一种无人机撞线回收的控制方法、装置及设备与流程

本发明涉及无人机导航与控制，特别是指一种无人机撞线回收的控制方法、装置及设备。

背景技术：

1、当前，小型固定翼无人机精确定点回收的方式主要有垂直起降、伞降回收、撞网回收和天钩撞线回收等，其中，天钩撞线回收技术是在撞网回收技术的基础上发展起来，无人机依靠一套天钩回收系统完成定点回收，具有回收占地小、机动灵活、可靠性高等特点。天钩回收系统主要由回收架、回收绳、吸能缓冲装置和翼尖小钩捕获装置组成。在回收过程中，引导系统将无人机引导至回收装置附近，当无人机机翼撞到回收绳后，翼尖小钩勾住并锁定回收绳，此时无人机发动机停止运行，无人机绕回收绳做回旋减速运动，当摆动幅度降低到一定程度后人工取下完成回收。

2、小型无人机在天钩撞线回收时，由于捕获装置的尺寸有限，造成无法对无人机的航迹进行精确控制和跟踪，导致无法有效回收无人机，回收成功率低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种无人机撞线回收的控制方法、装置及设备，增强了回收引导与航迹控制的精度与鲁棒性，提高了无人机回收的成功率与安全性。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、本发明的实施例提供一种无人机撞线回收的控制方法，包括：

4、获取无人机撞线点的坐标和无人机的飞行状态数据；

5、根据所述撞线点的坐标和所述无人机的飞行状态数据，得到至少两个飞行阶段的阶段回收轨迹以及每个阶段回收轨迹对应的飞行控制数据；

6、根据所述至少两个飞行阶段的阶段回收轨迹以及每个阶段回收轨迹对应的飞行控制数据，控制无人机撞线回收。

7、可选的，根据所述撞线点的坐标和所述无人机的飞行状态数据，得到至少两个飞行阶段的阶段回收轨迹以及每个阶段回收轨迹对应的飞行控制数据，包括：

8、通过所述回收阶段轨迹，获得无人机在能量管理段和复飞段的航点坐标，用于引导无人机按预设轨迹飞行。

9、可选的，根据所述撞线点的坐标和所述无人机的飞行状态数据，得到至少两个飞行阶段的阶段回收轨迹以及每个阶段回收轨迹对应的飞行控制数据，还包括：

10、根据所述撞线点的坐标和所述无人机的飞行状态数据，确定所述无人机返航到达回收区域后，获得回收轨迹的能量管理段以及能量管理段对应的第一飞行控制数据；

11、根据所述回收轨迹的能量管理段以及能量管理段对应的第一飞行控制数据，确定所述无人机满足下滑决策条件后，获得回收轨迹的下滑降高段以及下滑降高段对应的第二飞行控制数据；

12、根据所述回收轨迹的下滑降高段以及下滑降高段对应的第二飞行控制数据，确定所述无人机满足撞线决策条件后，获得回收轨迹的末端平飞撞线段以及末端平飞撞线段对应的第三飞行控制数据。

13、可选的，根据所述撞线点的坐标和所述无人机的飞行状态数据，确定所述无人机返航到达回收区域后，获得回收轨迹的能量管理段以及能量管理段对应的第一飞行控制数据，包括：

14、根据所述撞线点的坐标和所述无人机的飞行状态数据，获得能量管理段坐标；

15、根据所述能量管理段坐标，控制所述无人机绕飞，对所述无人机的高度和侧偏进行监视判断，获得所述第一飞行控制数据。

16、可选的，根据所述回收轨迹的能量管理段以及能量管理段对应的第一飞行控制数据，确定所述无人机满足下滑决策条件后，获得回收轨迹的下滑降高段以及下滑降高段对应的第二飞行控制数据，包括：

17、根据

18、

19、判断所述无人机是否满足下滑决策条件，其中，δy为当前侧偏值，yref1为第一侧偏限定阈值，δh为当前高度偏差值，href1为第一高度偏差限定阈值；

20、若式(1)成立，则控制无人机进入下滑降高段，对所述无人机的高度和侧偏进行解算，获得所述第二飞行控制数据；

21、其中，所述第二飞行控制数据，包括：

22、和

23、其中，h为纵向相对高度；hg为高度指令值；为高度差值；为高度变化率；为高度变化率指令值；y为横侧向侧偏；yg为侧偏指令值；为侧偏差值；为侧偏变化率；为侧偏变化率指令值；

24、若式(1)不成立，则控制无人机继续在能量管理段飞行，直到式(1)成立。

25、可选的，根据所述回收轨迹的下滑降高段以及下滑降高段对应的第二飞行控制数据，确定所述无人机满足撞线决策条件后，获得回收轨迹的末端平飞撞线段以及末端平飞撞线段对应的第三飞行控制数据，包括：

26、根据

27、

28、判断所述无人机是否满足撞线决策条件，其中，yref2为第二侧偏限定阈值，href2为第二高度偏差限定阀值；

29、若式(2)成立，则控制无人机进入末端平飞撞线段，对所述无人机的高度和侧偏进行解算，获得所述第三飞行控制数据；

30、其中，所述第三飞行控制数据，包括：

31、和

32、其中，h0为撞线点相对起飞点的高度；vg为当前地速；为滚转角；为滚转角指令值；为侧偏比例系数；

33、若式(2)不成立，则控制无人机继续在能量管理段飞行，直到式(2)成立。

34、可选的，根据所述至少两个飞行阶段的阶段回收轨迹以及每个阶段回收轨迹对应的飞行控制数据，控制无人机撞线回收，包括：

35、根据

36、

37、判断所述无人机是否撞线成功，其中，为前向与侧向合加速度，vias为当前飞行速度，aref为撞线时前向和侧向合加速度设定阈值，vref为撞线速度设定阀值；

38、若式(3)成立，则控制无人机关闭发动机，无人机完成撞线回收；

39、若式(3)不成立，则控制无人机继续在能量管理段飞行，直到式(3)成立。

40、本发明的实施例还提供一种无人机撞线回收的控制装置，所述装置包括：

41、获取模块，用于获取无人机撞线点的坐标和无人机的飞行状态数据；

42、确定模块，用于根据所述撞线点的坐标和所述无人机的飞行状态数据，得到至少两个飞行阶段的阶段回收轨迹以及每个阶段回收轨迹对应的飞行控制数据；

43、控制模块，用于根据所述至少两个飞行阶段的阶段回收轨迹以及每个阶段回收轨迹对应的飞行控制数据，控制无人机撞线回收。

44、本发明的实施例还提供一种计算设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行上述的方法。

45、本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的方法。

46、本发明的技术方案至少包括以下效果：

47、本发明的无人机撞线回收的控制方法，通过获取无人机撞线点的坐标和无人机的飞行状态数据；根据撞线点的坐标和无人机的飞行状态数据，得到至少两个飞行阶段的阶段回收轨迹以及每个阶段回收轨迹对应的飞行控制数据；根据至少两个飞行阶段的阶段回收轨迹以及每个阶段回收轨迹对应的飞行控制数据，控制无人机撞线回收，实现了对无人机回收过程的高精度引导、技术稳定可靠、成本低，增强了回收引导与航迹控制的精度与鲁棒性，提高了无人机回收的成功率与安全性。