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