无人机的控制方法和控制装置与流程

本技术涉及无人机，并且更具体地，涉及一种无人机的控制方法和控制装置。

背景技术：

1、无人机在飞行的过程中，由于受到风力、降雨以及障碍物等环境的影响，使得无人机与原本的目标轨迹出现偏差。

2、如何更加精确的进行无人机的姿态控制，是值得考虑的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种无人机的控制方法和控制装置，旨在将目标数据和实时数据输入至神经网络模型中，得到无人机的控制参数以对无人机进行更加精准的控制。

2、第一方面，提供了一种无人机的控制方法，该方法包括：获取无人机在目标飞行航线上的多组目标数据，目标数据包括目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角，测量无人机在实时飞行航线上的多组实时数据，实时数据包括实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角，将多组实时数据中每组实时数据中的实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角进行拼接，得到第一拼接数据；将多组目标数据中每组目标数据中的目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角进行拼接，得到第二拼接数据，将第一拼接数据和第二拼接数据输入目标神经网络，得到无人机的控制参数以对无人机进行控制。

3、基于上述方案，将多组目标数据和和多组实时数据分别进行拼接后输入至目标神经网络，输出无人机的控制参数，该控制参数为目标姿态数据(即目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角)与实时姿态数据(即实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角)经由神经网络确定得到的参数，因而对于无人机的姿态控制具有较佳的对应性，通过该控制参数能够实现对无人机姿态的精确控制。

4、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，测量无人机在飞行航线上的多组实时数据，包括：测量无人机在飞行航线上的实时速度；将实时速度输入无人机数学模型，得到无人机在飞行航线上的多组实时数据。

5、基于上述方案，只需要测量无人机飞行过程中的实时速度，即可得到无人机的实时数据。

6、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，无人机数学模型包括第一模型、第二模型以及第三模型；其中，将实时速度输入无人机数学模型，得到无人机在实时飞行航线上的多组实时数据，包括：将实时速度输入第一模型，得到无人机实时飞行的升力和阻力；将升力和阻力输入第二模型，得到无人机的旋翼扭矩和侧倾力矩；将旋翼扭矩和侧倾力矩输入第三模型，得到无人机在实时飞行航线上的多组实时数据。

7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，测量无人机在实时飞行航线上的多组实时数据，包括：通过陀螺仪测量无人机在飞行航线上的多组实时数据。

8、基于上述方案，实时数据的测量还可以通过传感器测量得到，考虑无人机的负载性能，选择陀螺仪进行测量。

9、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，目标神经网络包括至少一个残差结构，残差结构包括至少一个卷积层和一条跳跃连接。

10、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，将第一拼接数据和第二拼接数据输入目标神经网络，得到无人机的控制参数以对无人机进行控制，包括：将第一拼接数据和第二拼接数据输入至至少一个卷积层中，得到第一目标数据；将第一拼接数据和第二拼接数据输入至跳跃连接，得到第二目标数据；将第一目标数据和第二目标数据进行残差运算，得到无人机的控制参数以对无人机进行控制。

11、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：获取第一样本数据、第二样本数据和标签数据；根据第一样本数据、第二样本数据和标签数据，对初始网络训练得到目标神经网络；其中，第一样本数据包括无人机的多组目标样本数据，第二样本数据包括无人机的多组实时样本数据，标签数据包括多组目标样本数据对应的目标控制参数。

12、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，根据第一样本数据、第二样本数据和标签数据，对初始网络训练得到目标神经网络，包括：将第一样本数据和第二样本数据输入至初始网络，得到无人机的实时控制参数；根据实时控制参数以及目标控制参数的差值，调整初始网络的参数，以训练得到目标神经网络。

13、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，将每组实时数据中的实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角进行拼接，得到第一拼接数据，包括：根据第一公式将每组实时数据中的实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角进行拼接，得到第一拼接数据，第一公式为：

14、θ＝concat(θ1,θ2,θ3)；

15、其中，θ1、θ2和θ3分别为实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角，θ为所述第一拼接数据，实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角的维度分别是m、n和k，第一拼接数据的维度为m+n+k，m、n、k为正整数。

16、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，将每组目标数据中的目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角进行拼接，得到第二拼接数据，包括：根据第二公式将每组目标数据中的目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角进行拼接，得到第二拼接数据，第二公式为：

17、

18、其中，和分别为目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角，为所述第二拼接数据，目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角的维度分别是m、n和k，第二拼接数据的维度为m+n+k，m、n、k为正整数。

19、第二方面，提供了一种无人机的控制装置，该装置包括：获取单元，用于获取无人机在目标飞行航线上的多组目标数据，目标数据包括目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角；测量单元，测量无人机在实时飞行航线上的多组实时数据，实时数据包括实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角；处理单元，用于将多组实时数据中每组实时数据中的实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角进行拼接，得到第一拼接数据，将多组目标数据中每组目标数据中的目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角进行拼接，得到第二拼接数据，且将第一拼接数据和第二拼接数据输入目标神经网络，得到无人机的控制参数以对无人机进行控制。

20、基于上述方案，将多组目标数据和和多组实时数据分别进行拼接后输入至目标神经网络，输出无人机的控制参数，该控制参数为目标姿态数据(即目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角)与实时姿态数据(即实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角)经由神经网络确定得到的参数，因而对于无人机的姿态控制具有较佳的对应性，通过该控制参数能够实现对无人机姿态的精确控制。

21、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，测量单元用于测量无人机在实时飞行航线上的实时速度，处理单元用于将实时速度输入无人机数学模型，得到无人机在飞行航线上的多组实时数据。

22、基于上述方案，只需要测量无人机飞行过程中的实时速度，即可得到无人机的实时数据。

23、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，无人机数学模型包括第一模型、第二模型以及第三模型；其中，处理单元用于将实时速度输入第一模型，得到无人机实时飞行的升力和阻力，将升力和阻力输入第二模型，得到无人机的旋翼扭矩和侧倾力矩，并将旋翼扭矩和侧倾力矩输入第三模型，得到无人机在飞行航线上的多组实时数据。

24、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，测量单元用于通过陀螺仪测量无人机在实时飞行航线上的多组实时数据。

25、基于上述方案，实时数据的测量还可以通过传感器测量得到，考虑无人机的负载性能，选择陀螺仪进行测量。

26、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，处理单元中的目标神经网络包括至少一个残差结构，残差结构包括至少一个卷积层和一条跳跃连接。

27、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，处理单元用于将第一拼接数据和第二拼接数据输入至至少一个卷积层中，得到第一目标数据，将第一拼接数据和第二拼接数据输入至跳跃连接，得到第二目标数据，并将第一目标数据和第二目标数据进行残差运算，得到无人机的控制参数以对无人机进行控制。

28、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，获取单元还用于获取第一样本数据、第二样本数据和标签数据，处理单元还用于根据第一样本数据、第二样本数据和标签数据，对初始网络训练得到目标神经网络；其中，第一样本数据包括无人机的多组目标样本数据，第二样本数据包括无人机的多组实时样本数据，标签数据包括多组目标样本数据对应的目标控制参数。

29、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，处理单元还用于将第一样本数据和第二样本数据输入至初始网络，得到无人机的实时控制参数，并根据实时控制参数以及目标控制参数的差值，调整初始网络的参数，以训练得到目标神经网络。

30、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，处理单元用于根据第一公式将每组实时数据中的实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角进行拼接，得到第一拼接数据，第一公式为：

31、θ＝concat(θ1,θ2,θ3)；

32、其中，θ1、θ2和θ3分别为实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角，θ为所述第一拼接数据，实时俯仰角、实时滚转角和实时偏航角的维度分别是m、n和k，第一拼接数据的维度为m+n+k，m、n、k为正整数。

33、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，处理单元用于根据第二公式将每组目标数据中的目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角进行拼接，得到第二拼接数据，第二公式为：

34、

35、其中，和分别为目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角，为所述第二拼接数据，目标俯仰角、目标滚转角和目标偏航角的维度分别是m、n和k，第二拼接数据的维度为m+n+k，m、n、k为正整数。

36、第三方面，提供了一种无人机的控制装置，该控制装置包括：处理器和存储器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于调用并运行存储器中存储的计算机程序以执行：如第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。

37、第四方面，提供了一种无人机，该无人机包括：动力装置，以及控制装置，控制装置用于控制动力装置的参数以对无人机的飞行进行控制。

38、第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，当其在计算机设备上运行时，使得计算机设备中的处理单元执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的指令。

39、第六方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，该计算机程序指令使得计算机执行上述第一方面或第一方面的各实现方式中的方法。

40、第七方面，提供了一种计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的方法。