專利名稱:一種無人直升機(jī)噴施斷點(diǎn)接續(xù)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于飛行控制技術(shù),涉及對無人直升機(jī)噴施作業(yè)中噴施斷點(diǎn)接續(xù)方法的改進(jìn)。
背景技術(shù):
在利用無人直升機(jī)進(jìn)行噴施作業(yè)時(shí),常常由于油料或者藥物用完或者出現(xiàn)故障導(dǎo)致噴施中斷,需要待返場補(bǔ)充物料或者排除故障后繼續(xù)進(jìn)行噴施作業(yè)。這樣就出現(xiàn)一個(gè)噴施斷點(diǎn)的接續(xù)問題。目前的接續(xù)方法是依靠地面操作人員采用目視方式確定無人直升機(jī)飛行斷點(diǎn)處的地標(biāo),以該地標(biāo)作為飛機(jī)接續(xù)點(diǎn)的位置,其缺點(diǎn)是第一、接續(xù)誤差大,容易造 成漏噴或重噴,影響噴施質(zhì)量。第二、由于目測誤差大,需要的進(jìn)入次數(shù)多,效率低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種無人直升機(jī)噴施斷點(diǎn)接續(xù)方法,以減小接續(xù)誤差,提高噴施質(zhì)量和效率。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種無人直升機(jī)噴施斷點(diǎn)接續(xù)方法,無人直升機(jī)的規(guī)劃噴施航跡由一組平行的直線航跡Pl Pn組成,相鄰的航跡上無人直升機(jī)的飛行方向相反,令第一航跡Pl的起點(diǎn)為Pla,終點(diǎn)為Plb,以此類推,第n航跡Pn的起點(diǎn)為Pna,終點(diǎn)為Pnb,從單數(shù)航跡的終點(diǎn)到雙數(shù)航跡的起點(diǎn)的航跡以及從雙數(shù)航跡的終點(diǎn)到單數(shù)航跡的起點(diǎn)的航跡均為轉(zhuǎn)向航跡,無人直升機(jī)在噴施航跡上實(shí)施噴施作業(yè),在轉(zhuǎn)向航跡上停止噴施作業(yè);其特征在于,噴施斷點(diǎn)的接續(xù)步驟如下I、當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于噴施航跡上時(shí),接續(xù)步驟為I. I、確定接續(xù)點(diǎn)D’在規(guī)劃噴施航跡上的位置接續(xù)點(diǎn)D’定義為某實(shí)際噴施航跡上的噴施斷點(diǎn)D在所對應(yīng)的規(guī)劃噴施航跡上的映射點(diǎn),以該映射點(diǎn)作為飛機(jī)噴施航跡的接續(xù)點(diǎn),接續(xù)點(diǎn)D’位置的確定方法如下I. I. I、記錄噴施斷點(diǎn)D的信息利用上的GPS裝置記錄飛機(jī)的噴施斷點(diǎn)D的位置信息,包括經(jīng)度、緯度和高度以及無人直升機(jī)當(dāng)前飛行的航跡號Pi,i=l, 2,……n ;I. I. 2、確定接續(xù)點(diǎn)D’在規(guī)劃噴施航跡上的位置由噴施斷點(diǎn)D向規(guī)劃噴施航跡Pi做垂線,交點(diǎn)為D’,令該規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)Pia到噴施斷點(diǎn)D的距離為dl,該規(guī)劃噴施航跡的終點(diǎn)Pi b到噴施斷點(diǎn)D的距離為d2,該規(guī)劃噴施航跡Pi的長度為d,則接續(xù)點(diǎn)D’的位置計(jì)算如下Ld, =dl* (dl2+d2-d22) * (Lpib-Lpia) /2*dl*d2+LPia;........................... (I)BD’ =dl* (dl2+d2-d22) * (Bpib-Bpia) /2*dl*d2+BPia;...........................(2)Hd, =Hd ;...........................................................................(3)式中,Ld,、Bd,、Hd,分別為接續(xù)點(diǎn)D’的經(jīng)度、緯度和高度;LPia、Bpia分別為規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)Pia的經(jīng)度和緯度;LPib、Bpib分別為規(guī)劃噴施航跡的終點(diǎn)Pib的經(jīng)度和緯度;Hd為噴施斷點(diǎn)D的高度;
2、當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于除第一航跡的起點(diǎn)Pla和第n航跡的終點(diǎn)Pnb外的航跡終點(diǎn)或者航跡起點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),接續(xù)步驟為2. I、確定航跡終點(diǎn)和航跡起點(diǎn)的范圍航跡終點(diǎn)和航跡起點(diǎn)的范圍定義為以該實(shí)際航跡所對應(yīng)的規(guī)劃航跡終點(diǎn)或者航跡起點(diǎn)為圓心,以r為半徑的圓形區(qū)域范圍,r=0. 2m L Om ;2.2、確定接續(xù)點(diǎn)0’2. 2. I、若噴施斷點(diǎn)D位于規(guī)劃航跡終點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),則以下一條規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)D’ ;2. 2. 2、若噴施斷點(diǎn)D位于規(guī)劃航跡起點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),則以該規(guī)劃航跡起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)D’ ;3、當(dāng)在轉(zhuǎn)向航跡上出現(xiàn)航跡斷點(diǎn)E時(shí),以下一條規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)作為噴施航·跡接續(xù)點(diǎn)E’。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提出了一種無人直升機(jī)噴施斷點(diǎn)接續(xù)方法,減小了接續(xù)誤差,提高了噴施質(zhì)量和效率。
圖I是無人直升機(jī)噴施作業(yè)時(shí)規(guī)劃航跡的示意圖。圖2是在噴施作業(yè)時(shí)出現(xiàn)噴施斷點(diǎn)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1、2,一種無人直升機(jī)噴施斷點(diǎn)接續(xù)方法,無人直升機(jī)的規(guī)劃噴施航跡由一組平行的直線航跡Pl Pn組成,相鄰的航跡上無人直升機(jī)的飛行方向相反,令第一航跡Pl的起點(diǎn)為Pla,終點(diǎn)為Plb,以此類推,第n航跡Pn的起點(diǎn)為Pna,終點(diǎn)為Pnb,從單數(shù)航跡的終點(diǎn)到雙數(shù)航跡的起點(diǎn)的航跡以及從雙數(shù)航跡的終點(diǎn)到單數(shù)航跡的起點(diǎn)的航跡均為轉(zhuǎn)向航跡,無人直升機(jī)在噴施航跡上實(shí)施噴施作業(yè),在轉(zhuǎn)向航跡上停止噴施作業(yè);其特征在于,噴施斷點(diǎn)的接續(xù)步驟如下I、當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于噴施航跡上時(shí),接續(xù)步驟為I. I、確定接續(xù)點(diǎn)D’在規(guī)劃噴施航跡上的位置接續(xù)點(diǎn)D’定義為某實(shí)際噴施航跡上的噴施斷點(diǎn)D在所對應(yīng)的規(guī)劃噴施航跡上的映射點(diǎn),以該映射點(diǎn)作為飛機(jī)噴施航跡的接續(xù)點(diǎn),接續(xù)點(diǎn)D’位置的確定方法如下I. I. I、記錄噴施斷點(diǎn)D的信息利用無人直升機(jī)上的GPS裝置記錄飛機(jī)的噴施斷點(diǎn)D的位置信息,包括經(jīng)度、緯度和高度以及無人直升機(jī)當(dāng)前飛行的航跡號Pi,i=l,2,……n ;I. I. 2、確定接續(xù)點(diǎn)D’在規(guī)劃噴施航跡上的位置由噴施斷點(diǎn)D向規(guī)劃噴施航跡Pi做垂線,交點(diǎn)為D’,令該規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)Pia到噴施斷點(diǎn)D的距離為dl,該規(guī)劃噴施航跡的終點(diǎn)Pib到噴施斷點(diǎn)D的距離為d2,該規(guī)劃噴施航跡Pi的長度為d,則接續(xù)點(diǎn)D’的位置計(jì)算如下Ld, =dl* (dl2+d2-d22) * (Lpib-Lpia) /2*dl*d2+LPia;.............................. (I)Bd’ =dl* (dl2+d2-d22) * (Bpib-Bpia) /2*dl*d2+BPia;..............................(2)
Hd, =Hd ;..............................................................................(3)式中,Ld,、Bd,、Hd,分別為接續(xù)點(diǎn)D’的經(jīng)度、緯度和高度;LPia、Bpia分別為規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)Pia的經(jīng)度和緯度;LPib、Bpib分別為規(guī)劃噴施航跡的終點(diǎn)Pib的經(jīng)度和緯度;Hd為噴施斷點(diǎn)D的高度;2、當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于除第一航跡的起點(diǎn)Pla和第n航跡的終點(diǎn)Pnb外的航跡終點(diǎn)或者航跡起點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),接續(xù)步驟為2. I、確定航跡終點(diǎn)和航跡起點(diǎn)的范圍航跡終點(diǎn)和航跡起點(diǎn)的范圍定義為以該實(shí)際航跡所對應(yīng)的規(guī)劃航跡終點(diǎn)或者航跡起點(diǎn)為圓心,以r為半徑的圓形區(qū)域范圍,r=0. 2m L Om ;2. 2、確定接續(xù)點(diǎn)D’
2. 2. I、若噴施斷點(diǎn)D位于規(guī)劃航跡終點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),則以下一條規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)D’ ;2. 2. 2、若噴施斷點(diǎn)D位于規(guī)劃航跡起點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),則以該規(guī)劃航跡起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)D’ ;3、當(dāng)在轉(zhuǎn)向航跡上出現(xiàn)航跡斷點(diǎn)E時(shí),以下一條規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)E’。本發(fā)明的工作原理是利用無人直升機(jī)上的GPS裝置記錄飛機(jī)噴施斷點(diǎn)的位置信息,根據(jù)噴施斷點(diǎn)的不同情況分別對接續(xù)點(diǎn)進(jìn)行處理,得到合理且有效的接續(xù)點(diǎn),整個(gè)過程完全由地面控制站和飛控計(jì)算機(jī)完成,保證飛行過程中接續(xù)點(diǎn)的高精度,以及噴施作業(yè)的高質(zhì)量和高效率。實(shí)施例假設(shè)有某規(guī)劃噴施航跡為LPla=108. 69261482,BPla=34. 01126840,HPla=395. 195m;LPlb=108. 69321906,BPlb=34. 01418641,HPlb=390. 953m;LP2a=108. 69305871,BP2a=34. 01416840,HP2a=394. 356m;LP2b=108. 69245494,BP2b=34. 01128667,HP2b=393. 711m;LP3a=108. 69222929,BP3a=34. 011330533,HP3a=395. 106m,......r=0. 8m ;I)當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于噴施航跡上時(shí);當(dāng)無人直升機(jī)沿第二航跡P2噴施作業(yè)時(shí),在噴施斷點(diǎn)D藥物耗盡,需要返場進(jìn)行藥物補(bǔ)給,此時(shí),利用GPS裝置記錄D點(diǎn)的位置信息為Ld=108. 69295682,BD=34. 01356760, HD=393. 985m;噴施斷點(diǎn)D與第二航跡P2的起點(diǎn)P2a的距離dl=71. 2110m,噴施斷點(diǎn)D與第二航跡P2的終點(diǎn)P2b的距離d2=257. 2722m,第二航跡P2的長度d=328. 4205m,采用公式(I)、
(2)和(3)可知噴施接續(xù)點(diǎn)D’的位置信息為Ld, =108. 69292765,BD’ =34. 01356840, HD’ =393. 985m ;2)當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于噴施航跡起點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí);當(dāng)無人直升機(jī)在噴施斷點(diǎn)D出現(xiàn)某故障,需要返場排故,此時(shí),利用GPS裝置記錄D點(diǎn)的位置信息為
Ld=108. 69313980,BD=34. 01416840,HD=394. 680m;噴施斷點(diǎn)D與第二航跡P2的起點(diǎn)P2a的距離dl=0. 5831m,由于dl〈r,得到接續(xù)點(diǎn)D’的位置信息為Ld, =108. 69305871,BD’ =34. 01416840,HD’ =394. 680m;3)當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于噴施航跡終點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí);當(dāng)無人直升機(jī)在噴施斷點(diǎn)D油料耗盡,需要返場進(jìn)行油料補(bǔ)給,此時(shí),利用GPS裝置記錄D點(diǎn)的位置信息為Ld=108. 69245051,BD=34. 01129156,HD=394. 010m;噴施斷點(diǎn)D與第二航跡P2的終點(diǎn)P2b的距離d2=0. 5831m,由于d2〈r,得到接續(xù)點(diǎn)D’的位置信息為 Ld, =108. 69229288,BD’ =34. 01130533,HD’ =394. OlOm ;4)當(dāng)航跡斷點(diǎn)E位于轉(zhuǎn)向航跡上時(shí);當(dāng)無人直升機(jī)在航跡斷點(diǎn)E出現(xiàn)某故障,需要返場排故,此時(shí),利用GPS裝置記錄E點(diǎn)的位置信息為Le=108. 69238874,Be=34. 01128788,He=395. 264m;航跡斷點(diǎn)E與第二航跡P2的終點(diǎn)P2a的距離s 1=5. Om,航跡斷點(diǎn)E與第三航跡P3的起點(diǎn)P3a的距離s2=9. Im,由于sl>r,s 2>r,得到接續(xù)點(diǎn)E’的位置信息為Le, =108. 69229288,Be,=34. 01130533, He,=395. 264m。
權(quán)利要求
1. 一種無人直升機(jī)噴施斷點(diǎn)接續(xù)方法,無人直升機(jī)的規(guī)劃噴施航跡由一組平行的直線航跡Pl Pn組成,相鄰的航跡上無人直升機(jī)的飛行方向相反,令第一航跡Pl的起點(diǎn)為Pla,終點(diǎn)為Plb,以此類推,第η航跡Pn的起點(diǎn)為Pna,終點(diǎn)為Pnb,從單數(shù)航跡的終點(diǎn)到雙數(shù)航跡的起點(diǎn)的航跡以及從雙數(shù)航跡的終點(diǎn)到單數(shù)航跡的起點(diǎn)的航跡均為轉(zhuǎn)向航跡,無人直升機(jī)在噴施航跡上實(shí)施噴施作業(yè),在轉(zhuǎn)向航跡上停止噴施作業(yè);其特征在于,噴施斷點(diǎn)的接續(xù)步驟如下 I. I、當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于噴施航跡上時(shí),接續(xù)步驟為 I. I. I、確定接續(xù)點(diǎn)D’在規(guī)劃噴施航跡上的位置接續(xù)點(diǎn)D’定義為某實(shí)際噴施航跡上的噴施斷點(diǎn)D在所對應(yīng)的規(guī)劃噴施航跡上的映射點(diǎn),以該映射點(diǎn)作為飛機(jī)噴施航跡的接續(xù)點(diǎn),接續(xù)點(diǎn)D’位置的確定方法如下 I. I. I. I、記錄噴施斷點(diǎn)D的信息利用上的GPS裝置記錄飛機(jī)的噴施斷點(diǎn)D的位置信息,包括經(jīng)度、緯度和高度以及無人直升機(jī)當(dāng)前飛行的航跡號Pi,i=l, 2,……η ; I. I. I. 2、確定接續(xù)點(diǎn)D’在規(guī)劃噴施航跡上的位置 由噴施斷點(diǎn)D向規(guī)劃噴施航跡Pi做垂線,交點(diǎn)為D’,令該規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)Pia到噴施斷點(diǎn)D的距離為dl,該規(guī)劃噴施航跡的終點(diǎn)Pib到噴施斷點(diǎn)D的距離為d2,該規(guī)劃噴施航跡Pi的長度為d,則接續(xù)點(diǎn)D’的位置計(jì)算如下 LD’=dl*(dl2+d2-d22)* (Lpib-Lpia)/2*dl*d2+LPia; ........................... (I) BD’=dl*(dl2+d2-d22)* (Bpib-Bpia)/2*dl*d2+BPia ; ........................... (2)Hd-=Hd;...........................................................................(3) 式中,Ld,、Bd,、Hd,分別為接續(xù)點(diǎn)D’的經(jīng)度、緯度和高度;LPia、Bpia分別為規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)Pia的經(jīng)度和緯度;LPib、BPib分別為規(guī)劃噴施航跡的終點(diǎn)Pib的經(jīng)度和緯度;Hd為噴施斷點(diǎn)D的高度; I. 2、當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于除第一航跡的起點(diǎn)Pla和第η航跡的終點(diǎn)Pnb外的航跡終點(diǎn)或者航跡起點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),接續(xù)步驟為 1.2. I、確定航跡終點(diǎn)和航跡起點(diǎn)的范圍航跡終點(diǎn)和航跡起點(diǎn)的范圍定義為以該實(shí)際航跡所對應(yīng)的規(guī)劃航跡終點(diǎn)或者航跡起點(diǎn)為圓心,以r為半徑的圓形區(qū)域范圍,r=0. 2m I. Om ; I. 2. 2、確定接續(xù)點(diǎn)D’ I. 2. 2. I、若噴施斷點(diǎn)D位于規(guī)劃航跡終點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),則以下一條規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)D’ ; I. 2. 2. 2、若噴施斷點(diǎn)D位于規(guī)劃航跡起點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),則以該規(guī)劃航跡起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)D’ ; I. 3、當(dāng)在轉(zhuǎn)向航跡上出現(xiàn)航跡斷點(diǎn)E時(shí),以下一條規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)E’。
全文摘要
本發(fā)明屬于飛行控制技術(shù),涉及對無人直升機(jī)噴施作業(yè)中噴施斷點(diǎn)接續(xù)方法的改進(jìn)。其特征在于,噴施斷點(diǎn)的接續(xù)步驟如下當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于噴施航跡上時(shí)計(jì)算出接續(xù)點(diǎn)D’的位置;當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于航跡終點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),以下一條規(guī)劃噴施航跡的起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)D’;當(dāng)噴施斷點(diǎn)D位于航跡起點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí),以該規(guī)劃航跡起點(diǎn)作為噴施航跡接續(xù)點(diǎn)D’。本發(fā)明提出了一種無人直升機(jī)噴施斷點(diǎn)接續(xù)方法,減小了接續(xù)誤差,提高了噴施質(zhì)量和效率。
文檔編號B64D1/18GK102799187SQ20121021291
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者梁瑾, 唐強(qiáng), 周海軍, 雷志榮 申請人:中國航空工業(yè)第六一八研究所