系留式无人机自适应巡航跟踪方法、终端及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109189088A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201810954177.3(22)申请日2018.08.21(71)申请人中南林业科技大学地址410004湖南省长沙市天心区韶山南路498号(72)发明人龚中良蔡宇(74)专利代理机构长沙智德知识产权代理事务所(普通合伙)43207代理人陈铭浩(51)Int.Cl.G05D1/08(2006.01)G05D1/10(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称系留式无人机自适应巡航跟踪方法、终端及存储介质(57)摘要本发明公开了一种系留式无人机自适应巡航跟踪方法、智能终端及其计算机可读存储介质，其方法包括：获取无人机的期望加速度，其中，期望加速度与载车的行驶参数相关联；获取无人机的偏航角，按照偏航角调整无人机的机头方向，并根据期望加速度的x轴分量和y轴分量计算无人机的俯仰角和翻滚角；获取无人机的实际姿态角，并根据俯仰角、翻滚角、偏航角与相对应的实际姿态角，通过PID算法计算获得无人机的控制力矩；根据控制力矩计算获得无人机的电机转速，并以电机转速控制无人机。本发明提出的技术方案针对系留式无人机平台，无人机跟踪目标为机动的汽车，跟踪目标的特点鲜明，有利于分析其运动特性，使跟踪方式更加合理。CN109189088ACN109189088A权利要求书1/2页1.一种系留式无人机自适应巡航跟踪方法，所述无人机由地面移动载车搭载，其特征在于，所述系留式无人机自适应巡航跟踪方法包括：获取无人机的期望加速度，其中，所述期望加速度与载车的行驶参数相关联；获取所述无人机的偏航角，按照所述偏航角调整无人机的机头方向，并根据所述期望加速度的x轴分量和y轴分量计算无人机的俯仰角和翻滚角；获取所述无人机的实际姿态角，并根据所述俯仰角、翻滚角、偏航角与相对应的实际姿态角，通过PID算法计算获得无人机的控制力矩；根据所述控制力矩计算获得无人机的电机转速，并以所述电机转速控制无人机。2.如权利要求1所述的系留式无人机自适应巡航跟踪方法，其特征在于，所述获取无人机的期望加速度的步骤包括：获取无人机、载车行驶方向相同的纵向位置以及两者之间的相对距离期望值；通过以下方程式计算获得所述无人机的期望加速度：μ＝Xx-Xd-D其中，μ、分别表示无人机和载车的相对距离和相对速度；D为相对距离期望值；Xx和Xd分别为无人机和载车行驶方向相同纵向位置；Vx为无人机的行驶速度；Vd为载车的行驶速度；S表示自适应巡航控制的滑模切换面；β1和β2为滑模控制的参数，均大于零；t为时间；η＞0；为滑模切换面的导数；分别表示无人机和载车的加速度；sat(S)为S的饱和函数；aq为无人机的期望加速度。3.如权利要求2所述的系留式无人机自适应巡航跟踪方法，其特征在于，所述获取所述无人机的航偏角的步骤包括：获取无人机当前的坐标以及设定的下一航迹点坐标；通过以下方程式计算获得所述无人机的偏航角：其中，Ψn为无人机的偏航角，XCP、YCP为无人机当前的坐标，XFP、YFP为设定的无人机下一航迹点坐标。4.如权利要求3所述的系留式无人机自适应巡航跟踪方法，其特征在于，所述无人机的俯仰角和翻滚角通过以下方程式计算获得：2CN109189088A权利要求书2/2页其中，θn为俯仰角，φn为翻滚角，aqx和aqy分别表示无人机x轴和y轴的期望加速度，aqz为重力加速度。5.如权利要求4所述的系留式无人机自适应巡航跟踪方法，其特征在于，通过以下方程式计算获得无人机的控制力矩：其中，τΨ、τθ、τφ分别为偏航控制力矩、俯仰控制力矩和翻滚控制力矩，Ψe、θe、φe分别为Ψn、θn、φn与实际姿态角Ψr、θr、φr相对应的差值，kp、ki、kd为设定的参数值。6.一种智能终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的系留式无人机自适应巡航跟踪方法的步骤。7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的系留式无人机自适应巡航跟踪方法的步骤。3CN109189088A说明书1/6页系留式无人机自适应巡航跟踪方法、终端及存储介质技术领域[0001]本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种系留式无人机自适应巡航跟踪方法、智能终端及计算机可读存储介质。背景技术[0002]近年来，由于无人机上各控制元件的小型化得以实现，成本不断降低，使得其使用群体逐渐扩大，用途也变得更加丰富。随着技术的不断发展，稳定性的不断提高，操作变得更加的便捷，使用门槛不断地降低，使得无人机在民用市场、军事、工程、