本技術(shù)涉及無人機(jī)，尤其涉及一種無人機(jī)定點(diǎn)降落控制方法、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著無人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，其在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如物流配送、農(nóng)業(yè)植保、測繪勘探以及應(yīng)急救援等。在這些應(yīng)用場景中，無人機(jī)的精準(zhǔn)定點(diǎn)降落至關(guān)重要，直接關(guān)系到任務(wù)的成功執(zhí)行以及設(shè)備的安全回收。

2、近年來，一些先進(jìn)的傳感器技術(shù)，如激光雷達(dá)和視覺傳感器，開始應(yīng)用于無人機(jī)降落過程。激光雷達(dá)可通過發(fā)射激光束測量周圍環(huán)境的距離信息，構(gòu)建三維點(diǎn)云地圖，輔助無人機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)定位。然而，激光雷達(dá)成本高昂，這在一定程度上限制了其大規(guī)模應(yīng)用。并且在惡劣天氣條件下，如大風(fēng)、大雨、濃霧等，激光束會被雨滴、霧氣顆粒散射和吸收，導(dǎo)致測量距離大幅縮短，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性嚴(yán)重下降。

3、因此，現(xiàn)有的無人機(jī)定點(diǎn)降落方法在面對復(fù)雜環(huán)境和高精度降落需求時，存在誤差較大，以致與目標(biāo)降落區(qū)域距離偏差較大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實施例提供了一種無人機(jī)定點(diǎn)降落控制方法、設(shè)備及介質(zhì)，用于解決如下技術(shù)問題：現(xiàn)有的無人機(jī)定點(diǎn)降落方法在面對復(fù)雜環(huán)境和高精度降落需求時，存在誤差較大，以致與目標(biāo)降落區(qū)域距離偏差較大。

2、本技術(shù)實施例采用下述技術(shù)方案：

3、本技術(shù)實施例提供一種無人機(jī)定點(diǎn)降落控制方法。包括，在接收到無人機(jī)降落請求的情況下，獲取無人機(jī)與目標(biāo)降落區(qū)域之間的相對位置，基于相對位置，將降落空間劃分為多個降落層，并確定出各降落層之間的高度差值；基于高度差值、無人機(jī)對應(yīng)的當(dāng)前飛行參數(shù)，以及各降落層分別對應(yīng)的風(fēng)場參數(shù)，構(gòu)建各降落層分別對應(yīng)的預(yù)測軌跡；對各降落層分別對應(yīng)的預(yù)測軌跡進(jìn)行拼接，得到無人機(jī)降落軌跡；獲取目標(biāo)降落區(qū)域?qū)?yīng)的風(fēng)場參數(shù)，基于風(fēng)場參數(shù)以及預(yù)測軌跡，確定出參考降落區(qū)域；確定出目標(biāo)降落區(qū)域與參考降落區(qū)域之間的位置偏差，基于位置偏差，確定出無人機(jī)待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)，以基于無人機(jī)待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)對無人機(jī)降落軌跡進(jìn)行調(diào)整；通過調(diào)整后的無人機(jī)降落軌跡，控制無人機(jī)降落至目標(biāo)降落區(qū)域。

4、本技術(shù)實施例基于無人機(jī)與目標(biāo)降落區(qū)域的相對位置劃分降落層，充分考慮不同高度的環(huán)境差異。各降落層之間高度差值的確定，使無人機(jī)能根據(jù)實際情況進(jìn)行分段式軌跡規(guī)劃。綜合高度差值、當(dāng)前飛行參數(shù)以及各層風(fēng)場參數(shù)構(gòu)建預(yù)測軌跡，提升了各降落層預(yù)測軌跡的精度。通過對比目標(biāo)降落區(qū)域與參考降落區(qū)域之間的位置偏差，根據(jù)位置偏差動態(tài)調(diào)整飛行參數(shù)，使無人機(jī)能夠迅速適應(yīng)環(huán)境變化，始終保持向目標(biāo)降落區(qū)域飛行的趨勢，有效減少與目標(biāo)區(qū)域的距離偏差，提高了無人機(jī)在復(fù)雜多變環(huán)境下的降落適應(yīng)性和準(zhǔn)確性?；陲L(fēng)場參數(shù)和預(yù)測軌跡確定參考降落區(qū)域，為無人機(jī)降落提供了更具針對性的參考范圍，從而提高降落的成功率和安全性。

5、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中，基于高度差值、無人機(jī)對應(yīng)的當(dāng)前飛行參數(shù)，以及各降落層分別對應(yīng)的風(fēng)場參數(shù)，構(gòu)建各降落層分別對應(yīng)的預(yù)測軌跡，具體包括：將當(dāng)前飛行參數(shù)、高度差值以及無人機(jī)當(dāng)前層對應(yīng)的風(fēng)場參數(shù)，輸入預(yù)置軌跡預(yù)測模型，以通過軌跡預(yù)測模型輸出無人機(jī)在當(dāng)前位置降落至下一層的預(yù)測軌跡；基于預(yù)測軌跡得到預(yù)測區(qū)域，確定出預(yù)測區(qū)域與預(yù)置區(qū)域范圍之間的區(qū)域偏差；在區(qū)域偏差不符合預(yù)置條件的情況下，將區(qū)域偏差與無人機(jī)當(dāng)前層對應(yīng)的風(fēng)場參數(shù)輸入預(yù)置飛行參數(shù)調(diào)節(jié)模型，以通過預(yù)置飛行參數(shù)調(diào)節(jié)模型輸出無人機(jī)當(dāng)前層對應(yīng)的飛行調(diào)節(jié)參數(shù)；基于當(dāng)前層對應(yīng)的飛行調(diào)節(jié)參數(shù)，對無人機(jī)進(jìn)行飛行參數(shù)調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)后的飛行參數(shù)，重新輸出無人機(jī)在當(dāng)前位置降落至下一層的預(yù)測軌跡。

6、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中，基于預(yù)測軌跡得到預(yù)測區(qū)域，具體包括：在預(yù)測軌跡中，每間隔預(yù)設(shè)時長后，進(jìn)行軌跡點(diǎn)篩選，基于篩選出的軌跡點(diǎn)構(gòu)建軌跡點(diǎn)集合；基于空間位置，對軌跡點(diǎn)集合進(jìn)行分類；基于分類后的軌跡點(diǎn)集合，構(gòu)建預(yù)測軌跡在空間中的邊界輪廓；基于邊界輪廓中的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)，確定出垂直方向的邊界范圍；以及，通過凸包算法確定包含所有軌跡點(diǎn)的最小凸多邊形，將最小凸多邊形的邊界作為預(yù)測軌跡在水平方向的邊界范圍；基于垂直方向的邊界范圍與水平方向的邊界范圍，得到預(yù)測范圍。

7、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中，對各降落層分別對應(yīng)的預(yù)測軌跡進(jìn)行拼接，得到無人機(jī)降落軌跡，具體包括：確定出各降落層的軌跡起始點(diǎn)與目標(biāo)降落區(qū)域的中心點(diǎn)之間的位置偏差，以及確定出相鄰預(yù)測軌跡之間的方向偏差；基于位置偏差與方向偏差，將各降落層的預(yù)測軌跡在空間坐標(biāo)系中進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)，以使無人機(jī)在各降落層的起始點(diǎn)與終止點(diǎn)進(jìn)行銜接；基于銜接后的預(yù)測軌跡，在各降落層分別構(gòu)建貝塞爾曲線，以通過貝塞爾曲線生成各銜接點(diǎn)處的過渡軌跡；將各降落層分別對應(yīng)的調(diào)節(jié)后的預(yù)測軌跡與過渡軌跡，進(jìn)行拼接，得到無人機(jī)降落軌跡。

8、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中，獲取目標(biāo)降落區(qū)域?qū)?yīng)的風(fēng)場參數(shù)，基于風(fēng)場參數(shù)以及預(yù)測軌跡，確定出參考降落區(qū)域，具體包括：對預(yù)測軌跡進(jìn)行特征提??；其中，提取的特征至少包括軌跡曲率變化值、速度變化趨勢以及不同時段軌跡點(diǎn)的空間分布中的一項；基于預(yù)測軌跡的每個時間步，根據(jù)無人機(jī)當(dāng)前位置的風(fēng)場參數(shù)，通過蒙特卡洛模擬生成無人機(jī)下一時刻位置數(shù)據(jù)；通過向量機(jī)對生成的下一時刻位置數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，將落在目標(biāo)降落區(qū)域安全范圍內(nèi)的下一時刻位置數(shù)據(jù)標(biāo)記為正類數(shù)據(jù)，其他下一時刻位置數(shù)據(jù)標(biāo)記為負(fù)類數(shù)據(jù)；基于正類數(shù)據(jù)，確定出參考降落軌跡。

9、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中，確定出目標(biāo)降落區(qū)域與參考降落區(qū)域之間的位置偏差，基于位置偏差，確定出無人機(jī)待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)，具體包括：基于目標(biāo)降落區(qū)域與參考降落區(qū)域，構(gòu)建三維空間坐標(biāo)系；基于無人機(jī)飛行狀態(tài)與環(huán)境信息，對獲取到的無人機(jī)gnss測量的偽距和rtk的差分修正數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)重分配；通過權(quán)重分配后的數(shù)據(jù)在三維空間坐標(biāo)中確定出位置偏差；其中，位置偏差包括平移偏差與旋轉(zhuǎn)偏差；將位置偏差、當(dāng)前無人機(jī)位姿以及目標(biāo)降落區(qū)域?qū)?yīng)的風(fēng)場參數(shù)，輸入預(yù)置目標(biāo)參數(shù)調(diào)節(jié)模型，以通過預(yù)置目標(biāo)參數(shù)調(diào)節(jié)模型輸出無人機(jī)待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)。

10、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中，基于無人機(jī)飛行狀態(tài)與環(huán)境信息，對獲取到的無人機(jī)gnss測量的偽距和rtk的差分修正數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)重分配，具體包括：

11、通過函數(shù)：

12、

13、確定出gnss測量的偽距的權(quán)重；基于函數(shù)：

14、wrtk＝1-wgnss；

15、確定出rtk差分修正數(shù)據(jù)的權(quán)重；其中，wgnss為gnss測量偽距的權(quán)重；sgnss為gnss信號強(qiáng)度；srtk為rtk信號強(qiáng)度；γ為第一調(diào)整系數(shù)；v為飛行速度；vmax為無人機(jī)的最大飛行速度；δ為第二調(diào)整系數(shù)；h為飛行高度；hmax為無人機(jī)的最大飛行高度；ε為第三調(diào)整系數(shù)；σ為地形起伏標(biāo)準(zhǔn)差；β為第四調(diào)整系數(shù)；α為第五調(diào)整系數(shù)；wrtk為rtk差分修正數(shù)據(jù)的權(quán)重。

16、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中，基于無人機(jī)待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)對無人機(jī)降落軌跡進(jìn)行調(diào)整，具體包括：基于待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)，確定出下一軌跡點(diǎn)對應(yīng)的待調(diào)量，以基于待調(diào)量對下一軌跡點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行重新規(guī)劃；基于調(diào)整后的各下一軌跡點(diǎn)，構(gòu)建軌跡離散點(diǎn)，并通過樣條曲線擬合算法，將軌跡離散點(diǎn)連接成曲線；基于連接后的曲線，得到調(diào)整后的無人機(jī)降落軌跡。wrtk為rtk差分修正數(shù)據(jù)的權(quán)重。

17、本技術(shù)實施例提供一種無人機(jī)定點(diǎn)降落控制設(shè)備，包括：至少一個處理器；以及，與至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，存儲器存儲有可被至少一個處理器執(zhí)行的指令，指令被至少一個處理器執(zhí)行，以使至少一個處理器能夠：在接收到無人機(jī)降落請求的情況下，獲取無人機(jī)與目標(biāo)降落區(qū)域之間的相對位置，基于相對位置，將降落空間劃分為多個降落層，并確定出各降落層之間的高度差值；基于高度差值、無人機(jī)對應(yīng)的當(dāng)前飛行參數(shù)，以及各降落層分別對應(yīng)的風(fēng)場參數(shù)，構(gòu)建各降落層分別對應(yīng)的預(yù)測軌跡；對各降落層分別對應(yīng)的預(yù)測軌跡進(jìn)行拼接，得到無人機(jī)降落軌跡；獲取目標(biāo)降落區(qū)域?qū)?yīng)的風(fēng)場參數(shù)，基于風(fēng)場參數(shù)以及預(yù)測軌跡，確定出參考降落區(qū)域；確定出目標(biāo)降落區(qū)域與參考降落區(qū)域之間的位置偏差，基于位置偏差，確定出無人機(jī)待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)，以基于無人機(jī)待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)對無人機(jī)降落軌跡進(jìn)行調(diào)整；通過調(diào)整后的無人機(jī)降落軌跡，控制無人機(jī)降落至目標(biāo)降落區(qū)域。

18、本技術(shù)實施例提供的一種非易失性計算機(jī)存儲介質(zhì)，存儲有計算機(jī)可執(zhí)行指令，計算機(jī)可執(zhí)行指令設(shè)置為：在接收到無人機(jī)降落請求的情況下，獲取無人機(jī)與目標(biāo)降落區(qū)域之間的相對位置，基于相對位置，將降落空間劃分為多個降落層，并確定出各降落層之間的高度差值；基于高度差值、無人機(jī)對應(yīng)的當(dāng)前飛行參數(shù)，以及各降落層分別對應(yīng)的風(fēng)場參數(shù)，構(gòu)建各降落層分別對應(yīng)的預(yù)測軌跡；對各降落層分別對應(yīng)的預(yù)測軌跡進(jìn)行拼接，得到無人機(jī)降落軌跡；獲取目標(biāo)降落區(qū)域?qū)?yīng)的風(fēng)場參數(shù)，基于風(fēng)場參數(shù)以及預(yù)測軌跡，確定出參考降落區(qū)域；確定出目標(biāo)降落區(qū)域與參考降落區(qū)域之間的位置偏差，基于位置偏差，確定出無人機(jī)待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)，以基于無人機(jī)待調(diào)節(jié)飛行參數(shù)對無人機(jī)降落軌跡進(jìn)行調(diào)整；通過調(diào)整后的無人機(jī)降落軌跡，控制無人機(jī)降落至目標(biāo)降落區(qū)域。

19、本技術(shù)實施例采用的上述至少一個技術(shù)方案能夠達(dá)到以下有益效果：本技術(shù)實施例基于無人機(jī)與目標(biāo)降落區(qū)域的相對位置劃分降落層，充分考慮不同高度的環(huán)境差異。各降落層之間高度差值的確定，使無人機(jī)能根據(jù)實際情況進(jìn)行分段式軌跡規(guī)劃。綜合高度差值、當(dāng)前飛行參數(shù)以及各層風(fēng)場參數(shù)構(gòu)建預(yù)測軌跡，提升了各降落層預(yù)測軌跡的精度。通過對比目標(biāo)降落區(qū)域與參考降落區(qū)域之間的位置偏差，根據(jù)位置偏差動態(tài)調(diào)整飛行參數(shù)，使無人機(jī)能夠迅速適應(yīng)環(huán)境變化，始終保持向目標(biāo)降落區(qū)域飛行的趨勢，有效減少與目標(biāo)區(qū)域的距離偏差，提高了無人機(jī)在復(fù)雜多變環(huán)境下的降落適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。基于風(fēng)場參數(shù)和預(yù)測軌跡確定參考降落區(qū)域，為無人機(jī)降落提供了更具針對性的參考范圍，從而提高降落的成功率和安全性。