本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种基于地面站控制航空器的方法及装置。
背景技术：
目前，航空器被广泛应用于地图测绘、森林勘测、灾情监测、物流快递、高空拍摄等领域。
在现有技术中，对控制航空器的方法一般通过预先模型设置的原始控制指令对航空器进行控制。然而，由于控制指令是随时变化的，每当控制指令发生变化时，都需要采用同样的方法对航空器进行控制，因此导致控制效率低。
可见，现有技术中存在控制效率低的技术问题。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种基于地面站控制航空器的方法及装置，用于解决现有技术中控制航空器的方法存在控制效率低的问题。
第一方面，本发明提供了一种基于地面站控制航空器的方法，包括：
地面站获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标；
所述地面站依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，选择需要进行控制的目标航空器；
所述地面站获得第一控制指令，所述第一控制指令为用以控制所述目标航空器飞行达到目标状态的原始控制指令；
所述地面站解析所述第一控制指令，获得与所述目标航空器控制相关的第一物理控制量；
所述地面站获得所述目标航空器的当前状态信息；
所述地面站将所述当前状态信息转化为第二物理控制量；
所述地面站获得所述第一物理控制量与所述第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述目标航空器进行控制。
可选的，所述当前状态信息包括：飞行速度、动压、过载、高度、姿态角、角速率、气流角、电机转速、舵面偏转角、空气密度、温度一种或多种。
可选的，所述解析所述第一控制指令，获得与所述目标航空器的控制相关的第一物理控制量，包括：
所述地面站解析所述第一控制指令，确定所述第一控制指令中包含的指令信息；
所述地面站将所述指令信息转化为与所述目标航空器的控制相关的第一物理控制量。
可选的，所述将所述当前状态信息转化为第二物理控制量，包括：
所述地面站分析所述当前状态信息与所述第一物理控制量之间的对应关系；
所述地面站根据所述对应关系，将所述当前状态信息转化为第二物理控制量。
基于同样的发明构思，本发明第二方面提供了一种用于控制航空器的控制装置，包括：
当前地理位置坐标获取模块，用于地面站获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标；
目标航空器选择模块，用于所述地面站依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，选择需要进行控制的目标航空器；
所述地面站第一获得模块，用于所述地面站获得第一控制指令，所述第一控制指令为用以控制航空器飞行达到目标状态的原始控制指令；
解析模块，用于所述地面站解析所述第一控制指令，获得与所述目标航空器控制相关的第一物理控制量；
第二获得模块，用于所述地面站获得所述目标航空器的当前状态信息；
转化模块，用于所述地面站将所述当前状态信息转化为第二物理控制量；
增量模块，用于所述地面站获得所述第一物理控制量与所述第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述目标航空器进行控制。。
可选的，所述当前状态信息包括：飞行速度、动压、过载、高度、姿态角、角速率、气流角、电机转速、舵面偏转角、空气密度、温度中的一种或多种。
可选的，所述解析模块还用于：
所述地面站解析所述第一控制指令，确定所述第一控制指令中包含的指令信息；
所述地面站将所述指令信息转化为与所述目标航空器的控制相关的第一物理控制量。
可选的，所述转化模块还用于：
所述地面站分析所述当前状态信息与所述第一物理控制量之间的对应关系；
所述地面站根据所述对应关系，将所述当前状态信息转化为第二物理控制量。
基于同样的发明构思，本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
所述地面站用于获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标；
所述地面站依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，选择需要进行控制的目标航空器；
所述地面站获得第一控制指令，所述第一控制指令为用以控制所述目标航空器飞行达到目标状态的原始控制指令；
所述地面站解析所述第一控制指令，获得与所述目标航空器控制相关的第一物理控制量；
所述地面站获得所述目标航空器的当前状态信息；
所述地面站将所述当前状态信息转化为第二物理控制量；
所述地面站获得所述第一物理控制量与所述第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述目标航空器进行控制。
基于同样的发明构思，本发明第四方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
地面站获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标；
所述地面站依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，选择需要进行控制的目标航空器；
所述地面站获得第一控制指令，所述第一控制指令为用以控制所述目标航空器飞行达到目标状态的原始控制指令；
所述地面站解析所述第一控制指令，获得与所述目标航空器控制相关的第一物理控制量；
所述地面站获得所述目标航空器的当前状态信息；
所述地面站将所述当前状态信息转化为第二物理控制量；
所述地面站获得所述第一物理控制量与所述第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述目标航空器进行控制。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，通过解析控制航空器第一控制指令，可以获得与航空器控制相关的第一物理控制量，从而使得第一物理控制量是与航空器的姿态密切相关的，然后将获得的航空器的当前状态信息转化为第二物理控制量，从而第二物理控制量也是与航空器的姿态密切相关，再获得第一物理控制量与第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述航空器进行控制，相对于现有技术中的当控制指令发生变化时，每次都根据当前的控制指令对航空器进行控制而言，可以节省计算量，避免不确定性，根据当前控制指令与当前状态之间的变化量对航空器进行控制，可以提高控制效率，解决了现有技术中基于地面站控制航空器的方法存在控制效率低的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中一种基于地面站控制航空器的方法的流程图；
图2为本发明实施例中一种航空器的控制方装置的结构图；
图3为本发明实施例中一种计算机可读存储介质的结构示意图；
图4为本发明实施例中一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了本发明实施例提供了一种基于地面站控制航空器的方法及装置，用于解决现有技术中基于地面站控制航空器的方法存在控制效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明一实施例提供的技术方案总体思路如下：
地面站获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标；所述地面站依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，选择需要进行控制的目标航空器；获得第一控制指令，所述第一控制指令为用以控制所述目标航空器飞行达到目标状态的原始控制指令；所述地面站解析所述第一控制指令，获得与航空器控制相关的第一物理控制量；所述地面站获得所述航空器的当前状态信息；将所述当前状态信息转化为第二物理控制量；所述地面站获得所述第一物理控制量与所述第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述航空器进行控制。
本发明的上述方法，通过解析控制航空器第一控制指令，可以获得与航空器控制相关的第一物理控制量，从而使得第一物理控制量是与航空器的姿态密切相关的，然后将获得的航空器的当前状态信息转化为第二物理控制量，从而第二物理控制量也是与航空器的姿态密切相关，再获得第一物理控制量与第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述航空器进行控制，相对于现有技术中的当控制指令发生变化时，每次都根据当前的控制指令对航空器进行控制而言，可以节省计算量，避免不确定性，根据当前控制指令与当前状态之间的变化量对航空器进行控制，可以提高控制效率，解决了现有技术中基于地面站控制航空器的方法存在控制效率低的问题。
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
本发明第一方面提供了基于地面站控制航空器的方法，请参考图1，为本发明实施例中基于地面站控制航空器的方法的流程图。
需要首先说明的是，所述方法可以应用于用于控制和监控航空器的通讯指挥车，或者具有计算机操作控制功能的地面站(该地面站为一个便携式的盒体，内置有一个集成的笔记本电脑)，或者远程的控制终端(如操控室、监控室等)。换句话说，本发明实施例的上述步骤包括下述即将阐述的步骤，其执行主体可以是通讯指挥车，这样就使得在车辆内即可对航空器的控制方法方法进行控制，也可以是具有计算机操作功能及外出便携功能的地面站，这样就使得在车辆内或外，或移动即可对控制航空器的方法进行控制；还可以是远程的控制终端(如操控室、监控室等)，这样在远程即可对航空器的控制方法进行控制。而通过通讯指挥车、地面站及远程的控制终端，依据通讯协议与航空器等设备进行通讯控制，为现有技术中的常规智能控制，即为现有技术，而本发明的创新点在于，基于通讯指挥车、地面站及远程的控制终端，作为执行主体，应用于本发明的控制方法，以达到对航空器进行控制的技术效果，因此，对于通讯指挥车、地面站及远程的控制终端依据通讯协议与航空器等飞行设备之间的通讯控制，采用现有技术常规智能控制实现即可，本发明不做限制，本发明下面对具有创新性的控制方法及步骤做详细说明。
该方法包括：
s110；地面站获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标；
具体而言，本申请具体用于对空中正在飞行的航空器进行控制，而空中同时飞行的航空器会有多个，那么此时需要对某一架航空器进行控制时，可以通过首选获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标，依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标来对需要进行控制的航空器进行筛选；
s120；所述地面站依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，选择需要进行控制的目标航空器；
在该步骤120中，还可以具体包括如下子步骤：依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，对若干个航空器所在的当前位置进行位置区域分类，例如，在第一位置区域中包含2个航空器，该第一位置区域可以是以第一地区的第一位置为圆心，以第一距离为半径所形成的圆形位置区域；在第二位置区域中包含3个航空器，该第二位置区域可以是以第二地区的第二位置为圆心，以第二距离为半径所形成的圆形位置区域；在第三位置区域中包括5个航空器等，该第三位置区域可以是以第三地区的以第三位置为圆心，以第三距离为半径所形成的圆形位置区域；且第一区域和第二区域为相互没有重叠区域的位置区域；第一地区、第二地区和第三地区可以是某个城市的不同城区，第一位置可以是第一地区中的某一个具有地理位置标识功能的建筑物，第二位置可以是第二地区中的某一个具有地理位置标识功能的建筑物，第三位置可以是第三地区中的某一个具有地理位置标识功能的建筑物。同时，第一距离和第二距离和第三距离可以是50米，或者100米，或者200米等。然后在从位置区域中选择目标区域，即该目标区域可以是需要对在该区域内的航空器进行控制的区域，如环境特别恶劣正在刮风或者下雨的区域；然后在从该目标区域中选择需要进行控制的目标航空器。
s130：所述地面站获得第一控制指令，所述第一控制指令为用以控制所述目标航空器飞行达到目标状态的原始控制指令。
具体来说，第一控制指令是用于控制所述目标航空器状态的综合控制指令，综合控制指令可以为速度和姿态的综合量，或者过载、角速率和动压的综合量等，第一控制指令可以对所述目标航空器的动作进行控制。
s140：所述地面站解析所述第一控制指令，获得与所述目标航空器控制相关的第一物理控制量。
具体来说，第一控制指令可以包含俯仰角速率、法向过载、迎角，则可以根据控制变量设计各部分所占的比例根据实际情况有所不同，例如80％的俯仰速率、10％的法向过载、10％的迎角，对上述综合控制指令进行解析，获得对航空器的控制相关的第一物理控制量：角加速度。
s150：所述地面站获得所述目标航空器的当前状态信息；
具体来说，上述当前状态信息包括：飞行速度、动压、过载、高度、姿态角、角速率、气流角、电机转速、舵面偏转角、空气密度、温度一种或多种。
s160：所述地面站将所述当前状态信息转化为第二物理控制量。
在具体的实施过程中，由于前述已经获得与所述目标航空器控制相关的第一物理控制量，则可以通过当前状态信息与所述目标航空器控制相关的关系，进行变量设计，将当前状态信息转化为第二物理控制量，其中，所述第二物理控制量为与第一物理控制量包含相同信息的量，举例来说，如果第一物理控制量为速度控制量，则第二物理控制量也为速度控制量，如果第一物理控制量为角加速度控制量，则第二物理控制量也为角加速度控制量。
s170：所述地面站获得所述第一物理控制量与所述第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述目标航空器进行控制。
具体来说，可以将第一物理控制量的值与第二物理控制量的值作差，则可以获得增量，然后基于增量对航空器进行控制。以第一物理控制量为角加速度为例，第一物理控制量的值为20，第二物理控制量的值为8，则增量为8，然后将角加速度增量转为航空器力矩的变化量，进而得出电机的转速。如果采用现有技术中的方法，当角加速度指令为20时，则将其转化为相应的力矩变化量，当角加速度指令为25时，同样将其转化为相应的力矩变化量，而与该航空器的历史变化情况无关，并且有可能同一个角加速度指令会对应多个力矩的值(当角加速度与力矩之间的对应关系为抛物线时)，此时将导致控制地不确定性，并且计算量较大，从而控制效率低。而本申请中的方法，可以直接根据当前控制指令与当前状态的变化值即增量，进行控制，可以大大提高控制效率。
作为一种可选实施方式，解析第一控制指令，获得与航空器的控制相关的第一物理控制量可以通过下述方法实现：
解析第一控制指令，确定所述第一控制指令中包含的指令信息；
将所述指令信息转化为与航空器的控制相关的第一物理控制量。
举例来说，第一控制指令可以包含俯仰角速率、法向过载、迎角，例如80％的俯仰速率、10％的法向过载和10％的迎角，然后通过计算将其转化为第一物理控制量角速率60deg/s。
作为一种可选实施方式，将当前状态信息转化为第二物理控制量，包括：
分析当前状态信息与所述第一物理控制量之间的对应关系；
根据对应关系，将当前状态信息转化为第二物理控制量。
举例来说，当前状态信息与第一物理控制量会有相应的对应关系，例如速度与角加速度之间的关系、偏转角与角速度之间的关系，然后通过设计控制器将对应关系转化为角加速度的值，即第二物理控制量。
实施例二
基于与前述第一方面中基于地面站控制航空器的方法同样的发明构思，本发明实施例二还提供了航空器的控制装置，如图2所示，包括：
当前地理位置坐标获取模块210，用于地面站获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标；
目标航空器选择模块220，用于所述地面站依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，选择需要进行控制的目标航空器；
第一获得模块230，用于所述地面站获得第一控制指令，所述第一控制指令为用以控制所述目标航空器飞行达到目标状态的原始控制指令；
解析模块240，用于所述地面站解析所述第一控制指令，获得与所述目标航空器控制相关的第一物理控制量；
第二获得模块250，用于所述地面站获得所述目标航空器的当前状态信息；
转化模块260，用于所述地面站将所述当前状态信息转化为第二物理控制量；
增量模块270，用于所述地面站获得所述第一物理控制量与所述第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述目标航空器进行控制。。
本实施例提供的装置，当前状态信息包括：飞行速度、动压、过载、高度、姿态角、角速率、气流角、电机转速、舵面偏转角、空气密度、温度中的一种或多种。
本实施例提供的装置中，解析模块203还用于：
所述地面站解析所述第一控制指令，确定所述第一控制指令中包含的指令信息；
所述地面站将所述指令信息转化为与航空器的控制相关的第一物理控制量。
本实施例提供的装置中，转化模块204还用于：
所述地面站分析所述当前状态信息与所述第一物理控制量之间的对应关系；
所述地面站根据所述对应关系，将所述当前状态信息转化为第二物理控制量。
前述图1实施例中的基于地面站控制航空器的方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的航空器的控制装置，通过前述对基于地面站控制航空器的方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中航空器的控制装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
实施例三
基于与前述实施例一中基于地面站控制航空器的方法同样的发明构思，本发明实施例三还提供了一种计算机可读存储介质，如图3所示，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
地面站获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标；
所述地面站依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，选择需要进行控制的目标航空器；
所述地面站获得第一控制指令，所述第一控制指令为用以控制航空器飞行达到目标状态的原始控制指令；
所述地面站解析所述第一控制指令，获得与航空器控制相关的第一物理控制量；
所述地面站获得所述航空器的当前状态信息；
所述地面站将所述当前状态信息转化为第二物理控制量；
所述地面站获得所述第一物理控制量与所述第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述航空器进行控制。
前述图1实施例中的基于地面站控制航空器的方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的航空器的计算机可读存储介质，通过前述对基于地面站控制航空器的方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中计算机可读存储介质的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
实施例四
基于与前述实施例一中基于地面站控制航空器的方法同样的发明构思，本发明实施例四还提供了一种计算机设备，包括存储器401、处理器402及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序403，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
地面站获取若干个航空器中每一个所述航空器的当前地理位置坐标；
所述地面站依据每一个所述航空器的当前地理位置坐标，选择需要进行控制的目标航空器；
所述地面站获得第一控制指令，所述第一控制指令为用以控制航空器飞行达到目标状态的原始控制指令；
所述地面站解析所述第一控制指令，获得与航空器控制相关的第一物理控制量；
所述地面站获得所述航空器的当前状态信息；
所述地面站将所述当前状态信息转化为第二物理控制量；
所述地面站获得所述第一物理控制量与所述第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述航空器进行控制。
为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。存储器401可用于存储计算机程序403，上述计算机程序包括软件程序、模块和数据，处理器402通过运行执行存储在存储器401的计算机程序403，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理。
在具体的实施过程中，存储器401可用于存储软件程序以及模块，处理器402通过运行存储在存储器401的软件程序以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理。存储器401可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器401可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。处理器802是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器401内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器401内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。可选的，处理器402可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器402可集成应用处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等。
前述图1实施例中的基于地面站控制航空器的方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的航空器的计算机设备，通过前述对基于地面站控制航空器的方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中计算机设备的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，通过解析控制航空器第一控制指令，可以获得与航空器控制相关的第一物理控制量，从而使得第一物理控制量是与航空器的姿态密切相关的，然后将获得的航空器的当前状态信息转化为第二物理控制量，从而第二物理控制量也是与航空器的姿态密切相关，再获得第一物理控制量与第二物理控制量之间的增量，并基于所述增量，对所述航空器进行控制，相对于现有技术中的当控制指令发生变化时，每次都根据当前的控制指令对航空器进行控制而言，可以节省计算量，避免不确定性，根据当前控制指令与当前状态之间的变化量对航空器进行控制，可以提高控制效率，解决了现有技术中基于地面站控制航空器的方法存在控制效率低的问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。