[发明专利]四旋翼无人机的控制方法、装置、设备及可读介质

说明书

本发明实施例公开了一种四旋翼无人机的控制方法、装置、存储介质及计算机设备，其中方法包括：获取与四旋翼无人机对应的目标规划信息，所述目标规划信息包括期望位姿参数和期望控制参数；获取无人机系统在当前时刻下的位姿信息和控制信息，所述位姿信息包括位置信息和姿态信息；将所述位姿信息、控制信息以及期望位姿参数、期望控制参数作为模型预测控制器的输入，获取所述模型预测控制器输出的位置控制值和姿态控制值；通过所述位置控制值和姿态控制值对所述四旋翼无人机进行控制。采用本发明实施例，可提高四旋翼无人机的路径跟踪控制的准确度。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域和计算机技术领域，尤其涉及一种四旋翼无人机的控制方法、装置、无人机设备及计算机可读介质。

背景技术

随着计算机技术的发展，带动新一轮的人工智能革命，无人机智能化成为趋势。其中，四旋翼无人机是指利用无线遥控设备或机自备的程序控制装置操纵的小型飞行器，或者由机载处理单元完全或间歇地自主操作。目前，因独特的结构和动力学特性，这种小型无人机应用领域极其广泛，尤其在摄影测绘、森林防火、抢险救灾、应急安保、农业防治等方面凸显独特优势。

在四旋翼无人机进行具体的摄影测绘、森林防火、抢险救灾、应急安保、农业防治的相关任务时，需要控制无人机按照设计好的路线进行运行；但是，四旋翼无人机有四个输入量，但是却具有六个自由度，是一个欠驱动高阶非线性系统，同时各通道之间具有强烈的耦合关系。针对四旋翼动力学特性，设计良好的控制算法决定了无人机的飞行品质，对无人机飞行控制系统的设计提出了高要求。

但是，在目前的无人机飞行路径的控制方案中，因为四旋翼无人机的动力学模型的复杂性、模型参数的不确定性和建模不精确性，导致了无人机飞行路径的控制系统的可靠性和准确度存在一定的不足，在实际任务的执行过程中，导致了无人机的飞行路径与原设计的参考路径之间存在较大的误差，达不到预先设计的任务效果。

发明内容

基于此，在本发明中，提供了一种四旋翼无人机的控制方法、装置、存储介质及无人机设备，基于模型预测对四旋翼无人机的位置、姿态进行跟踪控制，提高了四旋翼无人机的路径跟踪控制的准确度。

在本发明的第一方面，提供了一种四旋翼无人机的控制方法，包括：

获取与四旋翼无人机对应的目标规划信息，所述目标规划信息包括期望位姿参数和期望控制参数；

获取无人机系统在当前时刻下的位姿信息和控制信息，所述位姿信息包括位置信息和姿态信息；

将所述位姿信息、控制信息以及期望位姿参数、期望控制参数作为模型预测控制器的输入，获取所述模型预测控制器输出的位置控制值和姿态控制值；

通过所述位置控制值和姿态控制值对所述四旋翼无人机进行控制。

可选的，所述将所述位姿信息、控制信息以及期望位姿参数、期望控制参数作为模型预测控制器的输入，获取所述模型预测控制器输出的位置控制值和姿态控制值的步骤，还包括：建立与所述四旋翼无人机对应的动力学模型，基于所述动力学模型构建位置误差预测模型；以所述位姿信息、控制信息以及期望位姿参数、期望控制参数为输入，通过所述位置误差预测模型计算最优化的位置控制值。

可选的，所述以所述位姿信息、控制信息以及期望位姿参数、期望控制参数为输入，通过所述误差预设模型计算最优化的位置控制值和姿态控制值的步骤，还包括：构建与所述目标规划信息对应的满足输入约束的模型预测控制器，通过最优化求解方法获取的输出的位置控制值。