CN113655813A - 一种飞行纠偏控制方法、系统、存储介质和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞行纠偏控制方法、系统、存储介质和电子设备,方法包括:构建二维坐标系,将第一位置、第二位置和飞行器的当前位置映射到二维坐标系中,根据第一位置坐标、第二位置坐标和当前位置坐标,得到第一位置坐标至第二位置坐标之间的二阶贝塞尔曲线;在二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,控制飞行器从当前位置飞至中转坐标点所对应的中转位置,并从中转位置沿二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至第二位置,以返回预设飞行线路。控制飞行器从当前位置飞至位于二阶贝塞尔曲线上的中转坐标点所对应的中转位置,然后通过沿二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至第二位置,能够平滑且精确地重新切入预设飞行线路。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器飞行控制技术领域,尤其涉及一种飞行纠偏控制方法、系统、存储介质和电子设备。
背景技术
无人机、遥控飞机等飞行器的种类商品越来越多,特别是无人机商业化的成功,使飞行器领域的商业化的不断加深。各种飞行器的硬件领域的技术已经非常成熟,但是,当飞行器偏离预设飞行线路时,往往通过手动控制飞行器返回预设飞行线路,存在控制不精确的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供了一种飞行纠偏控制方法、系统、存储介质和电子设备。
本发明的一种飞行纠偏控制方法的技术方案如下:
构建二维坐标系,将第一位置映射到所述二维坐标系中,得到第一位置坐标,其中,所述第一位置指:飞行器偏离预设飞行线路前,最后一个位于所述预设飞行线路上的位置,将所述飞行器的当前位置映射到所述二维坐标系中,得到当前位置坐标,将在所述预设飞行线路上选取的第二位置映射到所述二维坐标系中,得到第二位置坐标;
根据所述第一位置坐标、所述第二位置坐标和所述当前位置坐标,得到所述第一位置坐标至所述第二位置坐标之间的二阶贝塞尔曲线;
在所述二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,控制所述飞行器从所述当前位置飞至所述中转坐标点所对应的中转位置,并从所述中转位置沿所述二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至所述第二位置,以返回所述预设飞行线路。
本发明的一种飞行纠偏控制方法的有益效果如下:
控制所述飞行器从当前位置飞至位于二阶贝塞尔曲线上的中转坐标点所对应的中转位置,然后通过沿二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至第二位置,能够平滑且精确地重新切入预设飞行线路。
在上述方案的基础上,本发明的一种飞行纠偏控制方法还可以做如下改进。
进一步,所述在所述二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,包括:
对所述二阶贝塞尔曲线上的所有坐标点进行拟合,得到抛物线,并计算所述抛物线的极大值点,将所述极大值点确定为所述中转坐标点。
采用上述进一步方案的有益效果是:将抛物线的极大值点确定为中转坐标点,能够使飞行器尽快沿二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞行,同时该极大值坐标点可以理解为飞行器到抛物线的最近坐标点。
进一步,所述控制所述飞行器从所述当前位置飞至所述中转坐标点所对应的中转位置,包括:
利用A*算法,得到所述当前位置坐标与所述中转坐标点之间的最短路径;
控制所述飞行器沿所述最短路径所对应的飞行线路飞至所述中转位置。
采用上述进一步方案的有益效果是:在飞行器与目标位之间存在障碍物或者不能按照直线进行飞行时,利用该算法可计算出飞行器与目标坐标点之间的最优飞行路线,优化做短飞行时间。
本发明的一种飞行纠偏控制系统的技术方案如下:
包括构建映射模块、获取模块和控制模块;
所述构建映射模块用于:构建二维坐标系,将第一位置映射到所述二维坐标系中,得到第一位置坐标,其中,所述第一位置指:飞行器偏离预设飞行线路前,最后一个位于所述预设飞行线路上的位置,将所述飞行器的当前位置映射到所述二维坐标系中,得到当前位置坐标,将在所述预设飞行线路上选取的第二位置映射到所述二维坐标系中,得到第二位置坐标;
所述获取模块用于:根据所述第一位置坐标、所述第二位置坐标和所述当前位置坐标,得到所述第一位置坐标至所述第二位置坐标之间的二阶贝塞尔曲线;
所述控制模块用于:在所述二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,控制所述飞行器从所述当前位置飞至所述中转坐标点所对应的中转位置,并从所述中转位置沿所述二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至所述第二位置,以返回所述预设飞行线路。
本发明的一种飞行纠偏控制系统的有益效果如下:
控制所述飞行器从当前位置飞至位于二阶贝塞尔曲线上的中转坐标点所对应的中转位置,然后通过沿二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至第二位置,能够平滑且精确地重新切入预设飞行线路。
在上述方案的基础上,本发明的一种飞行纠偏控制系统还可以做如下改进。
进一步,所述控制模块具体用于:对所述二阶贝塞尔曲线上的所有坐标点进行拟合,得到抛物线,并计算所述抛物线的极大值点,将所述极大值点确定为所述中转坐标点。
进一步,所述控制模块还具体用于:
利用A*算法,得到所述当前位置坐标与所述中转坐标点之间的最短路径;
控制所述飞行器沿所述最短路径所对应的飞行线路飞至所述中转位置。
采用上述进一步方案的有益效果是:在飞行器与目标位之间存在障碍物或者不能按照直线进行飞行时,利用该算法可计算出飞行器与目标坐标点之间的最优飞行路线,优化做短飞行时间。
本发明的一种存储介质,所述存储介质中存储有指令,当计算机读取所述指令时,使所述计算机执行上述任一项所述的一种飞行纠偏控制方法。
本发明的一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述任一项所述的一种飞行纠偏控制方法的步骤。
附图说明
图1为本发明实施例的一种飞行纠偏控制方法的流程示意图;
图2为构建的二维坐标系的示意图;
图3为本发明实施例的一种飞行纠偏控制系统的结构示意图;
具体实施方式
如图1所示,本发明实施例的一种飞行纠偏控制方法,包括如下步骤:
S1、构建二维坐标系,将第一位置映射到所述二维坐标系中,得到第一位置坐标,其中,所述第一位置指:飞行器偏离预设飞行线路前,最后一个位于所述预设飞行线路上的位置,将所述飞行器的当前位置映射到所述二维坐标系中,得到当前位置坐标,将在所述预设飞行线路上选取的第二位置映射到所述二维坐标系中,得到第二位置坐标;具体地:
例如,如图2所示,预设飞行线路为圆形,将第一位置映射到二维坐标系中,得到第
一位置坐标,将飞行器的当前位置映射到二维坐标系中,得到当前位置坐标,在预设
飞行线路上选取的第二位置映射到所述二维坐标系中,得到第二位置坐标,在图2中,以
第一位置坐标作为二维坐标系的原点,也可根据实际情况选取第一位置坐标、当前
位置坐标和第二位置坐标所在的平面的任意一点作为二维坐标系的原点。
S2、根据所述第一位置坐标、所述第二位置坐标和所述当前位置坐标,得到所述第一位置坐标至所述第二位置坐标之间的二阶贝塞尔曲线,具体地:
根据,找出所有的F点,所有F点构成的曲
线为二阶贝塞尔曲线,其F点的函数公式为,
其中,表示第一位置坐标与第一辅助坐标点之间线段长度,表示第一辅
助坐标点与当前位置坐标之间的线段长度,表示当前位置坐标与第二辅助
坐标点之间线段长度,表示第二辅助坐标点与第二位置坐标之间的线段长
度,表示第一辅助坐标点与F点之间的线段长度,表示F点与第二辅助坐标点之间线段长度,第一辅助坐标点位于上,第二辅助坐标点位于上,表示第一位置坐标至当前位置坐标之间的线段,表示当前位置坐标至
第二位置坐标之间的线段;
S3、在所述二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,控制所述飞行器从所述当前位置飞至所述中转坐标点所对应的中转位置,并从所述中转位置沿所述二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至所述第二位置,以返回所述预设飞行线路。具体地:
1)根据经验在所述二阶贝塞尔曲线上选取一坐标点,作为选取中转坐标点;
2)所述在所述二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,包括:对所述二阶贝塞尔曲线
上的所有坐标点进行拟合,得到抛物线,并计算所述抛物线的极大值点,将所述极大值点确
定为所述中转坐标点。将抛物线的极大值点确定为中转坐标点,能够使飞行器尽快沿二阶
贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞行,其中,抛物线具体为:y=ax2+bx+c,可以是一个不规则
抛物曲线,a、b和c均为系数,然后对抛物线进行求导,并求出抛物线在第一位置坐标与
第二位置坐标之间的极大值点,标记为Z点。
控制所述飞行器从当前位置飞至位于二阶贝塞尔曲线上的中转坐标点所对应的中转位置,然后通过沿二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至第二位置,能够平滑且精确地重新切入预设飞行线路。
较优地,在上述技术方案中,S3中,所述控制所述飞行器从所述当前位置飞至所述中转坐标点所对应的中转位置,包括:
S31、利用A*算法,得到所述当前位置坐标与所述中转坐标点之间的最短路径;
S32、控制所述飞行器沿所述最短路径所对应的飞行线路飞至所述中转位置。
其中,利用Gis技术建立二维坐标系和真实的空间之间的坐标转换关系,以便于根据坐标转换关系及时获取中转坐标点所对应的真实的中转位置、获取二阶贝塞尔曲线所对应的真实的飞行线路等。
本申请的一种飞行纠偏控制方法的具体实现可为:采用Vue.js开发框架作为前端,并结合Gis技术进行开发。结合Gis技术和运用Vue.js进行曲线描绘,实现可视化展示,控制飞行器飞行时,给飞行器下达的指令全部通过异步交互实现。
在上述各实施例中,虽然对步骤进行了编号S1、S2等,但只是本申请给出的具体实施例,本领域的技术人员可根据实际情况调整S1、S2等的执行顺序,此也在本发明的保护范围内,可以理解,在一些实施例中,可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。
如图3所示,本发明实施例的一种飞行纠偏控制系统200,包括构建映射模块210、获取模块220和控制模块230;
所述构建映射模块210用于:构建二维坐标系,将第一位置映射到所述二维坐标系中,得到第一位置坐标,其中,所述第一位置指:飞行器偏离预设飞行线路前,最后一个位于所述预设飞行线路上的位置,将所述飞行器的当前位置映射到所述二维坐标系中,得到当前位置坐标,将在所述预设飞行线路上选取的第二位置映射到所述二维坐标系中,得到第二位置坐标;
所述获取模块220用于:根据所述第一位置坐标、所述第二位置坐标和所述当前位置坐标,得到所述第一位置坐标至所述第二位置坐标之间的二阶贝塞尔曲线;
所述控制模块230用于:在所述二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,控制所述飞行器从所述当前位置飞至所述中转坐标点所对应的中转位置,并从所述中转位置沿所述二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至所述第二位置,以返回所述预设飞行线路。
控制所述飞行器从当前位置飞至位于二阶贝塞尔曲线上的中转坐标点所对应的中转位置,然后通过沿二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至第二位置,能够平滑且精确地重新切入预设飞行线路。
较优地,在上述技术方案中,所述控制模块230具体用于:对所述二阶贝塞尔曲线上的所有坐标点进行拟合,得到抛物线,并计算所述抛物线的极大值点,将所述极大值点确定为所述中转坐标点。
较优地,在上述技术方案中,所述控制模块230还具体用于:
利用A*算法,得到所述当前位置坐标与所述中转坐标点之间的最短路径;
控制所述飞行器沿所述最短路径所对应的飞行线路飞至所述中转位置。
上述关于本发明的一种飞行纠偏控制系统200中的各参数和各个单元模块实现相应功能的步骤,可参考上文中关于一种飞行纠偏控制方法的实施例中的各参数和步骤,在此不做赘述。
本发明实施例的一种存储介质,所述存储介质中存储有指令,当计算机读取所述指令时,使所述计算机执行上述任一项所述的一种飞行纠偏控制方法。
本发明实施例的一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序,所述处理器执行所述程序时实现上述任一实施的一种飞行纠偏控制方法的步骤。
其中,电子设备可以选用电脑、手机等,相对应地,其程序为电脑软件或手机APP等,且上述关于本发明的一种电子设备中的各参数和步骤,可参考上文中一种飞行纠偏控制方法的实施例中的各参数和步骤,在此不做赘述。
所属技术领域的技术人员知道,本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。
因此,本公开可以具体实现为以下形式,即:可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等),还可以是硬件和软件结合的形式,本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外,在一些实施例中,本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式,该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种飞行纠偏控制方法,其特征在于,包括:
构建二维坐标系,将第一位置映射到所述二维坐标系中,得到第一位置坐标,其中,所述第一位置指:飞行器偏离预设飞行线路前,最后一个位于所述预设飞行线路上的位置,将所述飞行器的当前位置映射到所述二维坐标系中,得到当前位置坐标,将在所述预设飞行线路上选取的第二位置映射到所述二维坐标系中,得到第二位置坐标;
根据所述第一位置坐标、所述第二位置坐标和所述当前位置坐标,得到所述第一位置坐标至所述第二位置坐标之间的二阶贝塞尔曲线;
在所述二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,控制所述飞行器从所述当前位置飞至所述中转坐标点所对应的中转位置,并从所述中转位置沿所述二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至所述第二位置,以返回所述预设飞行线路。
2.根据权利要求1所述的一种飞行纠偏控制方法,其特征在于,所述在所述二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,包括:
对所述二阶贝塞尔曲线上的所有坐标点进行拟合,得到抛物线,并计算所述抛物线的极大值点,将所述极大值点确定为所述中转坐标点。
3.根据权利要求1或2所述的一种飞行纠偏控制方法,其特征在于,所述控制所述飞行器从所述当前位置飞至所述中转坐标点所对应的中转位置,包括:
利用A*算法,得到所述当前位置坐标与所述中转坐标点之间的最短路径;
控制所述飞行器沿所述最短路径所对应的飞行线路飞至所述中转位置。
4.一种飞行纠偏控制系统,其特征在于,包括构建映射模块、获取模块和控制模块;
所述构建映射模块用于:构建二维坐标系,将第一位置映射到所述二维坐标系中,得到第一位置坐标,其中,所述第一位置指:飞行器偏离预设飞行线路前,最后一个位于所述预设飞行线路上的位置,将所述飞行器的当前位置映射到所述二维坐标系中,得到当前位置坐标,将在所述预设飞行线路上选取的第二位置映射到所述二维坐标系中,得到第二位置坐标;
所述获取模块用于:根据所述第一位置坐标、所述第二位置坐标和所述当前位置坐标,得到所述第一位置坐标至所述第二位置坐标之间的二阶贝塞尔曲线;
所述控制模块用于:在所述二阶贝塞尔曲线上选取中转坐标点,控制所述飞行器从所述当前位置飞至所述中转坐标点所对应的中转位置,并从所述中转位置沿所述二阶贝塞尔曲线所对应的飞行线路飞至所述第二位置,以返回所述预设飞行线路。
5.根据权利要求4所述的一种飞行纠偏控制系统,其特征在于,所述控制模块具体用于:对所述二阶贝塞尔曲线上的所有坐标点进行拟合,得到抛物线,并计算所述抛物线的极大值点,将所述极大值点确定为所述中转坐标点。
6.根据权利要求4或5所述的一种飞行纠偏控制系统,其特征在于,所述控制模块还具体用于:
利用A*算法,得到所述当前位置坐标与所述中转坐标点之间的最短路径;
控制所述飞行器沿所述最短路径所对应的飞行线路飞至所述中转位置。
7.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有指令,当计算机读取所述指令时,使所述计算机执行如权利要求1至3中任一项所述的一种飞行纠偏控制方法。
8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述的一种飞行纠偏控制方法的步骤。
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CN114564106A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-31 | 北京字跳网络技术有限公司 | 交互指示线的确定方法、装置、电子设备及存储介质 |
CN114564106B (zh) * | 2022-02-25 | 2023-11-28 | 北京字跳网络技术有限公司 | 交互指示线的确定方法、装置、电子设备及存储介质 |
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CN113655813B (zh) | 2022-01-25 |
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