[发明专利]一种无人机地速自适应控制方法、控制器及无人机

说明书

本申请公开了一种无人机地速自适应控制方法、控制器及无人机，其中，控制方法包括：实时获取无人机当前高度的风速风向；根据目标对象的地速与当前风速风向计算无人机的目标真空速在当前飞行高度，基于无人机最小飞行真空速与最大飞行真空速和所述目标真空速之间的关系，确定无人机地速自适应策略，将地速控制在期望误差范围内。本发明能够提高无人机地速自适应能力，提高在执行任务时对目标探测跟踪的效率和编队队形。

技术领域

本发明涉及无人机飞行控制技术领域，更具体地，涉及一种无人机地速自适应控制方法、控制器及无人机。

背景技术

无人机具有广泛的应用领域，在进行目标跟踪、森林防火、资源探测或编队飞行时，可能遭遇时变性较强的外界扰动，要求无人机相对目标、相对地面或编队前方飞机的速度在遭遇外界扰动时能够根据任务特征进行自适应调节，具有无人机地速自适应巡航的能力。

无人机可在任何区域对特定目标执行探测跟踪任务，包括海面地面空中的固定或移动目标。无人机执行海上监视或护航任务，会对海上目标舰船进行跟踪识别，获取目标信息后与目标保持一定的相对位置速度关系，形成非对称压制态势。无人机进行森林防火或资源探测时，需保持固定高度和固定地速对目标区域进行均匀探测，为保证探测结果的连续性，最好能够保持恒定地速，针对外界干扰需提高地速的自适应控制能力。无人机在进行编队飞行时，尤其是相对紧密的编队，当前方飞机出现速度调整时，跟随飞机也需进行相应调整，以确保飞行安全和编队队形。无人机与目标的相对位置关系都是通过地面系确认的，无人机相对地面的速度为地速，无人机无论是任务跟踪和编队飞行还是对地探测都需要保持地速的自适应能力，通过地速的自适应控制才能更准确有效的进行任务活动。

当前无人机在进行任务跟踪或对地探测时按照预先航迹以相对固定的空速进行飞行，并不考虑外界风场变化导致的地速变化；无人机编队飞行按照预设航迹后保留安全距离，并且均是同一型号的编队，并未考虑有人机与无人机混编时地速自适应问题，任务效率和连续性有待加强。

因此，有必要开发一种无人机地速自适应控制方法，提高无人机在执行任务时对目标探测跟踪的效率和编队队形。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种无人机地速自适应控制方法、控制器及无人机，能够提高无人机地速自适应能力，提高在执行任务时对目标探测跟踪的效率和编队队形。

基于上述目的，本发明提供了一种无人机地速自适应控制方法，包括：

实时获取无人机当前高度的风速风向；

根据目标对象的地速与当前风速风向计算无人机的目标真空速

在当前飞行高度，基于无人机最小飞行真空速与最大飞行真空速和所述目标真空速之间的关系，确定无人机地速自适应策略，将地速控制在期望误差范围内。

可选方案中，所述确定无人机地速自适应策略包括：

若无人机不改变飞行高度，通过调节飞行姿态实现地速自适应调节；

若无人机爬升飞行高度，再次判断是否成立，若成立，通过调节飞行姿态实现地速自适应调节；

若无人机降低飞行高度，再次判断是否成立，若成立，通过调节飞行姿态实现地速自适应调节。

可选方案中，所述采用飞行姿态的自适应调节控制地速包括：

其中ρ₀为海平面大气密度，根据无人机气压高度H_p和大气当地密度ρ，计算无人机目标指示空速V_ic，