用于管理3D飞行路径的方法和相关系统技术方案

本文公开了用于生成针对诸如无人飞行器(UAV)(11，13，20)的可移动平台的三维(3D)飞行路径的方法(500)和相关系统(100a，100b)与装置。所述方法(500)包括接收与虚拟现实环境(501)相关联的3D信息组以及接收虚拟现实环境(503)中的多个虚拟位置。针对各个虚拟位置，系统(100a，100b)接收对应的动作项(505)。所述系统(100a，100b)然后基于所述3D信息组、多个虚拟位置和多个动作项(507)中的至少一项来生成3D路径。所述系统(100a，100b)然后生成与所述3D路径(509)相关联的图像组，并且然后经由虚拟现实设备(511)向操作者视觉呈现所述图像组。所述系统(100a，100b)使操作者能够经由虚拟现实设备来调整3D路径。拟现实设备来调整3D路径。拟现实设备来调整3D路径。

【技术实现步骤摘要】
用于管理3D飞行路径的方法和相关系统


[0001]本技术总体上涉及用于生成、分析和验证诸如无人飞行器(UAV)的可移动平台的三维(3D)飞行路径的方法和相关系统。

技术介绍

[0002]传统上，基于在二维(2D)地图上标识的某些位置点(航路点)来计划UAV的飞行路径。这种方法可能是不准确的，这是因为它无法考虑例如建筑物、结构和UAV的飞行路径中可能存在的其他障碍物的对象的第三维度(例如，高度)。这种方法也无法满足在精密任务(例如，在具有高楼的现代城市中驾驶UAV以传送小件物品)期间精确地控制UAV的需要。此外，UAV的操作者使用传统方法熟悉路径规划任务需要很长时间和大量练习。传统方法不能为UAV的操作者提供在操作UAV时直观的用户体验。因此，需要一种用于生成或计划用于UAV的3D飞行路径的改进方法和系统。

技术实现思路

[0003]以下概述为了读者的方便而提供，并且指出所公开的技术的一些代表性实施例。总体而言，本技术提供了改进的方法和相关系统，其使操作者能够以简单、易于学习和直观的方式生成、分析和验证UAV的3D飞行路径。更具体地，本技术使操作者能够经由虚拟现实设备来创建并观察UAV的3D飞行路径。例如，本技术使操作者能够经由虚拟现实设备从第一人视角观察并验证所生成的3D飞行路径。通过这样做，操作者可以验证所生成的3D飞行路径是否正是他/她为了执行某项任务(例如，拍摄电影或拍摄目标人员或对象的图片)而想要的。此外，本技术使操作者能够生成准确的3D飞行路径，并精确地控制UAV执行精密任务或艰难任务。艰难任务的示例包括将包裹传送到建筑物的某个楼层上朝东的窗户，采集站在特定位置处的演员的面部的图像以及从特定视角拍摄移动目标。
[0004]本技术的代表性实施例包括用于生成UAV的3D路径的方法和相关系统。所述方法包括接收与环境(例如，在现实世界中操作UAV的地方，例如城市区域、结构或建筑物中的定义空间、或室外区域)或虚拟现实环境(例如，基于根据现实世界中的对象而生成的)相关联的3D信息组(例如，一组地理信息或对象的坐标)。所述方法还包括接收虚拟现实环境中的多个虚拟位置。在一些实施例中，所述方法可以接收真实世界环境中的物理位置，然后将其转换成虚拟现实环境中的虚拟位置。这可以通过以下项来完成转换：(1)用户输入(例如，用户输入特定位置的坐标)，(2)来自推荐列表中的用户选择(例如，相关系统提供用户从中进行选择的候选位置列表)或者(3)从存储设备中检索数据(例如，UAV先前行进的路径的位置，UAV频繁地飞行到的位置，和/或基于与操作者或UAV相关联的日志或历史文件生成的位置)。对于各虚拟或物理位置，系统接收一个或多个对应的动作项。代表性的动作项包括在各位置处执行预定任务，例如相机瞄准、稳定UAV、采集具有特定尺寸或格式的图像、采集与各位置相关联的信息(例如，在各位置处UAV能否看到对象/个体；在各位置处采集/测量虚拟/真实环境信息)、配置UAV的组件(例如，调整UAV电源组件的电力输出)等。
[0005]然后系统接收与多个位置相对应的多个虚拟位置(例如，虚拟现实环境中的位置或坐标)。在一些实施例中，系统可以接收物理位置，然后生成对应的虚拟位置。一旦确定虚拟位置，则系统然后基于该3D信息组来生成3D路径(例如，3D轨迹)。例如，3D路径可以基于以下要求：它可以与通过该3D信息组描述的任何对象保持一定距离。3D路径同样是基于所述多个虚拟位置(例如，基于3D路径经过所有虚拟位置的要求)和所述多个动作项(例如，该动作项可以是UAV围绕目标飞行，并且在这种情况下3D路径包括围绕目标的路径)的。将在下面的具体实施方式中讨论虚拟现实环境的细节。
[0006]该系统然后基于所述3D信息组、所述多个虚拟位置和所述多个动作项中的至少一项来生成与3D路径相关联的图像组。例如，所生成的图像可以是在虚拟现实环境中从UAV以第一人视角观察到的图像组。系统然后向操作者视觉呈现该图像组。在特定实施例中，可以经由虚拟现实设备呈现该图像组。因此，该系统使操作者能够以直观的方式观察所建议的3D飞行路径。
[0007]在特定实施例中，该系统使操作者能够基于用户设置来手动地或自动地调整所生成的3D路径。例如，操作者可以创建附加位置(例如，通过经由虚拟现实设备、键区、触摸屏、操纵杆和/或其他适当设备进行的输入)以将其包括在虚拟环境中的3D路径中。
[0008]在特定实施例中，该系统可以包括耦接到UAV的图像组件，其被配置为基于预定的动作项来采集图像。在一些实施例中，图像组件可以包括采集彩色图像(例如，具有红色、绿色和蓝色(RGB)像素的那些彩色图像)的色彩感测相机。在其他实施例中，图像采集组件可以是采集各种其他类型的图像的相机(例如，热/红外相机或夜视相机)。
[0009]本技术的一些实施例可以被实现为用于配置用于规划UAV的飞行路径或路线的系统的方法。所述方法可以包括用指令对计算机可读介质进行编程，所述指令在被执行时接收与虚拟现实环境(或者在一些实施例中为真实世界环境)相关联的3D信息组并且接收虚拟现实环境中的多个虚拟位置(或真实世界环境中的物理位置，其将被转换成虚拟位置)。对于各虚拟位置，指令可以包括接收一个或多个对应的动作项。该指令可以基于所述3D信息组、所述多个虚拟位置和所述多个动作项来生成3D路径。该指令还可以基于所述3D信息组、所述多个虚拟位置和所述多个动作项来生成与3D路径相关联的图像组。该指令可以向操作者视觉呈现该图像组。在特定实施例中，经由虚拟现实设备呈现图像。在一些实施例中，该指令可以响应于经由虚拟现实设备从所述操作者接收到指令而调整所述3D路径。根据本技术的实施例的方法和系统可以包括上述的前述元件中的任何一个元件或前述元件中的任何元件的组合。
附图说明
[0010]图1A是示出了根据本技术的代表性实施例配置的系统的框图。
[0011]图1B是示出了根据本技术的代表性实施例配置的系统的框图。
[0012]图2是根据本技术的代表性实施例配置的UAV的部分示意图。
[0013]图3A是示出了根据本技术的代表性实施例生成的3D路径和动作项的部分示意图。
[0014]图3B是示出了根据本技术的代表性实施例生成的并且规避障碍物的3D路径的部分示意图。
[0015]图4A和图4B是示出了根据本技术的代表性实施例的由UAV的图像组件创建的图像
的部分示意图。
[0016]图5是示出了根据本技术的代表性实施例的用于生成3D飞行路径的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
[0017]1、概览
[0018]本技术总体上涉及用于生成、分析和验证UAV的3D飞行路径的方法和相关系统。根据本技术配置的代表性系统至少部分地基于(1)UAV要经过的位置，以及(2)UAV要在各位置处执行的动作项来生成虚拟现实环境(例如，是通过测量其中的有形/物理对象的尺寸并且然后生成与所述物理/有形对象相对应的虚拟数据集来基于真实世界环境创建的)中的3D飞行路径。在特定实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生成可移动平台的三维3D路径的方法，所述方法包括：接收与虚拟现实环境相关联的3D信息组；接收所述虚拟现实环境中的多个虚拟位置；接收多个动作项，其中每个所述虚拟位置对应于所述动作项中的一个或多个；基于所述多个虚拟位置生成所述虚拟现实环境中的3D路径；基于所述3D信息组、所述多个虚拟位置和所述多个动作项来生成与所述3D路径相关联的图像组，所述图像组包括当所述可移动平台沿着所述3D路径飞行时将采集的虚拟现实图像；以及向操作者视觉呈现所述图像组。2.根据权利要求1所述的方法，还包括通过飞行模拟过程来生成所述图像组。3.根据权利要求1所述的方法，其中经由虚拟现实设备视觉呈现所述图像组，并且其中基于由所述3D路径确定的顺序向所述操作者视觉呈现所述图像组。4.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于经由虚拟现实设备从所述操作者接收到指令而调整所述3D路径。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述可移动平台包括图像组件，并且其中所述动作项包括：(1)建立或保持所述图像组件的视角、(2)将所述图像组件与目标对齐、(3)将所述图像组件向目标瞄准、(4)经由所述图像组件采集与目标相关联的图像或者(5)将所述图像组件向目标瞄准；以及指示所述可移动平台围绕所述目标移动。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个虚拟位置对应于多个物理位置。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，还包括：(1)至少部分地基于障碍物规避算法来生成所述3D路径、(2)至少部分地基于最短距离算法来生成所述3D路径、(3)至少部分地基于所述可移动平台的预期移动时间来生成所述3D路径、(4)至少部分地基于所述环境中的障碍物的形状来生...

【专利技术属性】
技术研发人员：马岳文，赵开勇，郑石真，潘慈辉，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：