无人机飞行控制方法、无人机及无人机编队技术

本申请涉及无人机控制技术领域，提供一种无人机飞行控制方法、无人机及无人机编队。所述方法应用于无人机编队中的任一无人机，包括：将所述无人机在当前时刻的期望位置，以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量位置，输入外环PID控制器，获取期望速度；将所述期望速度以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，获取所述无人机的期望姿态；根据所述期望姿态，对所述无人机进行飞行控制。本申请实施例提供的无人机飞行控制方法能够提高无人机的飞行稳定性。方法能够提高无人机的飞行稳定性。方法能够提高无人机的飞行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
无人机飞行控制方法、无人机及无人机编队


[0001]本申请涉及无人机控制
，具体涉及一种无人机飞行控制方法、无人机及无人机编队。

技术介绍

[0002]无人机编队是这几年无人机行业的研究热点。无人机编队，是指多架无人机依据任务要求而进行的某种队形排列和任务分配的组织模式，这种技术能够显著提升无人机系统执行任务的效率和能力。目前，针对无人机编队中无人机的控制策略，多采用PID控制策略，该PID控制策略为直接根据期望位置来输出输出姿态角控制无人机。然而，这种控制策略，对无人机的机身震动、气流影响等干扰因素的抗干扰性差，导致在飞行过程中，无人机会出现明显的振荡，进而影响整个无人机编队飞行的稳定。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种无人机飞行控制方法，能够提高无人机的飞行稳定性。
[0004]本申请还提出一种无人机飞行控制装置。
[0005]本申请还提出一种无人机编队中的无人机。
[0006]本申请还提出一种无人机编队。
[0007]根据本申请第一方面实施例的无人机飞行控制方法，应用于无人机编队中的任一无人机；
[0008]所述方法包括：
[0009]将所述无人机在当前时刻的期望位置，以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量位置，输入外环PID控制器，获取期望速度；
[0010]将所述期望速度以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，获取所述无人机的期望姿态；
>[0011]根据所述期望姿态，对所述无人机进行飞行控制。
[0012]通过将无人机在当前时刻的期望位置，以及无人机在当前时刻的测量位置输入外环PID控制器，得到期望速度后，再将期望速度和无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，来获取无人机的期望姿态，以根据该期望姿态对无人机进行飞行控制，从而在原始的PID控制回路上新增了一个回路环，实现串级PID控制，从而在保证了飞行控制的鲁棒性和易实现性，提高无人机飞行控制的抗干扰能力，进而提高了无人机的飞行稳定性。
[0013]根据本申请的一个实施例，将所述无人机在当前时刻的期望位置，以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量位置，输入外环PID控制器，获取期望速度，包括：
[0014]将所述无人机在当前时刻的期望位置，以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量位置输入外环PID控制器，根据所述外环PID控制器中的第一控制条件
以及第二控制条件获取所述期望速度；
[0015]其中，所述v
d
表示所述期望速度，p
d
表示所述期望位置，p表示所述测量位置，e
p
表示所述期望位置与测量位置的差，表示e
p
的微分，K
p
、K
i
、K
d
∈R2×2，K
p
表示外环PID控制器的比例项系数，K
i
表示外环PID控制器的积分项系数，K
d
表示外环PID控制器的微分项系数。
[0016]根据本申请的一个实施例，将所述期望速度以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，获取所述无人机的期望姿态，包括：
[0017]将所述期望速度以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，根据所述内环PID控制器中的第三控制条件以及第四控制条件以及第四控制条件获取所述期望姿态；
[0018]其中，Θ
d
表示所述期望姿态，e
v
所述期望速度与测量速度的差，表示e
v
的微分，K
vp
、K
vi
、K
vd
∈R2×2，K
vp
表示内环PID控制器的比例项系数，K
vi
表示内环PID控制器的积分项系数，K
vd
表示内环PID控制器的微分项系数。
[0019]根据本申请的一个实施例，还包括：
[0020]确定所述无人机的通信链路异常，根据所述无人机搭载的视觉设备，获取当前时刻的视觉图像；
[0021]根据当前时刻的视觉图像，确定所述测量位置。
[0022]根据本申请的一个实施例，还包括：
[0023]根据当前时刻的视觉图像，以及上一时刻的视觉图像，确定所述测量速度。
[0024]根据本申请的一个实施例，还包括：
[0025]确定所述无人机为长机，根据各所述控制策略中已选定的控制策略对应的动态信号，控制所述无人机的特征区域进行变化操作，以使所述无人机编队中的僚机通过搭载在所述僚机上的视觉设备获取所述特征区域的特征信息。
[0026]根据本申请的一个实施例，所述期望位置根据所述无人机的规划飞行路径中，各预设目标点指定的到达时刻和相邻预设目标点之间的路径确定。
[0027]根据本申请第二方面实施例的无人机飞行控制装置，应用于无人机编队中的任一无人机，包括：
[0028]速度获取模块，用于将所述无人机在当前时刻的期望位置，以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量位置，输入外环PID控制器，获取期望速度；
[0029]姿态获取模块，用于将所述期望速度以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，获取所述无人机的期望姿态；
[0030]飞行控制模块，用于根据所述期望姿态，对所述无人机进行飞行控制。
[0031]根据本申请第三方面实施例的无人机编队中的无人机，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的无人机飞行控制方法。
[0032]根据本申请第四方面实施例的无人机编队，包括上述实施例所述的无人机。
[0033]本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
[0034]通过将无人机在当前时刻的期望位置，以及无人机在当前时刻的测量位置输入外环PID控制器，得到期望速度后，再将期望速度和无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，来获取无人机的期望姿态，以根据该期望姿态对无人机进行飞行控制，从而在原始的PID控制回路上新增了一个回路环，实现串级PID控制，从而在保证了飞行控制的鲁棒性和易实现性，提高无人机飞行控制的抗干扰能力，进而提高了无人机的飞行稳定性。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1是本申请实施例提供的无人机飞行控制方法的流程示意图；
[0037]图2是本申请实施例中对图1的无人机飞行控制方法中测量位置的获取做本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机飞行控制方法，其特征在于，应用于无人机编队中的任一无人机；所述方法包括：将所述无人机在当前时刻的期望位置，以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量位置，输入外环PID控制器，获取期望速度；将所述期望速度以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，获取所述无人机的期望姿态；根据所述期望姿态，对所述无人机进行飞行控制。2.根据权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，将所述无人机在当前时刻的期望位置，以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量位置，输入外环PID控制器，获取期望速度，包括：将所述无人机在当前时刻的期望位置，以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量位置输入外环PID控制器，根据所述外环PID控制器中的第一控制条件以及第二控制条件获取所述期望速度；其中，所述v
d
表示所述期望速度，p
d
表示所述期望位置，p表示所述测量位置，e
p
表示所述期望位置与测量位置的差，表示e
p
的微分，K
p
、K
i
、K
d
∈R2×2，K
p
表示外环PID控制器的比例项系数，K
i
表示外环PID控制器的积分项系数，K
d
表示外环PID控制器的微分项系数。3.根据权利要求2所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，将所述期望速度以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，获取所述无人机的期望姿态，包括：将所述期望速度以及测量到的所述无人机在当前时刻的测量速度，输入内环PID控制器，根据所述内环PID控制器中的第三控制条件以及第四控制条件第四控制条件获取所述期望姿态；其中，Θ
d
表示所述期望姿态，e
v
所述期望速度与测量速度的差，表示e
v
的微分，K
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒿杰，张文清，孙亚强，历宁，吕志丰，蔡圳烽，杨馨，
申请(专利权)人：令箭科技广州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：