本發(fā)明涉及無人機飛行控制，尤其涉及用于無人機追蹤的飛行控制方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、無人機飛行控制在配電線路巡檢作業(yè)中的應用是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中一種高效且智能化的作業(yè)方式。配電線路巡檢是確保電力設施正常運行、及時發(fā)現(xiàn)問題并采取預防措施的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的人工巡檢往往費時費力，并且存在安全隱患，而無人機則提供了更為靈活、高效和安全的解決方案。無人機在進行配電線路巡檢時，需要在復雜的環(huán)境中穩(wěn)定飛行，尤其是應對復雜天氣、障礙物、強風、飛行高度等因素的干擾。此外，隨著無人機的廣泛應用，飛行控制的精確性和安全性也愈發(fā)重要。如何在各種環(huán)境條件下確保無人機的穩(wěn)定飛行、精確定位和路徑規(guī)劃，是一個核心技術難題。

2、現(xiàn)有的無人機飛行控制系統(tǒng)（flight?control?system，fcs）負責確保無人機能夠在不同環(huán)境條件下穩(wěn)定飛行，并且按照預定的路徑進行追蹤。無人機的姿態(tài)控制系統(tǒng)確保無人機在飛行過程中保持穩(wěn)定。它通過傳感器（如慣性測量單元）感知無人機的姿態(tài)變化，并通過比例-積分-微分控制控制或先進的控制算法（如模糊控制）進行實時調整。無人機飛行控制系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的外部因素（如風速、溫度等）進行自適應調整，保持追蹤目標時的精確性。此外，飛行控制系統(tǒng)通常結合多種傳感器（如超聲波傳感器、雷達等），通過卡爾曼濾波器等算法進行傳感器數(shù)據(jù)的融合，從而提高位置和姿態(tài)估計的精度。通過無人機飛行控制系統(tǒng)的創(chuàng)新，能夠實現(xiàn)更智能、更高效、更安全的巡檢作業(yè)，推動電力行業(yè)的數(shù)字化轉型，同時為社會、環(huán)境和經(jīng)濟帶來多重利益。

3、例如公告號為：cn114153224b的發(fā)明專利公告的基于微氣象的無人機飛行路徑智能規(guī)劃控制系統(tǒng)及方法，包括：通過巡檢地的氣象傳感器數(shù)據(jù)和氣象部門數(shù)據(jù)獲取預測氣象數(shù)據(jù)；根據(jù)巡檢地的地圖和無人機充電平臺數(shù)據(jù)構建巡檢地地圖模型；路徑智能規(guī)劃模塊根據(jù)預測氣象數(shù)據(jù)、巡檢地地圖模型、巡檢任務、無人機的飛行參數(shù)以及無人機的電池狀態(tài)生成預設巡檢路徑；無人機根據(jù)預設巡檢路徑飛行時，無人機未完全按照預設巡檢路徑飛行，則根據(jù)無人機的巡檢記錄中的實際飛行記錄生成實際巡檢路徑；根據(jù)實際巡檢路徑數(shù)據(jù)對預設巡檢路徑進行優(yōu)化，得到優(yōu)化的巡檢路徑。

4、例如公告號為：cn119311025b的發(fā)明專利公告的一種無人機追蹤技術的飛行控制方法及系統(tǒng)，包括：在無人機起飛前，預先啟動機載傳感器，執(zhí)行參數(shù)初始化與校準操作，同時在追蹤目標上安裝磁性標志物；獲取無人機飛行過程中的機體位置，采用多傳感器數(shù)據(jù)融合算法，實時感知追蹤目標的目標位置；實時檢測飛行路徑內存在的障礙物，融入三維環(huán)境模型，結合隨動視覺跟蹤算法，捕捉追蹤目標的運動狀態(tài)；實時保存與反饋目標追蹤數(shù)據(jù)，監(jiān)控無人機的電池狀態(tài)與能量消耗速度。

5、但本技術在實現(xiàn)本技術實施例中發(fā)明技術方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術至少存在如下技術問題：

6、飛行姿態(tài)控制確保無人機能夠精確地調整其姿態(tài)（如俯仰、橫滾、偏航等），從而使無人機能夠準確地跟蹤目標并保持穩(wěn)定飛行，無人機的姿態(tài)控制需要快速響應來自傳感器的數(shù)據(jù)，并通過調節(jié)電機輸出進行姿態(tài)調整。

7、現(xiàn)有技術中，若無人機動力系統(tǒng)（如電機、螺旋槳等）出現(xiàn)故障或性能不穩(wěn)定，例如，當無人機電池電量接近耗盡時，電壓波動可能導致電動機的功率輸出不穩(wěn)定，進而影響飛行姿態(tài)控制精度，無人機的動力系統(tǒng)可能無法提供足夠的推力來保持姿態(tài)穩(wěn)定，導致無人機抖動或失穩(wěn)，存在無人機在配電線路巡檢作業(yè)中飛行姿態(tài)控制不準確的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術實施例通過提供用于無人機追蹤的飛行控制方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術中存在基于無人機進行配電線路巡檢作業(yè)中無人機飛行姿態(tài)控制不準確的問題，實現(xiàn)了更準確地進行配電線路巡檢作業(yè)中無人機的飛行姿態(tài)控制。

2、本技術實施例提供了用于無人機追蹤的飛行控制方法，包括以下步驟：s1，基于獲取的無人機性能數(shù)據(jù)對無人機飛行控制動力性能的穩(wěn)定程度進行檢測得到穩(wěn)定檢測結果，結合穩(wěn)定檢測結果執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升降調節(jié)判斷；s2，若執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升調節(jié)判斷，則基于穩(wěn)定檢測結果和無人機剩余電量進行頻率更新分析，獲取升判斷更新頻率；s3，若執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率降調節(jié)判斷，則基于姿態(tài)修正偏差程度和無人機剩余電量進行頻率更新分析，獲取降判斷更新頻率。

3、進一步的，所述基于獲取的無人機性能數(shù)據(jù)對無人機飛行控制動力性能的穩(wěn)定程度進行檢測得到穩(wěn)定檢測結果，包括步驟：基于預設時間間隔內的無人機性能數(shù)據(jù)量化無人機的控制穩(wěn)定性，得到控制穩(wěn)定評估值，所述控制穩(wěn)定評估值表示無人機性能數(shù)據(jù)共同對無人機飛行控制動力性能穩(wěn)定程度的量化數(shù)據(jù)，所述無人機性能數(shù)據(jù)包括最大電池電壓、最小電池電壓、功率變化率、電機轉速值、電機轉速平均值以及最大推力響應時間；將獲取的控制穩(wěn)定評估值與從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設控制穩(wěn)定閾值范圍進行比較，判斷控制穩(wěn)定評估值是否在預設控制穩(wěn)定閾值范圍內；若控制穩(wěn)定評估值在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設控制穩(wěn)定閾值范圍內，則將穩(wěn)定檢測結果記為控制穩(wěn)定評估值合格、飛行控制動力性能穩(wěn)定；若控制穩(wěn)定評估值不在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設控制穩(wěn)定閾值范圍內，則將穩(wěn)定檢測結果記為控制穩(wěn)定評估值不合格、飛行控制動力性能異常。

4、進一步的，所述基于預設時間間隔內的無人機性能數(shù)據(jù)量化無人機的控制穩(wěn)定性，得到控制穩(wěn)定評估值，包括步驟：根據(jù)最大電池電壓和最小電池電壓差異分析趨近電壓運算結果對功率變化率趨零化運算結果進行輸出關聯(lián)運算，再結合從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的控制電磁干擾修正因子進行疊加修正得到輸出修正結果；所述控制電磁干擾修正因子用于修正電磁干擾信號強度對控制穩(wěn)定評估值的影響程度；所述差異分析趨近電壓運算結果用于描述最大電池電壓和最小電池電壓差異分析與參考最大電池電壓偏差進行趨近運算的結果；根據(jù)電機轉速值和電機轉速平均值差異分析趨近轉速運算結果對最大推力響應時間趨近運算結果進行響應關聯(lián)運算，再結合從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的控制風速影響修正因子進行疊加修正得到響應修正結果；所述控制風速影響修正因子用于修正環(huán)境風速對控制穩(wěn)定評估值的影響程度；所述差異分析趨近轉速運算結果用于描述電機轉速值和電機轉速平均值差異分析與參考轉速標準差進行趨近運算的結果；將輸出修正結果和響應修正結果結合對應的飛行控制評估權重進行賦權運算后耦合得到控制穩(wěn)定評估值，所述控制穩(wěn)定評估值用于量化評估無人機飛行控制動力性能的穩(wěn)定程度；所述飛行控制評估權重包括飛行控制輸出評估權重和飛行控制響應評估權重。

5、進一步的，所述結合穩(wěn)定檢測結果執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升降調節(jié)判斷，包括步驟：當穩(wěn)定檢測結果為控制穩(wěn)定評估值合格、飛行控制動力性能穩(wěn)定時，執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升調節(jié)判斷；所述初始姿態(tài)更新頻率升調節(jié)判斷用于判斷是否提升初始姿態(tài)更新頻率進行無人機飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集；當穩(wěn)定檢測結果為控制穩(wěn)定評估值不合格、飛行控制動力性能異常時，執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率降調節(jié)判斷；所述初始姿態(tài)更新頻率降調節(jié)判斷用于判斷是否降低初始姿態(tài)更新頻率進行無人機飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集；所述初始姿態(tài)更新頻率升降調節(jié)判斷包括初始姿態(tài)更新頻率升調節(jié)判斷和初始姿態(tài)更新頻率降調節(jié)判斷。

6、進一步的，所述基于穩(wěn)定檢測結果和無人機剩余電量進行頻率更新分析，包括步驟：獲取穩(wěn)定檢測結果中的控制穩(wěn)定評估值，基于控制穩(wěn)定評估值與控制穩(wěn)定參考值偏離程度從預設數(shù)據(jù)庫中映射得到穩(wěn)定檢測評分；基于無人機剩余電量與預設緩沖電量閾值偏離程度從預設數(shù)據(jù)庫中映射得到緩沖電量偏移評分，將穩(wěn)定檢測評分與緩沖電量偏移評分從預設數(shù)據(jù)庫中進行綜合映射得到升調節(jié)更新頻率倍數(shù)。

7、進一步的，所述獲取升判斷更新頻率，包括步驟：獲取當前的無人機剩余電量和升調節(jié)更新頻率倍數(shù)，以升調節(jié)更新頻率倍數(shù)進行初始姿態(tài)更新頻率更新得到升調節(jié)更新頻率；判斷無人機以升調節(jié)更新頻率飛行預設距離后，無人機消耗電量是否在預設可控范圍內；若無人機消耗電量在預設可控范圍內，則將升調節(jié)更新頻率記為升判斷更新頻率；若無人機消耗電量不在預設可控范圍內，則將初始姿態(tài)更新頻率記為升判斷更新頻率。

8、進一步的，所述基于姿態(tài)修正偏差程度和無人機剩余電量進行頻率更新分析，包括步驟：基于預設時間間隔內預設時刻無人機飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)進行姿態(tài)修正后與預設飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)符合程度的量化，得到姿態(tài)修正評估值，所述姿態(tài)修正評估值表示無人機飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)和姿態(tài)修正干擾量化數(shù)據(jù)共同對無人機飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)進行姿態(tài)修正后與預設飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)符合程度的量化數(shù)據(jù)；所述無人機飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)包括飛行姿態(tài)滾轉角、飛行姿態(tài)俯仰角以及飛行姿態(tài)偏航角；所述姿態(tài)修正干擾量化數(shù)據(jù)包括電機振動頻率、氣流擾動強度以及電磁場強度；所述預設飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)包括預設飛行滾轉角、預設飛行俯仰角以及預設飛行偏航角；基于姿態(tài)修正偏差程度從預設數(shù)據(jù)庫中映射得到姿態(tài)偏差評分，所述姿態(tài)修正偏差程度表示姿態(tài)修正評估值與姿態(tài)參考評估值差值運算的結果；基于無人機剩余電量與預設允許飛行電量閾值偏離程度從預設數(shù)據(jù)庫中映射得到允許飛行電量偏移評分。

9、進一步的，所述基于預設時間間隔內預設時刻無人機飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)進行姿態(tài)修正后與預設飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)符合程度的量化，得到姿態(tài)修正評估值，包括步驟：根據(jù)電機振動頻率與參考最大電機振動頻率占比分析結果對飛行姿態(tài)滾轉角趨近運算結果進行滾轉角姿態(tài)修正得到滾轉角姿態(tài)修正結果；根據(jù)氣流擾動強度與參考最大氣流擾動強度占比分析結果對飛行姿態(tài)俯仰角趨近運算結果進行俯仰角姿態(tài)修正得到俯仰角姿態(tài)修正結果；根據(jù)電磁場強度與參考最大電磁場強度占比分析結果對飛行姿態(tài)偏航角趨近運算結果進行偏航角姿態(tài)修正得到偏航角姿態(tài)修正結果；將滾轉角姿態(tài)修正結果、俯仰角姿態(tài)修正結果、偏航角姿態(tài)修正結果與對應的姿態(tài)修正評估權重進行賦權運算后耦合處理，得到姿態(tài)修正評估值；所述姿態(tài)修正評估權重包括滾轉角姿態(tài)修正評估權重、俯仰角姿態(tài)修正評估權重以及偏航角姿態(tài)修正評估權重。

10、進一步的，所述獲取降判斷更新頻率，包括步驟：將姿態(tài)偏差評分與允許飛行電量偏移評分從預設數(shù)據(jù)庫中進行綜合映射得到降調節(jié)更新頻率倍數(shù)，以降調節(jié)更新頻率倍數(shù)進行初始姿態(tài)更新頻率更新得到降調節(jié)更新頻率；判斷無人機以降調節(jié)更新頻率飛行預設距離后，無人機剩余電量是否在預設允許飛行范圍內，所述預設允許飛行范圍為預設安全電量閾值至預設允許飛行電量閾值對應的范圍；若無人機剩余電量在預設允許飛行范圍內，則將降調節(jié)更新頻率記為降判斷更新頻率；若無人機剩余電量降至預設允許飛行電量閾值，則將降判斷更新頻率記為0。

11、本技術實施例提供了用于無人機追蹤的飛行控制系統(tǒng)，包括：飛行穩(wěn)定檢測模塊、頻率升調節(jié)判斷模塊和頻率降調節(jié)判斷模塊；所述飛行穩(wěn)定檢測模塊用于基于獲取的無人機性能數(shù)據(jù)對無人機飛行控制動力性能的穩(wěn)定程度進行檢測得到穩(wěn)定檢測結果，結合穩(wěn)定檢測結果執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升降調節(jié)判斷；所述頻率升調節(jié)判斷模塊用于當執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升調節(jié)判斷時，基于穩(wěn)定檢測結果和無人機剩余電量進行頻率更新分析，獲取升判斷更新頻率；所述頻率降調節(jié)判斷模塊用于當執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率降調節(jié)判斷時，基于姿態(tài)修正偏差程度和無人機剩余電量進行頻率更新分析，獲取降判斷更新頻率。

12、本技術實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點：

13、1、通過對無人機飛行控制動力性能的穩(wěn)定程度進行檢測得到穩(wěn)定檢測結果，并結合穩(wěn)定檢測結果執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升降調節(jié)判斷以獲取對應的升判斷更新頻率和降判斷更新頻率，從而實現(xiàn)了對應無人機飛行控制動力性能穩(wěn)定程度下初始姿態(tài)更新頻率的升降調節(jié)，進而實現(xiàn)了更準確地進行配電線路巡檢作業(yè)中無人機的飛行姿態(tài)控制，有效解決了現(xiàn)有技術中存在基于無人機進行配電線路巡檢作業(yè)中無人機飛行姿態(tài)控制不準確的問題。

14、2、通過預設時間間隔內的無人機性能數(shù)據(jù)量化無人機的控制穩(wěn)定性，得到控制穩(wěn)定評估值，接著將獲取的控制穩(wěn)定評估值與從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設控制穩(wěn)定閾值范圍進行比較，并判斷控制穩(wěn)定評估值是否在預設控制穩(wěn)定閾值范圍內獲取對應的穩(wěn)定檢測結果，從而實現(xiàn)了無人機飛行控制動力性能穩(wěn)定程度的量化評估，進而實現(xiàn)了無人機飛行控制動力性能穩(wěn)定程度的更準確評估。

15、3、通過將姿態(tài)偏差評分與允許飛行電量偏移評分從預設數(shù)據(jù)庫中進行綜合映射得到降調節(jié)更新頻率倍數(shù)，以降調節(jié)更新頻率倍數(shù)進行初始姿態(tài)更新頻率更新得到降調節(jié)更新頻率，接著判斷無人機以降調節(jié)更新頻率飛行預設距離后，無人機剩余電量是否在預設允許飛行范圍內以獲取降判斷更新頻率，從而實現(xiàn)了無人機飛行控制動力性能異常情況下初始姿態(tài)更新頻率的降調節(jié)，進而實現(xiàn)了穩(wěn)定檢測結果為飛行控制動力性能異常情況下無人機飛行姿態(tài)控制可靠性的提高。