本發(fā)明實(shí)施例涉及無人飛行器領(lǐng)域，尤其涉及一種飛行軌跡的生成方法、控制裝置及無人飛行器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中無人飛行器可以工作在不同模式，該模式包括但不限于，指點(diǎn)飛行、智能跟隨等。

在指點(diǎn)飛行模式中，用戶可以通過點(diǎn)擊無人飛行器控制端的顯示裝置(如屏幕)上的一點(diǎn)或一區(qū)域，而選擇一飛行目標(biāo)，所述無人飛行器規(guī)劃出一條最近的路徑朝所述飛行目標(biāo)飛行。在智能跟隨模式中，用戶可以通過選擇無人飛行器控制端的顯示裝置(如屏幕)上的一個(gè)可移動(dòng)物體(如人、動(dòng)物等)，控制所述無人飛行器跟隨所述可移動(dòng)物體飛行。

但是，用戶可能會(huì)希望無人飛行器沿著特定的軌跡飛行，如經(jīng)過特定的點(diǎn)、往返飛行等，另外，用戶在下發(fā)任務(wù)時(shí)，可能暫時(shí)并沒有一個(gè)精確的目標(biāo)點(diǎn)，而是希望無人飛行器運(yùn)行一段距離之后再向無人飛行器發(fā)送最終目標(biāo)點(diǎn)的位置信息，而現(xiàn)有的飛行模式并不能滿足這樣的需求，導(dǎo)致無人飛行器的飛行模式缺乏個(gè)性化的設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種飛行軌跡的生成方法、控制裝置及無人飛行器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)無人飛行器的飛行模式的靈活控制。

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面是提供一種飛行軌跡的生成方法，包括：

獲取特定圖像和特定曲線，其中，所述特定曲線為在所述特定圖像上繪制的曲線；

根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡，所述飛行軌跡用于控制無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供一種控制裝置，包括一個(gè)或多個(gè)處理器，單獨(dú)或協(xié)同工作，所述一個(gè)或多個(gè)處理器用于：

獲取特定圖像和特定曲線，其中，所述特定曲線為在所述特定圖像上繪制的曲線；

根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡，所述飛行軌跡用于控制無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供一種控制裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取特定圖像和特定曲線，其中，所述特定曲線為在所述特定圖像上繪制的曲線；

確定模塊，用于根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡，所述飛行軌跡用于控制無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供一種無人飛行器，包括：

機(jī)身；

動(dòng)力系統(tǒng)，安裝在所述機(jī)身，用于提供飛行動(dòng)力；

飛行控制器，與所述動(dòng)力系統(tǒng)通訊連接，用于控制所述無人飛行器飛行；

所述飛行控制器包括所述的控制裝置。

本實(shí)施例提供的飛行軌跡的生成方法、控制裝置及無人飛行器，通過特定圖像上繪制的特定曲線，將該特定曲線生成用于控制無人飛行器的飛行軌跡，該特定曲線可以是用戶在靜態(tài)畫面上設(shè)置的一條特定曲線，也可以是在動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像上設(shè)置的一條特定曲線，相應(yīng)的，特定圖像可以是一張靜態(tài)畫面，也可以是動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像，用戶在特定圖像上繪制的特定曲線可用于控制無人飛行器的飛行軌跡，即無人飛行器可按照用戶個(gè)性化設(shè)計(jì)的特定曲線飛行，實(shí)現(xiàn)了無人飛行器的飛行模式的個(gè)性化設(shè)計(jì)，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的指點(diǎn)飛行、智能跟隨等飛行模式，提高了無人飛行器的飛行模式的靈活性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)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)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的飛行軌跡的生成方法的流程圖；

圖1a為本發(fā)明實(shí)施例提供的坐標(biāo)系的示意圖；

圖1b為本發(fā)明實(shí)施例提供的用戶在平面圖像上設(shè)定的特定曲線的示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的飛行軌跡的生成方法的流程圖；

圖2a為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的投影射線的示意圖；

圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的飛行軌跡的生成方法的流程圖；

圖3a為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維軌跡點(diǎn)的示意圖；

圖3b為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維軌跡點(diǎn)的示意圖；

圖3c為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維軌跡點(diǎn)的示意圖；

圖3d為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維軌跡點(diǎn)的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的無人飛行器的結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記：

10-圖像平面02-圖像平面的左上角

01-光心0在圖像平面10上的投影點(diǎn)0-成像裝置的光心

03-光心0在地面上的投影點(diǎn)20-特定圖像

21-特定曲線的起點(diǎn)22-特定曲線的終40-控制裝置

41-一個(gè)或多個(gè)處理器42-傳感器43-顯示屏

44-發(fā)送器45-接收器50-接收器51-發(fā)送器

60-控制裝置61-獲取模塊62-確定模塊621-預(yù)處理單元

622-確定單元63-顯示模塊64-接收模塊65-計(jì)算模塊

66-檢測(cè)模塊67-啟動(dòng)模塊68-控制模塊69-發(fā)送模塊

100-無人飛行器107-電機(jī)106-螺旋槳117-電子調(diào)速器

118-飛行控制器108-傳感系統(tǒng)110-通信系統(tǒng)

102-支撐設(shè)備104-成像裝置112-地面站

114-天線116-電磁波

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，當(dāng)組件被稱為“固定于”另一個(gè)組件，它可以直接在另一個(gè)組件上或者也可以存在居中的組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)組件，它可以是直接連接到另一個(gè)組件或者可能同時(shí)存在居中組件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方式作詳細(xì)說明。在不沖突的情況下，下述的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種飛行軌跡的生成方法。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的飛行軌跡的生成方法的流程圖；圖1a為本發(fā)明實(shí)施例提供的坐標(biāo)系的示意圖；圖1b為本發(fā)明實(shí)施例提供的用戶在平面圖像上設(shè)定的特定曲線的示意圖。本實(shí)施例的執(zhí)行主體可以是地面站即無人機(jī)控制端，也可以是飛行控制器，本實(shí)施例中，無人機(jī)控制端可以包括但不限于頭戴式顯示眼鏡(vr眼鏡、vr頭盔等)、手機(jī)、遙控器(如帶顯示屏的遙控器)、智能手環(huán)、平板電腦等。無人飛行器可以工作在不同模式，所述模式包括但不限于，指點(diǎn)飛行、智能跟隨、相機(jī)對(duì)焦等。

在指點(diǎn)飛行模式中，用戶可以通過點(diǎn)擊所述無人機(jī)控制端的顯示裝置(如屏幕)上的一點(diǎn)或一區(qū)域，而選擇一飛行目標(biāo)，所述無人飛行器可以朝所述飛行目標(biāo)飛行。

在智能跟隨模式中，用戶可以通過選擇所述無人機(jī)控制端的顯示裝置(如屏幕)上的一個(gè)可移動(dòng)物體(如人、動(dòng)物等)，控制所述無人飛行器跟隨所述可移動(dòng)物體飛行。

在相機(jī)對(duì)焦模式中，用戶可以通過點(diǎn)擊所述無人機(jī)控制端的顯示裝置(如屏幕)上的一點(diǎn)或一區(qū)域，控制所述無人飛行器的成像裝置(如相機(jī))，對(duì)焦。

無人飛行器上安裝的成像裝置可以實(shí)現(xiàn)航拍，成像裝置拍攝的圖像對(duì)應(yīng)有圖像坐標(biāo)系，成像裝置自身對(duì)應(yīng)有攝像機(jī)坐標(biāo)系，無人飛行器相對(duì)于地面有地面坐標(biāo)系，圖像坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系、地面坐標(biāo)系之間的關(guān)系可通過圖1a進(jìn)行體現(xiàn)，如圖1a所示，10表示成像裝置拍攝的圖像所在的圖像平面，若點(diǎn)02為該圖像平面的左上角，則以點(diǎn)02為坐標(biāo)原點(diǎn)，以該圖像平面的正右方為x軸,該圖像平面的正下方為y軸，可建立二維坐標(biāo)系，由點(diǎn)02、x軸和y軸構(gòu)成的二維坐標(biāo)系即是圖像坐標(biāo)系。

若點(diǎn)0為成像裝置的光心，xc軸與x軸平行，yc軸與y軸平行,成像裝置的光軸為zc軸，則以點(diǎn)0為原點(diǎn)、xc軸、yc軸、zc軸構(gòu)成的三維坐標(biāo)系即是攝像機(jī)坐標(biāo)系。另外，光心0在圖像平面10上的投影點(diǎn)為01，點(diǎn)01在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(u0，v0),光心0到點(diǎn)01的距離即是成像裝置的焦距f。

若光心0在地面上的投影點(diǎn)為03，以無人飛行器為參照物，以無人飛行器的正右方為x0軸，以無人飛行器的正前方為y0軸，以垂直地面向上為z0軸，由點(diǎn)03、x0軸、y0軸、z0軸構(gòu)成的三維坐標(biāo)系即是地面坐標(biāo)系。如圖1a所示，假設(shè)點(diǎn)n為圖像平面中的任意一個(gè)像素點(diǎn)，像素點(diǎn)n在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(u，v)，從成像裝置的光心0經(jīng)過圖像平面中的任意一個(gè)像素點(diǎn)如點(diǎn)n可形成一條射線，該條射線交地面于一點(diǎn)，假設(shè)交點(diǎn)為p，則點(diǎn)p可作為圖像平面中的像素點(diǎn)n在地面上的反投影點(diǎn)。

如圖1所示，本實(shí)施例中的方法，可以包括：

步驟s101、獲取特定圖像和特定曲線，其中，所述特定曲線為在所述特定圖像上繪制的曲線。

本實(shí)施例的執(zhí)行主體可以是飛行控制器，也可以是地面站即無人機(jī)控制端，本實(shí)施例中，無人機(jī)控制端可以包括但不限于頭戴式顯示眼鏡(vr眼鏡、vr頭盔等)、手機(jī)、遙控器(如帶顯示屏的遙控器)、智能手環(huán)、平板電腦等。無人飛行器可以工作在不同模式，所述模式包括但不限于，指點(diǎn)飛行、智能跟隨、相機(jī)對(duì)焦等。無人飛行器上搭載有成像裝置，該成像裝置可以是相機(jī)，也可以是攝像機(jī)，該成像裝置可實(shí)現(xiàn)航拍，既可以拍攝靜態(tài)的畫面，也可以拍攝動(dòng)態(tài)的視頻。

當(dāng)本實(shí)施例的執(zhí)行主體是地面站時(shí)，地面站獲取特定圖像和特定曲線的方式可以有多種，本實(shí)施例提供如下至少三種方式：

第一種：

飛行控制器將成像裝置拍攝的實(shí)時(shí)圖像例如靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻發(fā)送給地面站，地面站具有顯示屏，地面站接收到靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻后，在顯示屏上顯示靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻，以便用戶查看。該顯示屏是觸摸屏，能夠感應(yīng)用戶的滑動(dòng)、點(diǎn)擊、觸摸、點(diǎn)選等操作，用戶可以通過該顯示屏在靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻上隨意的描繪一條特定曲線，如圖2所示，20表示無人飛行器承載的成像裝置拍攝的靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像，該靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像可以是一張二維的平面圖像，也可以是一張三維圖像，本實(shí)施例以二維的平面圖像為例，該平面圖像的具體畫面未顯示。用戶在該觸摸屏顯示的平面圖像上描繪一條特定曲線，例如，從起點(diǎn)21到終點(diǎn)22的特定曲線，該特定曲線的起點(diǎn)21可以代表用戶當(dāng)前所在的地理位置，也可以是該平面圖像中代表某一特定地點(diǎn)的一點(diǎn)，另外，該特定曲線的終點(diǎn)22也可以是該平面圖像中的任意一點(diǎn)，也可以是該平面圖像中代表某一特定地點(diǎn)的一點(diǎn)。用戶所描繪的從起點(diǎn)21到終點(diǎn)22的特定曲線可以經(jīng)過平面圖像上特定的點(diǎn)，也可以不經(jīng)過平面圖像上特定的點(diǎn)，且該特定曲線是用戶期望無人飛行器在空中飛行時(shí)遵循的運(yùn)動(dòng)軌跡。

若用戶是在動(dòng)態(tài)視頻上描繪的特定曲線，由于動(dòng)態(tài)視頻是由一幀一幀圖像組成的，則用戶描繪的特定曲線將分散在動(dòng)態(tài)視頻的多幀圖像上，則特定圖像可以是包括構(gòu)成該特定曲線的動(dòng)態(tài)視頻的多幀圖像，也可以是構(gòu)成該特定曲線的動(dòng)態(tài)視頻的多幀圖像中的一幀圖像，例如，地面站可以將分散在多幀圖像上的該特定曲線映射到該多幀圖像中的一幀圖像，例如第一幀圖像，則該第一幀圖像即是包括該特定曲線的特定圖像，在下述步驟中，可根據(jù)成像裝置拍攝該第一幀圖像時(shí)成像裝置距離地面的高度，成像裝置相對(duì)地面的角度，該特定曲線上的各像素點(diǎn)在該第一幀圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，計(jì)算該特定曲線上的各像素點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的三維軌跡點(diǎn)。若用戶是在靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像上描繪的特定曲線，則特定圖像為描繪有該特定曲線的靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像。

第二種：

在第一種方式的基礎(chǔ)上，地面站獲取到特定圖形和特定曲線后，將該特定圖形和特定曲線上傳到云平臺(tái)，在本實(shí)施例中，云平臺(tái)可以是服務(wù)器、服務(wù)器集群、分布式服務(wù)器、虛擬機(jī)、虛擬機(jī)群等，與該云平臺(tái)通信的其他地面站可以隨時(shí)隨地從該云平臺(tái)下載該特定圖形和特定曲線，例如，地面站a和地面站b分別用于控制兩個(gè)不同的無人飛行器，地面站a控制無人飛行器a，地面站b控制無人飛行器b，假設(shè)地面站b通過上述第一種方式已經(jīng)獲取到特定圖像和特定曲線，地面站b可將該特定圖形和特定曲線上傳到云平臺(tái)，即使用戶a和用戶b沒有通過同一款即時(shí)通信軟件互相加為好友，只要地面站a連接到該云平臺(tái)，用戶a即可通過地面站a從該云平臺(tái)將該特定圖形和特定曲線下載到地面站a，以使用戶a可以像用戶b控制無人飛行器b一樣控制無人飛行器a。

第三種：

地面站a和地面站b分別用于控制兩個(gè)不同的無人飛行器，例如，地面站a控制無人飛行器a，地面站b控制無人飛行器b，假設(shè)地面站b通過上述第一種方式已經(jīng)獲取到特定圖像和特定曲線，地面站a和地面站b之間可實(shí)時(shí)通信，則地面站b可將特定圖像和特定曲線分享給地面站a，以使地面站a根據(jù)特定圖像和特定曲線控制無人飛行器a的飛行軌跡。例如，地面站a和地面站b均是平板電腦，兩臺(tái)平板電腦分別安裝有即時(shí)通信軟件，用戶a操作地面站a，用戶b操作地面站b，用戶a和用戶b通過各自的平板電腦分別登陸同一款即時(shí)通信軟件，且用戶a和用戶b通過同一款即時(shí)通信軟件互相加為好友，當(dāng)用戶b通過地面站b采用上述第一種方式獲取到特定圖像和特定曲線，且地面站b根據(jù)該特定圖像和特定曲線可以控制無人飛行器b的飛行軌跡既流暢又節(jié)省功耗，則用戶b通過地面站b上的該即時(shí)通信軟件將該特定圖像和特定曲線分享給用戶a，以使用戶a可以像用戶b控制無人飛行器b一樣控制無人飛行器a。此外，地面站b不僅可以將該特定圖像和特定曲線分享給地面站a，還可以分享給其他的地面站，以便其他的地面站控制各自的無人飛行器以相同的軌跡飛行，例如，在一些慶典活動(dòng)中，可以采用該方法控制多個(gè)無人飛行器按照時(shí)間的先后順序以相同的飛行軌跡飛行。另外，地面站b將該特定圖像和特定曲線分享給地面站a后，地面站a對(duì)應(yīng)的用戶還可以通過地面站a更改無人飛行器的飛行高度，從而控制無人飛行器在不同的高度按照該飛行軌跡飛行，當(dāng)有多個(gè)地面站分享地面站b發(fā)送的特定圖像和特定曲線后，該多個(gè)地面站可控制各自的無人飛行器在不同的高度以相同的飛行軌跡飛行，從而達(dá)到一種震撼的觀賞效果。

當(dāng)本實(shí)施例的執(zhí)行主體是飛行控制器時(shí)，飛行控制器通過無線傳輸?shù)姆绞綇牡孛嬲精@取特定圖像和特定曲線，地面站獲取特定圖像和特定曲線的方式可以是上述三種方式中的任意一種。具體的，地面站將該特定圖像和特定曲線發(fā)送給無人飛行器的通信系統(tǒng)，再由通信系統(tǒng)將該特定圖像和特定曲線傳輸給飛行控制器。

另外，可選的，地面站或飛行控制器在獲取特定圖像時(shí)，包括獲取成像裝置拍攝該特定圖像時(shí)無人飛行器相對(duì)地面的高度、該成像裝置相對(duì)地面的角度、該成像裝置在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置、該成像裝置的焦距。其中，成像裝置相對(duì)地面的角度包括成像裝置的滾動(dòng)(roll)角度、俯仰(pitch)角度、偏航(yaw)角度中的至少一種。例如，飛行控制器將成像裝置拍攝的實(shí)時(shí)圖像例如靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻發(fā)送給地面站時(shí)，飛行控制器獲取成像裝置拍攝該實(shí)時(shí)圖像時(shí)無人飛行器相對(duì)地面的高度、該成像裝置相對(duì)地面的角度、該成像裝置在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置、以及該成像裝置的焦距，并將成像裝置拍攝該實(shí)時(shí)圖像時(shí)無人飛行器相對(duì)地面的高度、該成像裝置相對(duì)地面的角度、該成像裝置在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置、以及該成像裝置的焦距存儲(chǔ)在無人飛行器的存儲(chǔ)器中，或發(fā)送給地面站。

步驟s102、根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡，所述飛行軌跡用于控制無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行。

本實(shí)施例可以由飛行控制器根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡，也可以由地面站根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡。具體的，由于平面圖像是由像素點(diǎn)構(gòu)成的，每個(gè)像素點(diǎn)在圖像坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)有坐標(biāo)，同時(shí)每個(gè)像素點(diǎn)的值代表著該像素點(diǎn)的灰度或亮度。如圖1b所示，對(duì)于特定圖像20，從起點(diǎn)21到終點(diǎn)22的特定曲線也是由像素點(diǎn)構(gòu)成的，若將圖1b所示的特定圖像20作為圖1a所示的圖像平面10，則對(duì)于特定曲線21-22上的任意一個(gè)像素點(diǎn)，從成像裝置的攝像鏡頭的光心0經(jīng)過該像素點(diǎn)可形成一條射線，該條射線交地面于一點(diǎn)，該條射線與地面形成的交點(diǎn)即是該像素點(diǎn)在地面上的反投影點(diǎn)，從而可將特定曲線21-22上的各像素點(diǎn)反投影到地面，得到每個(gè)像素點(diǎn)在地面的反投影點(diǎn)。由于無人飛行器是在離地面一定高度的空中飛行的，因此，將特定曲線21-22上每個(gè)像素點(diǎn)在地面的反投影點(diǎn)平移到成像裝置拍攝該特定圖像時(shí)無人飛行器的飛行高度，即可得到各像素點(diǎn)在三維空間即地面坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)點(diǎn)，本實(shí)施例將該三維坐標(biāo)點(diǎn)記為三維軌跡點(diǎn)。

根據(jù)上一步驟可知，用戶可以在動(dòng)態(tài)視頻上描繪特定曲線，也可以在靜態(tài)畫面或動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像上描繪特定曲線。當(dāng)用戶在動(dòng)態(tài)視頻上描繪特定曲線時(shí)，特定曲線將分散在動(dòng)態(tài)視頻的多幀圖像上，即構(gòu)成該特定曲線的各像素點(diǎn)分布在動(dòng)態(tài)視頻的多幀圖像上，在本實(shí)例例中，確定各像素點(diǎn)在地面上的反投影點(diǎn)時(shí)，作為圖1a所示的圖像平面10的特定圖像20可以是每個(gè)像素點(diǎn)所在的那一幀圖像，也可以是特定曲線分散所在的動(dòng)態(tài)視頻的多幀圖像中的任一幀圖像，該任一幀圖像可以是多幀圖像中的第一幀圖像、中間一幀或最后一幀圖像。

每個(gè)像素點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成三維軌跡點(diǎn)集，對(duì)三維軌跡點(diǎn)集采用軌跡生成算法，可生成三維軌跡，采用軌跡生成算法生成的三維軌跡滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。該軌跡生成算法可以是現(xiàn)有技術(shù)中任意一種根據(jù)多個(gè)軌跡點(diǎn)生成軌跡的算法?？蛇x的，本實(shí)施例選取的軌跡生成算法是最小震蕩(minimumsnap)軌跡生成算法。采用最小震蕩(minimumsnap)軌跡生成算法生成的三維軌跡不僅滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束，同時(shí)還滿足平滑性約束。

該三維軌跡可用于控制無人飛行器飛行，具體的，控制無人飛行器沿著該三維軌跡飛行，在本實(shí)施例中，三維軌跡即是控制無人飛行器飛行時(shí)無人飛行器遵循的飛行軌跡。

若本實(shí)施例的執(zhí)行主體是飛行控制器，則飛行控制器根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡之后，根據(jù)該飛行軌跡控制無人飛行器沿著所述飛行軌跡在空中飛行。若本實(shí)施例的執(zhí)行主體是地面站，則地面站根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡之后，將飛行軌跡發(fā)送給飛行控制器，以便飛行控制器根據(jù)該飛行軌跡控制無人飛行器沿著所述飛行軌跡在空中飛行。

另外，在其他實(shí)施例中，飛行控制器或地面站還可以將所述飛行軌跡上傳到特定服務(wù)器，以便其他的飛行控制器或其他的地面站可以從該特定服務(wù)器直接下載該飛行軌跡，并根據(jù)該飛行軌跡控制其他的無人飛行器飛行?；蛘撸w行軌跡的生成方法的執(zhí)行主體是第一地面站時(shí)，該第一地面站還可以將該飛行軌跡分享給第二地面站，以便其他地面站根據(jù)該飛行軌跡控制其他的無人飛行器飛行。

本實(shí)施例通過特定圖像上繪制的特定曲線，將該特定曲線生成用于控制無人飛行器的飛行軌跡，該特定曲線可以是用戶在靜態(tài)畫面上設(shè)置的一條特定曲線，也可以是在動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像上設(shè)置的一條特定曲線，相應(yīng)的，特定圖像可以是一張靜態(tài)畫面，也可以是動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像，用戶在特定圖像上繪制的特定曲線可用于控制無人飛行器的飛行軌跡，即無人飛行器可按照用戶個(gè)性化設(shè)計(jì)的特定曲線飛行，實(shí)現(xiàn)了無人飛行器的飛行模式的個(gè)性化設(shè)計(jì)，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的指點(diǎn)飛行、智能跟隨等飛行模式，提高了無人飛行器的飛行模式的靈活性。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種飛行軌跡的生成方法。圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的飛行軌跡的生成方法的流程圖；圖2a為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的投影射線的示意圖。如圖2所示，在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡的方法，可以包括：

步驟s201、獲取所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度、所述特定曲線上各像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、所述成像裝置的焦距。

根據(jù)上述實(shí)施例可知，將特定圖像20作為圖1a所示的圖像平面10時(shí)，點(diǎn)0為無人飛行器搭載的成像裝置的攝像鏡頭的光心，光心0在特定圖像20上的投影點(diǎn)為01，點(diǎn)01在特定圖像20所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(u0，v0),光心0到點(diǎn)01的距離即是成像裝置的焦距f。點(diǎn)n為特定圖像20中特定曲線21-22上的任意一個(gè)像素點(diǎn)，像素點(diǎn)n在特定圖像20所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(u，v)，從成像裝置的攝像鏡頭的光心0經(jīng)過特定曲線21-22上的任意一個(gè)像素點(diǎn)如點(diǎn)n可形成一條射線，該條射線交地面于一點(diǎn)，假設(shè)交點(diǎn)為p，則點(diǎn)p可作為特定曲線21-22上的像素點(diǎn)n在地面上的反投影點(diǎn)。

如圖2a所示，點(diǎn)0為無人飛行器搭載的成像裝置的攝像鏡頭的光心，點(diǎn)p為特定曲線21-22上的像素點(diǎn)n在地面上的反投影點(diǎn)，光心0和點(diǎn)p所在的直線為投影直線記為op，成像裝置相對(duì)所述地面的高度為成像裝置的光心相對(duì)所述地面的高度，即如圖2a所示的高度h，成像裝置相對(duì)地面的俯仰角為如圖2a所示的角度θ。

步驟s202、根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度、所述特定曲線上各像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、所述成像裝置的焦距，確定三維軌跡點(diǎn)集，所述三維軌跡點(diǎn)集包括所述特定曲線在所述特定圖像上對(duì)應(yīng)的各像素點(diǎn)分別在地面坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的三維軌跡點(diǎn)。

具體的，根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度、所述特定曲線上各像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、所述成像裝置的焦距，確定三維軌跡點(diǎn)集的方法可以包括如下步驟：

1)確定所述像素點(diǎn)在所述地面的反投影點(diǎn)，所述反投影點(diǎn)是經(jīng)過所述成像裝置的攝像鏡頭的光心和所述像素點(diǎn)的投影射線與所述地面的交點(diǎn)。

2)根據(jù)所述像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，以及所述成像裝置的焦距，確定所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置；

具體的，根據(jù)像素點(diǎn)n在特定圖像20所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(u，v)、點(diǎn)01在特定圖像20所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(u0，v0)、成像裝置的焦距f、成像裝置相對(duì)所述地面的高度h，采用公式(1)可確定出特定曲線21-22上的像素點(diǎn)n在地面上的反投影點(diǎn)p在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置x：

x＝k(u-u0,v-v0,f)^t(1)

其中，k是表征平面圖像景深的一個(gè)參數(shù)，k與成像裝置相對(duì)地面的高度h有關(guān)，成像裝置相對(duì)地面的高度h越大，k越大。

3)根據(jù)所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確定所述反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置；

具體的，根據(jù)所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確定所述反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置的一種可實(shí)現(xiàn)方式是：根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度，確定所述攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于所述地面坐標(biāo)系的外參數(shù)；根據(jù)所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，以及所述攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于所述地面坐標(biāo)系的外參數(shù)，確定所述反投影點(diǎn)在所述地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置。

由于攝像機(jī)坐標(biāo)系和地面坐標(biāo)系之間存在轉(zhuǎn)換關(guān)系，具體的，攝像機(jī)坐標(biāo)系和地面坐標(biāo)系之間的關(guān)系可通過旋轉(zhuǎn)矩陣r與平移向量t來表示，旋轉(zhuǎn)矩陣r與平移向量t是所述攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于地面坐標(biāo)系的外參數(shù)，根據(jù)公式(2)和公式(3)分別確定旋轉(zhuǎn)矩陣r與平移向量t：

其中，h表示成像裝置相對(duì)地面的高度，在本實(shí)施例中，成像裝置相對(duì)地面的高度近似為成像裝置的攝像鏡頭的光心0相對(duì)地面的高度，θ表示成像裝置相對(duì)地面的俯仰角。

根據(jù)公式(1)(2)(3)，可將攝像機(jī)坐標(biāo)系中反投影點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地面坐標(biāo)系中反投影點(diǎn)的坐標(biāo)，且反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)可表示為公式(4)

x＝kr(-θ)(u-u0,v-v0,f)^t+t(4)

對(duì)于公式(4)，令z軸坐標(biāo)xz＝0，計(jì)算得到k，再將k代入到公式(4)即可求出反投影點(diǎn)p在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

同理于反投影點(diǎn)p，可求出特定圖像20中特定曲線21-22上任一像素點(diǎn)在地面上的反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。另外，本實(shí)施例并不限定特定曲線21-22的具體形狀。

4)根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、以及所述反投影點(diǎn)在所述地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確定所述像素點(diǎn)在所述地面坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的三維軌跡點(diǎn)。

根據(jù)上述步驟確定出特定圖像20中特定曲線21-22上任一像素點(diǎn)在地面上的反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)之后，在地面坐標(biāo)系內(nèi)，將各反投影點(diǎn)平移到無人飛行器的飛行高度，即可獲得各像素點(diǎn)在三維空間即地面坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)點(diǎn)，由于三維坐標(biāo)點(diǎn)是構(gòu)成無人飛行器飛行軌跡的點(diǎn)，因此，本實(shí)施例將該三維坐標(biāo)點(diǎn)記為三維軌跡點(diǎn)。每個(gè)像素點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成三維軌跡點(diǎn)集。

步驟s203、根據(jù)所述三維軌跡點(diǎn)集生成飛行軌跡。

對(duì)三維軌跡點(diǎn)集采用軌跡生成算法，可生成三維軌跡，采用軌跡生成算法生成的三維軌跡滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。該軌跡生成算法可以是現(xiàn)有技術(shù)中任意一種根據(jù)多個(gè)軌跡點(diǎn)生成軌跡的算法。可選的，本實(shí)施例選取的軌跡生成算法是最小震蕩(minimumsnap)軌跡生成算法。采用最小震蕩(minimumsnap)軌跡生成算法生成的三維軌跡不僅滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束，同時(shí)還滿足平滑性約束。

該三維軌跡可用于控制無人飛行器飛行，具體的，控制無人飛行器沿著該三維軌跡飛行，在本實(shí)施例中，三維軌跡即是控制無人飛行器飛行時(shí)無人飛行器遵循的飛行軌跡。

本實(shí)施例根據(jù)特定曲線上的任意一個(gè)像素點(diǎn)和成像裝置的攝像鏡頭的光心，確定出特定曲線上的各像素點(diǎn)在地面的反投影點(diǎn)，并根據(jù)成像裝置相對(duì)地面的高度、角度、以及成像裝置的焦距，確定出反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，以及攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于地面坐標(biāo)系的外參數(shù)，根據(jù)反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，以及攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于地面坐標(biāo)系的外參數(shù)，確定反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，根據(jù)反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，可精確計(jì)算三維軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了三維軌跡即飛行軌跡的精確計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人飛行器的精確控制。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種飛行軌跡的生成方法。圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的飛行軌跡的生成方法的流程圖；圖3a為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維軌跡點(diǎn)的示意圖；圖3b為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維軌跡點(diǎn)的示意圖；圖3c為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維軌跡點(diǎn)的示意圖；圖3d為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維軌跡點(diǎn)的示意圖。如圖3所示，在圖2所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，根據(jù)所述三維軌跡點(diǎn)集生成飛行軌跡的方法，可以包括：

步驟s301、對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的三維軌跡點(diǎn)集。

由于用戶描繪特定曲線的隨意性，使得特定曲線不一定滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)性能約束，所以需要對(duì)上述實(shí)施例中確定出的各三維軌跡點(diǎn)即三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的目的是：保證由預(yù)處理之后的三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的飛行軌跡滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。在本實(shí)施例中，對(duì)各三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理的方法可以包括如下至少一種：

1)獲取所述無人飛行器的最大飛行距離，根據(jù)所述最大飛行距離對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理。

具體的，計(jì)算由所述三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的三維軌跡的長(zhǎng)度；若所述由所述三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的三維軌跡的長(zhǎng)度大于所述最大飛行距離，則刪除所述三維軌跡點(diǎn)集中的部分三維軌跡點(diǎn)，以使由所述三維軌跡點(diǎn)集中剩余的三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的三維軌跡的長(zhǎng)度小于所述無人飛行器的最大飛行距離。

根據(jù)上述實(shí)施例可知，每個(gè)三維軌跡點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)有一個(gè)三維坐標(biāo)，根據(jù)每個(gè)三維軌跡點(diǎn)的三維坐標(biāo)，可計(jì)算出每相鄰兩個(gè)三維軌跡點(diǎn)之間的距離，每相鄰兩個(gè)三維軌跡點(diǎn)之間的距離的和是三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的三維軌跡的總長(zhǎng)度。由于無人飛行器可飛行的最大距離是有限的，若三維軌跡的總長(zhǎng)度大于所述無人飛行器的最大飛行距離，則需要對(duì)無人飛行器的飛行距離進(jìn)行限制，限制的具體方式可以是刪除三維軌跡點(diǎn)集中的部分三維軌跡點(diǎn)，例如刪除三維軌跡點(diǎn)集中開始部分的三維軌跡點(diǎn)，或結(jié)尾部分的三維軌跡點(diǎn)，還可以在三維軌跡點(diǎn)集的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，每隔一個(gè)三維軌跡點(diǎn)刪除一個(gè)或兩個(gè)三維軌跡點(diǎn)，使得三維軌跡點(diǎn)集中剩余的三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的三維軌跡的總長(zhǎng)度小于或等于所述無人飛行器的最大飛行距離。在本實(shí)施例中，所述無人飛行器的最大飛行距離可以是所述無人飛行器沿著曲線的三維軌跡飛行的曲線距離，也可以是從起始的三維軌跡點(diǎn)到終止的三維軌跡點(diǎn)之間的直線距離。

2)獲取所述三維軌跡點(diǎn)集中至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)的密集度，根據(jù)所述密集度對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理。

具體的，確定所述三維軌跡點(diǎn)集中位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)；若所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于閾值，則減少所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)，或者，獲取所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的代替點(diǎn)，以所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的代替點(diǎn)代替所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有三維軌跡點(diǎn)。若所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)小于或等于閾值，則增加所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)，即在三維軌跡點(diǎn)集中密集度較低的局部范圍內(nèi)增加三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

例如，用戶在描繪特定曲線時(shí)，特定曲線起始部分的像素點(diǎn)可能會(huì)比較密集，即一小段距離內(nèi)有很多個(gè)像素點(diǎn)，從而導(dǎo)致特定曲線起始部分的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三維軌跡點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中也比較密集，為了確定三維軌跡點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的密集度，本實(shí)施例在地面坐標(biāo)系中確定位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)；若位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)所述三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于閾值，則減少所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)，或者，獲取所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的代替點(diǎn)，以所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的代替點(diǎn)代替所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有三維軌跡點(diǎn)，該代替點(diǎn)可以是該所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)三維軌跡點(diǎn)，也可以是所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的幾何圖形的中心點(diǎn)或重心點(diǎn)，還可以是所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的部分三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的幾何平面的中心點(diǎn)或重心點(diǎn)。

3)獲取所述三維軌跡點(diǎn)集中的特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度，根據(jù)所述抖動(dòng)程度對(duì)所述特定三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理。

具體的，若所述特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度小于閾值，則去除所述特定三維軌跡點(diǎn)；和/或，若所述特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度不小于閾值，則保留所述特定三維軌跡點(diǎn)。

所述特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度是根據(jù)所述特定三維軌跡點(diǎn)的下一個(gè)三維軌跡點(diǎn)到所述特定三維軌跡點(diǎn)和所述特定三維軌跡點(diǎn)的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)所在直線的距離確定的。

例如，用戶在描繪特定曲線時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，導(dǎo)致其描繪出的特定曲線出現(xiàn)多段局部較為彎曲的現(xiàn)象，為了降低特定曲線的抖動(dòng)程度，本實(shí)施例可將抖動(dòng)程度較小的三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行去除。

如圖3a所示，點(diǎn)a、b、c、d分別是特定曲線上四個(gè)相鄰的像素點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的三維軌跡點(diǎn)，點(diǎn)a是點(diǎn)b的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)，點(diǎn)c是點(diǎn)b的后一個(gè)三維軌跡點(diǎn)，同理，點(diǎn)b是點(diǎn)c的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)，點(diǎn)d是點(diǎn)c的后一個(gè)三維軌跡點(diǎn)。從點(diǎn)c向點(diǎn)a和點(diǎn)b所在的直線作垂線，垂線與ab的延伸線交于點(diǎn)c1，點(diǎn)c和點(diǎn)c1之間的距離可用于表征點(diǎn)b的抖動(dòng)程度，若點(diǎn)c和點(diǎn)c1之間的距離小于閾值，表示三維軌跡點(diǎn)b的抖動(dòng)程度小于閾值，則去除點(diǎn)b，若點(diǎn)c和點(diǎn)c1之間的距離大于閾值，則保留三維軌跡點(diǎn)b。在本實(shí)施例中，假設(shè)點(diǎn)c和點(diǎn)c1之間的距離小于閾值，則如圖3b所示，去除三維軌跡點(diǎn)b。

如圖3b所示，去除三維軌跡點(diǎn)b之后，從點(diǎn)d向點(diǎn)a和點(diǎn)c所在的直線作垂線，垂線與ac的延伸線交于點(diǎn)d1，點(diǎn)d和點(diǎn)d1之間的距離可用于表征點(diǎn)c的抖動(dòng)程度，若點(diǎn)d和點(diǎn)d1之間的距離小于閾值，表示三維軌跡點(diǎn)c的抖動(dòng)程度小于閾值，則去除點(diǎn)c，若點(diǎn)d和點(diǎn)d1之間的距離大于閾值，則保留三維軌跡點(diǎn)c。在本實(shí)施例中，假設(shè)點(diǎn)d和點(diǎn)d1之間的距離大于閾值，則保留三維軌跡點(diǎn)c，并以三維軌跡點(diǎn)c為起點(diǎn)，繼續(xù)類似以點(diǎn)a為起點(diǎn)、判斷點(diǎn)a之后各個(gè)三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度的方法，判斷三維軌跡點(diǎn)c之后各個(gè)三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度，直到將所有的三維軌跡點(diǎn)都遍歷一遍。

4)根據(jù)所述三維軌跡點(diǎn)集中至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)生成三維軌跡，根據(jù)所述三維軌跡的曲率，對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理。

具體的，若所述三維軌跡在第一三維軌跡點(diǎn)處的曲率大于閾值，則獲取代替點(diǎn)，其中，所述第一三維軌跡點(diǎn)為所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)中的一個(gè)三維軌跡點(diǎn)，所述代替點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的前后兩個(gè)三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的曲線在所述代替點(diǎn)處的曲率小于所述三維軌跡在所述第一三維軌跡點(diǎn)處的曲率；用所述代替點(diǎn)代替所述第一三維軌跡點(diǎn)。

所述獲取代替點(diǎn)，包括：在所述第一三維軌跡點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)之間獲取第一中間點(diǎn)，在所述第一三維軌跡點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的后一個(gè)三維軌跡點(diǎn)之間獲取第二中間點(diǎn)，所述第一中間點(diǎn)和所述第二中間點(diǎn)為所述代替點(diǎn)；或者，獲取由所述第一三維軌跡點(diǎn)、所述第一三維軌跡點(diǎn)的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的后一個(gè)三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的三角形的中心或重心，所述三角形的中心或重心為所述代替點(diǎn)。

例如，無人飛行器在轉(zhuǎn)彎時(shí)，其角度的調(diào)整是有限的，若三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的曲線的曲率較大時(shí)，無人飛行器將無法嚴(yán)格按照飛行軌跡飛行，因此，在各三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，需要將曲率較大的點(diǎn)去除，以便得到平滑的飛行軌跡，使得無人飛行器沿著平滑的飛行軌跡飛行。

如圖3c所示，點(diǎn)a、b、c是相鄰的3個(gè)三維軌跡點(diǎn)，點(diǎn)a是點(diǎn)b的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)，點(diǎn)c是點(diǎn)b的后一個(gè)三維軌跡點(diǎn)，將點(diǎn)a、b、c用圓滑的曲線進(jìn)行連接，根據(jù)數(shù)學(xué)公式可算出曲線abc在點(diǎn)b處的曲率，若曲線abc在點(diǎn)b處的曲率大于閾值，需要去除點(diǎn)b，若曲線abc在點(diǎn)b處的曲率小于閾值，則保留點(diǎn)b。根據(jù)圖3c所示可知，曲線abc在點(diǎn)b處的曲率較大，曲線abc在點(diǎn)b處較為陡峭，使得曲線abc并不平滑，因此，為了讓無人飛行器沿著平滑的軌跡飛行，可獲取代替點(diǎn)，由代替點(diǎn)代替點(diǎn)b，使得由點(diǎn)a、點(diǎn)c和代替點(diǎn)構(gòu)成的曲線在該代替點(diǎn)出的曲率小于曲線abc在點(diǎn)b處的曲率，在本實(shí)施例中，代替點(diǎn)可以是一個(gè)點(diǎn)，也可以是多個(gè)點(diǎn)。

可選的，取線段ab的中點(diǎn)d，以及線段bc的中點(diǎn)e，用中點(diǎn)d和中點(diǎn)e代替點(diǎn)b，即去除點(diǎn)b，補(bǔ)上中點(diǎn)e和中點(diǎn)d，由點(diǎn)a、點(diǎn)d、點(diǎn)e、點(diǎn)c構(gòu)成的曲線adec相比于曲線abc要平滑很多。

另外，如圖3d所示，還可以用點(diǎn)a、b、c構(gòu)成的三角形的中心或重心g代替點(diǎn)b，因?yàn)椋c(diǎn)a、c、三角形abc的中心或重心g構(gòu)成的曲線在中心或重心g處的曲率小于曲線abc在點(diǎn)b處的曲率。

此外，除點(diǎn)a、b、c之外的各個(gè)三維軌跡點(diǎn)，按照同樣的方法進(jìn)行曲率的判斷、以及預(yù)處理。

步驟s302、根據(jù)所述預(yù)處理后的三維軌跡點(diǎn)集，采用軌跡生成算法，確定所述飛行軌跡，所述飛行軌跡滿足所述無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。

經(jīng)過上述預(yù)處理之后，即可得到預(yù)處理后的三維軌跡點(diǎn)集，對(duì)于預(yù)處理后的三維軌跡點(diǎn)集，采用軌跡生成算法，可獲得滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束的飛行軌跡。在本實(shí)施例中，軌跡生成算法可以是最小震蕩軌跡生成算法，采用最小震蕩軌跡生成算法生成的飛行軌跡不僅滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束，同時(shí)還滿足無人飛行器的平滑性約束。

另外，在所述無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行時(shí)，檢測(cè)所述飛行軌跡上位于所述無人飛行器前方的部分是否有障礙物；若所述飛行軌跡上位于所述無人飛行器前方的部分有障礙物，則啟動(dòng)所述無人飛行器的避障功能；在所述無人飛行器繞開所述障礙物后，控制所述無人飛行器回到所述飛行軌跡上。

根據(jù)上述步驟得到滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)約束和平滑性約束的飛行軌跡之后，飛行控制器控制無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行，在所述無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行時(shí)，無人飛行器上的設(shè)置的雷達(dá)設(shè)備可用于檢測(cè)該飛行軌跡上位于無人飛行器前方的部分是否有障礙物，若有則啟動(dòng)無人飛行器的避障功能，在無人飛行器成功避開該障礙物后，飛行控制器控制無人飛行器再次回到該飛行軌跡上飛行。

本實(shí)施例根據(jù)三維軌跡點(diǎn)集，確定飛行軌跡之前，對(duì)三維軌跡點(diǎn)集中的各三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的目的是：保證由預(yù)處理之后的三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的飛行軌跡滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)性能約束，解決了由于用戶描繪特定曲線的隨意性，導(dǎo)致用戶在特定圖像上設(shè)定的特定曲線不滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)性能約束的問題；另外，無人飛行器沿著飛行軌跡飛行時(shí)，無人飛行器上設(shè)置的雷達(dá)用于檢測(cè)該飛行軌跡上位于無人飛行器前方的部分是否有障礙物，若有障礙物，則啟動(dòng)無人飛行器的避障功能，使得無人飛行器成功繞過障礙物，在無人飛行器成功繞過障礙物之后，飛行控制器控制無人飛行器繼續(xù)沿著該飛行軌跡飛行，確保了無人飛行器的安全性。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種控制裝置。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示，控制裝置40包括一個(gè)或多個(gè)處理器41，單獨(dú)或協(xié)同工作，以及傳感器42；其中，一個(gè)或多個(gè)處理器41用于：獲取特定圖像和特定曲線，其中，所述特定曲線為在所述特定圖像上繪制的曲線；根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡，所述飛行軌跡用于控制無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行。

具體的，控制裝置40是地面站或者飛行控制器。

當(dāng)控制裝置40是地面站，或者，地面站包括控制裝置40時(shí)，可選的，控制裝置40還包括：與一個(gè)或多個(gè)處理器41通訊連接的發(fā)送器44，發(fā)送器44用于將所述飛行軌跡發(fā)送給無人飛行器的飛行控制器。

當(dāng)控制裝置是飛行控制器，或者，飛行控制器包括控制裝置時(shí)，可選的，控制裝置還包括：與所述一個(gè)或多個(gè)處理器通訊連接的接收器，所述接收器用于接收接收地面站發(fā)送的飛行軌跡，所述一個(gè)或多個(gè)處理器還用于控制所述無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)控制裝置40是地面站，或者，地面站包括控制裝置40時(shí)，一個(gè)或多個(gè)處理器41用于獲取搭載在所述無人飛行器上的成像裝置拍攝到的實(shí)時(shí)圖像；控制裝置40還包括：顯示屏43，顯示屏43用于展示所述實(shí)時(shí)圖像；以及感測(cè)在所述顯示屏所展示的實(shí)時(shí)圖像上繪制的特定曲線；一個(gè)或多個(gè)處理器41用于獲取特定曲線和特定圖像，所述特定圖像包括所述特定曲線所在的至少部分實(shí)時(shí)圖像。

一個(gè)或多個(gè)處理器41獲取特定曲線和特定圖像的可實(shí)現(xiàn)方式有如下兩種：

1)一個(gè)或多個(gè)處理器41從云平臺(tái)下載所述特定圖像和特定曲線；

2)控制裝置40是第一地面站，或者，第一地面站包括控制裝置40，控制裝置40還包括：與一個(gè)或多個(gè)處理器41通訊連接的接收器45，接收器45用于接收第二地面站發(fā)送的特定圖像和特定曲線。

本發(fā)明實(shí)施例提供的飛行控制器的具體原理和實(shí)現(xiàn)方式均與圖1所示實(shí)施例類似，此處不再贅述。

本實(shí)施例通過特定圖像上繪制的特定曲線，將該特定曲線生成用于控制無人飛行器的飛行軌跡，該特定曲線可以是用戶在靜態(tài)畫面上設(shè)置的一條特定曲線，也可以是在動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像上設(shè)置的一條特定曲線，相應(yīng)的，特定圖像可以是一張靜態(tài)畫面，也可以是動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像，用戶在特定圖像上繪制的特定曲線可用于控制無人飛行器的飛行軌跡，即無人飛行器可按照用戶個(gè)性化設(shè)計(jì)的特定曲線飛行，實(shí)現(xiàn)了無人飛行器的飛行模式的個(gè)性化設(shè)計(jì)，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的指點(diǎn)飛行、智能跟隨等飛行模式，提高了無人飛行器的飛行模式的靈活性。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種控制裝置。圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖，在本實(shí)施例中，控制裝置40是飛行控制器，或者，所述飛行控制器包括控制裝置40?？刂蒲b置40在包括一個(gè)或多個(gè)處理器41，單獨(dú)或協(xié)同工作，以及傳感器42的基礎(chǔ)上，還包括：與一個(gè)或多個(gè)處理器41通訊連接的接收器50，接收器50用于接收接收地面站發(fā)送的特定圖像和特定曲線，一個(gè)或多個(gè)處理器41還用于控制所述無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行。在本實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)處理器41獲取特定圖像和特定曲線的方式可以是從地面站獲取特定圖像和特定曲線，也可以是從云平臺(tái)下載所述特定圖像和特定曲線。

另外，控制裝置40還包括：與一個(gè)或多個(gè)處理器41通訊連接的發(fā)送器51，發(fā)送器51用于將搭載在所述無人飛行器上的成像裝置拍攝到的實(shí)時(shí)圖像發(fā)送給地面站。

一個(gè)或多個(gè)處理器41獲取特定圖像和特定曲線時(shí)具體用于：獲取所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度、所述特定曲線上各像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、所述成像裝置的焦距；一個(gè)或多個(gè)處理器41根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡時(shí)具體用于：根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度、所述特定曲線上各像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、所述成像裝置的焦距，確定三維軌跡點(diǎn)集，所述三維軌跡點(diǎn)集包括所述特定曲線在所述特定圖像上對(duì)應(yīng)的各像素點(diǎn)分別在地面坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的三維軌跡點(diǎn)；根據(jù)所述三維軌跡點(diǎn)集生成飛行軌跡。

一個(gè)或多個(gè)處理器41根據(jù)所述三維軌跡點(diǎn)集生成飛行軌跡的可實(shí)現(xiàn)方式是：對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的三維軌跡點(diǎn)集；根據(jù)所述預(yù)處理后的三維軌跡點(diǎn)集，采用軌跡生成算法，確定所述飛行軌跡，所述飛行軌跡滿足所述無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。

一個(gè)或多個(gè)處理器41對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理的方式包括如下至少一種：

1)獲取所述無人飛行器的最大飛行距離，根據(jù)所述最大飛行距離對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理；

具體的，一個(gè)或多個(gè)處理器41根據(jù)所述最大飛行距離對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理時(shí)具體用于：計(jì)算由所述三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的三維軌跡的長(zhǎng)度；若所述由所述三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的三維軌跡的長(zhǎng)度大于所述最大飛行距離，則刪除所述三維軌跡點(diǎn)集中的部分三維軌跡點(diǎn)，以使由所述三維軌跡點(diǎn)集中剩余的三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的三維軌跡的長(zhǎng)度小于所述無人飛行器的最大飛行距離。

2)獲取所述三維軌跡點(diǎn)集中至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)的密集度，根據(jù)所述密集度對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理；

具體的，一個(gè)或多個(gè)處理器41根據(jù)所述密集度對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理時(shí)具體用于：確定所述三維軌跡點(diǎn)集中位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)；若所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于閾值，則減少所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)，或者，獲取所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的代替點(diǎn)，以所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的代替點(diǎn)代替所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有三維軌跡點(diǎn)。

3)獲取所述三維軌跡點(diǎn)集中的特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度，根據(jù)所述抖動(dòng)程度對(duì)所述特定三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理；

具體的，一個(gè)或多個(gè)處理器41根據(jù)所述抖動(dòng)程度對(duì)所述特定三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)具體用于：當(dāng)所述特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度小于閾值時(shí)，去除所述特定三維軌跡點(diǎn)；和/或，當(dāng)所述特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度不小于閾值時(shí)，保留所述特定三維軌跡點(diǎn)。

所述特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度是根據(jù)所述特定三維軌跡點(diǎn)的下一個(gè)三維軌跡點(diǎn)到所述特定三維軌跡點(diǎn)和所述特定三維軌跡點(diǎn)的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)所在直線的距離確定的。

4)根據(jù)所述三維軌跡點(diǎn)集中至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)生成三維軌跡，根據(jù)所述三維軌跡的曲率，對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理。

具體的，一個(gè)或多個(gè)處理器41根據(jù)所述三維軌跡的曲率，對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)具體用于：當(dāng)所述三維軌跡在第一三維軌跡點(diǎn)處的曲率大于閾值時(shí)，獲取代替點(diǎn)，其中，所述第一三維軌跡點(diǎn)為所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)中的一個(gè)三維軌跡點(diǎn)，所述代替點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的前后兩個(gè)三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的曲線在所述代替點(diǎn)處的曲率小于所述三維軌跡在所述第一三維軌跡點(diǎn)處的曲率；用所述代替點(diǎn)代替所述第一三維軌跡點(diǎn)。

可選的，一個(gè)或多個(gè)處理器41獲取代替點(diǎn)時(shí)具體用于：在所述第一三維軌跡點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)之間獲取第一中間點(diǎn)，在所述第一三維軌跡點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的后一個(gè)三維軌跡點(diǎn)之間獲取第二中間點(diǎn)，所述第一中間點(diǎn)和所述第二中間點(diǎn)為所述代替點(diǎn)；或者，獲取由所述第一三維軌跡點(diǎn)、所述第一三維軌跡點(diǎn)的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的后一個(gè)三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的三角形的中心或重心，所述三角形的中心或重心為所述代替點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的飛行控制器的具體原理和實(shí)現(xiàn)方式均與圖3所示實(shí)施例類似，此處不再贅述。

本實(shí)施例根據(jù)三維軌跡點(diǎn)集，確定飛行軌跡之前，對(duì)三維軌跡點(diǎn)集中的各三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的目的是：保證由預(yù)處理之后的三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的飛行軌跡滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)性能約束，解決了由于用戶描繪特定曲線的隨意性，導(dǎo)致用戶在特定圖像上設(shè)定的特定曲線不滿足無人飛行器的運(yùn)動(dòng)性能約束的問題；另外，無人飛行器沿著飛行軌跡飛行時(shí)，無人飛行器上設(shè)置的雷達(dá)用于檢測(cè)該飛行軌跡上位于無人飛行器前方的部分是否有障礙物，若有障礙物，則啟動(dòng)無人飛行器的避障功能，使得無人飛行器成功繞過障礙物，在無人飛行器成功繞過障礙物之后，飛行控制器控制無人飛行器繼續(xù)沿著該飛行軌跡飛行，確保了無人飛行器的安全性。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種控制裝置。在圖5所示實(shí)施例提供的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，一個(gè)或多個(gè)處理器41根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度、所述特定曲線上各像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、所述成像裝置的焦距，確定三維軌跡點(diǎn)集時(shí)具體用于：確定所述像素點(diǎn)在所述地面的反投影點(diǎn)，所述反投影點(diǎn)是經(jīng)過所述成像裝置的攝像鏡頭的光心和所述像素點(diǎn)的投影射線與所述地面的交點(diǎn)；根據(jù)所述像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，以及所述成像裝置的焦距，確定所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置；根據(jù)所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確定所述反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置；根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、以及所述反投影點(diǎn)在所述地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確定所述像素點(diǎn)在所述地面坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的三維軌跡點(diǎn)。

具體的，根據(jù)所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確定所述反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，可通過如下方式實(shí)現(xiàn)：根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度，確定所述攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于所述地面坐標(biāo)系的外參數(shù)；根據(jù)所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，以及所述攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于所述地面坐標(biāo)系的外參數(shù)，確定所述反投影點(diǎn)在所述地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置。

在本實(shí)施例中，所述軌跡生成算法包括：最小震蕩軌跡生成算法。

另外，如圖5所示，傳感器42與一個(gè)或多個(gè)處理器41通訊連接，傳感器42用于檢測(cè)所述飛行軌跡上位于所述無人飛行器前方的部分的障礙物，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)處理器41；一個(gè)或多個(gè)處理器41根據(jù)所述檢測(cè)結(jié)果，確定所述飛行軌跡上位于所述無人飛行器前方的部分是否有障礙物；若所述飛行軌跡上位于所述無人飛行器前方的部分有障礙物，一個(gè)或多個(gè)處理器41控制所述無人飛行器繞開所述障礙物；在所述無人飛行器繞開所述障礙物后，一個(gè)或多個(gè)處理器41控制所述無人飛行器回到所述飛行軌跡上。

本發(fā)明實(shí)施例提供的飛行控制器的具體原理和實(shí)現(xiàn)方式均與圖2所示實(shí)施例類似，此處不再贅述。

本實(shí)施例根據(jù)特定曲線上的任意一個(gè)像素點(diǎn)和成像裝置的攝像鏡頭的光心，確定出特定曲線上的各像素點(diǎn)在地面的反投影點(diǎn)，并根據(jù)成像裝置相對(duì)地面的高度、角度、以及成像裝置的焦距，確定出反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，以及攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于地面坐標(biāo)系的外參數(shù)，根據(jù)反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，以及攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于地面坐標(biāo)系的外參數(shù)，確定反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，根據(jù)反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，可精確計(jì)算三維軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了三維軌跡即飛行軌跡的精確計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人飛行器的精確控制。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種控制裝置。圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖6所示，控制裝置60包括：獲取模塊61、確定模塊62，其中，獲取模塊61用于獲取特定圖像和特定曲線，其中，所述特定曲線為在所述特定圖像上繪制的曲線；確定模塊62用于根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡，所述飛行軌跡用于控制無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行。

可選的，獲取模塊61具體用于獲取搭載在所述無人飛行器上的成像裝置拍攝到的實(shí)時(shí)圖像；控制裝置60還包括：顯示模塊63、接收模塊64，顯示模塊63用于顯示所述實(shí)時(shí)圖像；接收模塊64用于接收在所述實(shí)時(shí)圖像上繪制的特定曲線；獲取模塊61具體用于獲取特定圖像，所述特定圖像包括所述特定曲線所在的至少部分實(shí)時(shí)圖像。

另外，獲取模塊61用于從云平臺(tái)下載所述特定圖像和特定曲線，或者，控制裝置60可以是第一地面站；接收模塊64還用于接收第二地面站發(fā)送的特定圖像和特定曲線。

此外，獲取模塊61獲取特定圖像和特定曲線時(shí)，獲取模塊61具體用于獲取所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度、所述特定曲線上各像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、所述成像裝置的焦距；確定模塊62根據(jù)所述特定圖像和所述特定曲線將所述特定曲線生成為飛行軌跡時(shí)，確定模塊62具體用于根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度、所述特定曲線上各像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、所述成像裝置的焦距，確定三維軌跡點(diǎn)集，所述三維軌跡點(diǎn)集包括所述特定曲線在所述特定圖像上對(duì)應(yīng)的各像素點(diǎn)分別在地面坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的三維軌跡點(diǎn)；根據(jù)所述三維軌跡點(diǎn)集生成飛行軌跡。

可選的，確定模塊62包括預(yù)處理單元621、確定單元622，確定模塊62根據(jù)所述三維軌跡點(diǎn)集生成飛行軌跡時(shí)，預(yù)處理單元621用于對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的三維軌跡點(diǎn)集；確定單元622用于根據(jù)所述預(yù)處理后的三維軌跡點(diǎn)集，采用軌跡生成算法，確定所述飛行軌跡，所述飛行軌跡滿足所述無人飛行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束。

預(yù)處理單元621對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，獲取模塊61還至少用于：獲取所述無人飛行器的最大飛行距離、獲取所述三維軌跡點(diǎn)集中至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)的密集度、獲取所述三維軌跡點(diǎn)集中的特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度；預(yù)處理單元621具體用于：根據(jù)所述最大飛行距離對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理；根據(jù)所述密集度對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理；根據(jù)所述抖動(dòng)程度對(duì)所述特定三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理；根據(jù)所述三維軌跡點(diǎn)集中至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)生成三維軌跡，根據(jù)所述三維軌跡的曲率，對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理。

另外，控制裝置60還包括：計(jì)算模塊65，預(yù)處理單元621根據(jù)所述最大飛行距離對(duì)所述三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，計(jì)算模塊65用于計(jì)算由所述三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的三維軌跡的長(zhǎng)度；若所述由所述三維軌跡點(diǎn)集構(gòu)成的三維軌跡的長(zhǎng)度大于所述最大飛行距離，則預(yù)處理單元621用于刪除所述三維軌跡點(diǎn)集中的部分三維軌跡點(diǎn)，以使由所述三維軌跡點(diǎn)集中剩余的三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的三維軌跡的長(zhǎng)度小于所述無人飛行器的最大飛行距離。

預(yù)處理單元621根據(jù)所述密集度對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)集進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，確定單元622用于確定所述三維軌跡點(diǎn)集中位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)；若所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于閾值，則預(yù)處理單元621用于減少所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的三維軌跡點(diǎn)的個(gè)數(shù)，或者，獲取模塊61用于獲取所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的代替點(diǎn)，預(yù)處理單元621以所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的代替點(diǎn)代替所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有三維軌跡點(diǎn)。

預(yù)處理單元621根據(jù)所述抖動(dòng)程度對(duì)所述特定三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，若所述特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度小于閾值，則預(yù)處理單元621用于去除所述特定三維軌跡點(diǎn)；和/或，若所述特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度不小于閾值，則預(yù)處理單元621用于保留所述特定三維軌跡點(diǎn)。所述特定三維軌跡點(diǎn)的抖動(dòng)程度是根據(jù)所述特定三維軌跡點(diǎn)的下一個(gè)三維軌跡點(diǎn)到所述特定三維軌跡點(diǎn)和所述特定三維軌跡點(diǎn)的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)所在直線的距離確定的。

預(yù)處理單元621根據(jù)所述三維軌跡的曲率，對(duì)所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，若所述三維軌跡在第一三維軌跡點(diǎn)處的曲率大于閾值，則獲取模塊61用于獲取代替點(diǎn)，其中，所述第一三維軌跡點(diǎn)為所述至少部分連續(xù)的三維軌跡點(diǎn)中的一個(gè)三維軌跡點(diǎn)，所述代替點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的前后兩個(gè)三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的曲線在所述代替點(diǎn)處的曲率小于所述三維軌跡在所述第一三維軌跡點(diǎn)處的曲率；所述預(yù)處理單元用于用所述代替點(diǎn)代替所述第一三維軌跡點(diǎn)。獲取模塊61獲取代替點(diǎn)時(shí)具體用于：在所述第一三維軌跡點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)之間獲取第一中間點(diǎn)，在所述第一三維軌跡點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的后一個(gè)三維軌跡點(diǎn)之間獲取第二中間點(diǎn)，所述第一中間點(diǎn)和所述第二中間點(diǎn)為所述代替點(diǎn)；或者，獲取由所述第一三維軌跡點(diǎn)、所述第一三維軌跡點(diǎn)的前一個(gè)三維軌跡點(diǎn)和所述第一三維軌跡點(diǎn)的后一個(gè)三維軌跡點(diǎn)構(gòu)成的三角形的中心或重心，所述三角形的中心或重心為所述代替點(diǎn)。

確定模塊62根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度、所述特定曲線上各像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、所述成像裝置的焦距，確定三維軌跡點(diǎn)集時(shí)，確定模塊62具體用于：確定所述像素點(diǎn)在所述地面的反投影點(diǎn)，所述反投影點(diǎn)是經(jīng)過所述成像裝置的攝像鏡頭的光心和所述像素點(diǎn)的投影射線與所述地面的交點(diǎn)；根據(jù)所述像素點(diǎn)在所述特定圖像所在的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，以及所述成像裝置的焦距，確定所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置；根據(jù)所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確定所述反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置；根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、以及所述反投影點(diǎn)在所述地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確定所述像素點(diǎn)在所述地面坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的三維軌跡點(diǎn)。確定模塊62根據(jù)所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確定所述反投影點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置時(shí)具體用于：根據(jù)所述成像裝置拍攝所述特定圖像時(shí)距離地面的高度、所述成像裝置相對(duì)地面的角度，確定所述攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于所述地面坐標(biāo)系的外參數(shù)；根據(jù)所述反投影點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，以及所述攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于所述地面坐標(biāo)系的外參數(shù)，確定所述反投影點(diǎn)在所述地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置。

可選的，所述軌跡生成算法包括：最小震蕩軌跡生成算法。

另外，控制裝置60還包括檢測(cè)模塊66、啟動(dòng)模塊67、控制模塊68，檢測(cè)模塊66用于在所述無人飛行器沿著所述飛行軌跡飛行時(shí)，檢測(cè)所述飛行軌跡上位于所述無人飛行器前方的部分是否有障礙物；啟動(dòng)模塊67用于當(dāng)所述飛行軌跡上位于所述無人飛行器前方的部分有障礙物時(shí)，啟動(dòng)所述無人飛行器的避障功能；控制模塊68用于在所述無人飛行器繞開所述障礙物后，控制所述無人飛行器回到所述飛行軌跡上。

此外，控制裝置60還包括發(fā)送模塊69，發(fā)送模塊69用于將所述飛行軌跡上傳到特定服務(wù)器?；蛘?，所述控制裝置是第一地面站，所述控制裝置還包括：發(fā)送模塊，用于將所述飛行軌跡發(fā)送至第二地面站。

本實(shí)施例通過特定圖像上繪制的特定曲線，將該特定曲線生成用于控制無人飛行器的飛行軌跡，該特定曲線可以是用戶在靜態(tài)畫面上設(shè)置的一條特定曲線，也可以是在動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像上設(shè)置的一條特定曲線，相應(yīng)的，特定圖像可以是一張靜態(tài)畫面，也可以是動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像，用戶在特定圖像上繪制的特定曲線可用于控制無人飛行器的飛行軌跡，即無人飛行器可按照用戶個(gè)性化設(shè)計(jì)的特定曲線飛行，實(shí)現(xiàn)了無人飛行器的飛行模式的個(gè)性化設(shè)計(jì)，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的指點(diǎn)飛行、智能跟隨等飛行模式，提高了無人飛行器的飛行模式的靈活性。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種無人飛行器。圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的無人飛行器的結(jié)構(gòu)圖，如圖7所示，無人飛行器100包括：機(jī)身、動(dòng)力系統(tǒng)和飛行控制器118，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括如下至少一種：電機(jī)107、螺旋槳106和電子調(diào)速器117，動(dòng)力系統(tǒng)安裝在所述機(jī)身，用于提供飛行動(dòng)力；飛行控制器118與所述動(dòng)力系統(tǒng)通訊連接，用于控制所述無人飛行器飛行；其中，飛行控制器118包括慣性測(cè)量單元及陀螺儀。所述慣性測(cè)量單元及所述陀螺儀用于檢測(cè)所述無人飛行器的加速度、俯仰角、橫滾角及偏航角等。

另外，如圖7所示，無人飛行器100還包括：傳感系統(tǒng)108、通信系統(tǒng)110、支撐設(shè)備102、成像裝置104，其中，支撐設(shè)備102具體可以是云臺(tái)，通信系統(tǒng)110具體可以包括接收機(jī)，接收機(jī)用于接收地面站112的天線114發(fā)送的無線信號(hào)，116表示接收機(jī)和天線114通信過程中產(chǎn)生的電磁波。

本發(fā)明實(shí)施例提供的飛行控制器118的具體原理和實(shí)現(xiàn)方式均與上述實(shí)施例所述的控制裝置類似，此處不再贅述。

本實(shí)施例通過特定圖像上繪制的特定曲線，將該特定曲線生成用于控制無人飛行器的飛行軌跡，該特定曲線可以是用戶在靜態(tài)畫面上設(shè)置的一條特定曲線，也可以是在動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像上設(shè)置的一條特定曲線，相應(yīng)的，特定圖像可以是一張靜態(tài)畫面，也可以是動(dòng)態(tài)視頻中的一幀圖像或多幀圖像，用戶在特定圖像上繪制的特定曲線可用于控制無人飛行器的飛行軌跡，即無人飛行器可按照用戶個(gè)性化設(shè)計(jì)的特定曲線飛行，實(shí)現(xiàn)了無人飛行器的飛行模式的個(gè)性化設(shè)計(jì)，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的指點(diǎn)飛行、智能跟隨等飛行模式，提高了無人飛行器的飛行模式的靈活性。

在本發(fā)明所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

上述以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)的集成的單元，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(read-onlymemory，rom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。