[发明专利]一种伞降式无人机遥控中断后自主返航回收控制方法

摘要

本发明涉及一种伞降式无人机遥控中断后自主返航回收控制方法，无人机起飞前，向无人机装定预定回收点的纬度、经度坐标以及遥控中断累积时间门限，根据这些确定半径；启动无人机自主返航控制后，计算失控点到预定回收点的方位角和距离，根据方位角和距离计算相交点的位置，根据相交点的位置计算风向，然后根据估计所得的风向确定回收使用的航线。本发明实现无人机在遥控中断后，能够实现自主返航回收，并能根据回收区域风场进行在线重规划，调整回收进入方向，保证回收安全。

主权项

1.一种伞降式无人机遥控中断后自主返航回收控制方法，其特征在于步骤如下：步骤1：无人机起飞前，向无人机装定预定回收点P的纬度、经度坐标(B_P,L_P)以及遥控中断累积时间门限T，无人机在P点执行打开降落伞操作进行回收，P点的选择应满足以P点为圆心，以R为半径的圆形空域范围内没有高于回收高度H_t的障碍物，将该圆形空域范围定义为回收区；所述的半径R应不小于4倍的无人机最小转弯半径，根据以下公式确定：其中，V为巡航速度的平均值、γ_max为无人机转弯时的最大倾斜角，g为重力加速度；步骤2：无人机在空中飞行过程中，出现遥控中断后开始计时，遥控中断累积时间记为T_d，若T_d≥T时，启动无人机自主返航控制，若计时累积期间出现遥控恢复，则将T_d置为0，当出现遥控再次中断后，重新开始计时；步骤3：启动无人机自主返航控制后，将该时刻无人机当前纬度、经度(B_O,L_O)记为O点，将O点作为返航航线的起点，将预定回收点P作为返航航线的终点，控制无人机沿虚拟航线OP飞往P点；步骤4：根据高斯坐标转换公式，将O点坐标与P点坐标转换为平面直角坐标下的位置(X_O,Y_O)和(X_P,Y_P)，计算O点到P点的方位角θ及O点到P点的距离D：根据方位角θ、距离D和回收空域半径R计算线段OP及其延长线与回收空域的交点A和交点B的直角坐标位置(X_A,Y_A)和(X_B,Y_B)，计算公式如下：步骤5：当无人机沿OP飞至A点时，将A点设置为航线起点，将B点设置为航线终点，控制无人机沿航线AB飞往B点，并开始回收区域风场估算，设无人机飞行的速度为v，航向角为无人机t时刻位置为(X_t,Y_t)，无人机t+1时刻位置为(X_t+1,Y_t+1)，时间步长为k，则按以下公式计算估计风向Φ_w：计算A到B的多组风向Φ_w，然后取平均值Φ′_w；步骤6：当无人机沿AB飞至B点时，根据估计所得的风向Φ′_w确定回收使用的航线CD，由C点指向D点的方位角为Φ′_w，计算C点位置为(X_C,Y_C)和D点位置为(X_D,Y_D)：将无人机航线起点设置为C点，航线终点设置为D点，控制无人机按逆风方向，由C点飞往D点，当无人机到达指定降落点P点时，打开降落伞，实施回收。