无人机转弯的规划控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及无人机的技术领域，尤其是涉及一种无人机转弯的规划控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

随着无人机任务的多元化增加，纯粹的手动飞行模式已经渐渐不能满足日常无人机飞行任务的需求，所以对于无人机的飞行路径的规划成为了一种必然的需求。

当前多旋翼无人机在进行路径规划时，所生成的路径多为由多条线段组成的折线。当无人机飞行至路径的转折点时，需要采用先减速，然后在转折点处悬停，最后加速向下一直线段飞行的方法。

这样，当无人机飞行至路径的转折点时，由于速度下降以及悬停，会导致飞行时间增加，从而降低工作效率和稳定性。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种无人机转弯的规划控制方法、装置、电子设备及存储介质，将无人机飞行时的路径转折点规划为曲线形式，使得无人机能够匀速飞过路径转折点处，尽可能的减少了无人机飞行速度的变化频率，进而减少了飞行时间，提高了工作效率和稳定性。

第一方面，本申请实施例提供了一种无人机转弯的规划控制方法，所述规划控制方法包括：

在检测到无人机的预设规划路径中存在相邻的第一段规划路径与第二段规划路径之间呈夹角时，获取所述无人机的总重量和在所述第一段规划路径上的飞行速度，所述无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值，以及所述无人机的螺旋桨拉力阈值和所述无人机倾斜飞行时机身轴线与竖直方向之间的倾斜角阈值；

根据所述飞行速度、所述无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值和所述倾斜角阈值，确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的预设曲线飞行轨迹的转弯半径的取值范围，根据所述转弯半径的取值范围，选取初始转弯半径；

根据所述总重量、所述飞行速度和所述初始转弯半径，确定所述无人机沿所述预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力；

基于所述初始倾斜角和所述倾斜角阈值，以及所述初始螺旋桨拉力和所述螺旋桨拉力阈值之间的关系，调整并确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力；

按照所述目标半径生成目标曲线飞行轨迹，并在所述无人机飞行时控制所述无人机沿所述目标曲线飞行轨迹飞行，同时控制所述无人机按所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力调整姿态。

进一步地，若所述无人机的预设规划路径中存在与所述第二段规划路径之间呈夹角的第三段规划路径时，所述基于所述初始倾斜角和所述倾斜角阈值，以及所述初始螺旋桨拉力和所述螺旋桨拉力阈值之间的关系，调整并确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力，包括：

若检测到所述初始倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且所述初始螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

检测调整后的所述初始转弯半径是否小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定调整后的初始转弯半径为目标半径，所述初始倾斜角和所述初始螺旋桨拉力即为所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力。

进一步地，所述基于所述初始倾斜角和所述倾斜角阈值，以及所述初始螺旋桨拉力和所述螺旋桨拉力阈值之间的关系，调整并确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力，还包括：

若检测到所述初始倾斜角大于所述倾斜角阈值，和/或所述初始螺旋桨拉力大于所述螺旋桨拉力阈值时，在所述飞行速度不变的情况下，调整所述初始转弯半径，并确定与调整后的初始转弯半径相对应的第一倾斜角和第一螺旋桨拉力；

直至调整所述初始转弯半径后，对应的所述第一倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且对应的所述第一螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定调整后的初始转弯半径为目标半径，所述第一倾斜角和所述第一螺旋桨拉力即为所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力。

进一步地，所述基于所述初始倾斜角和所述倾斜角阈值，以及所述初始螺旋桨拉力和所述螺旋桨拉力阈值之间的关系，调整并确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力，还包括：

若调整后的初始转弯半径大于所述第二段规划路径长度的一半，则调整所述飞行速度，并确定与调整后的所述飞行速度相对应的第二倾斜角和第二螺旋桨拉力；

若检测到所述第二倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且所述第二螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；或，

若检测到所述第二倾斜角大于所述倾斜角阈值，和/或所述第二螺旋桨拉力大于所述螺旋桨拉力阈值时，在调整后的飞行速度不变的情况下，调整所述初始转弯半径，并确定与调整后的所述初始转弯半径相对应的第三倾斜角和第三螺旋桨拉力；直至调整所述初始转弯半径后，对应的所述第三倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且对应的所述第三螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定所述初始转弯半径为目标半径，所述第二倾斜角或所述第三倾斜角即为所述目标倾斜角，所述第二螺旋桨拉力或所述第三螺旋桨拉力即为所述目标螺旋桨拉力。

进一步地，所述按照所述目标半径生成目标曲线飞行轨迹，并在所述无人机飞行时控制所述无人机沿所述目标曲线飞行轨迹飞行，同时控制所述无人机按所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力调整姿态，包括：

根据所述目标半径，确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的目标曲线飞行轨迹；

根据所述目标螺旋桨拉力，控制所述无人机倾斜飞行时机身与竖直方向之间的倾斜角达到目标倾斜角；

在所述无人机飞行时，控制所述无人机以所述目标倾斜角的角度沿所述目标曲线飞行轨迹飞行。

进一步地，通过以下公式确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的预设曲线飞行轨迹的转弯半径的取值范围中的最小阈值：

式中：rmin为所述转弯半径的取值范围中的最小阈值；v为所述飞行速度；θmax为所述倾斜角阈值；g为重力加速度。

进一步地，通过以下公式确定所述无人机沿所述预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力：

式中：t为所述无人机倾斜飞行时的螺旋桨拉力；θ为所述无人机倾斜飞行时机身与竖直方向之间的倾斜角；m为所述无人机的总重量；v为所述飞行速度；r为所述转弯半径；g为重力加速度。

第二方面，本申请实施例提供了一种无人机转弯的规划控制装置，所述规划控制装置包括：

数据获取模块，用于在检测到无人机的预设规划路径中存在相邻的第一段规划路径与第二段规划路径之间呈夹角时，获取所述无人机的总重量和在所述第一段规划路径上的飞行速度，所述无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值，以及所述无人机的螺旋桨拉力阈值和所述无人机倾斜飞行时机身轴线与竖直方向之间的倾斜角阈值；

初始转弯半径确定模块，用于根据所述飞行速度、所述无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值和所述倾斜角阈值，确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的预设曲线飞行轨迹的转弯半径的取值范围，根据所述转弯半径的取值范围，选取初始转弯半径；

初始倾斜角和拉力确定模块，用于根据所述总重量、所述飞行速度和所述初始转弯半径，确定所述无人机沿所述预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力；

目标确定模块，用于基于所述初始倾斜角和所述倾斜角阈值，以及所述初始螺旋桨拉力和所述螺旋桨拉力阈值之间的关系，调整并确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力；

生成控制模块，用于按照所述目标半径生成目标曲线飞行轨迹，并在所述无人机飞行时控制所述无人机沿所述目标曲线飞行轨迹飞行，同时控制所述无人机按所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力调整姿态。

进一步地，若所述无人机的预设规划路径中存在与所述第二段规划路径之间呈夹角的第三段规划路径时，所述目标确定模块用于：

若检测到所述初始倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且所述初始螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

检测调整后的所述初始转弯半径是否小于所述第二段规划路径长度的一半；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定调整后的初始转弯半径为目标半径，所述初始倾斜角和所述初始螺旋桨拉力即为所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力。

进一步地，所述目标确定模块还用于：

若检测到所述初始倾斜角大于所述倾斜角阈值，和/或所述初始螺旋桨拉力大于所述螺旋桨拉力阈值时，在所述飞行速度不变的情况下，调整所述初始转弯半径，并确定与调整后的初始转弯半径相对应的第一倾斜角和第一螺旋桨拉力；

直至调整所述初始转弯半径后，对应的所述第一倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且对应的所述第一螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定调整后的初始转弯半径为目标半径，所述第一倾斜角和所述第一螺旋桨拉力即为所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力。

进一步地，所述目标确定模块还用于：

若调整后的初始转弯半径大于所述第二段规划路径长度的一半，则调整所述飞行速度，并确定与调整后的所述飞行速度相对应的第二倾斜角和第二螺旋桨拉力；

若检测到所述第二倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且所述第二螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；或，

若检测到所述第二倾斜角大于所述倾斜角阈值，和/或所述第二螺旋桨拉力大于所述螺旋桨拉力阈值时，在调整后的飞行速度不变的情况下，调整所述初始转弯半径，并确定与调整后的所述初始转弯半径相对应的第三倾斜角和第三螺旋桨拉力；直至调整所述初始转弯半径后，对应的所述第三倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且对应的所述第三螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定所述初始转弯半径为目标半径，所述第二倾斜角或所述第三倾斜角即为所述目标倾斜角，所述第二螺旋桨拉力或所述第三螺旋桨拉力即为所述目标螺旋桨拉力。

进一步地，所述生成控制模块用于：

根据所述目标半径，确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的目标曲线飞行轨迹；

根据所述目标螺旋桨拉力，控制所述无人机倾斜飞行时机身与竖直方向之间的倾斜角达到目标倾斜角；

在所述无人机飞行时，控制所述无人机以所述目标倾斜角的角度沿所述目标曲线飞行轨迹飞行。

进一步地，所述初始转弯半径确定模块用于通过以下公式确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的预设曲线飞行轨迹的转弯半径的取值范围中的最小阈值：

式中：rmin为所述转弯半径的取值范围中的最小阈值；v为所述飞行速度；θmax为所述倾斜角阈值；g为重力加速度。

进一步地，所述初始倾斜角和拉力确定模块用于通过以下公式确定所述无人机沿所述预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力：

式中：t为所述无人机倾斜飞行时的螺旋桨拉力；θ为所述无人机倾斜飞行时机身与竖直方向之间的倾斜角；m为所述无人机的总重量；v为所述飞行速度；r为所述转弯半径；g为重力加速度。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上所述的无人机转弯的规划控制方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上所述的无人机转弯的规划控制方法的步骤。

本申请的目的在于提供一种无人机转弯的规划控制方法、装置、电子设备及存储介质，所述规划控制方法包括：在检测到无人机的预设规划路径中存在相邻的第一段规划路径与第二段规划路径之间呈夹角时，首先获取无人机的总重量和在第一段规划路径上的飞行速度，无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值，以及无人机的螺旋桨拉力阈值和无人机倾斜飞行时机身轴线与竖直方向之间的倾斜角阈值；根据飞行速度和倾斜角阈值计算得到预设曲线飞行轨迹的最小转弯半径，根据无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值，确定预设曲线飞行轨迹的最大转弯半径，从而确定转弯半径的取值范围，从转弯半径的取值范围中选取一个合适的初始转弯半径；根据总重量、飞行速度和初始转弯半径计算得到无人机沿预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力；基于初始倾斜角和倾斜角阈值，以及初始螺旋桨拉力和螺旋桨拉力阈值之间的关系，不断的调整并确定无人机从第一段规划路径倾斜飞过夹角至第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力；按照目标半径生成目标曲线飞行轨迹，并在无人机飞行时控制无人机沿目标曲线飞行轨迹飞行，同时控制无人机按目标倾斜角和目标螺旋桨拉力调整姿态。这样，将无人机飞行时的带有拐点的预设规划路径更改为目标曲线飞行轨迹，使得无人机能够尽可能的沿目标曲线飞行轨迹匀速飞行，减少了无人机飞行速度的变化频率，进而减少了飞行时间，提高了工作效率和稳定性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种无人机转弯的规划控制方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种预设规划路径以及各物理量的示意图；

图3为本申请实施例提供的无人机进行转弯前的倾斜状态；

图4为本申请实施例提供的一种无人机进行转弯时的工作示意图；

图5为本申请实施例提供的一种无人机进行转弯时的另一种工作示意图；

图6为本申请实施例所提供的一种无人机确定目标半径、目标倾斜角和目标螺旋桨拉力的方法的流程图；

图7为本申请实施例提供的一种无人机转弯的规划控制装置的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。

当前多旋翼无人机在进行路径规划时，所生成的路径多为由多条线段组成的折线。当无人机飞行至路径的转折点时，需要采用先减速，然后在转折点处悬停，最后加速向下一直线段飞行的方法。这样，当无人机飞行至路径的转折点时，由于速度下降以及悬停，会导致飞行时间增加，从而降低工作效率和稳定性。基于此，本申请实施例提供了一种无人机转弯的规划控制方法、装置、电子设备及存储介质，将无人机飞行时的路径转折点规划为曲线形式，使得无人机能够匀速飞过路径转折点处，进而减少了飞行时间，提高了工作效率和稳定性。

请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的一种无人机转弯的规划控制方法的流程图，如图1中所示，本申请实施例提供的无人机转弯的规划控制方法，包括：

步骤101、在检测到无人机的预设规划路径中存在相邻的第一段规划路径与第二段规划路径之间呈夹角时，获取所述无人机的总重量和在所述第一段规划路径上的飞行速度，所述无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值，以及所述无人机的螺旋桨拉力阈值和所述无人机倾斜飞行时机身轴线与竖直方向之间的倾斜角阈值。

该步骤中，无人机的预设规划路径中存在拐点，现有技术中无人机飞过拐点时需要进行减速—悬停—加速的过程，但这样会导致飞行时间增加；为了减少飞行时间，提高工作效率和稳定性，需要对无人机驶过拐点的路径重新进行规划。本申请实施例将各个拐点设计为圆弧形式，无人机按照生成的圆弧轨迹匀速飞行；但圆弧的半径不确定，进而需要根据获得的无人机的总重量和在第一段规划路径上的飞行速度，以及所述无人机的螺旋桨拉力阈值和所述无人机倾斜飞行时机身与竖直方向之间的倾斜角阈值来确定。

具体地，无人机的总重量包括无人机的载重量和无人机的自重，根据无人机的总重量可以确定无人机飞行时螺旋桨的总拉力；若无人机的总重量用m表示，螺旋桨的总拉力用t0表示，则t0＝mg。

其中，所述螺旋桨拉力阈值和所述倾斜角阈值由无人机自身的性能参数决定。

步骤102、根据所述飞行速度、所述无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值和所述倾斜角阈值，确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的预设曲线飞行轨迹的转弯半径的取值范围，根据所述转弯半径的取值范围，选取初始转弯半径。

该步骤中，根据飞行速度和倾斜角阈值计算得到预设曲线飞行轨迹的最小转弯半径，根据无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值，确定预设曲线飞行轨迹的最大转弯半径，根据最小转弯半径和最大转弯半径确定转弯半径的取值范围，从转弯半径的取值范围中随机选取一个值作为初始转弯半径。

本申请的目的是根据目标半径生成目标曲线飞行轨迹，初始转弯半径的选取只是其中的一个环节，在已知转弯半径的取值范围内，可以采用多种方法来选取初始转弯半径。例如：根据历史经验，从中随机选取一个值作为初始转弯半径；或者将预设曲线飞行轨迹的最小转弯半径作为初始转弯半径；或者将转弯半径的取值范围的中间值作为初始转弯半径。

进而，通过以下公式确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的预设曲线飞行轨迹的转弯半径的取值范围中的最小阈值：

式中：rmin为所述转弯半径的取值范围中的最小阈值；v为所述飞行速度；θmax为所述倾斜角阈值；g为重力加速度。

具体地，无人机的飞控系统具有所允许的最大倾斜角，即倾斜角阈值θmax；由公式可知，在飞行速度v保持不变的条件下，根据转弯半径与倾斜角阈值θmax的反比例关系，确定获得的转弯半径是最小的；为了使无人机从第一段规划路径倾斜飞过夹角，预设曲线飞行轨迹的半径不能低于与倾斜角阈值θmax对应的最小转弯半径，从而确定了预设曲线飞行轨迹的最小转弯半径。

步骤103、根据所述总重量、所述飞行速度和所述初始转弯半径，确定所述无人机沿所述预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种预设规划路径以及各物理量的示意图；v为所述无人机在所述第一段规划路径上的飞行速度，在无人机飞过夹角的飞行过程中，无人机的飞行速度保持不变，从而保证无人机匀速飞过夹角区域；b为两条平行路径之间的路径间隔，也即为第二段规划路径的长度；r为无人机沿目标曲线飞行轨迹飞行时所对应的转弯半径，根据无人机实际飞行中的姿态，对无人机进行受力分析，从而可以得出计算初始倾斜角和初始螺旋桨拉力的公式。

该步骤中，根据获取的无人机的总重量、飞行速度和初始转弯半径，通过以下公式确定所述无人机沿所述预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力：

式中：t为所述无人机倾斜飞行时的螺旋桨拉力；θ为所述无人机倾斜飞行时机身与竖直方向之间的倾斜角；m为所述无人机的总重量；v为所述飞行速度；r为所述转弯半径；g为重力加速度。

由公式可知：t和θ成正比关系，当v一定时，r分别与t和θ成反比关系；这样，当v一定时，r的变化情况可以反映出t和θ的变化情况，即可以根据r、t、θ和v彼此之间的关系，调整某一个变量，使其他变量改变。

步骤104、基于所述初始倾斜角和所述倾斜角阈值，以及所述初始螺旋桨拉力和所述螺旋桨拉力阈值之间的关系，调整并确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力。

该步骤中，所述初始倾斜角和所述倾斜角阈值，以及所述初始螺旋桨拉力和所述螺旋桨拉力阈值之间的关系如下：

(1)初始倾斜角小于或者等于倾斜角阈值；

(2)初始螺旋桨拉力小于或者等于螺旋桨拉力阈值；

所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径的确定需要同时满足上述关系(1)和(2)。

如果无人机的初始倾斜角大于倾斜角阈值，和/或初始螺旋桨拉力大于螺旋桨拉力阈值时，此时无人机无法进行正常飞行，所以需要调整初始转弯半径，并重新计算初始倾斜角和初始螺旋桨拉力；继续比较调整后的初始倾斜角与倾斜角阈值的关系，以及初始螺旋桨拉力与螺旋桨拉力阈值的关系。如果在初始转弯半径的取值范围内的所有取值均无法使初始倾斜角和初始螺旋桨拉力同时满足关系(1)和(2)，则需要降低飞行速度，重新在初始转弯半径的取值范围内选取初始转弯半径，直至调整后的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力同时满足关系(1)和(2)，才能得到满足条件的最终倾斜角和最终螺旋桨拉力。

该步骤中，经过不断的调整并确定目标半径，使得目标半径在合理的范围内，可以避免无人机的螺旋桨产生过大的倾斜角，导致无人机在转弯时使得药液及燃油产生过大的晃动，保证了无人机的飞行安全。

步骤105、按照所述目标半径生成目标曲线飞行轨迹，并在所述无人机飞行时控制所述无人机沿所述目标曲线飞行轨迹飞行，同时控制所述无人机按所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力调整姿态。

该步骤中，无人机按照得到的目标半径生成目标曲线飞行轨迹飞行，在与目标半径对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力的作用下，以目标倾斜角的角度匀速飞过目标曲线飞行轨迹。

进一步地，步骤105具体包括：根据所述目标半径，确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的目标曲线飞行轨迹。

该步骤中，通过目标半径生成目标曲线飞行轨迹，目标曲线飞行轨迹位于无人机的预设规划路径中的相邻的第一段规划路径与第二段规划路径之间的夹角处，从而，预设规划路径的各个夹角处变为圆弧。

根据所述目标螺旋桨拉力，控制所述无人机倾斜飞行时机身与竖直方向之间的倾斜角达到目标倾斜角。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的无人机进行转弯前的倾斜状态；通过目标半径生成目标曲线飞行轨迹后，无人机实际飞行至目标曲线飞行轨迹的起始点处(如图3中x点)，无人机各螺旋桨中旋转方向与转弯方向相同的螺旋桨增大转速(图3中实心箭头)，与其相对的螺旋桨(图3中虚线箭头)减小转速，使得无人机向目标曲线飞行轨迹对应的圆心方向倾斜，其余螺旋桨保持转速不变(图3中实线空心箭头)，达到目标倾斜角度后，相对的两个螺旋桨恢复至相同转速。

在所述无人机飞行时，控制所述无人机以所述目标倾斜角的角度沿所述目标曲线飞行轨迹飞行。

所述无人机以所述目标倾斜角的角度沿所述目标曲线飞行轨迹按照如下两种方式进行飞行：

方式一：请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种无人机进行转弯时的工作示意图：

在无人机沿目标曲线飞行轨迹飞行过程中，旋转方向与转弯方向相同的螺旋桨转速增大(图4中实心箭头)，旋转方向与转弯方向相反的螺旋桨转速降低(图4中空心箭头)，同时无人机的飞控系统保持各支螺旋桨产生拉力的总和始终为t0，且旋转方向相同的螺旋桨转速相同，使得无人机获得沿自身纵轴转动的力矩，机头保持持续转向并始终指向飞行方向。

方式二：请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种无人机进行转弯时的另一种工作示意图，其中，以四旋翼无人机为例：

在无人机沿目标曲线飞行轨迹飞行过程中，无人机的飞控系统持续计算无人机的位置与目标曲线飞行轨迹所对应的圆心的连线，以及无人机进入目标曲线飞行轨迹开始进行转弯时经过的角度β。当β≤45°时，控制图5中所示1号、3号无人机的发动机拉力为t×(1-tanβ)/4，2号、4号无人机的发动机拉力为t×(1+tanβ)/4；当β＞45°时，控制图中1号、3号无人机的发动机拉力为t×(1-cotβ)/4，2号、4号无人机的发动机拉力为t×(1+cotβ)/4，从而确保无人机在转弯过程中，机身倾斜方向持续变化，且螺旋桨升力始终指向目标曲线飞行轨迹所对应的圆心方向。

本申请实施例提供了一种无人机转弯的规划控制方法，将无人机飞行时的路径转折点规划为曲线形式，使得无人机能够尽可能匀速飞过路径转折点处，减少了无人机飞行过程中的速度变化，进而减少了飞行时间，提高了工作效率和稳定性。

请参阅图6，图6为本申请实施例所提供的一种无人机确定目标半径、目标倾斜角和目标螺旋桨拉力的方法的流程图，如图6中所示，若所述无人机的预设规划路径中存在与所述第二段规划路径之间呈夹角的第三段规划路径时，本申请实施例提供的基于所述初始倾斜角和所述倾斜角阈值，以及所述初始螺旋桨拉力和所述螺旋桨拉力阈值之间的关系，调整并确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力的方法，包括：

步骤601、若检测到所述初始倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且所述初始螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕。

检测调整后的所述初始转弯半径是否小于所述第二段规划路径长度的一半。

该步骤中，具体限定了初始转弯半径的阈值范围需要小于所述第二段规划路径长度的一半。

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定调整后的初始转弯半径为目标半径，所述初始倾斜角和所述初始螺旋桨拉力即为所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力。

该步骤中，确定目标半径需要同时满足三个条件：首先目标半径小于或者等于第二段规划路径长度的一半，其次根据目标半径得到的目标倾斜角不能超过倾斜角阈值，最后根据目标半径得到的目标螺旋桨拉力不能超过螺旋桨拉力阈值。

步骤602、若检测到所述初始倾斜角大于所述倾斜角阈值，和/或所述初始螺旋桨拉力大于所述螺旋桨拉力阈值时，在所述飞行速度不变的情况下，调整所述初始转弯半径，并确定与调整后的初始转弯半径相对应的第一倾斜角和第一螺旋桨拉力。

该步骤中，给出需要调整所述初始转弯半径的条件，在所述飞行速度不变的情况下，不断调整所述初始转弯半径，其中，每进行一次初始转弯半径的调整，都需要根据调整后的初始转弯半径，重新计算与调整后的初始转弯半径相对应的第一倾斜角和第一螺旋桨拉力，并检测得到的第一倾斜角和第一螺旋桨拉力是否在倾斜角阈值和螺旋桨拉力阈值的范围内。

直至调整所述初始转弯半径后，对应的所述第一倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且对应的所述第一螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定调整后的初始转弯半径为目标半径，所述第一倾斜角和所述第一螺旋桨拉力即为所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力。

上述步骤的描述可以参照步骤601中的描述，并且能达到相同的技术效果，对此不做赘述。

步骤603、若调整后的初始转弯半径大于所述第二段规划路径长度的一半，则调整所述飞行速度，并确定与调整后的所述飞行速度相对应的第二倾斜角和第二螺旋桨拉力；

该步骤中，如果调整后的初始转弯半径大于所述第二段规划路径长度的一半，则需要调整飞行速度，每调整一次飞行速度，相应的进行初始转弯半径的取值范围的重新计算，由于飞行速度发生改变，转弯半径的取值范围也相应的发生改变，此时从转弯半径的取值范围中选取的初始转弯半径也相应的进行改变，当确定完初始转弯半径后，根据倾斜角阈值和螺旋桨拉力阈值，重新确定目标半径对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力。

若检测到所述第二倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且所述第二螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；或，

若检测到所述第二倾斜角大于所述倾斜角阈值，和/或所述第二螺旋桨拉力大于所述螺旋桨拉力阈值时，在调整后的飞行速度不变的情况下，调整所述初始转弯半径，并确定与调整后的所述初始转弯半径相对应的第三倾斜角和第三螺旋桨拉力；直至调整所述初始转弯半径后，对应的所述第三倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且对应的所述第三螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定所述初始转弯半径为目标半径，所述第二倾斜角或所述第三倾斜角即为所述目标倾斜角，所述第二螺旋桨拉力或所述第三螺旋桨拉力即为所述目标螺旋桨拉力。

上述步骤的描述可以参照步骤601和步骤602中的描述，并且能达到相同的技术效果，对此不做赘述。

本申请实施例提供的无人机转弯的规划方法，通过上述方法计算飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力的结果。若在给定的初始转弯半径下，不存在满足条件的目标螺旋桨拉力和目标倾斜角，则逐渐增大初始转弯半径，直至初始转弯半径达到第二段规划路径长度的一半为止；若调整后的初始转弯半径达到第二段规划路径长度的一半，仍不存在满足条件的目标螺旋桨拉力和目标倾斜角，则减小无人机在转弯位置的飞行速度，再不断的调整初始转弯半径，进而在螺旋桨拉力阈值和倾斜角阈值所允许的范围内，寻找满足条件的螺旋桨拉力和倾斜角，直至求得可行的目标螺旋桨拉力和目标倾斜角。这样，无人机依据生成的目标曲线飞行轨迹匀速飞行，无需进行减速—悬停—加速的过程，尽可能的减少了无人机飞行速度的变化频率，进而减少了飞行时间，提高了工作效率和稳定性。

请参阅图7，图7为本申请实施例所提供的一种无人机转弯的规划控制装置的示意图，如图7中所示，本申请实施例提供的无人机转弯的规划控制装置700，包括：

数据获取模块701、用于在检测到无人机的预设规划路径中存在相邻的第一段规划路径与第二段规划路径之间呈夹角时，获取所述无人机的总重量和在所述第一段规划路径上的飞行速度，所述无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值，以及所述无人机的螺旋桨拉力阈值和所述无人机倾斜飞行时机身轴线与竖直方向之间的倾斜角阈值；

初始转弯半径确定模块702、用于根据所述飞行速度、所述无人机的实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值和所述倾斜角阈值，确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的预设曲线飞行轨迹的转弯半径的取值范围，根据所述转弯半径的取值范围，选取初始转弯半径；

初始倾斜角和拉力确定模块703、用于根据所述总重量、所述飞行速度和所述初始转弯半径，确定所述无人机沿所述预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力；

目标确定模块704、用于基于所述初始倾斜角和所述倾斜角阈值，以及所述初始螺旋桨拉力和所述螺旋桨拉力阈值之间的关系，调整并确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力；

生成控制模块705、用于按照所述目标半径生成目标曲线飞行轨迹，并在所述无人机飞行时控制所述无人机沿所述目标曲线飞行轨迹飞行，同时控制所述无人机按所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力调整姿态。

进一步地，若所述无人机的预设规划路径中存在与所述第二段规划路径之间呈夹角的第三段规划路径时，所述目标确定模块704用于：

若检测到所述初始倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且所述初始螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

检测调整后的所述初始转弯半径是否小于所述第二段规划路径长度的一半；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定调整后的初始转弯半径为目标半径，所述初始倾斜角和所述初始螺旋桨拉力即为所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力。

进一步地，所述目标确定模块704还用于：

若检测到所述初始倾斜角大于所述倾斜角阈值，和/或所述初始螺旋桨拉力大于所述螺旋桨拉力阈值时，在所述飞行速度不变的情况下，调整所述初始转弯半径，并确定与调整后的初始转弯半径相对应的第一倾斜角和第一螺旋桨拉力；

直至调整所述初始转弯半径后，对应的所述第一倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且对应的所述第一螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定调整后的初始转弯半径为目标半径，所述第一倾斜角和所述第一螺旋桨拉力即为所述目标倾斜角和所述目标螺旋桨拉力。

进一步地，所述目标确定模块704还用于：

若调整后的初始转弯半径大于所述第二段规划路径长度的一半，则调整所述飞行速度，并确定与调整后的所述飞行速度相对应的第二倾斜角和第二螺旋桨拉力；

若检测到所述第二倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且所述第二螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；或，

若检测到所述第二倾斜角大于所述倾斜角阈值，和/或所述第二螺旋桨拉力大于所述螺旋桨拉力阈值时，在调整后的飞行速度不变的情况下，调整所述初始转弯半径，并确定与调整后的所述初始转弯半径相对应的第三倾斜角和第三螺旋桨拉力；直至调整所述初始转弯半径后，对应的所述第三倾斜角小于或者等于所述倾斜角阈值，并且对应的所述第三螺旋桨拉力小于或者等于所述螺旋桨拉力阈值时，确定所述初始转弯半径调整完毕；

若调整后的初始转弯半径小于或者等于所述第二段规划路径长度的一半，则确定所述初始转弯半径为目标半径，所述第二倾斜角或所述第三倾斜角即为所述目标倾斜角，所述第二螺旋桨拉力或所述第三螺旋桨拉力即为所述目标螺旋桨拉力。

进一步地，所述生成控制模块705用于：

根据所述目标半径，确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的目标曲线飞行轨迹；

根据所述目标螺旋桨拉力，控制所述无人机倾斜飞行时机身与竖直方向之间的倾斜角达到目标倾斜角；

在所述无人机飞行时，控制所述无人机以所述目标倾斜角的角度沿所述目标曲线飞行轨迹飞行。

进一步地，所述初始转弯半径确定模块702用于通过以下公式确定所述无人机从所述第一段规划路径倾斜飞过所述夹角至所述第二段规划路径过程中的预设曲线飞行轨迹的转弯半径的取值范围中的最小阈值：

式中：rmin为所述转弯半径的取值范围中的最小阈值；v为所述飞行速度；θmax为所述倾斜角阈值；g为重力加速度。

进一步地，所述初始倾斜角和拉力确定模块703用于通过以下公式确定所述无人机沿所述预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力：

式中：t为所述无人机倾斜飞行时的螺旋桨拉力；θ为所述无人机倾斜飞行时机身与竖直方向之间的倾斜角；m为所述无人机的总重量；v为所述飞行速度；r为所述转弯半径；g为重力加速度。

本申请实施例提供了一种无人机转弯的规划控制装置，数据获取模块用于在检测到无人机的预设规划路径中存在相邻的第一段规划路径与第二段规划路径之间呈夹角时，获取所述无人机的总重量、飞行速度、实际飞行路径与预设规划路径之间的最大距离阈值、螺旋桨拉力阈值和倾斜角阈值；初始转弯半径确定模块用于确定无人机从第一段规划路径倾斜飞过夹角至第二段规划路径过程中的预设曲线飞行轨迹的转弯半径的取值范围，并根据转弯半径的取值范围，选取初始转弯半径；初始倾斜角和拉力确定模块用于确定无人机沿预设曲线飞行轨迹飞行过程中的初始倾斜角和初始螺旋桨拉力；目标确定模块用于调整并确定无人机的飞行轨迹的目标半径，并得到对应的目标倾斜角和目标螺旋桨拉力；生成控制模块用于按照目标半径生成目标曲线飞行轨迹，并控制无人机沿目标曲线飞行轨迹飞行，同时控制无人机按目标倾斜角和目标螺旋桨拉力调整姿态。这样，无人机依据生成的目标曲线飞行轨迹匀速飞行，无需进行减速—悬停—加速的过程，尽可能的减少了无人机飞行速度的变化频率，进而减少了飞行时间，提高了工作效率和稳定性。

请参阅图8，图8为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图中所示，所述电子设备800包括处理器801、存储器802和总线803。

所述存储器802存储有所述处理器801可执行的机器可读指令，当电子设备800运行时，所述处理器801与所述存储器802之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器801执行时，可以执行如上述图1及图6所示方法实施例中的一种无人机转弯的规划控制方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时，可以执行如上述图1及图6所示方法实施例中的一种无人机转弯的规划控制方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。