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申请/专利权人：江苏园上园智能科技有限公司

摘要：本发明公开了一种空中飞行机器人精确巡航控制的方法，涉及空中飞行机器人技术领域，包括以下步骤：飞行控制器从各种传感器接收实时数据，利用接收到的传感器数据，对空中飞行机器人进行状态评估，根据目标航线和当前状态，使用预先设计的控制算法计算出控制指令。本发明通过实时获取飞行控制器性能参数和配置参数信息，并根据这些信息生成相应的精度影响系数，当精度影响系数超过预先设定的精度影响系数参考阈值时，系统生成相应的影响信号并发出预警提示，提醒操作员可能存在的控制精度问题，这种实时监控和预警机制可以帮助及时发现并应对控制精度异常，有效降低空中飞行机器人失控风险。

主权项：1.一种空中飞行机器人精确巡航控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：飞行控制器从各种传感器接收实时数据，利用接收到的传感器数据，对空中飞行机器人进行状态评估，根据目标航线和当前状态，使用预先设计的控制算法计算出控制指令；飞行控制器将计算得到的控制指令转换为电信号，并通过电子速度控制器等执行机构将转换后的电信号输出到空中飞行机器人的各个执行器上，空中飞行机器人的各个执行器根据接收到的控制指令，调整空中飞行机器人的姿态、速度和高度；实时监测空中飞行机器人的状态和环境变化，不断调整控制指令，以保持空中飞行机器人的稳定飞行；对飞行控制器的控制精度建立实时监控机制，在固定时长窗口T内，基于飞行控制器的控制信息将飞行控制器的控制精度划分为高精度固定时长窗口和低精度固定时长窗口；在固定时长窗口T内，获取飞行控制器的性能参数信息和配置参数信息，其中，性能参数信息包括飞行控制器的姿态解算更新率，获取后，对姿态解算更新率处理后生成姿态解算更新率增益指数，配置参数信息包括运行参数调控信息，获取后，对运行参数调控信息处理后生成运行参数调控偏差指数；姿态解算更新率增益指数获取的逻辑如下：确定用于计算姿态解算更新率的固定时长窗口T；在固定时长窗口T内，收集空中飞行机器人的角速度数据Ω=[ω1，ω2，ω3]，[ω1，ω2，ω3]表示空中飞行机器人的角速度向量，表示空中飞行机器人绕各个轴的旋转速率；使用收集到的角速度数据估计空中飞行机器人在固定时长窗口T内的姿态变化；根据姿态变化量和当前的四元数，使用四元数微分方程计算四元数的时间导数，四元数微分方程的形式如下：，其中，是四元数的叉乘运算符；使用计算得到的四元数微分，计算姿态解算更新率，姿态解算更新率通过四元数的欧几里得范数来计算，计算的表达式为：，其中，表示姿态解算更新率，、、、分别是四元数的实部和虚部，是实部，、、是虚部，实部是四元数的一部分，用于表示旋转的余弦值，在空中飞行机器人的姿态表示中，实部表示旋转角度的余弦值，虚部是四元数的另一部分，用于表示旋转轴在各个方向上的正弦值，在空中飞行机器人的姿态表示中，虚部表示旋转轴在X、Y、Z轴上的正弦值；通过姿态解算更新率计算姿态解算更新率增益指数，计算的表达式为：，式中，表示姿态解算更新率增益指数；运行参数调控偏差指数获取的逻辑如下：在固定时长窗口T内，获取飞行控制器对空中飞行机器人进行控制时的实时控制加速度和对应时刻空中飞行机器人的实时实际加速度，并将实时控制加速度和实时实际加速度按照时间序列分别用和进行表示；在固定时长窗口T内，获取飞行控制器对空中飞行机器人进行控制时的实时控制角速度和对应时刻空中飞行机器人的实时实际角速度，并将实时控制角速度和实时实际角速度按照时间序列分别用和进行表示；通过飞行控制器对空中飞行机器人进行控制时获取的实时控制加速度、实时实际加速度、实时控制角速度以及实时实际角速度计算运行参数调控偏差指数，计算的表达式为：，式中，表示运行参数调控偏差指数，；将飞行控制器对空中飞行机器人进行控制时在固定时长窗口T内生成的姿态解算更新率增益指数和运行参数调控偏差指数进行公式化分析，生成精度影响系数，通过精度影响系数对空中飞行机器人进行控制时的控制精度进行实时监控，依据的公式为：，式中，、分别为姿态解算更新率增益指数和运行参数调控偏差指数的预设比例系数，且、均大于0；在低精度固定时长窗口下，将空中飞行机器人的实际航线与预定航线进行比对分析，计算实际航线与预定航线之间的余弦相似度，将计算得出的余弦相似度与预先设定的余弦相似度参考阈值进行比对分析，根据分析结果调控空中飞行机器人的状态。

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