[發明專利]一種垂直起降固定翼無人機多機場擇優起降方法

有效

• 申請號: 202110491817.3
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113283060B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 陰酉龍;劉華;劉君;嚴波;操松元;許家文;劉小雙;雷家杰;黃瑤群;檀浩;鄭子杰;譚敏哲;李多雄;饒輝
• 申請（專利權）人: 安徽送變電工程有限公司;安徽優航遙感信息技術有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 合肥拓信專利代理事務所(普通合伙) 34251
• 代理人: 徐海燕

本發明公開了一種垂直起降固定翼無人機多機場擇優起降方法，包括固定翼無人機、固定翼無人機起降的多機場，固定翼無人機上安裝有傳感器和RTK空間定位模塊，實時得出固定翼無人機飛行過程中當前固定翼無人機空間坐標和附近空閑機場的空間坐標、速度、航向角、海拔高度，以及計算出減速代價、減高代價、距離代價、角度代價，機場總代價為減速代價、減高代價、距離代價、角度代價之和，計算出各機場的總代價，且總代價最小的即為最優降落機場。本發明可以有效延長無人機的有效作業時間，增加了作業半徑，并根據無人機的飛行狀態通過計算選擇最優機場降落，減少固定翼無人機對機場的依賴，極大地減輕作業人員的負擔，提升了固定翼無人機工作效率。

技術領域：

本發明涉及無人機研究領域，特別涉及一種垂直起降固定翼無人機多機場擇優起降方法。

背景技術：

隨著無人機技術的快速發展，無人機的應用也越來越廣泛，由于體積小、重量輕、性價比高、操作靈活和安全性高的特點，在通信中繼、環境監測、森林防火、電力巡檢、地質勘查、航空拍攝等領域起著重要的作用，無人機的性能也得到了顯著提高。根據無人機的飛行原理和結構，可以大致分為多旋翼無人機的固定翼無人機。固定翼無人機由于結構上的優勢，以及飛行原理上的優勢，在無人機的領域中占領很大的優勢。

但無人機受到電池密度的制約，停留在空中作業的時間是有限的，巡檢范圍小、電池消耗大、自動化程度低，而巡檢作業往往沿著點狀電力進行飛行，同地起降將會消耗大量的飛行時間和電池的電量，更無法進行遠距離、大范圍、長時間的不間斷巡視，無法滿足可靠性要求，這樣就大大降低作業效率，作業人員壓力較大。

根據上述，為進一步提升技術水平和作業能力、拓展作業業務，如果解決了固定翼多機場擇優異地起降技術，使得無人機無需飛回原來的起飛點，可在異地起降，并且通過動態計算最優降落點的位置，極大地減輕作業人員的負擔，提升了工作效率，同時固定翼無人機多機場建設，也具有顯示的工作意義。

發明內容：

為了彌補現有技術問題，本發明的目的是提供一種垂直起降固定翼無人機多機場擇優起降方法，使得固定翼無人機無需飛回原來的起飛點降落，可以有效延長無人機的有效作業時間，增加了作業半徑，并根據無人機的飛行狀態通過計算選擇最優機場降落，可實時獲取飛行數據，穩定性好，減少固定翼無人機對機場的依賴，極大地減輕作業人員的負擔，提升了固定翼無人機的工作效率。

本發明的技術方案如下：

一種垂直起降固定翼無人機多機場擇優起降方法，包括固定翼無人機、固定翼無人機起降的多機場，特征在于，所述固定翼無人機上安裝有傳感器和RTK空間定位模塊，實時得出固定翼無人機飛行過程中當前固定翼無人機空間坐標和附近空閑機場的空間坐標、速度、航向角、海拔高度，以及計算出減速代價、減高代價、距離代價、角度代價，機場總代價為減速代價、減高代價、距離代價、角度代價之和，計算出各機場的總代價，且總代價最小的即為最優降落機場。

所述的垂直起降固定翼無人機多機場擇優起降方法，其特征在于，所述的固定翼無人機當前的空間坐標P和當前附近空閑機場的空間坐標J，以及固定翼無人機當前的速度V_p、航向角θ_p、海拔高度h_p，當前附近空閑機場的空間坐標J處的海拔高度h_J、航向角θ_J，J、P之間的距離采用distance公式計算獲得，根據計算，得出機場降落點J的減速代價J_v、減高代價J_h、距離代價J_L、角度代價

減速代價J_v：

減高代價J_h：J_h＝C_h·|h_p-h_J|

距離代價J_L：J_L＝C_L·distance(J，P)