CN117724520A - 无人机的控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

一种无人机的控制方法、装置、设备及存储介质，在控制无人机按照预设航线飞行时，若障碍物和无人机位于该预设航线包括的同一航线段，则控制无人机沿第一绕行航线避开该障碍物，若障碍物和无人机位于不同航线段，则控制无人机沿着不同于第一绕行航线的第二绕行航线避开该障碍物，也就是说，当无人机和障碍物的相对位置不同时，无人机可以选择不同的绕行航线避开障碍物，从而提高了无人机绕行策略的灵活性，使得无人机可以灵活的自动绕开障碍物，而不需要频繁的刹车，不仅提高了无人机的避障效率、以及作业效率，还满足了用户对自动化和智能化的要求。

Description

无人机的控制方法、装置、设备及存储介质

本申请是国际申请日为2019年11月05日，国际申请号为PCT/CN2019/115533，进入中国国家阶段日期为2020年12月15日，国家申请号为201980040029.3，发明名称为“无人机的控制方法、装置、设备及存储介质”的申请的分案申请。

技术领域

本申请实施例涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机的控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

现有技术中无人机通常设置有避障系统，当检测到无人机周围存在障碍物时，可以控制无人机进行绕行避障或者刹车悬停。然而，目前无人机的绕行策略不够灵活，导致触发无人机悬停的情况较多，降低了无人机的避障效率、以及作业效率，难以满足用户对自动化和智能化的要求。

发明内容

本申请实施例提供一种无人机的控制方法、装置、设备及存储介质，以提高无人机的避障效率、以及作业效率，满足用户对自动化和智能化的要求。

本申请实施例的第一方面是提供一种无人机的控制方法，所述无人机设置有探测设备，所述探测设备用于探测所述无人机周围的障碍物，所述方法包括：

控制所述无人机按照预设航线飞行，所述预设航线包括第一航线段和第二航线段，其中，所述无人机位于所述第一航线段，所述障碍物位于所述第二航线段；

当所述第一航线段与所述第二航线段为同一航线段时，控制所述无人机沿第一绕行航线避开所述障碍物，当所述第一航线段与所述第二航线段为不同航线段时，控制所述无人机沿不同于第一绕行航线的第二绕行航线避开所述障碍物。

本申请实施例的第二方面是提供一种无人机的控制装置，所述无人机设置有探测设备，所述探测设备用于探测所述无人机周围的障碍物，所述控制装置包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序代码；

所述处理器，调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行以下操作：

控制所述无人机按照预设航线飞行，所述预设航线包括第一航线段和第二航线段，其中，所述无人机位于所述第一航线段，所述障碍物位于所述第二航线段；

当所述第一航线段与所述第二航线段为同一航线段时，控制所述无人机沿第一绕行航线避开所述障碍物，当所述第一航线段与所述第二航线段为不同航线段时，控制所述无人机沿不同于第一绕行航线的第二绕行航线避开所述障碍物。

本申请实施例的第三方面是提供一种无人机，包括：

机身；

动力系统，安装在所述机身，用于提供飞行动力；

探测设备，用于探测所述无人机周围的障碍物；以及

如第二方面所述的控制装置。

本申请实施例的第四方面是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现第一方面所述的方法。

本实施例提供的无人机的控制方法、装置、设备及存储介质，在控制无人机按照预设航线飞行时，若确定障碍物和无人机位于预设航线的同一航线段，则控制无人机沿第一绕行航线避开该障碍物，若确定障碍物和无人机位于预设航线的不同航线段，则控制无人机沿着第二绕行航线避开该障碍物，该第一绕行航线与该第二绕行航线不同，也就是说，当无人机和障碍物的相对位置不同时，无人机可以选择不同的绕行航线避开障碍物，从而提高了无人机绕行策略的灵活性，使得无人机可以灵活的自动绕开障碍物，而不需要频繁的刹车，不仅提高了无人机的避障效率、以及作业效率，还满足了用户对自动化和智能化的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种应用场景的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种预设航线的示意图；

图3为本申请实施例提供的无人机的控制方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的一种绕行航线的示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种绕行航线的示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种绕行航线的示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种绕行航线的示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种绕行航线的示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种绕行航线的示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种应用场景的示意图；

图11为本申请实施例提供的全局栅格地图的示意图；

图12为本申请实施例提供的多条绕行航线的示意图；

图13为本申请实施例提供的多条目标回航路径的示意图；

图14为本申请实施例提供的再一种绕行航线的示意图；

图15为本申请实施例提供的再一种绕行航线的示意图；

图16为本申请实施例提供的再一种应用场景的示意图；

图17为本申请实施例提供的再一种应用场景的示意图；

图18为本申请实施例提供的控制装置的结构图。

附图标记：

10：无人机；11：喷洒装置；

1：航点； 2：航点； 3：航点；

4：航点； 5：航点； 6：航点；

7：航点； 8：航点； 21：障碍物；

41：绕行航线； 42：绕行航线； 51：绕行航线；

511：绕行航线51的起点； 512：绕行航线51的终点；

61：绕行航线； 71：绕行航线； 81：绕行航线；

811：绕行航线81的起点； 812：绕行航线81的终点；

91：绕行航线； 92：绕行航线；

101：探测设备； 102：转动轴；110：全局栅格地图；

111：栅格； 112：栅格； 93：绕行航线；

94：绕行航线； 95：绕行航线；96：绕行航线；

141：航线段； 142：航线段；143：航线段；

151：航线段； 152：航线段；153：航线段；

161：预设空间； 180：控制装置；181：存储器；

182：处理器； 183：通讯接口。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

当前无人机的应用领域已越来越广泛，例如，可以应用于航拍、农业、植保、测绘等领域。在各个不同的应用领域中，保证无人机飞行的安全性是无人机执行任务的首要前提。因此，通常情况下，无人机需要设置有探测设备，该探测设备用于探测无人机周围的障碍物。当探测设备检测到无人机周围的障碍物时，无人机进行避障飞行，以避开障碍物。例如，以农业、植保领域中的无人机为例，如图1所示，无人机10设置有喷洒装置11，该喷洒装置11可用于喷洒农药、水、种子等。可以理解的是，本申请实施例并不限定喷洒装置11在无人机10上的安装位置。具体的，无人机10可以是农业无人机。无人机10在执行喷洒任务时，可以按照预设航线飞行。该预设航线例如可以是如图2所示的经过航点1、航点2、航点3、航点4、航点5、航点6、航点7、航点8的航线，如图2所示的预设航线只是一种示意性说明，并不做具体限定。

如图2所示，当无人机10周围出现障碍物21时，无人机10需要确定出绕行策略，但是，目前无人机的绕行策略不够灵活。例如，当障碍物21相对于无人机10的距离、或者障碍物21相对于航线段12的终点2的距离不足以让无人机10完成绕行时，无人机10将悬停。或者，障碍物21位于航线段23，当无人机10沿着航线段12继续向前飞行到航线段23时，由于航线段23较短，无人机10无法完成绕行，也会悬停。也就是说，由于无人机的绕行策略不够灵活，导致无人机在作业过程中，会频繁的刹车悬停，进一步，需要用户控制无人机避开障碍物。从而降低了无人机的避障效率、以及作业效率，难以满足用户对自动化和智能化的要求。为了解决该问题，本申请提供了一种无人机的控制方法，下面结合具体的实施例对该方法进行介绍。

图3为本申请实施例提供的无人机的控制方法的流程图。该无人机设置有探测设备，所述探测设备用于探测所述无人机周围的障碍物。如图3所示，本实施例中的方法，可以包括：

S301、控制所述无人机按照预设航线飞行，所述预设航线包括第一航线段和第二航线段，其中，所述无人机位于所述第一航线段，所述障碍物位于所述第二航线段。

本实施例所述的预设航线例如可以是如图2所示的航线。无人机10中的控制装置控制无人机10按照该预设航线飞行。其中，控制装置具体可以是无人机10的飞行控制器，或者还可以是其他的控制模块。

在本实施例中，无人机和障碍物可以位于同一个航线段，也可以位于不同的航线段。例如，将无人机所在的航线段记为第一航线段，将障碍物所在的航线段记为第二航线段。也就是说，该预设航线包括第一航线段和第二航线段，第一航线段和第二航线段可以是同一个航线段，也可以是不同的航线段。

S302、当所述第一航线段与所述第二航线段为同一航线段时，控制所述无人机沿第一绕行航线避开所述障碍物，当所述第一航线段与所述第二航线段为不同航线段时，控制所述无人机沿不同于第一绕行航线的第二绕行航线避开所述障碍物。

如图2所示，第一航线段例如为航线段12，第二航线段可以是航线段12，也可以是航线段23、航线段34或航线段45等其他航线段。

当无人机10和障碍物21位于同一航线段，例如航线段12时，该控制装置可控制无人机沿着第一绕行航线避开障碍物21。在本申请实施例中，绕行航线具体是指为了能够绕开障碍物而规划的、偏离该预设航线的航线。例如，该第一绕行航线可以是如图4所示的绕行航线41或绕行航线42，或者该第一绕行航线还可以是如图5所示的绕行航线51，再或者该第一绕行航线还可以是如图6所示的绕行航线61。

当无人机10和障碍物21位于不同的航线段，如图7所示，无人机10位于航线段12，障碍物21位于航线段23时，该控制装置可控制无人机沿着第二绕行航线避开障碍物21。该第二绕行航线与第一绕行航线不同。例如，该第二绕行航线可以是如图7所示的绕行航线71。或者，该第二绕行航线可以是如图8所示的绕行航线81。

可以理解的是，虽然绕行航线71和绕行航线61的形状相同，例如，均是平行于航线段23的航线，但是，绕行航线71的起点与绕行航线61的起点在航线段12上的位置不同，绕行航线71的终点与绕行航线61的终点在航线段34上的位置不同。同理，绕行航线81的起点811和绕行航线51的起点511不同，绕行航线81的终点812和绕行航线51的终点512也可能是不同的。

本实施例在控制无人机按照预设航线飞行时，若确定障碍物和无人机位于该预设航线包括的同一航线段，则控制无人机沿第一绕行航线避开该障碍物，若确定障碍物和无人机位于该预设航线包括的不同航线段，则控制无人机沿着第二绕行航线避开该障碍物，该第一绕行航线与该第二绕行航线不同，也就是说，当无人机和障碍物的相对位置不同时，无人机可以选择不同的绕行航线避开障碍物，从而提高了无人机绕行策略的灵活性，使得无人机可以灵活的自动绕开障碍物，而不需要频繁的刹车，不仅提高了无人机的避障效率、以及作业效率，还满足了用户对自动化和智能化的要求。

在上述实施例的基础上，所述预设航线包括多个作业航线段和多个间隔航线段，所述间隔航线段连接相邻的两个作业航线段；其中，所述第一航线段为所述作业航线段，所述第二航线段为所述间隔航线段；或者所述第一航线段为所述作业航线段，所述第二航线段为所述作业航线段；或者所述第一航线段为所述间隔航线段，所述第二航线段为所述作业航线段；或者所述第一航线段为所述间隔航线段，所述第二航线段为所述间隔航线段。

如图4-图8所示，例如，航线段12、航线段34、航线段56和航线段78为作业航线段，航线段23、航线段45、航线段67为间隔航线段，其中，间隔航线段可以连接相邻的两个作业航线段。以农业无人机为例，农业无人机在作业航线段上进行喷洒作业，而在间隔航线段上停止喷洒作业。

在一种可能的情况中，如上所述的第一航线段为作业航线段，如上所述的第二航线段为间隔航线段，如图7所示，无人机10位于航线段12，障碍物21位于航线段23，也就是说，第一航线段和第二航线段是相连接的两条航线段。在一些实施例中，第一航线段和第二航线段也可以是不相连的两条航线段，例如，无人机10可以位于航线段12，障碍物21可以位于航线段45。

在另一种可能的情况中，如上所述的第一航线段为作业航线段，如上所述的第二航线段为作业航线段，如图6所示，无人机10和障碍物21均在航线段12上，也就是说，无人机10和障碍物21在同一条作业航线段上。在其他一些实施例中，无人机10和障碍物21还可以位于不同的作业航线段上，例如，无人机10位于航线段12上，障碍物21位于航线段34上。

在又一种可能的情况中，如上所述的第一航线段为间隔航线段，如上所述的第二航线段为作业航线段，例如，无人机10可以位于航线段23上，障碍物21位于航线段34上，也就是说，第一航线段和第二航线段是相连接的两条航线段。在一些实施例中，第一航线段和第二航线段也可以是不相连的两条航线段，例如，无人机10可以位于航线段23上，障碍物21位于航线段56上。

在再一种可能的情况中，如上所述的第一航线段为间隔航线段，如上所述的第二航线段为间隔航线段，例如，无人机10和障碍物21可以同时位于航线段23上，另外，在其他一些实施例中，无人机10和障碍物21也可以位于不同的间隔航线段上，例如，无人机10位于航线段23上，障碍物21位于航线段45上。

可以理解的是，虽然第一航线段和第二航线段可以有多种情况，但是在每一种情况下，无人机的控制装置都可以采用本申请实施例所述的无人机的控制方法进行绕行避障。

可选的，每个所述间隔航线段和与其连接的作业航线段相互垂直或者倾斜设置。如图4-图8所示，航线段12和航线段23相互垂直，航线段23和航线段34相互垂直，航线段45和航线段56相互垂直，航线段67和航线段78相互垂直。

在一些实施例中，间隔航线段和与其连接的作业航线段是倾斜设置的。如图9所示，航线段12、航线段23、航线段34、航线段45、航线段56可以在同一个平面内，其中，航线段12和航线段23之间、航线段23和航线段34之间、航线段34和航线段45之间、以及航线段45和航线段56之间均是倾斜设置的，此处并不限定具体的倾斜角。

本实施例中，预设航线可以包括多个作业航线段和多个间隔航线段，其中，无人机所在的第一航线段可以是作业航线段或间隔航线段，障碍物所在的第二航线段可以是作业航线段或间隔航线段，另外，第一航线段和第二航线段可以是同一航线段，也可以是不同的航线段，从而使得本案所述的无人机的控制方法可以适用于更多的应用场景。此外，间隔航线段和与其连接的作业航线段不仅可以相互垂直，还可以倾斜设置，从而提高了预设航线中航线段的灵活性。

在上述实施例的基础上，所述控制所述无人机沿第一绕行航线避开所述障碍物之前，还包括：至少部分地根据所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离，确定所述第一绕行航线。

例如，第一绕行航线可以是如图4所示的绕行航线41或绕行航线42，或者可以是如图5所示的绕行航线51，再或者还可以是如图6所示的绕行航线61，再或者第一绕行航线还可以是其他的绕行航线。也就是说，第一绕行航线可以有多种情况，那么该控制装置在控制无人机沿第一绕行航线避开障碍物之前，该控制装置需要确定该第一绕行航线具体是哪条航线，而确定的依据至少可以是障碍物21相对于第一航线段的终点的距离。

具体的，若所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离大于或等于第一预设距离阈值，所述第一绕行航线的起点和终点位于所述第一航线段；若所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离小于第一预设距离阈值，所述第一绕行航线的起点位于所述第一航线段，所述第一绕行航线的终点位于与第一航线段的终点相连的相邻航线段或者与所述相邻航线段的终点相连的航线段。

如图9所示，无人机10和障碍物21在航线段34上，障碍物21相对于航线段34的终点即航点4的距离记为d1。将d1与第一预设距离阈值进行比较，第一预设距离阈值记为min_back_dis，若d1大于或等于min_back_dis，则第一绕行航线的起点和终点位于航线段34上，例如，第一绕行航线为如图9所示的绕行航线91或绕行航线92。

下面结合一个具体的实施例对绕行航线91或绕行航线92的生成方法进行介绍。

如图10所示，101表示无人机10上的探测设备，此处，并不限定探测设备101在无人机10上的安装位置，例如，探测设备101可以安装在无人机10的机身下方，也可以安装在无人机10的机身上方。

可选的，所述探测设备沿垂直于地面的转动轴(例如，转动轴102)转动，以在水平方向上进行360度全向探测。可选的，所述探测设备包括毫米波雷达。或者，在其他实施例中，探测设备101可以为多个飞行时间(Time of Flight，TOF)测距传感器或多个视觉传感器。此处以毫米波雷达为例，该毫米波雷达可探测到无人机周围水平方向上360度范围内的障碍物。当无人机的控制装置获取到毫米波雷达输出的探测数据后，根据该探测数据建立数字地图。该数字地图具体可以是全局栅格地图，在这里以数字地图为全局栅格地图来进行示意性说明，可以理解的是，本文后述部分出现的全局栅格地图都可以以数字地图同等地替换。例如，图11所示，110表示全局栅格地图，每个栅格中均标记一个数值，该数值的初始值可以为0，当探测设备在无人机移动的过程中探测障碍物时，全局栅格地图中的数值被实时更新，障碍物所在栅格的数值会被更新为非0值，例如被更新为障碍物的高度。如此，当栅格111和栅格112标记有高度值，则表示栅格111和栅格112对应的位置有障碍物，而其他栅格没有被标记高度值，则表示其他栅格对应的位置没有障碍物。

如图12所示，当无人机飞行到航线段34时，无人机根据全局栅格地图，确定航线段34上有障碍物21。

在本申请实施例中，所述障碍物与所述无人机满足预设位置关系。所述预设位置关系包括：所述障碍物在所述预设航线的方向上相对于所述无人机的距离大于或等于第三预设距离阈值。

例如，无人机10飞行到航线段34上的A点时，障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离大于或等于第三预设距离阈值，该第三预设距离阈值记为d。可以理解的是，障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离与障碍物21相对于无人机10的距离在一些场景下可能相同，但在一些场景下可能不同。例如，在图12中，由于障碍物21和无人机10在同一条航线段上，因此，障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离与障碍物21相对于无人机10的距离是相同的。但是，在如图8所示的场景下，障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离是指从无人机10的当前位置到航点2的距离与从航点2到障碍物21的距离之和。而障碍物21相对于无人机10的距离可以指障碍物21相对于无人机10的直线距离。但是在图8所示的场景中，该直线距离和前面所述的距离之和是不同的。

例如，当障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离大于或等于d时，控制装置可确定多个绕行航线，例如，绕行航线91-绕行航线96。其中，多个绕行航线中相邻的绕行航线之间的距离为预设距离，例如，绕行航线91与绕行航线94之间的距离为预设距离。另外，距离航线段34最近的绕行航线91或绕行航线93与航线段34之间的距离也可以为预设距离。进一步，可从该多个绕行航线中确定一个绕行航线作为第一绕行航线。例如，可从该多个绕行航线中选择距离航线段34最近的、且其上没有障碍物的绕行航线作为第一绕行航线。例如，绕行航线91可作为第一绕行航线。

进一步，无人机10从A点开始减速，例如，控制装置根据无人机10相对于障碍物21的实时距离计算无人机10的限速值，根据该限速值生成限速指令以控制无人机10减速。

当减速到B点时，若无人机10的速度达到预设的速度阈值，并且，B点相对于障碍物21的距离大于或等于安全距离，则控制无人机10从B点移动到绕行航线91，例如，控制无人机10从B点平滑过渡到绕行航线91上。也就是说，从A到B的过程中，无人机10处于减速状态，因此，从A到B的距离可记为减速距离。可选的，第三预设距离阈值是根据无人机的减速距离和安全距离确定的，因此，所述第三预设距离阈值与所述无人机的速度有关。例如，当无人机的速度较大时，第三预设距离阈值可设置的大一些，以便无人机有足够的时间减速绕行。当无人机的速度较小时，第三预设距离阈值可设置的小一些。

可选的，当所述障碍物在所述预设航线的方向上相对于所述无人机的距离小于所述第三预设距离阈值时，控制所述无人机悬停。如图12所示，若无人机10飞行到航线段34上的A点时，障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离小于第三预设距离阈值，则无人机的控制装置可控制该无人机悬停。

此外，如图13所示，当无人机10按照第一绕行航线，例如绕行航线91移动的过程中，无人机10可确定从无人机10在绕行航线91中的当前位置到作业航线段34的目标回航路径。例如，无人机10在绕行航线91中的当前位置是点a，无人机10确定从点a到航线段34的目标回航路径，并检测该目标回航路径中是否存在障碍物。可选的，无人机10采集该目标回航路径中的若干个路径点，并根据数字地图，检测该若干个路径点上是否有障碍物。如图13所示，从点a到航线段34的目标回航路径上有障碍物，则无人机10继续沿着绕行航线91向前移动。当无人机10到达点b时，再次确定从点b到航线段34的目标回航路径，并检测该目标回航路径中是否有障碍物，检测过程与前述检测方法一致，此处不再赘述。

可以理解，无人机10沿着绕行航线91向前移动的过程中，无人机10在绕行航线91中的位置是实时变化的，无人机10在绕行航线91中的位置每变化一次，该无人机10即可确定出一个目标回航路径。最终无人机10可检测到一个距离障碍物最近且和障碍物保持安全距离的目标回航路径。例如，从点c到航线段34的目标回航路径，此时，控制装置可控制无人机10从点C沿着该目标回航路径回到航线段34。

前面介绍了障碍物21相对于航线段34的终点的距离d1大于或等于min_back_dis的情况。下面介绍d1小于min_back_dis时，第一绕行航线的确定方法，具体的，当d1小于min_back_dis时，第一绕行航线的起点位于航线段34上，第一绕行航线的终点位于与航点4连接的相邻航线段45或与相邻航线段45相连的航线段56上。

如图14所示，无人机10和障碍物21在航线段34上，障碍物21相对于航线段34的终点即航点4的距离d1小于min_back_dis，此时，可确定多个与航线段45平行的航线段，例如，航线段141、航线段142和航线段143，可以理解的是，此处并不限定与航线段45平行的航线段的个数。其中，航线段141、航线段142和航线段143可以等间隔设置，也可以非等间隔设置。另外，航线段141、航线段142和航线段143中距离障碍物21最近的航线段141需要和障碍物21保持一定的距离，该距离记为d2，d2可表示为obs_safe_dis。进一步，无人机需要从航线段141、航线段142和航线段143中确定一条目标航线段，具体的，无人机可以选择距离障碍物21最近，且其上没有其他障碍物的航线段作为目标航线段，例如，航线段141上没有其他障碍物，则可以将航线段141作为目标航线段。进一步，无人机10的控制装置控制无人机10从航线段34移动到航线段141。

如图14所示，0表示障碍物21的位置点，该位置点可以是障碍物21的中心点，也可以是障碍物21的边界点。相应的，将0在航线段141上的垂足点记为0’。将无人机10在航线段141上的位置点记为U，将U在航线段45上的垂足点记为U’。当无人机10在航线段141上移动时，无人机10可实时确定无人机10是否已经经过点0’。当无人机10确定经过点0’后，检测U’相对于航线段45的终点即航点5的距离是否大于或等于min_back_dis。可以理解，无人机10在航线段141上的位置点U是实时变化的，相应的，U’也是实时变化的，U’相对于航线段45的终点即航点5的距离也是实时变化的。

若U’相对于航线段45的终点即航点5的距离大于或等于min_back_dis，则无人机沿着path1飞行到航线段45，并继续沿着航线段45飞行。此处，并不限定path1的形状，例如，path1可以是从位置点U开始、平行于航线段34、且能够到达航线段45的航线段。在这种情况下，第一绕行航线的起点在航线段34上，第一绕行航线的终点在航线段45上。

若U’相对于航线段45的终点即航点5的距离小于min_back_dis，则无人机沿着path2飞行到航线段56。其中，path2为航线段141中从位置点U到达航线段56的部分航线段。在这种情况下，第一绕行航线的起点在航线段34上，第一绕行航线的终点在航线段56上。

另外，可以理解的是，如图14所示，当间隔航线段和与其连接的作业航线段相互垂直时，例如，航线段34和航线段45相互垂直，则从位置点U到垂足点U’的路径与path1是重合的。当间隔航线段和与其连接的作业航线段倾斜设置时，例如，航线段34和航线段45不相互垂直，则从位置点U到垂足点U’的路径与path1是不重合的。

本实施例通过探测设备沿垂直于地面的转动轴转动，以在水平方向上进行360度全向探测，提高了探测设备对障碍物的检测范围。另外，当障碍物和无人机同时位于第一航线段时，至少根据障碍物相对于该第一航线段的终点之间的距离，确定无人机能够绕开该障碍物的第一绕行航线，具体的，当障碍物相对于该第一航线段的终点之间的距离大于或等于第一预设距离阈值时，该第一绕行航线的起点和终点位于第一航线段上；当障碍物相对于该第一航线段的终点之间的距离小于第一预设距离阈值时，第一绕行航线的起点位于第一航线段，第一绕行航线的终点位于与第一航线段的终点相连的相邻航线段或者与该相邻航线段的终点相连的航线段，也就是说，当障碍物相对于该第一航线段的终点之间的距离不同时，无人机可以按照不同的第一绕行航线绕开障碍物，从而提高了障碍物和无人机同时位于第一航线段时，无人机绕行策略的灵活性，使得无人机可以灵活的自动绕开障碍物，而不需要频繁的刹车，不仅提高了无人机的避障效率、以及作业效率，还满足了用户对自动化和智能化的要求。

根据上述实施例可知，当无人机10和障碍物21位于不同的航线段时，控制无人机沿着第二绕行航线避开障碍物21，该第二绕行航线与第一绕行航线不同。相应的，所述控制所述无人机沿第二绕行航线避开所述障碍物之前，还包括：至少部分地根据所述障碍物到所述第二航线段的起点之前的距离，确定所述第二绕行航线。

具体的，若所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离大于或等于第二预设距离阈值，所述第二绕行航线的起点位于所述第二航线段，所述第二绕行航线的终点位于所述第二航线段或与所述第二航线段的终点相连的相邻航线段；若所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离小于第二预设距离阈值，所述第二绕行航线的起点位于所述第一航线段，所述第二绕行航线的终点位于所述第二航线段或与所述第二航线段的终点相连的相邻航线段。

如图15所示，无人机10位于航线段34上，障碍物21位于航线段45上。也就是说，航线段34为第一航线段，航线段45为第二航线段。此处，将障碍物21相对于航线段45的起点即航点4的距离记为d3。将d3与第二预设距离阈值进行比较，第二预设距离阈值记为min_avoid_dis。若d3大于或等于min_avoid_dis，说明d3足以让无人机完成绕行，此时，无人机10可沿着航线段34飞行到航线段45，当无人机10和障碍物21同时位于航线段45时，无人机10可按照与图9或图14相似的原理，确定第二绕行航线。例如，当障碍物21相对于航线段45的终点即航点5的距离大于或等于min_back_dis时，第二绕行航线的起点和终点位于航线段45上，这种情况下，第二绕行航线的确定方法类似于图9所述的第一绕行航线的确定方法，具体过程此处不再赘述。当障碍物21相对于航线段45的终点即航点5的距离小于min_back_dis时，第二绕行航线的起点在航线段45上，第二绕行航线的终点在航线段56上。

若d3小于min_avoid_dis，则说明d3不够无人机进行绕行，此时，需要确定多个与航线段45平行的航线段，例如，航线段151、航线段152和航线段153，其中，航线段151、航线段152和航线段153，可以理解的是，此处并不限定与航线段45平行的航线段的个数。其中，航线段151、航线段152和航线段153可以等间隔设置，也可以非等间隔设置。另外，航线段151、航线段152和航线段153中距离障碍物21最近的航线段151需要和障碍物21保持一定的距离，该距离记为d2，d2可表示为obs_safe_dis。进一步，无人机需要从航线段151、航线段152和航线段153中确定一条目标航线段，具体的，无人机可以选择距离障碍物21最近，且其上没有其他障碍物的航线段作为目标航线段，例如，航线段151上有其他障碍物，航线段152上没有其他障碍物，则可以将航线段152作为目标航线段。进一步，无人机10的控制装置控制无人机10从航线段34移动到航线段152。

如图15所示，0表示障碍物21的位置点，该位置点可以是障碍物21的中心点，也可以是障碍物21的边界点。此处以中心点为例。相应的，将O在航线段152上的垂足点记为0’。将无人机10在航线段152上的位置点记为U，将U在航线段45上的垂足点记为U’。当无人机10在航线段152上移动时，无人机10可实时确定无人机10是否已经经过点O’。当无人机10确定经过点O’后，检测U’相对于航线段45的终点即航点5的距离是否大于或等于min_back_dis。可以理解，无人机10在航线段152上的位置点U是实时变化的，相应的，U’也是实时变化的，U’相对于航线段45的终点即航点5的距离也是实时变化的。

若U’相对于航线段45的终点即航点5的距离大于或等于min_back_dis，则无人机沿着path1飞行到航线段45，并继续沿着航线段45飞行。此处，并不限定path1的形状，例如，path1可以是从位置点U开始、平行于航线段34、且能够到达航线段45的航线段。在这种情况下，第二绕行航线的起点在航线段34上，第二绕行航线的终点在航线段45上。

若U’相对于航线段45的终点即航点5的距离小于min_back_dis，则无人机沿着path2飞行到航线段56。其中，path2为航线段152中从位置点U到达航线段56的部分航线段。在这种情况下，第二绕行航线的起点在航线段34上，第二绕行航线的终点在航线段56上。

另外，可以理解的是，如图15所示，当间隔航线段和与其连接的作业航线段相互垂直时，例如，航线段34和航线段45相互垂直，则从位置点U到垂足点U’的路径与path1是重合的。当间隔航线段和与其连接的作业航线段倾斜设置时，例如，航线段34和航线段45不相互垂直，则从位置点U到垂足点U’的路径与path1是不重合的。

如图15所示，无人机10和障碍物21在不同的航线段上，并且无人机10所在的航线段与障碍物21所在的航线段相连接。在一些场景中，无人机10所在的航线段与障碍物21所在的航线段可能不相连接，如图16所示，无人机10位于航线段34上，障碍物21位于航线段56上。当航线段34和航线段56之间的距离较近时，无人机10通过探测设备可检测到航线段56上的障碍物21，进一步，根据其建立的全局栅格地图、以及预设航线的位置信息，可确定出障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离，该距离可能远大于如上所述的第三预设距离阈值d。如果在这种情况下，无人机10从航线段34上就开始绕行，可能会导致无人机10喷洒的覆盖范围减小。因此，在这种情况下，可以设置一个比第三预设距离阈值稍大的第四预设距离阈值d4，当障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离大于或等于d4时，无人机10可以继续沿着该预设航线飞行。当障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离小于d4，且大于或等于d时，再确定绕行航线，以便绕过该障碍物。

如图16所示，假设无人机10位于航线段34时，障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离大于或等于d4，则无人机10可以沿着航线段34继续飞行到达航线段45，例如，当无人机10位于航线段45的点M时，障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离小于d4，且大于或等于d，则无人机10可确定绕行航线，该绕行航线的确定方法类似于如上所述的第二绕行航线的确定方法，此处不再赘述。

若无人机10位于航线段45的点M时，障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离还是大于d4，则无人机10可以沿着航线段45继续飞行，若无人机10到达航线段56的N时，障碍物21在该预设航线的方向上相对于无人机10的距离小于d4，且大于或等于d，则无人机10可确定绕行航线，该绕行航线的确定方法类似于如上所述的第一绕行航线的确定方法，此处不再赘述。

本实施例在无人机位于第一航线段、障碍物位于第二航线段，且第一航线段和第二航线段为不同的航线段时，至少根据障碍物相对于该第二航线段的起点之间的距离，确定无人机能够绕开该障碍物的第二绕行航线，当该障碍物相对于该第二航线段的起点之间的距离不同时，无人机可以按照不同的第二绕行航线绕开障碍物，从而提高了障碍物和无人机位于不同航线段时，无人机绕行策略的灵活性，使得无人机可以灵活的自动绕开障碍物，而不需要频繁的刹车，不仅提高了无人机的避障效率、以及作业效率，还满足了用户对自动化和智能化的要求。

根据上述实施例可知，障碍物21位于第二航线段，例如，航线段34或航线段45上。但是在一些场景中，障碍物21可能不在第二航线段上，但是障碍物21在第二航线段的周围，如图17所示，障碍物21在航线段45的下方，并且距离航线段45较近。在这种情况下，如果无人机10沿着航线段34飞行到航线段45，当无人机10沿着航线段45飞行时，无人机10和障碍物21也有可能会发生碰撞。因此，在上述实施例的基础上，所述障碍物位于所述第二航线段包括：所述障碍物位于根据所述第二航线段确定的预设空间内。

此处，并不限定该预设空间的形状和大小，例如，该预设空间可以是基于第二航线段确定的正方体、长方体、圆柱体、球体等。如图17所示，若该预设空间161内存在障碍物，则可以按照如上所述的航线段45上存在障碍物的情况确定第二绕行航线，第二绕行航线的确定过程与上述实施例所述的过程类似，此处不再赘述。

本实施例中，由于障碍物可能并不在航线段上，而是在航线段的周围，因此，当航线段周围的预设空间内存在障碍物时，无人机也有可能与障碍物发生碰撞，因此，按照该障碍物位于该航线段的情况确定绕开该障碍物的绕行航线，进一步，提高了无人机飞行的安全性。

本申请实施例提供一种无人机的控制装置。所述无人机设置有探测设备，所述探测设备用于探测所述无人机周围的障碍物。图18为本申请实施例提供的控制装置的结构图，如图18所示，控制装置180包括存储器181和处理器182；另外，控制装置180还可以包括通讯接口183，控制装置180可通过通讯接口183与该探测设备通讯连接，或者，探测设备也可以集成在该控制装置180中。其中，存储器181用于存储程序代码；处理器182，调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行以下操作：控制所述无人机按照预设航线飞行，所述预设航线包括第一航线段和第二航线段，其中，所述无人机位于所述第一航线段，所述障碍物位于所述第二航线段；当所述第一航线段与所述第二航线段为同一航线段时，控制所述无人机沿第一绕行航线避开所述障碍物，当所述第一航线段与所述第二航线段为不同航线段时，控制所述无人机沿不同于第一绕行航线的第二绕行航线避开所述障碍物。

可选的，处理器182控制所述无人机沿第一绕行航线避开所述障碍物之前，还用于：至少部分地根据所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离，确定所述第一绕行航线。

可选的，若所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离大于或等于第一预设距离阈值，所述第一绕行航线的起点和终点位于所述第一航线段；若所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离小于第一预设距离阈值，所述第一绕行航线的起点位于所述第一航线段，所述第一绕行航线的终点位于与第一航线段的终点相连的相邻航线段或者与所述相邻航线段的终点相连的航线段。

可选的，处理器182控制所述无人机沿第二绕行航线避开所述障碍物之前，还用于：至少部分地根据所述障碍物到所述第二航线段的起点之前的距离，确定所述第二绕行航线。

可选的，若所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离大于或等于第二预设距离阈值，所述第二绕行航线的起点位于所述第二航线段，所述第二绕行航线的终点位于所述第二航线段或与所述第二航线段的终点相连的相邻航线段；若所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离小于第二预设距离阈值，所述第二绕行航线的起点位于所述第一航线段，所述第二绕行航线的终点位于所述第二航线段或与所述第二航线段的终点相连的相邻航线段。

可选的，所述障碍物位于所述第二航线段包括：所述障碍物位于根据所述第二航线段确定的预设空间内。

可选的，所述障碍物与所述无人机满足预设位置关系。

可选的，所述预设位置关系包括：所述障碍物在所述预设航线的方向上相对于所述无人机的距离大于或等于第三预设距离阈值。

可选的，处理器182还用于：当所述障碍物在所述预设航线的方向上相对于所述无人机的距离小于所述第三预设距离阈值时，控制所述无人机悬停。

可选的，所述第三预设距离阈值与所述无人机的速度有关。

可选的，所述探测设备沿垂直于地面的转动轴转动，以在水平方向上进行360度全向探测。

可选的，所述探测设备包括毫米波雷达。

可选的，所述预设航线包括多个作业航线段和多个间隔航线段，所述间隔航线段连接相邻的两个作业航线段；其中，所述第一航线段为所述作业航线段，所述第二航线段为所述间隔航线段；或者所述第一航线段为所述作业航线段，所述第二航线段为所述作业航线段；或者所述第一航线段为所述间隔航线段，所述第二航线段为所述作业航线段；或者所述第一航线段为所述间隔航线段，所述第二航线段为所述间隔航线段。

可选的，每个所述间隔航线段和与其连接的作业航线段相互垂直或者倾斜设置。

本申请实施例提供的控制装置的具体原理和实现方式均与上述实施例类似，此处不再赘述。

本申请实施例提供一种无人机。该无人机包括：机身、动力系统、探测设备和如上实施例所述的控制装置；其中，动力系统安装在所述机身，用于提供飞行动力；探测设备用于探测所述无人机周围的障碍物；控制装置可用于执行如上所述的无人机的控制方法，该无人机的控制方法的具体原理和实现过程如上述实施例所述，此处不再赘述。

可选的，所述无人机为农业无人机。

另外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述实施例所述的无人机的控制方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-0nlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种无人机的控制方法，其特征在于，所述无人机设置有探测设备，所述探测设备用于探测所述无人机周围的障碍物，所述方法包括：

控制所述无人机按照预设航线飞行，其中，所述预设航线包括第一航线段；以及

当所述无人机和所述障碍物均位于所述第一航线段时，控制所述无人机沿第一绕行航线避开所述障碍物，其中，所述第一绕行航线至少与所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离相关联。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一绕行航线至少与所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离相关联，包括：

在所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离大于或等于第一预设距离阈值的情形下，所述第一绕行航线的起点和终点位于第一航线段上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一绕行航线至少与所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离相关联，包括：

在所述障碍物到所述第一航线段的终点之间的距离小于所述第一预设距离阈值的情形下，所述第一绕行航线的起点位于所述第一航线段上，所述第一绕行航线的终点位于与所述第一航线段的终点相连的相邻航线段或者与所述相邻航线段的终点相连的航线段。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述预设航线还包括第二航线段，所述第一航线段和所述第二航线段为不同的航线段，还包括：当所述无人机位于所述第一航线段且所述障碍物位于所述第二航线段时，控制所述无人机沿所述第二绕行航线避开所述障碍物，其中，所述第二绕行航线至少与所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离相关联。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二绕行航线至少与所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离相关联，包括：

在所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离大于或等于第二预设距离阈值的情形下，所述第二绕行航线的起点位于所述第二航线段，所述第二绕行航线的终点位于所述第二航线段或与所述第二航线段的终点相连的相邻航线段。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二绕行航线至少与所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离相关联，包括：

在所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离小于所述第二预设距离阈值的情形下，所述第二绕行航线的起点位于所述第一航线段，所述第二绕行航线的终点位于所述第二航线段或与所述第二航线段的终点相连的相邻航线段。

7.一种无人机的控制方法，其特征在于，所述无人机设置有探测设备，所述探测设备用于探测所述无人机周围的障碍物，所述方法包括：

控制所述无人机按照预设航线飞行，其中，所述预设航线包括第一航线段和第二航线段，所述第一航线段和所述第二航线段为不同的航线段；以及

当所述无人机位于所述第一航线段且所述障碍物位于所述第二航线段时，控制所述无人机沿所述第二绕行航线避开所述障碍物，其中，所述第二绕行航线至少与所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离相关联。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二绕行航线至少与所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离相关联，包括：

在所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离大于或等于第二预设距离阈值的情形下，所述第二绕行航线的起点位于所述第二航线段，所述第二绕行航线的终点位于所述第二航线段或与所述第二航线段的终点相连的相邻航线段。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二绕行航线至少与所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离相关联，包括：

在所述障碍物到所述第二航线段的起点之间的距离小于所述第二预设距离阈值的情形下，所述第二绕行航线的起点位于所述第一航线段，所述第二绕行航线的终点位于所述第二航线段或与所述第二航线段的终点相连的相邻航线段。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述障碍物位于所述第二航线段包括：所述障碍物位于根据所述第二航线段确定的预设空间内。

11.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述预设航线包括多个作业航线段和多个间隔航线段，所述间隔航线段连接相邻的两个所述作业航线段，并且所述预设航线满足以下任一种情形：

在所述预设航线包括所述第一航线段时，所述第一航线段为所述作业航线段或所述间隔航线中的任一种，或

在所述预设航线包括所述第一航线段和所述第二航线段时，所述第一航线段为所述作业航线段或所述间隔航线中的任一种，所述第二航线段为所述作业航线段或所述间隔航线中的任一种。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，每个所述间隔航线段和与其连接的作业航线段相互垂直或者倾斜设置。

13.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述障碍物与所述无人机满足预设位置关系，其中所述预设位置关系包括：所述障碍物在所述预设航线的方向上相对于所述无人机的距离大于或等于第三预设距离阈值。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，当所述障碍物在所述预设航线的方向上相对于所述无人机的距离小于所述第三预设距离阈值时，控制所述无人机悬停，和/或，所述第三预设距离阈值与所述无人机的速度有关。

15.一种无人机的控制装置，其特征在于，包括

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中存储的所述计算机程序，以使得所述控制装置执行权利要求1至14中任一项所述的方法。