[发明专利]多旋翼机自主回收方法

说明书

本发明公开了一种多旋翼机自主回收方法，该方法能够通过无人机自主导航，无人机自行控制其自身靠近预定的回收位置，最终降落在该预定的回收位置上，并且在该回收位置处于运动状态下，也能够高效、准确地完成回收作业。

技术领域

本发明涉及多旋翼飞行器相关领域，具体涉及一种多旋翼飞行器自主回收方法。

背景技术

无人机在民用和军事方面的战略和战术重要性日益增加。无人机即可用于战场上敌情侦察探测、敌机精确打击并能节省成本和降低人员伤亡风险，也可以在地质勘探、火灾预警等领域发挥重要作用，越来越复杂的工作环境和多样化的任务需求，都要求无人机能够高效迅速的完成任务，但由于无人机成本较低，飞机重量和尺寸限制了其机载燃料容量，无人机的作业航程和续航能力也都大大降低。

自主回收无人机系统能快速部署转移作业区域，及时补充燃料、维修检查从而加快无人机循环作业时间，实现投入作业的规模可调、作业效应多样、经济可行性高。无人机自主回收系统还可广泛应用于空中无人机、车载无人机及舰载机的回收。

无人机的回收方式多种多样，传统的回收大致可归纳为降落伞回收、气囊着陆回收、撞网回收、旋翼垂直着陆回收和起落架滑轮着陆回收等；美国DARPA研发的小精灵无人机群可以从美军多种大中型飞机进行空中发射并且实现空中回收，回收方法沿用了美军无人机空中加油所采用的引导流程和柔性捕捉。

但是现有的降落伞、撞网等回收系统主要用于低速无人机和无过载机动能力的回收平台；小精灵的回收对象也受限于预定合作目标，在拒止环境目标信息未知的情况下无法快速响应战场临时回收任务，不具备通用性。现有的无人机回收系统未实现真正的自主回收，未能满足对无人机高机动性、高可靠性、高生存率、高费效比以及多任务的要求。

由于上述原因，本发明人对现有的多旋翼无人机回收方法做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的多旋翼机自主回收方法。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种多旋翼机自主回收方法，该方法能够通过无人机自主导航，无人机自行控制其自身靠近预定的回收位置，最终降落在该预定的回收位置上，并且在该回收位置处于运动状态下，能够高效、准确地完成回收作业，从而完成本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供多旋翼机自主回收方法，该方法包括：

通过吊装在多旋翼机上的光电吊舱捕获识别回收平台，给出目标运动状态信息作为信息源，

解算视线系下加速度指令，再将之转换为旋翼控制系统所需的惯性系下加速度指令，并将之传递给旋翼控制系统，

由旋翼系控制统根据所述惯性系下加速度指令控制多旋翼机飞向回收平台。

所述视线系下加速度指令包括视线系下垂向加速度指令和视线系下径向加速度指令。

其中，所述视线系下垂向加速度指令通过下式(一)获得：

其中，表示视线系下垂向加速度指令，表示视线系下目标与多旋翼机之间的相对速度，Ω_Los表示视线系下视线旋转角速率，N表示比例导引率，Ω_d表示添加末端落角约束的偏置项。

其中，所述视线系下径向加速度指令通过下式(四)获得：

其中，表示视线系下径向加速度指令，表示期望的视线系下目标相对多旋翼机速度，k_r表示位置约束的比例系数，k_v表示速度约束的比例系数。

本发明所具有的有益效果包括：