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

背景技術(shù)：

1、無人機(jī)飛行控制在配電線路巡檢作業(yè)中的應(yīng)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(shè)施正常運(yùn)行、及時發(fā)現(xiàn)問題并采取預(yù)防措施的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的人工巡檢往往費(fèi)時費(fèi)力，并且存在安全隱患，而無人機(jī)則提供了更為靈活、高效和安全的解決方案。無人機(jī)在進(jìn)行配電線路巡檢時，需要在復(fù)雜的環(huán)境中穩(wěn)定飛行，尤其是應(yīng)對復(fù)雜天氣、障礙物、強(qiáng)風(fēng)、飛行高度等因素的干擾。此外，隨著無人機(jī)的廣泛應(yīng)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(jī)的穩(wěn)定飛行、精確定位和路徑規(guī)劃，是一個核心技術(shù)難題。

2、現(xiàn)有的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)（flight?control?system，fcs）負(fù)責(zé)確保無人機(jī)能夠在不同環(huán)境條件下穩(wěn)定飛行，并且按照預(yù)定的路徑進(jìn)行追蹤。無人機(jī)的姿態(tài)控制系統(tǒng)確保無人機(jī)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(jī)的姿態(tài)變化，并通過比例-積分-微分控制控制或先進(jìn)的控制算法（如模糊控制）進(jìn)行實(shí)時調(diào)整。無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的外部因素（如風(fēng)速、溫度等）進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，保持追蹤目標(biāo)時的精確性。此外，飛行控制系統(tǒng)通常結(jié)合多種傳感器（如超聲波傳感器、雷達(dá)等），通過卡爾曼濾波器等算法進(jìn)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(jī)飛行控制系統(tǒng)的創(chuàng)新，能夠?qū)崿F(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(zhuǎn)型，同時為社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)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(jī)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(yù)測氣象數(shù)據(jù)；根據(jù)巡檢地的地圖和無人機(jī)充電平臺數(shù)據(jù)構(gòu)建巡檢地地圖模型；路徑智能規(guī)劃模塊根據(jù)預(yù)測氣象數(shù)據(jù)、巡檢地地圖模型、巡檢任務(wù)、無人機(jī)的飛行參數(shù)以及無人機(jī)的電池狀態(tài)生成預(yù)設(shè)巡檢路徑；無人機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)巡檢路徑飛行時，無人機(jī)未完全按照預(yù)設(shè)巡檢路徑飛行，則根據(jù)無人機(jī)的巡檢記錄中的實(shí)際飛行記錄生成實(shí)際巡檢路徑；根據(jù)實(shí)際巡檢路徑數(shù)據(jù)對預(yù)設(shè)巡檢路徑進(jìn)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(jī)追蹤技術(shù)的飛行控制方法及系統(tǒng)，包括：在無人機(jī)起飛前，預(yù)先啟動機(jī)載傳感器，執(zhí)行參數(shù)初始化與校準(zhǔn)操作，同時在追蹤目標(biāo)上安裝磁性標(biāo)志物；獲取無人機(jī)飛行過程中的機(jī)體位置，采用多傳感器數(shù)據(jù)融合算法，實(shí)時感知追蹤目標(biāo)的目標(biāo)位置；實(shí)時檢測飛行路徑內(nèi)存在的障礙物，融入三維環(huán)境模型，結(jié)合隨動視覺跟蹤算法，捕捉追蹤目標(biāo)的運(yùn)動狀態(tài)；實(shí)時保存與反饋目標(biāo)追蹤數(shù)據(jù)，監(jiān)控?zé)o人機(jī)的電池狀態(tài)與能量消耗速度。

5、但本技術(shù)在實(shí)現(xiàn)本技術(shù)實(shí)施例中發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

6、飛行姿態(tài)控制確保無人機(jī)能夠精確地調(diào)整其姿態(tài)（如俯仰、橫滾、偏航等），從而使無人機(jī)能夠準(zhǔn)確地跟蹤目標(biāo)并保持穩(wěn)定飛行，無人機(jī)的姿態(tài)控制需要快速響應(yīng)來自傳感器的數(shù)據(jù)，并通過調(diào)節(jié)電機(jī)輸出進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。

7、現(xiàn)有技術(shù)中，若無人機(jī)動力系統(tǒng)（如電機(jī)、螺旋槳等）出現(xiàn)故障或性能不穩(wěn)定，例如，當(dāng)無人機(jī)電池電量接近耗盡時，電壓波動可能導(dǎo)致電動機(jī)的功率輸出不穩(wěn)定，進(jìn)而影響飛行姿態(tài)控制精度，無人機(jī)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(dǎo)致無人機(jī)抖動或失穩(wěn)，存在無人機(jī)在配電線路巡檢作業(yè)中飛行姿態(tài)控制不準(zhǔn)確的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例通過提供用于無人機(jī)追蹤的飛行控制方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在基于無人機(jī)進(jìn)行配電線路巡檢作業(yè)中無人機(jī)飛行姿態(tài)控制不準(zhǔn)確的問題，實(shí)現(xiàn)了更準(zhǔn)確地進(jìn)行配電線路巡檢作業(yè)中無人機(jī)的飛行姿態(tài)控制。

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

3、進(jìn)一步的，所述基于獲取的無人機(jī)性能數(shù)據(jù)對無人機(jī)飛行控制動力性能的穩(wěn)定程度進(jìn)行檢測得到穩(wěn)定檢測結(jié)果，包括步驟：基于預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)的無人機(jī)性能數(shù)據(jù)量化無人機(jī)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(jī)性能數(shù)據(jù)共同對無人機(jī)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(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速值、電機(jī)轉(zhuǎn)速平均值以及最大推力響應(yīng)時間；將獲取的控制穩(wěn)定評估值與從預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中獲取的預(yù)設(shè)控制穩(wěn)定閾值范圍進(jìn)行比較，判斷控制穩(wěn)定評估值是否在預(yù)設(shè)控制穩(wěn)定閾值范圍內(nèi)；若控制穩(wěn)定評估值在從預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中獲取的預(yù)設(shè)控制穩(wěn)定閾值范圍內(nèi)，則將穩(wěn)定檢測結(jié)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(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中獲取的預(yù)設(shè)控制穩(wěn)定閾值范圍內(nèi)，則將穩(wěn)定檢測結(jié)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(jìn)一步的，所述基于預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)的無人機(jī)性能數(shù)據(jù)量化無人機(jī)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(yùn)算結(jié)果對功率變化率趨零化運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行輸出關(guān)聯(lián)運(yùn)算，再結(jié)合從預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中獲取的控制電磁干擾修正因子進(jìn)行疊加修正得到輸出修正結(jié)果；所述控制電磁干擾修正因子用于修正電磁干擾信號強(qiáng)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(yùn)算結(jié)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(jìn)行趨近運(yùn)算的結(jié)果；根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速值和電機(jī)轉(zhuǎn)速平均值差異分析趨近轉(zhuǎn)速運(yùn)算結(jié)果對最大推力響應(yīng)時間趨近運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)關(guān)聯(lián)運(yùn)算，再結(jié)合從預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中獲取的控制風(fēng)速影響修正因子進(jìn)行疊加修正得到響應(yīng)修正結(jié)果；所述控制風(fēng)速影響修正因子用于修正環(huán)境風(fēng)速對控制穩(wěn)定評估值的影響程度；所述差異分析趨近轉(zhuǎn)速運(yùn)算結(jié)果用于描述電機(jī)轉(zhuǎn)速值和電機(jī)轉(zhuǎn)速平均值差異分析與參考轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行趨近運(yùn)算的結(jié)果；將輸出修正結(jié)果和響應(yīng)修正結(jié)果結(jié)合對應(yīng)的飛行控制評估權(quán)重進(jìn)行賦權(quán)運(yùn)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(jī)飛行控制動力性能的穩(wěn)定程度；所述飛行控制評估權(quán)重包括飛行控制輸出評估權(quán)重和飛行控制響應(yīng)評估權(quán)重。

5、進(jìn)一步的，所述結(jié)合穩(wěn)定檢測結(jié)果執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升降調(diào)節(jié)判斷，包括步驟：當(dāng)穩(wěn)定檢測結(jié)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(diào)節(jié)判斷；所述初始姿態(tài)更新頻率升調(diào)節(jié)判斷用于判斷是否提升初始姿態(tài)更新頻率進(jìn)行無人機(jī)飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)的采集；當(dāng)穩(wěn)定檢測結(jié)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(diào)節(jié)判斷；所述初始姿態(tài)更新頻率降調(diào)節(jié)判斷用于判斷是否降低初始姿態(tài)更新頻率進(jìn)行無人機(jī)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(diào)節(jié)判斷包括初始姿態(tài)更新頻率升調(diào)節(jié)判斷和初始姿態(tài)更新頻率降調(diào)節(jié)判斷。

6、進(jìn)一步的，所述基于穩(wěn)定檢測結(jié)果和無人機(jī)剩余電量進(jìn)行頻率更新分析，包括步驟：獲取穩(wěn)定檢測結(jié)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(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中映射得到穩(wěn)定檢測評分；基于無人機(jī)剩余電量與預(yù)設(shè)緩沖電量閾值偏離程度從預(yù)設(shè)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(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行綜合映射得到升調(diào)節(jié)更新頻率倍數(shù)。

7、進(jìn)一步的，所述獲取升判斷更新頻率，包括步驟：獲取當(dāng)前的無人機(jī)剩余電量和升調(diào)節(jié)更新頻率倍數(shù)，以升調(diào)節(jié)更新頻率倍數(shù)進(jìn)行初始姿態(tài)更新頻率更新得到升調(diào)節(jié)更新頻率；判斷無人機(jī)以升調(diào)節(jié)更新頻率飛行預(yù)設(shè)距離后，無人機(jī)消耗電量是否在預(yù)設(shè)可控范圍內(nèi)；若無人機(jī)消耗電量在預(yù)設(shè)可控范圍內(nèi)，則將升調(diào)節(jié)更新頻率記為升判斷更新頻率；若無人機(jī)消耗電量不在預(yù)設(shè)可控范圍內(nèi)，則將初始姿態(tài)更新頻率記為升判斷更新頻率。

8、進(jìn)一步的，所述基于姿態(tài)修正偏差程度和無人機(jī)剩余電量進(jìn)行頻率更新分析，包括步驟：基于預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)預(yù)設(shè)時刻無人機(jī)飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)修正后與預(yù)設(shè)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(jī)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(jī)飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)修正后與預(yù)設(shè)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(jī)飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)包括飛行姿態(tài)滾轉(zhuǎn)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(jī)振動頻率、氣流擾動強(qiáng)度以及電磁場強(qiáng)度；所述預(yù)設(shè)飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)包括預(yù)設(shè)飛行滾轉(zhuǎn)角、預(yù)設(shè)飛行俯仰角以及預(yù)設(shè)飛行偏航角；基于姿態(tài)修正偏差程度從預(yù)設(shè)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(yùn)算的結(jié)果；基于無人機(jī)剩余電量與預(yù)設(shè)允許飛行電量閾值偏離程度從預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中映射得到允許飛行電量偏移評分。

9、進(jìn)一步的，所述基于預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)預(yù)設(shè)時刻無人機(jī)飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)修正后與預(yù)設(shè)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(jī)振動頻率與參考最大電機(jī)振動頻率占比分析結(jié)果對飛行姿態(tài)滾轉(zhuǎn)角趨近運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行滾轉(zhuǎn)角姿態(tài)修正得到滾轉(zhuǎn)角姿態(tài)修正結(jié)果；根據(jù)氣流擾動強(qiáng)度與參考最大氣流擾動強(qiáng)度占比分析結(jié)果對飛行姿態(tài)俯仰角趨近運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行俯仰角姿態(tài)修正得到俯仰角姿態(tài)修正結(jié)果；根據(jù)電磁場強(qiáng)度與參考最大電磁場強(qiáng)度占比分析結(jié)果對飛行姿態(tài)偏航角趨近運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行偏航角姿態(tài)修正得到偏航角姿態(tài)修正結(jié)果；將滾轉(zhuǎn)角姿態(tài)修正結(jié)果、俯仰角姿態(tài)修正結(jié)果、偏航角姿態(tài)修正結(jié)果與對應(yīng)的姿態(tài)修正評估權(quán)重進(jìn)行賦權(quán)運(yùn)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(quán)重包括滾轉(zhuǎn)角姿態(tài)修正評估權(quán)重、俯仰角姿態(tài)修正評估權(quán)重以及偏航角姿態(tài)修正評估權(quán)重。

10、進(jìn)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(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行綜合映射得到降調(diào)節(jié)更新頻率倍數(shù)，以降調(diào)節(jié)更新頻率倍數(shù)進(jìn)行初始姿態(tài)更新頻率更新得到降調(diào)節(jié)更新頻率；判斷無人機(jī)以降調(diào)節(jié)更新頻率飛行預(yù)設(shè)距離后，無人機(jī)剩余電量是否在預(yù)設(shè)允許飛行范圍內(nèi)，所述預(yù)設(shè)允許飛行范圍為預(yù)設(shè)安全電量閾值至預(yù)設(shè)允許飛行電量閾值對應(yīng)的范圍；若無人機(jī)剩余電量在預(yù)設(shè)允許飛行范圍內(nèi)，則將降調(diào)節(jié)更新頻率記為降判斷更新頻率；若無人機(jī)剩余電量降至預(yù)設(shè)允許飛行電量閾值，則將降判斷更新頻率記為0。

11、本技術(shù)實(shí)施例提供了用于無人機(jī)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(diào)節(jié)判斷模塊和頻率降調(diào)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(jī)性能數(shù)據(jù)對無人機(jī)飛行控制動力性能的穩(wěn)定程度進(jìn)行檢測得到穩(wěn)定檢測結(jié)果，結(jié)合穩(wěn)定檢測結(jié)果執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升降調(diào)節(jié)判斷；所述頻率升調(diào)節(jié)判斷模塊用于當(dāng)執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升調(diào)節(jié)判斷時，基于穩(wěn)定檢測結(jié)果和無人機(jī)剩余電量進(jìn)行頻率更新分析，獲取升判斷更新頻率；所述頻率降調(diào)節(jié)判斷模塊用于當(dāng)執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率降調(diào)節(jié)判斷時，基于姿態(tài)修正偏差程度和無人機(jī)剩余電量進(jìn)行頻率更新分析，獲取降判斷更新頻率。

12、本技術(shù)實(shí)施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

13、1、通過對無人機(jī)飛行控制動力性能的穩(wěn)定程度進(jìn)行檢測得到穩(wěn)定檢測結(jié)果，并結(jié)合穩(wěn)定檢測結(jié)果執(zhí)行初始姿態(tài)更新頻率升降調(diào)節(jié)判斷以獲取對應(yīng)的升判斷更新頻率和降判斷更新頻率，從而實(shí)現(xiàn)了對應(yīng)無人機(jī)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(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了更準(zhǔn)確地進(jìn)行配電線路巡檢作業(yè)中無人機(jī)的飛行姿態(tài)控制，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在基于無人機(jī)進(jìn)行配電線路巡檢作業(yè)中無人機(jī)飛行姿態(tài)控制不準(zhǔn)確的問題。

14、2、通過預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)的無人機(jī)性能數(shù)據(jù)量化無人機(jī)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(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中獲取的預(yù)設(shè)控制穩(wěn)定閾值范圍進(jìn)行比較，并判斷控制穩(wěn)定評估值是否在預(yù)設(shè)控制穩(wěn)定閾值范圍內(nèi)獲取對應(yīng)的穩(wěn)定檢測結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)飛行控制動力性能穩(wěn)定程度的量化評估，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)飛行控制動力性能穩(wěn)定程度的更準(zhǔn)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(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行綜合映射得到降調(diào)節(jié)更新頻率倍數(shù)，以降調(diào)節(jié)更新頻率倍數(shù)進(jìn)行初始姿態(tài)更新頻率更新得到降調(diào)節(jié)更新頻率，接著判斷無人機(jī)以降調(diào)節(jié)更新頻率飛行預(yù)設(shè)距離后，無人機(jī)剩余電量是否在預(yù)設(shè)允許飛行范圍內(nèi)以獲取降判斷更新頻率，從而實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)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(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定檢測結(jié)果為飛行控制動力性能異常情況下無人機(jī)飛行姿態(tài)控制可靠性的提高。