一種無人機油門曲線確定方法、裝置及系統與流程
2023-09-22 09:04:25 1
本發明涉及無人機駕駛技術領域，具體涉及一種無人機油門曲線確定方法、裝置及系統。
背景技術：
無人機是無人駕駛飛機的簡稱，英文縮寫為「UAV」，是利用無線電遙控設備以及自備的程序控制裝置操控的不載人飛機。
其憑藉體積小、對操作環境要求低、生存能力強等特性，在軍用和民用領域得到了快速發展，如，在軍事上，無人機可以作為偵察機和靶機，進行軍事情報的獲取、地面戰場的偵察等。在民用方面，無人機可以進行航拍、農業、植物保護、自拍、快遞運輸、災難救援、電力巡檢、影視拍攝等。
具體的，客戶端在控制無人機飛行時，油門遙感的行程決定了無人機油門的輸出值，而油門的輸出值對應於無人機不同模式下的飛行加速度，其中，油門行程與油門輸出的函數曲線稱為油門曲線。目前，如圖1和圖2所示，常用的無人機的油門曲線包括直線油門以及折線油門。
發明人發現，直線油門的所有油門行程和油門輸出呈線性關係，在快速操控下，油門響應不夠迅速。折線油門在折線連接處油門曲線斜率會發生跳變，因此在操控無人機時，會出現卡頓的情況，用戶體驗差。
因此，如何提供一種無人機油門曲線確定方法，使得油門輸出連續平滑，成為了本領域技術人員需要考慮的問題。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明實施例提供了一種無人機油門曲線確定方法、裝置及系統，以使無人機油門曲線連續平滑，油門輸出平滑不卡頓。
為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：
一種無人機油門曲線確定方法，包括：
獲取待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息；
根據所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息；
根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線。
一種無人機油門曲線確定裝置，包括：
獲取模塊，用於獲取待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息；
生成模塊，用於根據所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息；
確定模塊，用於根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線。
一種無人機油門曲線確定系統，包括客戶端以及伺服器，
所述伺服器用於獲取待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，根據所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息，並根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線；
所述客戶端接收所述伺服器發送的所述無人機油門曲線，按照所述無人機油門曲線控制所述無人機飛行。
基於上述技術方案，本發明實施例提供了一種無人機油門曲線確定方法，首先獲取用戶輸入的油門曲線關鍵點的坐標信息，然後，根據所述油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息，最後根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線。可見，本方案能夠根據待輸入的油門曲線關鍵點構建一油門曲線，由於油門曲線是連續平滑的，因此，當無人機按照該曲線進行操控飛行時，不會出現油門輸出卡頓的問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的一種油門曲線確定方法的流程示意圖；；
圖2為本發明實施例提供的又一種油門曲線確定方法的流程示意圖；
圖3為本發明實施例提供的又一種油門曲線確定方法的流程示意圖；
圖4為本發明實施例提供的又一種油門曲線確定方法的流程示意圖；
圖5為本發明實施例提供的一種油門曲線確定方法的確定過程圖；
圖6為本發明實施例提供的一種油門曲線確定方法的確定過程圖；
圖7為本發明實施例提供的一種油門曲線確定方法的確定過程圖；
圖8為本發明實施例提供的一種油門曲線確定方法的確定過程圖；
圖9為本發明實施例提供的一種油門曲線確定方法的確定過程圖；
圖10為本發明實施例提供的一種油門曲線確定裝置的結構示意圖；
圖11為本發明實施例提供的又一種油門曲線確定裝置的結構示意圖；
圖12為本發明實施例提供的又一種油門曲線確定裝置的結構示意圖；
圖13為本發明實施例提供的又一種油門曲線確定裝置的結構示意圖；
圖14為本發明實施例提供的油門曲線確定系統的硬體結構框圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明實施例提供了一種無人機油門曲線確定方法，首先獲取用戶輸入的油門曲線關鍵點的坐標信息，然後，根據所述油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息，最後根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線。可見，本方案能夠根據待輸入的油門曲線關鍵點構建一油門曲線，由於油門曲線是連續平滑的，因此，當無人機按照該曲線進行操控飛行時，不會出現油門輸出卡頓的問題。
請參閱圖1，圖1為本發明實施例提供的一種無人機油門曲線確定方法的流程圖，該方法包括步驟：
S100、獲取待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息。
待輸入油門曲線關鍵點為用戶指定的無人機需要途徑的點，可以根據實際的需求，進行隨意設置，也就是說，用戶可以自行規劃無人機的飛行軌跡，這樣，可以躲避障礙物或進行特定路線的設計。
S200、根據所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息。
其中，目標控制點的獲取是為了步驟S300構建油門曲線，按照本實施例提供的油門曲線確定方法，需要確定一或兩個目標控制點，然後將目標控制點的坐標信息帶入函數。
S300、根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線。
其中，所述貝塞爾函數為：
Pi為待輸入油門曲線關鍵點。本步驟只需將目標控制點帶入貝塞爾函數，即可得到無人機油門曲線。由於油門曲線是連續平滑的，因此，當無人機按照該曲線進行操控飛行時，不會出現油門輸出卡頓的問題。
具體的，在上述實施例的基礎上，在本實施例中，如圖2所示，根據所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息，可以通過如下步驟實現：
S201、獲取相鄰兩個所述待輸入油門曲線關鍵點的中點的坐標信息；
需要說明的是，中點即為兩個油門曲線關鍵點構成連線的中間的點。
S202、根據所述中點的坐標信息，確定相鄰兩個所述中點的連線的分界點的坐標信息；
其中，如圖3所示，根據所述中點的坐標信息，確定相鄰兩個所述中點的連線的分界點的坐標信息，可以通過如下步驟實現：
S301、計算相鄰兩個所述待輸入油門曲線關鍵點構成的線段的比值；
S302、確定位於相鄰兩個所述中點構成的線段的所述比值的位置的點為所述分界點。
然後獲取該分界點的坐標即可。
S203、根據所述分界點的坐標信息以及所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，確定所述目標控制點的坐標信息。
具體的，如圖4所示，所述根據所述分界點的坐標信息以及所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，確定所述目標控制點的坐標信息，可以通過如下步驟實現：
S401、將所述中點構成的線段進行平移，當所述線段上的分界點與所述待輸入油門曲線關鍵點重合時，確定當前所述線段的兩個端點為所述目標控制點。
現結合圖5-圖9，對本方案提供的一種無人機油門曲線確定方法的原理進行說明，
首先，用戶可以指定無人機飛行所需要通過的必經的路徑的關鍵點Pi(0～n)，本實施例以四個關鍵點為例，進行介紹，如圖5中的P0、P1、P2以及P3，並將相鄰的關鍵點Pi(0～n)進行連線。當然，本實施例並不限定關鍵點的指定數量，如可以為5個，8個，任意個。
然後，確定相鄰兩個關鍵點的中點Mi(0～n-1)，如圖6中，線段P0P1的中間點為M0，線段P1P2的中間點為M1，線段P2P3的中間點為M2。
再之後，確定上述中點的中點連線的分界點Bi(0～n-2)，如圖7中，確定中點連線M0M1的分界點B0以及中點連線M1M2的分界點B1。其中，分界點Bi的確定遵循公式：PiPi+1/Pi+1Pi+2＝MiBi/BiMi+1。如，P0P1/P1P2＝M0B0/B0M1。其中，P0P1是指關鍵點P0和P1之間線段的長度LP0P1。
再之後，如圖8所示，將相鄰兩個中點的連線進行平移，使得分界點與關鍵點重合，即沿BiPi+1方向平移線段MiMi+1，平移後的Mi』點即為繪製Bézier曲線的控制點。如圖中將線段M0M1移動到M0』M1』，此時B0與P1重合。然後確定此時線段M0』M1』的兩個端點為目標控制點。
最後，將得到的控制點帶入到貝塞爾函數，得到油門曲線。其中，貝塞爾函數的多項式表述如下：其中P為關鍵點的坐標信息。
具體的，每兩個相鄰關鍵點PiPi+1之間就有兩個控制點MiMi』，包含起點和終點相鄰關鍵點之間則只有1個控制點Mi。其中，四個點採用三次Bézier曲線方程：
B(t)＝P0(1-t)3+3P1t(1-t)2+3P2t2(1-t)+P3t3，t∈[0，1]
三個點採用二次Bézier曲線方程：
B(t)＝(1-t)2P0+2t(1-t)P1+t2P2，t∈[0，1]，即可確定出如圖9中的曲線。
由貝塞爾(Bézier)曲線的特性可知，各段貝塞爾曲線在關鍵點的切線為Mi』Mi+1，即生成的油門曲線在關鍵點光滑連續。
下面對本發明實施例提供的應用頁面處理裝置進行介紹，下文描述的應用頁面處理裝置可與上文描述的應用頁面處理方法相互對應參照。
圖10為本發明實施例提供的一種無人機油門曲線確定裝置的結構框圖，該裝置可以包括：
獲取模塊100，用於獲取待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息；
生成模塊200，用於根據所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息；
確定模塊300，用於根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線。
可選的，如圖11所示，所述生成模塊200包括：
獲取單元201，用於獲取相鄰兩個所述待輸入油門曲線關鍵點的中點的坐標信息；
計算單元202，用於根據所述中點的坐標信息，確定相鄰兩個所述中點的連線的分界點的坐標信息；
確定單元203，用於根據所述分界點的坐標信息以及所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，確定所述目標控制點的坐標信息。
可選的，如圖12所示，所述計算單元202包括：
計算子單元2021，用於給計算相鄰兩個所述待輸入油門曲線關鍵點構成的線段的比值；
確定子單元2022，用於確定位於相鄰兩個所述中點構成的線段的所述比值的位置的點為所述分界點。
可選的，如圖13所示，所述確定單元203包括：
處理子單元2031，用於將所述中點構成的線段進行平移，當所述線段上的分界點與所述待輸入油門曲線關鍵點重合時，確定當前所述線段的兩個端點為所述目標控制點。
其中，所述貝塞爾函數為：
Pi為待輸入油門曲線關鍵點。
除此，本方案實施例還提供了一種無人機油門曲線確定系統，包括客戶端以及伺服器。
其中，所述伺服器用於獲取待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，根據所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息，並根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線。
所述客戶端接收所述伺服器發送的所述無人機油門曲線，按照所述無人機油門曲線控制所述無人機飛行。
可選的，圖14示出了無人機油門曲線確定系統的硬體結構框圖，參照圖14，該無人機油門曲線確定系統可以包括：處理器1，通信接口2，存儲器3和通信總線4；
其中處理器1、通信接口2、存儲器3通過通信總線4完成相互間的通信；
可選的，通信接口2可以為通信模塊的接口，如GSM模塊的接口；
處理器1，用於執行程序；
存儲器3，用於存放程序；
程序可以包括程序代碼，所述程序代碼包括計算機操作指令。
處理器1可能是一個中央處理器CPU，或者是特定集成電路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成實施本發明實施例的一個或多個集成電路。
存儲器3可能包含高速RAM存儲器，也可能還包括非易失性存儲器(non-volatile memory)，例如至少一個磁碟存儲器。
其中，程序可具體用於：
獲取待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息；
根據所述待輸入油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息；
根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線。
綜上所述，本發明實施例提供了一種無人機油門曲線確定方法，首先獲取用戶輸入的油門曲線關鍵點的坐標信息，然後，根據所述油門曲線關鍵點的坐標信息，得到目標控制點的坐標信息，最後根據貝塞爾函數以及所述目標控制點的坐標信息，確定無人機油門曲線。可見，本方案能夠根據待輸入的油門曲線關鍵點構建一油門曲線，由於油門曲線是連續平滑的，因此，當無人機按照該曲線進行操控飛行時，不會出現油門輸出卡頓的問題。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的裝置而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
專業人員還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬體、計算機軟體或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬體和軟體的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的範圍。
結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬體、處理器執行的軟體模塊，或者二者的結合來實施。軟體模塊可以置於隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬碟、可移動磁碟、CD-ROM、或技術領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。