CN117666623A - 速度控制方法、装置、多旋翼无人机及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及无人机技术领域，具体涉及一种速度控制方法、装置、多旋翼无人机及存储介质。其中，该速度控制方法应用于多旋翼无人机，所述方法包括：获取速度调整指令，并根据所述速度调整指令得到加速度调整指令；根据所述加速度调整指令得到比力加速度调整指令；根据所述比力加速度调整指令，将所述多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，以实现对所述多旋翼无人机飞行速度的调整。上述方法，可以保证多旋翼无人机在连续翻转等任意姿态时的速度控制，适用范围更广。

Description

速度控制方法、装置、多旋翼无人机及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及无人机技术领域，尤其涉及一种速度控制方法、装置、多旋翼无人机及存储介质。

背景技术

随着无人机技术的不断发展，无人机在许多领域都得到广泛应用，其中，多旋翼无人机凭借配备的多个旋翼，有较高的垂直起降和悬停能力，具备高机动性，易操纵性，低成本等优势，已经逐渐在摄影，农业，物流，安防等多个领域发挥重要作用。多旋翼无人机在执行这些相关领域的任务时，都需要能够精准地对自身飞行速度进行控制，因此多旋翼无人机的速度控制是非常关键的能力。常见的多旋翼无人机速度控制方法是通过控制多旋翼无人机的姿态去改变推力的方向，从而调整多旋翼无人机的速度，而多旋翼无人机的姿态使用欧拉角表示，是通过角速度去控制，也就是说，需要通过改变多旋翼无人机的欧拉角的角速度来改变多旋翼无人机的姿态，通过控制姿态来控制推力的方向，从而改变无人机的飞行速度。

然而，此种方法由于使用欧拉角来表示多旋翼无人机的姿态，当多旋翼无人机在空间中旋转时，欧拉角的角速度是非连续的，由此会产生不连续的角速度指令，给多旋翼无人机的速度控制带来了较大困难，尤其是多旋翼无人机在连续翻滚时很难实现速度控制。

发明内容

本申请实施例的一个目的旨在提供一种速度控制方法、装置、多旋翼无人机及存储介质，以解决现有技术通过调整欧拉角的角速度实现无人机的速度控制导致多旋翼无人机在连续翻滚等应用场景的速度控制效果较差的技术问题。

第一方面，提供一种速度控制方法，应用于多旋翼无人机，所述方法包括：获取速度调整指令，并根据所述速度调整指令得到加速度调整指令；根据所述加速度调整指令得到比力加速度调整指令；根据所述比力加速度调整指令，将所述多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，以实现对所述多旋翼无人机飞行速度的调整。

结合第一方面，作为一种可能的实施方式，所述获取速度调整指令，并根据所述速度调整指令得到加速度调整指令，包括：在接收到速度调整指令时，获取所述速度调整指令中的目标速度；基于比例控制器，根据所述目标速度和所述多旋翼无人机的当前速度计算得到目标加速度；根据所述目标加速度形成加速度调整指令。

结合第一方面，作为一种可能的实施方式，所述根据所述加速度调整指令得到所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令，包括：根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标角加速度调整指令，所述目标角加速度调整指令用于实现对推力方向的控制；根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标比力加速度大小调整指令；根据所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令。

结合第一方面，作为一种可能的实施方式，所述根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标角加速度调整指令，包括：根据所述加速度调整指令中的目标加速度计算得到目标比力加速度的方向；将垂直于所述目标比力加速度的方向和所述多旋翼无人机当前比力加速度的方向的单位向量作为轴向量；根据所述目标比力加速度的方向和所述当前比力加速度的方向计算得到夹角值；将所述当前比力加速度绕所述轴向量旋转所述夹角值，得到目标角速度；根据所述目标角速度得到所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令。

结合第一方面，作为一种可能的实施方式，所述根据所述目标角速度得到所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令，包括：基于INDI控制器对所述目标角速度进行控制分配处理，根据处理结果形成所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令。

结合第一方面，作为一种可能的实施方式，所述根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标比力加速度大小调整指令，包括：根据所述加速度调整指令中的所述目标加速度计算得到目标比力加速度的大小；根据所述目标比力加速度的大小及所述多旋翼无人机所受阻力加速度大小计算得到所述多旋翼无人机的目标推力加速度大小；根据所述目标推力加速度大小形成目标比力加速度大小调整指令。

结合第一方面，作为一种可能的实施方式，所述根据所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令，包括：使用无人机动力学模型对所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令进行控制分配，根据分配结果形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令。

第二方面，提供一种速度控制装置，应用于多旋翼无人机，所述装置包括：获取模块，用于获取速度调整指令；得到模块，用于根据所述速度调整指令得到比力加速度调整指令，并根据所述加速度调整指令得到所述比力加速度调整指令；调整模块，用于根据所述比力加速度调整指令，将所述多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，以实现对所述多旋翼无人机飞行速度的调整。

第三方面，提供一种多旋翼无人机，所述多旋翼无人机包括存储器及处理器，及分别配置于座椅的坐垫、脚垫和靠背的预设数量的应变式压力传感器，各个应变式压力传感器及所述存储器连接至所述处理器，所述处理器用于执行存储在所述存储器中的一个或多个计算机程序，所述处理器在执行所述一个或多个计算机程序时，使得所述多旋翼无人机实现如第一方面所述的方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如第一方面所述的方法。

本申请实施例可以实现如下技术效果：多旋翼无人机获取速度调整指令，根据该速度调整指令得到加速度调整指令，并根据该加速度调整指令得到比力加速度调整指令，根据该比力加速度调整指令，将多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，从而实现对多旋翼无人机飞行速度的调整。上述方法可以直接由速度调整指令得到加速度调整指令，再由加速度指令得到比力加速度调整指令，并未产生姿态指令，从而不会受多旋翼无人机姿态的限制，可以保证多旋翼无人机在连续翻转等任意姿态时的速度控制，适用范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种多旋翼无人机的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种速度控制方法的流程示意图；

图3A为本申请实施例提供的一种目标比力加速度与目标加速度的关系示意图；

图3B为本申请实施例提供的一种目标比力加速度与目标推力加速度的关系示意图；

图4为本申请实施例提供的一种推力方向与比力方向的关系示意图；

图5为本申请实施例提供的一种速度控制装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种多旋翼无人机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，如果不冲突，本申请实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。再者，本申请所采用的“第一”“第二”“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

为更便于理解本申请，首先对本申请所涉及的一种多旋翼无人机。本申请所涉及的多旋翼无人机是一种无人飞行器，请参阅图1，为本申请实施例提供的一种多旋翼无人机的结构示意图，图1所示的多旋翼无人机为四旋翼无人机，也就是说具有四个旋翼，从图1可以看出，该四旋翼无人机包括机身、支架、旋翼等必要部件，其中，每个旋翼上均可以对应一个电机，电机产生转速从而控制旋翼产生推力，进而控制该多旋翼无人机的速度变化等。在其他实施例中，该多旋翼无人机可以具有其他数量的旋翼，例如六旋翼、八旋翼等，每个旋翼可以被独立控制，使该多旋翼无人机能够执行多样化的飞行动作。

作为一种可行的实施方式，该多旋翼无人机的速度控制方法是通过控制该多旋翼无人机的姿态来改变推力的方向，从而提供指定方向的加速度，进而改变该多旋翼无人机的飞行速度。其中，无人机的姿态使用欧拉角表示，该欧拉角是指滚转(Roll)角、俯仰(Pitch)角和偏航(Yaw)角等，可以通过角速度来控制。然而，当多旋翼无人机在空间中旋转时，欧拉角的角速度是非连续的，由此会产生不连续的角速度指令，给多旋翼无人机的速度控制带来了较大困难，尤其是多旋翼无人机在连续翻滚时很难实现速度控制。

举例而言，滚转角、俯仰角和偏航角的角度范围分别是[-π,π],(-π/2,π/2]和(-π,π])，当飞机的滚转角、俯仰角和偏航角为[0°89°0°]时，如果施加正的俯仰力矩，则俯仰角会先增加到90°，然后开始降低，而在俯仰角到达90°的一瞬间，偏航角的角度会从0变为180°(或-180°)，滚转角的角度也会从0变为180°(或-180°)。当前，多旋翼无人机的速度控制方式是将速度指令转换为加速度指令，再转换为用于改变姿态的角速度指令，然后再对姿态进行控制，从而改变飞行速度，然而从上述例子可以看出，三个欧拉角的角度不是连续变化的，这种欧拉角的不连续将会生成不连续的角速度指令，多旋翼无人机无法很好地进行速度控制，尤其是在该多旋翼无人机连续翻滚时较为明显。

有鉴于此，本申请提出一种速度控制方法、装置、多旋翼无人机及存储介质，可以无需使用欧拉角进行速度控制，从而提高速度控制的适用范围。下面将首先介绍本申请所涉及的速度控制方法。

请参阅图2，为本申请提供的一种速度控制方法的流程示意图，图2所示的速度控制方法应用于多旋翼无人机，作为一种示例，该多旋翼无人机可以如图1所示。需要说明的是，本申请所示的速度控制方法是通过轴角法进行实现，该轴角法是指通过改变该多旋翼无人机的各个旋翼形成的总推力的大小及方向来实现对加速度的控制，从而实现对速度的控制。具体地，该方法包括：

S201、获取速度调整指令，并根据所述速度调整指令得到加速度调整指令。

需要说明的是，该速度调整指令是指用于改变该多旋翼无人机的飞行速度的指令，该指令中包括期望该多旋翼无人机调整到的目标速度，可以理解的，该目标速度包括目标速度大小和目标速度方向两个维度。

作为一种可行的实施方式，该速度调整指令可以由用户通过与该多旋翼无人机进行通信连接的控制终端发出。例如，当用户想调整该多旋翼无人机的飞行速度时，可以在该控制终端上设定期望的飞行速度大小和方向，该控制终端根据用户的设定形成速度调整指令，并发送至该多旋翼无人机。

作为另一种可行的实施方式，该速度调整指令也可以由该多旋翼无人机根据当前所处环境和飞行状态自动生成。例如，如果该多旋翼无人机正在正前方进行飞行，此时正前方出现干扰物，则该多旋翼无人机则可生成用于降低飞行速度或改变飞行方向的速度调整指令。当然，上述方式只是举例，在其他实施例中，该多旋翼无人机也可以其他方式获取该速度调整指令，本申请对此不作任何限制。

还需要说明的是，该目标加速度是指该多旋翼无人机的飞行加速度。

在一个实施例中，所述S201步骤，包括：在接收到速度调整指令时，获取所述速度调整指令中的目标速度；基于比例控制器，根据所述目标速度和所述多旋翼无人机的当前速度计算得到目标加速度；根据所述目标加速度形成加速度调整指令。

作为一种可行的实施方式，该比例控制器可以是PID控制器(ProportionIntegration Differentiation，比例-积分-微分控制器)。该PID控制器由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器可以把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。

举例而言，基于该比例控制器，根据该目标速度和所述多旋翼无人机的当前速度计算得到目标加速度，可以满足以下公式：

其中，a_R表示目标加速度，K_p表示比例控制增益(该比例控制增益可以是工程人员凭经验计算出的参考范围，该多旋翼无人机可根据需要在该参考范围内进行实时调整)，V_R表示该目标速度，V表示该多旋翼无人机的当前速度，表示目标速度的导数。

S202、根据所述加速度调整指令得到比力加速度调整指令。

需要说明的是，比力是指该无人机除自身重力以外的合外力，对于该多旋翼无人机而言，比力也为该多旋翼无人机各个旋翼的总推力和阻力之和。该比力加速度是指该目标比力除以该多旋翼无人机质量得到的值。

举例而言，请参阅图3A，在图3A中，S_R表示该目标比力加速度，a_R表示该目标加速度，g表示重力加速度，上述三个数值满足以下公式：

S_R＝a_R-g

根据上述公式，可以根据该目标加速度求解得到该目标比力加速度。又由于比力加速度也为该多旋翼无人机各个旋翼的总推力加速度和阻力加速度之和，该多旋翼无人机的总推力的方向始终与机身固联，而阻力加速度与推力加速度相比，数值较小且几乎不变。因此，在实际控制中，该多旋翼无人机可以通过调整该多旋翼无人机的推力加速度的大小和方向来调整比力加速度的大小和方向，为便于该无人机执行控制指令，本申请所示的比力加速度调整指令实际用于调整该多旋翼无人机的推力。

举例而言，请参阅图3B，T_R表示该多旋翼无人机的各个旋翼的目标推力加速度，D表示该多旋翼无人机受到的阻力加速度，T_R、D与S_R满足以下公式：

T_R＝S_R-D

作为一种可行的实施方式，该比力加速度调整指令可以包括期望该多旋翼无人机调整到的目标推力加速度的大小和方向。

在一个实施例中，所述S202步骤，包括：

S2021、根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标角加速度调整指令。

其中，所述目标角加速度调整指令用于实现对推力方向的控制。

需要说明的是，由于该推力方向总是固联于机身，假设阻力不变，则旋转推力的方向与旋转比力方向一致(如图4所示)，因此可以通过旋转推力的方向(即机身方向)来旋转比力的方向。

在一个实施例中，所述S2021步骤，包括：根据所述加速度调整指令中的目标加速度计算得到目标比力加速度的方向；将垂直于所述目标比力加速度的方向和所述多旋翼无人机当前比力加速度的方向的单位向量作为轴向量；根据所述目标比力加速度的方向和所述当前比力加速度的方向计算得到夹角值；将所述当前比力加速度绕所述轴向量旋转所述夹角值，得到目标角速度；根据所述目标角速度得到所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令。

举例而言，由图3A可知：S_R＝a_R-g

假设定义目标比力加速度的方向为：

其中‖S_R‖为目标比力加速度的模，即目标比力加速度的大小，满足以下公式：

其中，n＝3，i表示机身坐标系或世界坐标系的x、y、z轴。

类似地，当前比力的方向为：

由此可以计算出目标比力与当前比力的夹角值ρ为(如图5所示)：

ρ＝arccos(n_SR·n_s)

定义垂直于n_SR和n_S的单位向量为轴向量n_C，满足以下公式：

n_C＝n_SR×n_S/sinρ

根据几何关系可知，向量n_S绕轴n_C旋转夹角值ρ即可得到n_SR，即当前的比力加速度绕轴n_C旋转夹角值ρ即可得到该目标比力加速度的方向。

进一步地，可以得到多旋翼无人机的目标角速度ω_R为：

其中。上标B表示向量在机体坐标系下的投影，k_att表示增益。

作为一种可行的实施方式，在得到该目标角速度后，还可以将该目标角速度经过INDI(增量非线性动态拟控制)控制器进行控制分配，得到该目标角加速度调整指令，以提高该多旋翼无人机对于不确定性的适应能力，同时也可提高抗干扰能力。

在一个实施例中，所述根据所述目标角速度得到所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令，包括：基于INDI控制器对所述目标角速度进行控制分配处理，根据处理结果形成所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令。

举例而言，得到目标角速度后，可以通过INDI控制器根据以下公式对该目标角速度进行控制分配，得到目标角加速度M_cmd：

其中，ω^B为该多旋翼无人机当前的角速度，k_rate为控制增益，α为测量得到的飞机加速度，M_act为当前角加速度，M_cmd在经过无人机动力学模型后产生的目标角加速度。

S2022、根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标比力加速度大小调整指令。

需要说明的是，由于控制比力大小的方式是通过控制推力的大小来实现的，当阻力值恒定时，该推力增大，则该比力增大，因此，该目标比力加速度大小调整指令中包括目标推力加速度，用于调整该多旋翼无人机的当前推力大小到该目标推力大小。

在一个实施例中，所述根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标比力加速度大小调整指令，包括：根据所述加速度调整指令中的所述目标加速度计算得到目标比力加速度的大小；根据所述目标比力加速度的大小及所述多旋翼无人机所受阻力加速度大小计算得到所述多旋翼无人机的目标推力加速度大小；根据所述目标推力加速度大小形成目标比力加速度大小调整指令。

举例而言，假设目标比力加速度的大小为‖S_R‖，该‖S_R‖与目标加速度a_R满足以下公式：

S_R＝a_R-g

进一步地，假设T_R表示该多旋翼无人机的各个旋翼的目标推力加速度，D表示该多旋翼无人机受到的阻力加速度，T_R、D与S_R满足以下公式：

T_R＝S_R-D

作为一种可行的实施方式，可以设计如下的INDI控制器对目标推力加速度的大小作进一步优化，得到目标推力加速度T_cmd：

T_cmd＝T_act+‖S_R‖―‖S‖

其中T_act为初始目标推力加速度，根据上述T_R得到，T_cmd在经过INDI控制器后计算得到的目标推力加速度的值。

S2023、根据所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令。

作为一种可行的实施方式，该目标角加速度调整指令可以实现对推力方向的控制，该目标比力加速度大小调整指令可以实现对推力大小的控制，根据上述目标角加速度调整指令和目标比力加速度大小调整指令形成该比力加速度调整指令，即可同时实现对推力大小和方向的控制。

在一个实施例中，所述S2023步骤，包括：使用无人机动力学模型对所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令进行控制分配，根据分配结果形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令。

举例而言，在得到该目标角加速度调整指令和该目标比力加速度大小调整指令之后，可以针对该多旋翼无人机的飞行构型形成用于控制各个旋翼的电机指令，然后通过无人机动力学模型进行控制分配，得到具体控制每个旋翼的各自对应的角加速度调整指令和比力加速度大小调整指令，上述每个旋翼的各自对应的角加速度调整指令和比力加速度大小调整指令组成该多旋翼无人机的比力加速度调整指令。

S203、根据所述比力加速度调整指令，将所述多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，以实现对所述多旋翼无人机飞行速度的调整。

举例而言，该多旋翼无人机在得到该比力加速度调整指令之后，可以获取该比力加速度调整指令中的目标角加速度和目标推力大小，根据该目标角速度实现对推力方向的调整，根据该目标推力大小实现对推力大小的调整。通过调整该多旋翼无人机的推力大小和方向，可以改变无人机的飞行速度，也就实现了对多旋翼无人机飞行速度的调整。

可见，通过本申请实施例所示的方法，多旋翼无人机获取速度调整指令，根据该速度调整指令得到加速度调整指令，并根据该加速度调整指令得到比力加速度调整指令，根据该比力加速度调整指令，将多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，从而实现对多旋翼无人机飞行速度的调整。上述方法可以直接由速度调整指令得到加速度调整指令，再由加速度指令得到比力加速度调整指令，并未产生姿态指令，从而不会受多旋翼无人机姿态的限制，可以保证多旋翼无人机在连续翻转等任意姿态时的速度控制，适用范围更广。

需要说明的是，在上述各个实施方式中，上述各步之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本申请实施方式的描述可以理解，不同实施方式中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，亦可以交换执行等等。

作为本申请实施例的另一方面，本申请实施例提供一种速度控制装置。其中该速度控制装置可以为软件模块，所述软件模块包括若干指令，其存储在存储器内，处理器可以访问该存储器，调用指令进行执行，以完成上述各个实施方式所阐述的速度控制方法。

在一些实施方式中，该速度控制装置亦可以由硬件器件搭建成的，例如，该速度控制装置可以由一个或两个以上的芯片搭建而成，各个芯片可以互相协调工作，以完成上述各个实施方式所阐述的速度控制方法。再例如，该速度控制装置还可以由各类逻辑器件搭建而成，诸如由通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合而搭建成。

下面请参阅图5，为本申请实施例提供的一种速度控制装置的结构示意图。所述速度控制装置应用于多旋翼无人机，图5所示的速度控制装置50包括：

获取模块501，用于获取速度调整指令。

得到模块502，用于根据所述速度调整指令得到加速度调整指令，并根据所述加速度调整指令得到比力加速度调整指令。

调整模块503，用于根据所述比力加速度调整指令，将所述多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，以实现对所述多旋翼无人机飞行速度的调整。

作为一种可能的设计，所述得到模块502，用于根据所述速度调整指令得到加速度调整指令时，具体用于：获取所述速度调整指令中的目标速度；基于比例控制器，根据所述目标速度和所述多旋翼无人机的当前速度计算得到目标加速度；根据所述目标加速度形成加速度调整指令。

作为一种可能的设计，所述得到模块502，用于根据所述加速度调整指令得到所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令时，具体用于：根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标角加速度调整指令，所述目标角加速度调整指令用于实现对推力方向的控制；根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标比力加速度大小调整指令；根据所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令。

作为一种可能的设计，所述得到模块502，用于根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标角加速度调整指令时，具体用于：根据所述加速度调整指令中的目标加速度计算得到目标比力加速度的方向；将垂直于所述目标比力加速度的方向和所述多旋翼无人机当前比力加速度的方向的单位向量作为轴向量；根据所述目标比力加速度的方向和所述当前比力加速度的方向计算得到夹角值；将所述当前比力加速度绕所述轴向量旋转所述夹角值，得到目标角速度；根据所述目标角速度得到所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令。

作为一种可能的设计，所述得到模块502，用于根据所述目标角速度得到所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令时，具体用于：基于INDI控制器对所述目标角速度进行控制分配处理，根据处理结果形成所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令。

作为一种可能的设计，所述得到模块502，用于根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标比力加速度大小调整指令时，具体用于：根据所述加速度调整指令中的所述目标加速度计算得到目标比力加速度的大小；根据所述目标比力加速度的大小及所述多旋翼无人机所受阻力加速度大小计算得到所述多旋翼无人机的目标推力加速度大小；根据所述目标推力加速度大小形成目标比力加速度大小调整指令。

作为一种可能的设计，所述得到模块502用于根据所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令时，具体用于：使用无人机动力学模型对所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令进行控制分配，根据分配结果形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令。

可见，上述装置获取速度调整指令，根据该速度调整指令得到加速度调整指令，并根据该加速度调整指令得到比力加速度调整指令，根据该比力加速度调整指令，将多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，从而实现对多旋翼无人机飞行速度的调整，可以直接由速度调整指令得到加速度调整指令，再由加速度指令得到比力加速度调整指令，并未产生姿态指令，从而不会受多旋翼无人机姿态的限制，可以保证多旋翼无人机在连续翻转等任意姿态时的速度控制，适用范围更广。

需要说明的是，上述速度控制装置可执行本申请实施方式所提供的速度控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在该速度控制装置实施方式中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施方式所提供的速度控制方法。

参见图6，图6是本申请实施例提供的一种多旋翼无人机的结构示意图。该多旋翼无人机60包括处理器601、存储器602。存储器602连接至处理器601，例如通过总线连接至处理器601。

处理器601被配置为支持该多旋翼无人机执行上述方法实施例中的方法中相应的功能。该处理器可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，网络处理器(networkprocessor，NP)，硬件芯片或者其任意组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmablelogic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)或其任意组合。

存储器602用于存储程序代码等。存储器602可以包括易失性存储器(volatilememory，VM)，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，NVM)，例如只读存储器(read-only memory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器602还可以包括上述种类的存储器的组合。

存储器602可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的速度控制方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行速度控制方法和速度控制装置的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例提供的速度控制方法以及速度控制装置的各个模块或单元的功能。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序。存储数据区可存储根据速度控制装置的使用所创建的数据等。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至速度控制装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述一个或者多个处理器执行时，执行上述任意方法实施例中的速度控制方法，例如，执行以上方法实施例描述的方法步骤，实现以上装置实施例描述的模块的功能。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使所述计算机执行如前述实施例所述的方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Accessmemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种速度控制方法，其特征在于，应用于多旋翼无人机，所述方法包括：

获取速度调整指令，并根据所述速度调整指令得到加速度调整指令；

根据所述加速度调整指令得到比力加速度调整指令；

根据所述比力加速度调整指令，将所述多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，以实现对所述多旋翼无人机飞行速度的调整。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取速度调整指令，并根据所述速度调整指令得到加速度调整指令，包括：

在接收到速度调整指令时，获取所述速度调整指令中的目标速度；

基于比例控制器，根据所述目标速度和所述多旋翼无人机的当前速度计算得到目标加速度；

根据所述目标加速度形成加速度调整指令。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述加速度调整指令得到所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令，包括：

根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标角加速度调整指令，所述目标角加速度调整指令用于实现对推力方向的控制；

根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标比力加速度大小调整指令；

根据所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标角加速度调整指令，包括：

根据所述加速度调整指令中的目标加速度计算得到目标比力加速度的方向；

将垂直于所述目标比力加速度的方向和所述多旋翼无人机当前比力加速度的方向的单位向量作为轴向量；

根据所述目标比力加速度的方向和所述当前比力加速度的方向计算得到夹角值；

将所述当前比力加速度绕所述轴向量旋转所述夹角值，得到目标角速度；

根据所述目标角速度得到所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标角速度得到所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令，包括：

基于INDI控制器对所述目标角速度进行控制分配处理，根据处理结果形成所述多旋翼无人机的目标角加速度调整指令。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述加速度调整指令中的目标加速度得到目标比力加速度大小调整指令，包括：

根据所述加速度调整指令中的所述目标加速度计算得到目标比力加速度的大小；

根据所述目标比力加速度的大小及所述多旋翼无人机所受阻力加速度大小计算得到所述多旋翼无人机的目标推力加速度大小；

根据所述目标推力加速度大小形成目标比力加速度大小调整指令。

7.如权利要求3至6任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令，包括：

使用无人机动力学模型对所述目标角加速度调整指令和所述目标比力加速度大小调整指令进行控制分配，根据分配结果形成所述多旋翼无人机的比力加速度调整指令。

8.一种速度控制装置，其特征在于，应用于多旋翼无人机，所述装置包括：

获取模块，用于获取速度调整指令；

得到模块，用于根据所述速度调整指令得到比力加速度调整指令，并根据所述加速度调整指令得到所述比力加速度调整指令；

调整模块，用于根据所述比力加速度调整指令，将所述多旋翼无人机的当前推力调整到目标推力，以实现对所述多旋翼无人机飞行速度的调整。

9.一种多旋翼无人机，其特征在于，包括存储器、处理器，所述存储器连接至所述处理器，所述处理器用于执行存储在所述存储器中的一个或多个计算机程序，所述处理器在执行所述一个或多个计算机程序时，使得所述多旋翼无人机实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1至7任一项所述的方法。