无人机飞行控制方法、装置、设备及存储介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115963858A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202310024975.7(22)申请日2023.01.09(71)申请人歌尔股份有限公司地址261031山东省潍坊市高新技术产业开发区东方路268号(72)发明人张丽(74)专利代理机构深圳市世纪恒程知识产权代理事务所44287专利代理师赵燕燕(51)Int.Cl.G05D1/10(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图7页(54)发明名称无人机飞行控制方法、装置、设备及存储介质(57)摘要本发明属于无人机技术领域，公开了一种无人机飞行控制方法、装置、设备及存储介质。所述无人机飞行控制方法应用于无人机，所述无人机上设有视觉传感器，该方法包括：获取无人机上视觉传感器采集的飞行图像，并提取飞行图像中的目标特征点；根据目标特征点的地面坐标确定坐标关系式；根据坐标关系式构建无人机的优化动力学模型；根据优化动力学模型和目标期望位置对无人机进行姿态调整，以控制无人机到达目标期望位置。通过上述方式，实现了基于飞行图像来辅助无人机的姿态控制，降低了无人机在对GPS的依赖性，弥补了无人机在定位时的缺陷，提高了无人机的控制精度，同时降低了姿态控制时的硬件成本。CN115963858ACN115963858A权利要求书1/2页1.一种无人机飞行控制方法，其特征在于，所述无人机飞行控制方法应用于无人机，所述无人机上设有视觉传感器，所述无人机飞行控制方法包括：获取所述无人机上视觉传感器采集的飞行图像，并提取所述飞行图像中的目标特征点；根据所述目标特征点的地面坐标确定坐标关系式；根据所述坐标关系式构建所述无人机的优化动力学模型；根据所述优化动力学模型和目标期望位置对所述无人机进行姿态调整，以控制所述无人机到达所述目标期望位置。2.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述根据所述目标特征点的地面坐标确定坐标关系式，包括：根据所述地面坐标和所述无人机的当前线速度确定所述目标特征点的图像坐标；根据所述图像坐标确定机体焦距；根据所述机体焦距和所述图像坐标确定坐标关系式。3.如权利要求2所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述根据所述机体焦距和所述图像坐标确定坐标关系式，包括：获取所述无人机的当前角速度和所述目标特征点的当前机体速度；根据所述图像坐标确定投影坐标和投影矩阵；根据所述当前角速度、所述当前机体速度、所述投影坐标、所述投影矩阵以及所述机体焦距确定坐标关系式。4.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述根据所述坐标关系式构建所述无人机的优化动力学模型，包括：根据所述目标特征点的投影坐标进行质心定义，确定所述目标特征点的质心；获取期望目标矢量；根据所述期望目标矢量、所述质心以及所述坐标关系式构建所述无人机的优化动力学模型。5.如权利要求4所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述根据所述期望目标矢量、所述质心以及所述坐标关系式构建所述无人机的优化动力学模型，包括：根据所述质心和所述期望目标矢量确定所述目标特征点的测量差异；根据所述测量差异和所述坐标关系式确定所述目标特征点的导数；获取所述无人机的初始动力学模型；根据所述初始动力学模型和所述导数构建所述无人机的优化动力学模型。6.如权利要求1所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述根据所述优化动力学模型和目标期望位置对所述无人机进行姿态调整，包括：根据所述优化动力学模型进行误差定义，确定速度误差、姿态误差以及综合误差；根据所述速度误差、所述姿态误差、所述综合误差以及所述优化动力学模型构建矢量控制器；根据所述矢量控制器和所述目标期望位置对所述无人机进行姿态调整。7.如权利要求6所述的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述根据所述矢量控制器和所述目标期望位置对所述无人机进行姿态调整，包括：2CN115963858A权利要求书2/2页根据所述矢量控制器、速度误差、所述姿态误差以及所述综合误差构建飞行控制律；获取所述无人机的当前位置、当前速度以及当前角度；根据所述飞行控制律、所述目标期望位置、所述当前位置、所述当前速度以及所述当前角度确定目标飞行速度、目标飞行姿态以及目标飞行位置；根据所述目标飞行速度、所述目标飞行姿态以及所述目标飞行位置对所述无人机进行姿态调整。8.一种无人机飞行控制装置，其特征在于，所述无人机飞行控制装置包括：获取模块，用于获取无人机上视觉传感器采集的飞行图像，并提取所述飞行图像中的目标特征点；确定模块，用于根据所述目标特征点的地面坐标确定坐标关系式；构建模块，用于根据所述坐标关系式构建所述无人机的优化动力学模型；调整模块，用于根据所述优化动力学模型和目标期望位置对所述无人机进行姿态调整，以控制所述无人机到达所述目标期望位置