一种无人机仿真控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及智能控制技术领域，提供了一种无人机仿真控制方法及系统，所述方法包括：在采用目标无人机对目标物巡检过程中，采集目标无人机当前的飞行位置、飞行速度、飞行方向和电池的荷电状态参数，构建当前的飞行状态矢量，结合荷电状态参数，构建实时飞行节点状态；获取效率目标和荷电状态目标；构建飞行状态空间，输入实时飞行节点状态，获得多个预测飞行计划；基于效率目标和荷电状态目标，进行双目标寻优，获得最优预测飞行计划，对目标无人机进行控制，解决了巡检控制方案与巡检场景适配度低，导致的无人机仿真控制精度低的技术问题，实现了充分使用巡检数据，提高巡检控制方案与巡检场景适配度，提高无人机仿真控制精度的技术效果。的技术效果。的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机仿真控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能控制相关
，具体涉及一种无人机仿真控制方法及系统。

技术介绍

[0002]采用无人机巡检电网或任意目标物，电网包括输电电网、配电电网和变电电网等，无人机搭载高清摄像头，执行飞行任务，让电网工作人员不再需要跋山涉水情况下，全面巡检电网，维护供电安全。
[0003]但，由于无人机此前应用于电网巡检作业时，一般只能按照预设的飞行计划，线性执行飞行任务，同时，无人机的持续巡检时长存在限制，无人机巡检控制方案智能化程度低。
[0004]综上可知，亟需构建灵活度高的无人机巡检控制方案，智能巡检目标物，同步进行荷电状态、巡检效率寻优，为筛选出与巡检任务相适应的飞行计划，进行无人机智能化控制提供支持。
[0005]综上所述，现有技术中存在巡检控制方案与巡检场景适配度低，导致的无人机仿真控制精度低的技术问题。

技术实现思路

[0006]本申请通过提供了一种无人机仿真控制方法及系统，旨在解决现有技术中的巡检控制方案与巡检场景适配度低，导致的无人机仿真控制精度低的技术问题。
[0007]鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种无人机仿真控制方法及系统。
[0008]本申请公开的第一个方面，提供了一种无人机仿真控制方法，其中，所述方法包括：在采用目标无人机对目标物进行巡检的过程中，采集所述目标无人机当前的飞行位置、飞行速度、飞行方向和电池的荷电状态参数；根据所述飞行位置、飞行速度和所述飞行方向，构建当前的飞行状态矢量，结合所述荷电状态参数，构建获得所述目标无人机当前的实时飞行节点状态；获取当前对所述目标物进行巡检的效率目标和荷电状态目标；根据所述目标无人机对所述目标物进行巡检的历史数据，构建对所述目标无人机进行控制的飞行状态空间；将所述实时飞行节点状态输入所述飞行状态空间，获得多个预测飞行计划；基于所述效率目标和所述荷电状态目标，对所述多个预测飞行计划进行双目标寻优，获得最优预测飞行计划，对所述目标无人机进行控制。
[0009]本申请公开的另一个方面，提供了一种无人机仿真控制系统，其中，所述系统包括：数据采集模块，用于在采用目标无人机对目标物进行巡检的过程中，采集所述目标无人机当前的飞行位置、飞行速度、飞行方向和电池的荷电状态参数；飞行节点状态构建模块，用于根据所述飞行位置、飞行速度和所述飞行方向，构建当前的飞行状态矢量，结合所述荷电状态参数，构建获得所述目标无人机当前的实时飞行节点状态；巡检数据获取模块，用于获取当前对所述目标物进行巡检的效率目标和荷电状态目标；飞行状态空间构建模块，用于根据所述目标无人机对所述目标物进行巡检的历史数据，构建对所述目标无人机进行控
制的飞行状态空间；预测飞行计划获得模块，用于将所述实时飞行节点状态输入所述飞行状态空间，获得多个预测飞行计划；目标寻优模块，用于基于所述效率目标和所述荷电状态目标，对所述多个预测飞行计划进行双目标寻优，获得最优预测飞行计划，对所述目标无人机进行控制。
[0010]进一步的，在采用目标无人机对目标物进行巡检的过程中，采集所述目标无人机当前的飞行速度、飞行方向和电池的荷电状态参数，包括：获取预设时间周期；在上一个预设时间周期结束后，采集所述目标无人机飞行巡检当前的飞行位置、飞行速度和飞行方向；采集所述目标无人机当前的电量，结合所述目标无人机的电池的总容量，计算获得所述荷电状态参数。
[0011]进一步的，获取当前对所述目标物进行巡检的效率目标和荷电状态目标，包括：采集当前所述目标无人机对所述目标物进行飞行巡检的剩余巡检时间和剩余巡检距离；根据所述剩余巡检时间和剩余巡检距离，获得所述效率目标；采集当前所述目标无人机对所述目标物进行飞行巡检的剩余要求荷电状态参数；根据所述荷电状态参数和所述剩余要求荷电状态参数，计算获得计划荷电状态参数，作为所述荷电状态目标。
[0012]进一步的，根据所述目标无人机对所述目标物进行巡检的历史数据，构建对所述目标无人机进行控制的飞行状态空间，包括：获取所述目标无人机在历史时间内对所述目标物进行飞行巡检的多个历史飞行节点状态；获取所述目标无人机在历史时间内对所述目标物进行飞行巡检时，所述多个历史飞行节点状态后的多个历史飞行计划集合；根据所述多个历史飞行节点状态和所述多个历史飞行计划集合，构建所述飞行状态空间。
[0013]进一步的，根据所述多个历史飞行节点状态和所述多个历史飞行计划集合，构建所述飞行状态空间，包括：基于所述多个历史飞行节点状态，构建多个数据类别；基于所述多个历史飞行计划集合，获得多个数据元素集合；根据所述多个数据类别和所述多个数据元素集合，构建获得所述飞行状态空间。
[0014]进一步的，将所述实时飞行节点状态输入所述飞行状态空间，获得多个预测飞行计划，包括：将所述实时飞行节点状态输入所述飞行状态空间，根据所述飞行位置，计算所述实时飞行节点状态与所述多个数据类别的第一相似度，获得多个第一相似度信息；根据所述飞行速度，计算所述实时飞行节点状态与所述多个数据类别的第二相似度，获得多个第二相似度信息；根据所述飞行方向，计算所述实时飞行节点状态与所述多个数据类别的第三相似度，获得多个第三相似度信息；根据所述荷电状态参数，计算所述实时飞行节点状态与所述多个数据类别的第四相似度，获得多个第四相似度信息；对所述多个第一相似度信息、多个第二相似度信息、多个第三相似度信息和多个第四相似度信息进行加权计算，获得多个总相似度信息；获取所述多个总相似度信息中的最大值，将对应的数据类别对应的数据元素集合作为所述多个预测飞行计划。
[0015]进一步的，基于所述效率目标和所述荷电状态目标，对所述多个预测飞行计划进行双目标寻优，获得最优预测飞行计划，包括：不放回地从所述多个预测飞行计划内随机选择获得第一预测飞行计划，并作为历史最优解；根据所述效率目标和所述荷电状态目标，分析获得所述第一预测飞行计划的第一寻优得分；再次不放回地从所述多个预测飞行计划内随机选择获得第二预测飞行计划；根据所述效率目标和所述荷电状态目标，分析获得所述第二预测飞行计划的第二寻优得分；判断所述第二寻优得分是否大于所述第一寻优得分，
若是，则将所述第二预测飞行计划作为历史最优解，若否，则按照变化的概率参数将所述第二预测飞行计划作为历史最优解，其中，所述概率参数随着寻优迭代次数的增加而减小；继续迭代寻优，直到达到预设迭代次数，将最终的历史最优解输出，获得所述最优预测飞行计划。
[0016]进一步的，根据所述效率目标和所述荷电状态目标，分析获得所述第一预测飞行计划的第一寻优得分，包括：获取所述第一预测飞行计划的第一预测飞行时间；分析计算所述第一预测飞行时间与所述剩余巡检时间的匹配度，获得第一匹配度信息；获取所述第一预测飞行计划的第一预测消耗荷电状态参数；分析计算所述第一预测消耗荷电状态参数和所述计划荷电状态参数的匹配度，获得第二匹配度信息；对所述第一匹配度信息和所述第二匹配度信息进行加权计算，获得所述第一寻优得分。
[0017]本申请中提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机仿真控制方法，其特征在于，所述方法包括：在采用目标无人机对目标物进行巡检的过程中，采集所述目标无人机当前的飞行位置、飞行速度、飞行方向和电池的荷电状态参数；根据所述飞行位置、飞行速度和所述飞行方向，构建当前的飞行状态矢量，结合所述荷电状态参数，构建获得所述目标无人机当前的实时飞行节点状态；获取当前对所述目标物进行巡检的效率目标和荷电状态目标；根据所述目标无人机对所述目标物进行巡检的历史数据，构建对所述目标无人机进行控制的飞行状态空间；将所述实时飞行节点状态输入所述飞行状态空间，获得多个预测飞行计划；基于所述效率目标和所述荷电状态目标，对所述多个预测飞行计划进行双目标寻优，获得最优预测飞行计划，对所述目标无人机进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用目标无人机对目标物进行巡检的过程中，采集所述目标无人机当前的飞行速度、飞行方向和电池的荷电状态参数，包括：获取预设时间周期；在上一个预设时间周期结束后，采集所述目标无人机飞行巡检当前的飞行位置、飞行速度和飞行方向；采集所述目标无人机当前的电量，结合所述目标无人机的电池的总容量，计算获得所述荷电状态参数。3.根据权利要求1所述的方法，获取当前对所述目标物进行巡检的效率目标和荷电状态目标，包括：采集当前所述目标无人机对所述目标物进行飞行巡检的剩余巡检时间和剩余巡检距离；根据所述剩余巡检时间和剩余巡检距离，获得所述效率目标；采集当前所述目标无人机对所述目标物进行飞行巡检的剩余要求荷电状态参数；根据所述荷电状态参数和所述剩余要求荷电状态参数，计算获得计划荷电状态参数，作为所述荷电状态目标。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标无人机对所述目标物进行巡检的历史数据，构建对所述目标无人机进行控制的飞行状态空间，包括：获取所述目标无人机在历史时间内对所述目标物进行飞行巡检的多个历史飞行节点状态；获取所述目标无人机在历史时间内对所述目标物进行飞行巡检时，所述多个历史飞行节点状态后的多个历史飞行计划集合；根据所述多个历史飞行节点状态和所述多个历史飞行计划集合，构建所述飞行状态空间。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述多个历史飞行节点状态和所述多个历史飞行计划集合，构建所述飞行状态空间，包括：基于所述多个历史飞行节点状态，构建多个数据类别；基于所述多个历史飞行计划集合，获得多个数据元素集合；根据所述多个数据类别和所述多个数据元素集合，构建获得所述飞行状态空间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述实时飞行节点状态输入所述飞行状态空间，获得多个预测飞行计划，包括：将所述实时飞行节点状态输入所述飞行状态空间，根据所述飞行位置，计算所述实时飞行节点状态与所述多个数据类别的第一相似度，获得多个第一相似度信息；根据所述飞行速度，计算所述实时飞行节点状态与所述多个数据类别的第二相似度，获得多个第二相似度信息；根据所述飞行方向，计算所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏畅，金成明，薛德浛，同东辉，刘雪松，张磊，邓芯，陈智勇，周吉赞，唐宝瑜，孙健航，
申请(专利权)人：辽宁电力能源发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：