，代表高度的Z坐标不同，则两个所述途经位置点之间可能存在障碍物，需要规避。
考虑到实际飞行情况，无人机飞行中会与障碍物保持一个安全距离，因此可以将途经位置点为圆心的半径为0.3米的周边区间，都划分入安全区域，这样就可以跟好的规划返航路径。
图4是本发明另一系统实施例的结构示意图，如图4所示，本系统包括的 设备有：飞控设备、手持终端、机上无线终端、导航设备。
图5是本发明另一方法实施例的步骤流程图。如图4、图5所示，无人机起飞后，用户通过手持终端与无人机联系，导航设备实时获取的定位信息传输给飞控设备，且飞控设备会存储无人机起飞点的坐标值。当需要无人机返回起飞点的时候，用户点击手持终端上的一键返回按钮，则手持终端会发送一个返回指令给无人机，机上无线终端接收到后传输给飞控设备，飞控设备依据当前飞行点的坐标值和起飞点的坐标值规划一条从当前飞行点到起飞点的航线并控制无人机依据这条航线返回起飞点并降落。
例如，无人机在a点起飞，起飞后，导航设备获取a点的坐标值(x1、y1、z1)并传输给飞控设备，飞控设备存储(x1、y1、z1)在自身的存储芯片里，当无人机飞行到b点的时候，导航设备获取b点的坐标值(x2、y2、z2)给飞控设备，若此时需要无人机返回起飞点，则用户点击手持终端上的一键返回按钮，手持终端会通过无线方式给无人机发出指令，机上无线终端接收指令后传输给飞控设备，则飞控设备依据(x1、y1、z1)和(x2、y2、z2)规划一条从b点到a点的飞行路线，控制无人机飞回a点并降落。
由上可知，本发明具有以下优势：
1)本发明实施例中，无人机可自动获取起飞点坐标、当前位置坐标和已经过的飞行路径，在接收到远程手持终端的返回指令后，实现自动返航，用户在手持终端只需要点击一下按钮就可以实现无人机的返航和降落，大大简化了操作过程，方便了用户，提升了产品的竞争力。
2)本发明实施例能够利用将返航路径划定在已飞过的飞行路径信息确定的安全范围内，从而避免障碍物风险。
3)本发明实施例能够智能规划返航路径，不但可以避免原路返回再次盘旋绕路，还可以依据途径位置点智能认定安全范围，进一步扩大返航路径的选择范围。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。