[发明专利]无人机快速自动返航着陆方法

权利要求书

1.一种无人机快速自动返航着陆方法，其特征在于，包括：

确定着陆下滑轨迹角，进而确定着陆下滑轨迹；

确定最大下滑轨迹角，在跑道两端分别确定两个着陆轨迹捕捉点，进而分别确定两个着陆轨迹捕捉点对应的着陆高度区间；

将两个着陆轨迹捕捉点的上方空间划分为第一飞行空间、第二飞行空间、第三飞行空间；

判断无人机所处的飞行空间，所述无人机采用对应的返航着陆方案进行着陆；

其中，在跑道两端分别确定两个着陆轨迹捕捉点，进而分别确定两个着陆轨迹捕捉点对应的着陆高度区间包括：

分别计算跑道两端的最低安全高度；

在跑道竖直平面内，以跑道中心为原点，根据所述着陆下滑轨迹为方向的射线分别与所述跑道两端的最低安全高度相交，交点为所述着陆轨迹捕捉点；

以所述最低安全高度为下端点值，以所述着陆下滑轨迹与所述跑道中心的距离和最大下滑轨迹角的正切值的乘积为上端点值，确定所述着陆高度区间；

其中，判断无人机所处的飞行空间，所述无人机采用对应的返航着陆方案进行着陆包括：

若所述无人机位于所述第一飞行空间，分别确定飞往两个着陆轨迹捕捉点的返航航向；

计算飞行地速，确定使所述飞行地速最大的高度，即为最大地速高度；

分别确定经过两个着陆轨迹捕捉点进行着陆的飞行路径；

分别计算飞往两个着陆轨迹捕捉点的飞行总耗时，选取所述飞行总耗时最小对应的飞行路径进行着陆。

2.根据权利要求1所述的无人机快速自动返航着陆方法，其中，判断无人机所处的飞行空间包括：

绘制当前所述无人机与所述着陆轨迹捕捉点的连线；

确定所述连线与所述着陆轨迹捕捉点所在高度平面的夹角θ；

若0≤θ≤θ₁，则所述无人机在所述第一飞行空间；

若θ₁≤θ＜θ₂，则所述无人机在所述第二飞行空间；

若θ≥θ₂，则所述无人机在所述第三飞行空间；

其中，θ₁为着陆下滑轨迹角，θ₂为最大下滑轨迹角。

3.根据权利要求1所述的无人机快速自动返航着陆方法，其中，通过公式(1)计算所述返航航向：

其中，ψ_vc为返航航向，z为无人机当前位置的z轴坐标，z_c为着陆轨迹捕捉点的z轴坐标，x为无人机当前位置的x轴坐标，x_c为着陆轨迹捕捉点的x轴坐标。

4.根据权利要求1所述的无人机快速自动返航着陆方法，其中，通过公式(2)计算所述飞行地速：

其中，V_g为飞行地速，V_a为无人机真空速，ψ_a为无人机真航向，V_w为风速为，ψ_w为风向，ψ_g为飞行地速方向。

5.根据权利要求1所述的无人机快速自动返航着陆方法，其中，飞往两个着陆轨迹捕捉点的飞行路径为：

所述无人机从当前高度h下滑至所述最大地速高度该段的飞行距离为该段的平均飞行速度为V_g1；

以最大飞行地速飞行至所述第一飞行空间与所述第二飞行空间的交接处；

抵达所述第二飞行空间后以所述着陆下滑轨迹角进行下滑至所述着陆轨迹捕捉点，该段的飞行距离该段的平均飞行速度为V_g2；

沿所述着陆下滑轨迹进行着陆，该段的飞行距离为L_c，该段的飞行平均飞行速度为V_g3。

6.根据权利要求5所述的无人机快速自动返航着陆方法，其中，通过公式(3)计算所述飞行总耗时：

其中，t^min为飞行总耗时。