[發明專利]基于生成對抗網絡的無人機飛行狀態融合控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202110763783.9
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113534837A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 呂詩哲;臧少龍;齊如海;武剛;陳保國;紀任鑫
• 申請（專利權）人: 深圳市科衛泰實業發展有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

本發明公開一種基于生成對抗網絡的無人機飛行狀態融合控制系統及方法。所述無人機包括多旋翼、固定翼、動力系統及飛行控制系統，所述飛行控制系統控制所述動力系統的輸出功率進而融合調整所述多旋翼的旋轉速度以及所述固定翼的迎角，原始飛行狀態參數輸出模組實時讀取所述多旋翼及所述固定翼的額定工作參數，生成第一輸入信號圖像；實際飛行狀態參數采集模組實時采集所述多旋翼及所述固定翼的實際工作參數，生成第二輸入信號圖像；生成器網絡模組根據所述第二輸入信號圖像生成增強圖片，判別器網絡模組根據所述第一輸入信號圖像及所述增強圖片輸出判別結果。本發明提供的無人機控制系統，實現所述多旋翼和所述固定翼的深度融合。

【技術領域】

本發明涉及無人機技術領域，尤其涉及一種基于對抗網絡模型在架構上將多旋翼和固定翼的無人機飛行狀態融合的控制系統及控制方法。

【背景技術】

近幾年來，隨著無人機行業飛速發展，無人機在短程運輸投送領域的需求更加迫切。尤其是五公里到五十公里距離范圍內、惡劣環境下的十千克到五十千克小載重量運投，使得無人機在生產和生活領域中的應用更加廣泛。

按照對飛行過程中，提供動力的方式不同的區分，無人機被分為多旋翼無人機和固定翼無人機。其中，所述多旋翼無人機由于小巧便攜，起降方便，展開迅速，成本低廉，環境適應性良好，成為短途運投的首選類型。但是，現有的多旋翼無人機有兩大技術短板：續航時間短和載重量小。

為了解決上述技術問題：

現有技術將固定翼和多旋翼結合，由此形成“垂起固定翼無人機”系統，該技術以固定翼無人機為主，主要利用多旋翼來解決固定翼無人機起降場地的問題，同時也保留了固定翼載重能力強、航程遠的性能。其中所述固定翼和多旋翼的工作狀態如下：

于起降階段，所述固定翼不工作，由所述多旋翼工作，并控制所述無人機的起降。

于巡航階段，所述多旋翼停止工作，由所述固定翼工作控制所述無人機的航行。但是，該種“垂起固定翼無人機”無法實現懸停和精準投放，不適用現有市場中的運輸投送。其主要原因是在整個飛行過程中，該種“垂起固定翼無人機”僅僅是在起降階段實施簡單的固定翼和多旋翼模式切換，二者各自獨立工作，并沒有將固定翼和多旋翼進行深度融合，導致在航行過程中，需要精準定位和投放時，多旋翼處于停止工作狀態，無法實現精準定位和投放。

另一方面，在自多旋翼工作狀態切換至固定翼工作狀態時，或者所述無人機的飛行狀態發生變化時，鑒于所述無人機自身運動狀態的慣性屬性，導致切換的瞬間會存在飛行姿態劇烈變化或動力損耗嚴重的問題。

【發明內容】

為了解決現有技術中多旋翼和固定翼融合不夠充分，導致多旋翼和固定翼結合的無人機無法實現長時間精準懸停和投放、于不同飛行狀態之間不能夠平穩順暢切換、切換過程中動力損耗嚴重的技術問題。

鑒于此，本發明提供一種基于生成對抗網絡的無人機飛行狀態融合控制系統及控制方法。

一種基于生成對抗網絡的無人機飛行狀態融合控制系統，所述無人機包括上升、巡航、定點懸停及降落狀態，所述無人機包括多旋翼、固定翼、動力系統及飛行控制系統，所述飛行控制系統控制所述動力系統的輸出功率進而融合調整所述多旋翼的旋轉速度以及所述固定翼的迎角，所述飛行控制系統包括原始飛行狀態參數輸出模組、實際飛行狀態參數采集模組及生成對抗網絡模型，所述原始飛行狀態參數輸出模組實時讀取所述多旋翼及所述固定翼的額定工作參數，生成第一輸入信號圖像；所述實際飛行狀態參數采集模組實時采集所述多旋翼及所述固定翼的實際工作參數，生成第二輸入信號圖像；所述生成對抗網絡模型包括生成器網絡模組、判別器網絡模組及損失函數，所述生成器網絡模組根據所述第二輸入信號圖像生成增強圖片，所述判別器網絡模組根據所述第一輸入信號圖像及所述增強圖片輸出判別結果。