[发明专利]控制无人机的方法、装置和无人机

说明书

一种控制无人机的方法、装置和无人机。该方法包括：获取规划航线，规划航线包括目标时刻下的目标航点(S210)；获取无人机的运动状态信息，并根据运动状态信息估计目标时刻下的预测位置(S220)；确定预测位置在规划航线上的第一投影位置(S230)；根据第一投影位置到目标航点的第一距离偏差量，和预测位置到第一投影位置的第二距离偏差量，生成用于控制无人机的运动的飞行控制指令，以控制无人机跟踪规划航线(S240)。通过第一距离偏差量和第二距离偏差量调整飞行控制信令，不仅能够提升优化效果，还能够降低对运算平台的要求、节省时间并提升对无人机的控制精度和用户体验。

版权申明

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技术领域

本申请涉及信息处理领域，并且更为具体地，涉及一种控制无人机的方法、装置和无人机。

背景技术

模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)作为一种常用的路径/轨迹跟随控制技术，模型预测控制也可以简称为预测控制。利用模型预测控制技术可以优化一个或多个指标。例如，通过求解一个满足约束条件的模型(即优化目标表达式)，优化用于控制无人机运动的预测序列，使得无人机在跟随规划路径的运动过程中时间最短、能量最优或误差最小等。

在优化指标为误差最小的情况下，通常采用期望无人机在运动过程中的预测位置与规划位置之间的欧式距离最小的优化方式，优化用于控制无人机运动的预测序列。采用欧式距离优化预测序列虽然具有比较简单的优化目标表达式，但不会考虑切向和法线上的误差的惩罚不一致的情况，导致优化后的预测序列未必能够达到最符合预期的跟随结果，相应的，其优化效果也较差。

因此，本领域急需一种能够提升优化效果的用于控制无人机运动的方法。

发明内容

提供一种控制无人机的方法、装置和无人机，相对于现有技术，不仅能够提升优化效果，还能够降低对运算平台的要求、节省时间并提升对所述无人机的控制精度和用户体验。

第一方面，提供了一种控制无人机的方法，在一些可能的实现方式中，包括：

获取规划航线，所述规划航线包括目标时刻下的目标航点；

获取所述无人机的运动状态信息，并根据所述运动状态信息估计所述目标时刻下的预测位置；

确定所述预测位置在所述规划航线上的第一投影位置；

根据所述第一投影位置到所述目标航点的第一距离偏差量，和所述预测位置到所述第一投影位置的第二距离偏差量，生成用于控制所述无人机的运动的飞行控制指令，以控制所述无人机跟踪所述规划航线。

通过将无人机在目标时刻下的预测位置投影在规划航线上，可以将所述预测位置和所述目标航点之间的欧式距离，转换为第一投影位置到所述目标航点的第一距离偏差量和所述预测位置到所述第一投影位置的第二距离偏差量，基于此，所述第一距离偏差量可以作为所述预测位置在切向方向上和所述目标航点之间的偏差量，所述第二距离偏差量可以作为所述预设距离在法向方向上和所述目标航点之间的偏差量，由此实现通过采用切法向误差最小的优化方式，优化用于控制无人机运动的飞行控制指令，避免了切向上的距离偏差量的惩罚和法向上的距离偏差量的惩罚不一致的情况，使得所述无人机可以达到最符合预期的跟随结果，相应的，能够提升飞行控制指令的优化结果。

此外，直接通过所述第一距离偏差量和所述第二距离偏差量，生成用于控制所述无人机的运动的飞行控制指令，可以直接建立线性优化模型，避免了在优化模型(即优化目标线性表达式)中引入所述规划航线，简化了问题的复杂度，相应的，不仅能够降低对运算平台的要求，还能够节省时间并提升对所述无人机的控制精度和用户体验。