基于视觉的无人机控制方法、装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本申请实施例提供基于视觉的无人机控制方法、装置、电子设备和存储介质，方法包括：获取与前机的双目测距距离和当前速度；对所述双目测距距离进行滤波处理，得到滤波后的双目测距距离；对所述当前速度进行滤波处理，得到滤波后的当前速度；将所述滤波后的双目测距距离和所述当前速度输入到串级PID算法，得到期望姿态；基于所述期望姿态进行飞行。实施上述实施例，能够使得无人机在通信较差的情况下保持队形。同时能够避免从机在飞行过程中存在明显的振荡和过冲现象。的振荡和过冲现象。的振荡和过冲现象。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉的无人机控制方法、装置、电子设备和存储介质


[0001]本申请涉及基于视觉的无人机控制方法
，具体而言，涉及基于视觉的无人机控制方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]无人机编队飞行是各国科研工作者一直以来就追求的技术。其关键技术问题，主要包括队形设计、气动耦合、队形的动态调整、航迹规划、信息互换以及编队飞行控制策略等问题，这正是各个无人机研发强国的研究热点。
[0003]现有技术中，多旋翼无人机编队多采用Leader
‑
Follower编队策略。在该编队策略中，多数采用分布式信息交互或者集中式信息交互。无论何种交互方式，都需要在无干扰或者干扰弱的地方进行飞行，大大降低了无人机编队对环境的适应性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供基于视觉的无人机控制方法、装置、电子设备和存储介质，能够在通信拒止的情况下保持队形，继续飞行。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种方法，包括：
[0006]获取与前机的双目测距距离和当前速度；
[0007]对所述双目测距距离进行滤波处理，得到滤波后的双目测距距离；
[0008]对所述当前速度进行滤波处理，得到滤波后的当前速度；
[0009]将所述滤波后的双目测距距离和所述当前速度输入到串级PID算法，得到期望姿态；
[0010]基于期望姿态进行飞行。
[0011]在上述实现过程中，当前的无人机不需要和前机之间进行通信交互，只需要基于自身测得的双目测距距离获取期望姿态，根据所述期望姿态进行无人机飞行的控制，能够使得无人机在通信较差的情况下保持队形。同时，对双目测距距离进行滤波，能够避免从机在飞行过程中存在明显的振荡和过冲现象。
[0012]进一步地，所述对所述双目测距距离进行滤波处理，得到滤波后的双目测距距离的步骤，包括：
[0013]根据所述双目测距距离获取出前一状态的双目测距距离；
[0014]根据所述双目测距距离获取前一状态的误差协方差；
[0015]根据所述前一状态的双目测距距离和前一状态的误差协方差获取增益系数；
[0016]根据增益系数和所述前一状态的双目测距距离获取所述滤波后的双目测距距离。
[0017]进一步地，所述对所述当前速度进行滤波处理，得到滤波后的当前速度的步骤，包括：
[0018]根据所述双目测距距离获取出前一状态的速度；
[0019]根据所述双目测距距离获取前一状态的误差协方差；
[0020]根据所述前一状态的当前速度和前一状态的误差协方差获取增益系数；
[0021]根据增益系数和所述前一状态的速度获取所述滤波后的当前速度。
[0022]进一步地，所述串级PID算法包括：外环回路和内环回路；
[0023]所述外环回路的输出为所述内环回路的输入值；
[0024]所述外环回路的输入为期望距离；
[0025]所述外环回路的反馈值为所述双目测距距离；
[0026]所述内环回路的反馈值为当前无人机的测量速度；
[0027]所述内环回路的输出为所述期望姿态。
[0028]进一步地，所述内环回路和所述外环回路均为位置式PID回路。
[0029]进一步地，所述测量速度通过以下方法获取：
[0030]获取上一状态对应的历史双目测距距离；
[0031]根据所述历史双目测距距离和所述双目测距距离获取所述测量速度。
[0032]进一步地，所述获取与前机的双目测距距离的步骤，包括：
[0033]获取双目相机基于目标无人机的视差；
[0034]获取所述双目相机的参数；
[0035]根据所述视差和所述双目相机的参数获取所述双目测距距离。
[0036]第二方面，本申请实施例提供一种基于视觉的无人机控制装置，包括：
[0037]距离获取模块，用于获取与前机的双目测距距离和当前速度；
[0038]滤波模块，用于对所述双目测距距离进行滤波处理，得到滤波后的双目测距距离；对所述当前速度进行滤波处理，得到滤波后的当前速度；
[0039]结果获取模块，用于所述将滤波后的双目测距距离和所述当前速度输入到串级PID算法，得到期望姿态；
[0040]飞行模块，用于基于所述期望姿态进行飞行。
[0041]第三方面，本申请实施例提供的一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述的方法的步骤。
[0042]第四方面，本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如第一方面任一项所述的方法。
[0043]本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。
[0044]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0045]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0046]图1为本申请实施例提供的无人机边编队的结构示意图；
[0047]图2为本申请实施例提供的PID串行算法的结构示意图；
[0048]图3为本申请实施例提供的基于视觉的无人机控制方法的流程示意图；
[0049]图4为本申请实施例提供的双目测距的原理示意图；
[0050]图5为本申请实施例提供的基于视觉的无人机控制装置的结构示意图；
[0051]图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0052]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描述。
[0053]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0054]实施例1
[0055]参见图1，为本申请实施例提供的无人机编队的示意图。其中，无人机中最前的无人机称为领航机，其他无人机称为从机。每架从机上都安装有双目测距仪以及控制单元。
[0056]1号机作为领航机，其他无人机作为从机，跟随1号机进行飞行。2、3号识别1号机位置、4、5号机识别2、3号机位置，6号机识别4、5号无人机位置。
[0057]在飞行的过程中，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的无人机控制方法，其特征在于，包括：获取与前机的双目测距距离和当前速度；对所述双目测距距离进行滤波处理，得到滤波后的双目测距距离；对所述当前速度进行滤波处理，得到滤波后的当前速度；将所述滤波后的双目测距距离和所述当前速度输入到串级PID算法，得到期望姿态；基于所述期望姿态进行飞行。2.根据权利要求1所述的基于视觉的无人机控制方法，其特征在于，所述对所述双目测距距离进行滤波处理，得到滤波后的双目测距距离的步骤，包括：根据所述双目测距距离获取出前一状态的双目测距距离；根据所述双目测距距离获取前一状态的误差协方差；根据所述前一状态的双目测距距离和前一状态的误差协方差获取增益系数；根据增益系数和所述前一状态的双目测距距离获取所述滤波后的双目测距距离。3.根据权利要求1所述的基于视觉的无人机控制方法，其特征在于，所述对所述当前速度进行滤波处理，得到滤波后的当前速度的步骤，包括：根据所述双目测距距离获取出前一状态的速度；根据所述双目测距距离获取前一状态的误差协方差；根据所述前一状态的当前速度和前一状态的误差协方差获取增益系数；根据增益系数和所述前一状态的速度获取所述滤波后的当前速度。4.根据权利要求2所述的基于视觉的无人机控制方法，其特征在于，所述串级PID算法包括：外环回路和内环回路；所述外环回路的输出为所述内环回路的输入值；所述外环回路的输入为期望距离；所述外环回路的反馈值为所述双目测距距离；所述内环回路的反馈值为当前无人机的测量速度；所述内环回路的输出为所述期望姿态。...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒿杰，吕志丰，张文清，历宁，孙亚强，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：