【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無人機控制，特別涉及一種無人機水面航行控制方法、裝置、無人機及存儲介質。
技術介紹
1、隨著無人機技術的快速發展，具備水空跨域能力的多用途無人機在各種特殊環境下的應用日益增多，然而，應用場景的日益擴大和復雜對無人機的環境適應能力提出了更高的要求。水面和空中的動力學特性有本質差異，當無人機涉水時，由于水面阻力較大，無人機動力結構中的螺旋槳在水中的轉動難以像在空氣中一樣隨著油門的增大或減小而進行速度的連續調節，無人機涉水后是無法隨著油門的變化進行連續的調整轉速，而是等效于僅有開啟或者關閉的開關式的狀態，開關式的狀態對應的動力輸出為無人機在水面航行的精確控制帶來的一定的難度。在當前的研究背景下，盡可能簡單的、復用現有無人機的動力結構，實現無人機的水面航行控制，是無人機運用的難點問題。
技術實現思路
1、本專利技術為解決上述技術問題，提供一種無人機水面航行控制方法、裝置、無人機及存儲介質。
2、為實現上述目的，本專利技術提供一種無人機水面航行控制方法，包括：
3、獲取無人機當前狀態量，所述無人機當前狀態量包括無人機當前位置和目標點位置之間的距離、所述無人機當前位置和所述目標點位置之間的航向角；
4、獲取無人機上一時刻的水面控制信號，所述水面控制信號包括前進、關閉、右轉、左轉，每一個水面控制信號對應一組無人機螺旋槳控制信號，其中所述無人機包括位于兩側的第一動力結構和第二動力結構，所述第一動力結構和第二動力結構均包括至少一個螺旋槳且所述螺旋槳在
5、將所述無人機當前狀態量、無人機上一時刻的水面控制信號基于獎勵機制進行處理，獲得并輸出第一水面控制信號序列；
6、gru網絡獲取所述第一水面控制信號序列，并獲得預測結果；
7、所述無人機獲取所述預測結果對應的當前時刻的水面控制信號，控制對應的螺旋槳的開啟或關閉，直至所述無人機到達目標點位置。
8、可選的，獲取無人機當前狀態量的步驟包括：
9、建立水面滑行坐標系，所述水面滑行坐標系的原點位于無人機機身、所述水面滑行坐標系的x軸為無人機于水平面內的投影、所述水面滑行坐標系的z軸方向為豎直向下，所述水面滑行坐標系的y軸方向由右手定則確定；
10、基于所述水面滑行坐標系，獲得所述水面滑行坐標系下的所述無人機當前位置的坐標為，所述目標點位置的坐標為；
11、基于所述無人機當前位置的坐標、所述目標點位置的坐標獲得所述水面滑行坐標系下，所述無人機當前位置和目標點位置之間的距離為：；所述無人機在水面滑行坐標系下的所述無人機當前位置和所述目標點位置之間的航向角為：；
12、基于慣性坐標系、所述水面滑行坐標系獲取所述無人機當前位置和目標點位置之間的航向角為：
13、，其中，g為水面滑行坐標系，n為慣性坐標系，q0，q1，q2，q3為姿態四元數，為慣性坐標系下無人機當前位置對應的x軸、y軸投影，為水面滑行坐標系下無人機當前位置對應的x軸、y軸投影，t為當前時刻。
14、可選的，所述螺旋槳控制信號包括：第一動力結構開啟、第一動力結構關閉、第二動力結構開啟、第二動力結構關閉；
15、水面控制信號為停止時，所述第一動力結構關閉、所述第二動力結構關閉；
16、水面控制信號為左轉時，所述第一動力結構關閉、所述第二動力結構開啟；
17、水面控制信號為前進時，所述第一動力結構開啟、所述第二動力結構開啟；
18、水面控制信號為右轉時，所述第一動力結構開啟，所述第二動力結構關閉。
19、可選的，將所述無人機當前狀態量、無人機上一時刻的水面控制信號基于獎勵機制進行處理，獲得并輸出第一水面控制信號序列的步驟包括：
20、獲取所述無人機當前狀態量；
21、將所述無人機當前狀態量通過第一全連接層進行處理；
22、獲取所述無人機上一時刻的水面控制信號；
23、將所述無人機上一時刻的水面控制信號通過第二全連接層進行處理；
24、將第一全連接層處理后的無人機當前狀態量與第二全連接層處理后的無人機上一時刻的水面控制信號基于獎勵機制進行處理，獲得并輸出第一水面控制信號序列。
25、可選的，所述獎勵機制為：
26、，
27、其中，r為獎勵機制的獎勵值，為終止獎勵，為無人機當前位置和所述目標點位置之間的距離，為水面控制信號懲罰，為控制切換懲罰，為距離調整參數，為正數。可選的，所述終止獎勵為：
28、，其中，為無人機當前位置和所述目標點位置之間的距離，為距離調整參數，a為常數且不等于0；
29、所述無人機水面控制信號懲罰為：
30、，其中，、、為常數，；
31、所述控制切換懲罰采用馬爾科夫表對無人機的水面控制信號的切換懲罰進行量化定義。
32、可選的，所述無人機為二元矢量動力無人機。
33、本專利技術還提供一種無人機水面航行控制裝置，包括：
34、第一控制單元，用于獲取無人機當前狀態量，所述無人機當前狀態量包括無人機當前位置和目標點位置之間的距離、所述無人機當前位置和所述目標點位置之間的航向角；
35、第二控制單元，用于獲取無人機上一時刻的水面控制信號，所述水面控制信號包括前進、關閉、右轉、左轉，每一個水面控制信號對應一組無人機螺旋槳控制信號，其中所述無人機包括位于兩側的第一動力結構和第二動力結構，所述第一動力結構和第二動力結構均包括至少一個螺旋槳且所述螺旋槳在無人機水面航行時至少部分浸入水中，通過控制所述第一動力結構和第二動力結構的螺旋槳的開啟或關閉實現無人機的水面控制；
36、第三控制單元，用于將所述無人機當前狀態量、無人機上一時刻的水面控制信號基于獎勵機制進行處理，獲得并輸出第一水面控制信號序列；
37、第四控制單元，用于gru網絡獲取所述第一水面控制信號序列，并獲得預測結果；
38、第五控制單元，用于所述無人機獲取所述預測結果對應的當前時刻的水面控制信號，控制對應的螺旋槳的開啟或關閉，直至所述無人機到達目標點位置。
39、本專利技術還提供一種無人機，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的無人機水面航行控制程序，所述無人機水面航行控制配置為實現上述的一種無人機水面航行控制方法的步驟。
40、本專利技術還提供一種存儲介質，包括：所述存儲介質上存儲有無人機水面航行控制程序，所述無人機水面航行控制程序被處理器執行時實現上的一種無人機水面航行控制方法。
41、綜上所述，本專利技術的優點及有益效果為：
42、本專利技術提供一種無人機水面航行控制方法、裝置、無人機及存儲介質。所述一種無人機水面航行控制方法包括獲取無人機當前狀態量，所述無人機當前本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，獲取無人機當前狀態量的步驟包括：
3.如權利要求1所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，所述螺旋槳控制信號包括：第一動力結構開啟、第一動力結構關閉、第二動力結構開啟、第二動力結構關閉；
4.如權利要求1所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，將所述無人機當前狀態量、無人機上一時刻的水面控制信號基于獎勵機制進行處理，獲得并輸出第一水面控制信號序列的步驟包括：
5.如權利要求4所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，所述獎勵機制為：
6.如權利要求5所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，所述終止獎勵為：
7.如權利要求1所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，所述無人機為二元矢量動力無人機。
8.一種無人機水面航行控制裝置，其特征在于，包括：
9.一種無人機，其特征在于，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的無人機水面
10.一種存儲介質，其特征在于，包括：所述存儲介質上存儲有無人機水面航行控制程序，所述無人機水面航行控制程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任一項所述的一種無人機水面航行控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，獲取無人機當前狀態量的步驟包括：
3.如權利要求1所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，所述螺旋槳控制信號包括：第一動力結構開啟、第一動力結構關閉、第二動力結構開啟、第二動力結構關閉；
4.如權利要求1所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，將所述無人機當前狀態量、無人機上一時刻的水面控制信號基于獎勵機制進行處理，獲得并輸出第一水面控制信號序列的步驟包括：
5.如權利要求4所述的一種無人機水面航行控制方法，其特征在于，所述獎勵機制為：
6.如權利要求5所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：屠展，李道春，邸偉承，衛子興，許晉魁，黨世豪，李昊澤，董鑫，
申請(專利權)人：天目山實驗室，
類型：發明
國別省市：
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