[发明专利]无人直升机前飞速度/垂直速度匹配的巡线飞行控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无人机技术领域，涉及一种无人直升机前飞速度/垂直速度匹配的巡线飞行控制方法。

背景技术

正当世界上一些发达国家积极投入无人驾驶直升机研制时，中国的航空工业者也在埋头苦干，研制着自己的无人直升机。1993年9月29日，中国第一架共轴式双旋翼无人驾驶直升机“海鸥”号首飞成功，标志着我国已经攻破了相应的一系列技术难关。据报道，“海鸥”总重量300公斤，发动机功率58.8千瓦。机上有飞控导航系统和遥测系统，可以自主飞行或遥控飞行。这种直升机也可用于军事，在战场侦察、探测等方面发挥特殊作用。

一般无人直升机在巡线过程中，前飞速度和垂向速度为独立控制通道。当两个航点之间Δh/Δl较小时，无人直升机将先爬升至目标航点高度，再平飞；但是，当两个航点之间Δh/Δl较大时，无人直升机将先到达目标航点水平位置，但是不能达到目标航点高度。这样一来，无人直升机在某些情况下将无法完成巡线任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种无人直升机前飞速度/垂直速度匹配的巡线飞行控制方法，本发明方法根据两个航点、无人直升机当前的位置和高度信息，实时计算无人直升机的前飞速度和垂直速度，从而实现无人直升机顺利爬升至第二个航点高度，完成此类航路的巡线，从而实现了无人直升机对于距离短但高度差较大的航路巡线作业。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种无人直升机前飞速度/垂直速度匹配的巡线飞行控制方法，包括如下具体步骤：

(1)根据无人直升机当前位置与目标航点的距离设定当前前飞速度为v_x，其中，两个航点之间的水平位置差为Δl，垂直高度差为Δh；

(2)根据无人直升机的前飞速度v_x，确定当前垂向速度v_z的最大、最小值，根据可计算出与当前前飞速度v_x相匹配的垂向速度v_z；

(3)计算与当前前飞速度v_x相匹配的垂向速度v_z，但不能超出最大、最小垂向速度的限制，其中：

若v_z超限，即当$v_z\<V_{Z_{\min }},$或$v_z>V_{Z_{\max }},$则取$v_z=V_{Z_{\min }}$或$v_z=V_{Z_{\max }},$此时需要根据$\frac{{\mathrm{\Δl}}_h}{{\mathrm{\Δh}}_h}=\frac{v_x}{v_z}$以及当前v_z，重新计算v_x，其中，无人直升机与目标航点之间的水平位置差为Δl_h，垂直高度差为Δh_h；