[发明专利]一种多旋翼无人机航线抗风方法

说明书

本发明提供了一种多旋翼无人机航线抗风方法，利用两个航点的经纬度信息先确定航线的位置，然后根据无人机当前航点的位置信息，确定距离航线的垂直距离，再将此距离转换为北方向和东方向的位移，并根据相应的控制算法，将其转换为相应的动力输出，进而将无人机调整到目标航线位置。与现有技术相比，本发明实现了无人机出现航线偏差时，能够快速纠正航线，确保飞行安全。

技术领域

本发明属于无人机控制技术领域，具体涉及的是一种多旋翼无人机航线抗风方法。

背景技术

随着无人机行业的飞速发展，无人机的飞行安全尤为重要。无人机的抗风能力是无人机性能的一项重要指标，其中在自主巡航方式下的抗风更为重要，此模式下没有手动干预，可能遥控器也已经失联，更甚者地面站也失联，这种情况就只能按照预先规划的航线运行，所以确保此时飞机的飞行轨迹沿预设航线飞行显得尤为重要。对于体积大、重量大、成本高的行业无人机而言，通常在比较恶劣的环境下执行任务，而当无人机在执行航线任务时，如果遇到强风等恶劣天气就可能会出现航线偏离的情况，从而导致安全事故发生，造成财产损失。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种多旋翼无人机航线抗风方法，以实现无人机出现航线偏差时，能够快速纠正航线，确保飞行安全。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种多旋翼无人机航线抗风方法，包括：

在航线出现偏离时，计算出实际飞行轨迹上当前飞行点的航线偏离北向分量和航线偏离东向分量；

将当前飞行点的航线偏离北向分量和航线偏离东向分量经过变结构PID控制算法运算后得到需要调整的北向和东向速度；并将该速度叠加到目标速度上，经过变结构PID控制算法运算后输出相应的动力，以校正航线偏移。

优选地，所述计算出实际飞行轨迹上当前飞行点的航线偏离北向分量和航线偏离东向分量，包括：

在航线出现偏离时，计算实际飞行轨迹上当前飞行点与目标航线之间的航线偏离位移；

根据三角几何关系，计算出实际飞行轨迹上当前飞行点的航线偏离北向分量和航线偏离东向分量。

优选地，在航线出现偏离时，计算实际飞行轨迹上当前飞行点与目标航线之间的航线偏离位移包括：

设定O为上一个航点，B为目标航点，A为当前飞行点，其中目标航线为OB，实际飞行轨迹为OAB；

通过O点和A点的经纬度信息计算出当前飞行点A与上一个航点O之间的距离OA；

通过A点和B点的经纬度信息计算出当前飞行点A与目标航点B之间的距离AB；

根据O点和B点的经纬度计算目标航向角β，其中β为航线OB与北方向之间的夹角；

根据O点和A点的经纬度计算A点与上一航点的航向角α，其中α为OA与北方向的夹角α；

求出航线偏离角度θ＝β-α，及航线偏离位移AD＝OA*sinθ。

优选地，所述计算出实际飞行轨迹上当前飞行点的航线偏离北向分量和航线偏离东向分量，包括：

根据三角几何关系，计算出航线偏离北向分量AC＝AD*cosθ＝OA*sinθ*cosθ；航线偏离东向分量CD＝AD*sinθ＝OA*sinθ*sinθ。

优选地，判断航线出现偏离，包括：

根据多旋翼无人机的GPS模块实时获取飞行航线的当前位置信息，如当前位置信息与预设目标航线位置信息不一致，则判断航线出现偏离。