[发明专利]无人机定点环绕飞行的控制方法

权利要求书

1.一种无人机定点环绕飞行的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

无人机开机自检，以确定无人机载GPS接收器正常；

通过地面站设置好无人机定点环绕飞行的参数；

遥控飞行器起飞并切换至定点环绕模式后，机载飞行控制器使用PID控制算法，根据预先设定的参数控制无人机进行定点环绕飞行；以及

在无人机定点环绕飞行的过程中，无人机操作员通过遥控器或地面站实时调整定点环绕飞行的参数。

2.根据权利要求1所述的无人机定点环绕飞行的控制方法，其特征在于，在无人机定点环绕飞行模式中，通过GPS提供无人机的定位信息。

3.根据权利要求1所述的无人机定点环绕飞行的控制方法，其特征在于，通过以下方式调整无人机环绕飞行参数：

给定参数调整，其中，给定参数调整由地面站完成；或

连续可操作调整，连续可操作调整由遥控器控制输入完成。

4.根据权利要求1所述的无人机定点环绕飞行的控制方法，其特征在于，无人机起飞前，由地面站给定环绕飞行参数，环绕飞行参数包括环绕目标点、飞行高度、环绕半径、环绕切向速度、环绕法向速度和环绕方向。

5.根据权利要求4所述的无人机定点环绕飞行的控制方法，其特征在于，所述环绕目标点指无人机定点环绕飞行的环绕中心位置，以其经纬度表示，无人机进行定点环绕飞行时机头始终指向环绕目标点。

6.根据权利要求4所述的无人机定点环绕飞行的控制方法，其特征在于，所述飞行高度指无人机定点环绕飞行时所处的高度，由无人机载的气压计给出。

7.根据权利要求1所述的无人机定点环绕飞行的控制方法，其特征在于，在地面站设定或调整环绕半径时，通过如下方式实现：

直接给出半径大小；或

直接在地图上点选环绕目标点和环绕圆弧上的任意一点后，通过计算二者之间的欧氏距离以得到半径。

8.根据权利要求1所述的无人机定点环绕飞行的控制方法，其特征在于，如果通过计算环绕目标点和环绕圆弧上的任意一点之间的欧式距离以得到半径，需要将二者的GPS坐标转换成北东地坐标系下的坐标。设起飞点北东地坐标系下的坐标为(x₀,y₀)，GPS的纬度坐标为lat₀，经度坐标为lon₀。则环绕目标点在北东地坐标系下的坐标(x_c,y_c)为：

xc=k×[cos(lat0×π180)×sin(latc×π180)-sin(lat0×π180)×cos(latc×π180)×cosd_lon]×REarth]]>

yc=k×cos(latc×π180)×sin(lonc×π180-lon0×π180)×REarth,]]>

其中，R_Earth为地球半径，π＝3.1415926，k为可调参数，

设c=arccos[sin(lat0×π180)×sin(latc×π180)+cos(lat0×π180)×cos(latc×π180)×cosd_lon],]]>k的取值方式为：

if(fabs(c)<δ)    k＝1.0

     else    k＝c/sin(c)，

其中，环绕目标点为GPS的纬度坐标lat_c，经度坐标lon_c，环绕圆弧上的任意一点为GPS的纬度坐标lat₁，经度坐标lon₁。

应用上述方法得到环绕圆弧上的任意一点在北东地坐标系下的坐标(x₁,y₁)。