CN113821058B - 一种固定翼无人机的迫降方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种固定翼无人机的迫降方法及系统，其方法包括：当固定翼无人机进入迫降程序时，获取固定翼无人机的当前空速；控制固定翼无人机从当前空速调整至滑翔飞行空速；获取固定翼无人机当前空域对应的地面地形信息；根据地面地形信息选择迫降区域执行迫降下滑任务；执行迫降下滑任务过程中，采集迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息；根据区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，生成固定翼无人机的着陆接地方案；当迫降下滑任务过程结束时，根据着陆接地方案，控制固定翼无人机进行着陆接地。本申请提高了固定翼无人机在迫降区域进行迫降着陆时的安全性，降低固定翼无人机在迫降时的损毁率。

Description

一种固定翼无人机的迫降方法及系统

技术领域

本申请涉及无人机领域，尤其是涉及一种固定翼无人机的迫降方法及系统。

背景技术

固定翼无人机在任务飞行过程中，可能会遇到飞机机械、电气设备失灵、飞机迷航、燃料用尽或天气条件突然变坏等意外情况，此时不能以正常程序进行降落，严重时可能导致坠毁。

现有的迫降处理方式为：如果遇到不能正常飞行的情况，需要紧急迫降到安全的区域。但是在任务飞行过程中，外界的地形地貌比较复杂，航迹可能穿过河流、山川及田地等场景，对于迫降点的选择较为困难，如果迫降点及迫降方式不合理，容易造成迫降过程中固定翼无人机的损毁。

发明内容

为了解决地形地貌复杂情况下固定翼无人机的迫降不合理，造成迫降过程中固定翼无人机的损毁，本申请提供了一种固定翼无人机的迫降方法及系统。

第一方面，本申请提供一种固定翼无人机的迫降方法，采用如下的技术方案：

一种固定翼无人机的迫降方法，包括：

当固定翼无人机进入迫降程序时，获取所述固定翼无人机的当前空速；

控制所述固定翼无人机从所述当前空速调整至滑翔飞行空速；

获取所述固定翼无人机当前空域对应的地面地形信息；

根据所述地面地形信息选择迫降区域，并根据所述迫降区域执行迫降下滑任务；

执行所述迫降下滑任务过程中，采集所述迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息；

根据所述区域面积信息、所述区域地面湿软度信息及所述区域地势走向信息，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案；

当所述迫降下滑任务过程结束时，根据所述着陆接地方案，控制所述固定翼无人机进行着陆接地。

通过采用上述技术方案，固定翼无人机在飞行过程中，不能正常降落时，进入迫降程序，将固定翼无人机的空速控制在滑翔飞行空速，确定当前空域的下方对应的地面地形信息，选择迫降区域，执行迫降下滑任务过程中时，采集迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，由于迫降区域是根据地面地形信息选择出的，只能得到大致范围的地面情况，在涉及到迫降最后的着陆时，迫降区域的具体细节是没有的，而且在迫降区域选择的时候，固定翼无人机所处的高度较高，是无法通过摄像头等设备采集到具体的地面细节的，因此，在迫降下滑任务的过程中，结合迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，生成固定翼无人机的着陆接地方案，迫降下滑任务过程结束时，根据着陆接地方案控制固定翼无人机进行着陆接地。提高了固定翼无人机在迫降区域进行迫降着陆时的安全性，降低固定翼无人机在迫降时的损毁率。

可选的，所述控制所述固定翼无人机从所述当前空速调整至滑翔飞行空速之后，还包括：

判断所述固定翼无人机的发动机是否发生起火故障；

若发生起火故障时，则不退出所述迫降程序；

若未发生起火故障时，则执行发动机空中启动程序；

若发动机空中启动成功，则退出所述迫降程序，控制所述固定翼无人机进入正常着陆程序；

若发动机空中未启动，则不退出所述迫降程序。

通过采用上述技术方案，在调整了固定翼无人机的空速之后，由于迫降必然是存在损毁风险的，需要进一步的对是否继续迫降程序进行确定，判断固定翼无人机的发动机是否发生起火故障，如果发生起火故障时，则不退出迫降程序；如果未发生起火故障时，则执行发动机空中启动程序；如果发动机空中启动成功，则退出迫降程序，控制固定翼无人机进入正常着陆程序；如果发动机空中未启动，则不退出迫降程序。能避免迫降就避免，进一步的提高固定翼无人机的安全性。

可选的，所述获取所述固定翼无人机当前空域对应的地面地形信息，包括：

获取所述固定翼无人机的当前经纬度信息；

根据所述当前经纬度信息确定当前位置，以所述当前位置为中心形成预设半径值的当前空域；

将所述当前空域映射到地面，得到当前地面范围；

通过地理信息系统和/或卫星图像信息得到所述当前地面范围的地面地形信息。

通过采用上述技术方案，通过固定翼无人机上装载的经纬度仪器，可以得到固定翼无人机的当前经纬度信息，根据当前经纬度信息确定当前位置，以当前位置为中心，以预设半径值作为半径，划分出当前空域，将当前空域映射到地面，得到当前地面范围，既可以通过地理信息系统，也可以通过卫星图像信息，还可以通过地理信息系统和卫星图像信息结合，得到当前地面范围的地面地形信息。

可选的，所述根据所述地面地形信息选择迫降区域，并根据所述迫降区域执行迫降下滑任务，包括：

根据所述地面地形信息从所述当前地面范围中选择满足迫降条件的区域，作为迫降待选区域，所述迫降待选区域至少为一个；

从所述迫降待选区域中选择与所述固定翼无人机距离最近的作为迫降区域；

获取所述固定翼无人机的航向信息，根据所述航向信息确定当前航向；

判断所述当前航向与所述迫降区域的航向偏差角度是否小于预设偏差值；

若小于所述预设偏差值，则将所述固定翼无人机的当前位置与所述迫降区域的连线作为迫降下滑线，并得到所述迫降下滑线的默认下滑轨迹角；

若不小于所述预设偏差值，则调整所述固定翼无人机的航向，使得调整后的航向与所述迫降区域的航向偏差角度小于所述预设偏差值，将航向调整后的所述固定翼无人机的位置与所述迫降区域的连线作为迫降下滑线，并得到所述迫降下滑线的默认下滑轨迹角；

根据所述迫降下滑线及所述默认下滑轨迹角执行迫降下滑任务。

通过采用上述技术方案，根据地面地形信息从当前地面范围中选择出迫降区域后，先判断当前航向是否能够达到迫降区域，小于预设偏差值，就将固定翼无人机的当前位置与迫降区域的连线作为迫降下滑线，得到默认下滑轨迹角；如果不小于预设偏差值，就先调整固定翼无人机的航向，再得到迫降下滑线和默认下滑轨迹角，按照迫降下滑线及默认下滑轨迹角执行迫降下滑任务。

可选的，所述根据所述迫降下滑线及所述默认下滑轨迹角执行迫降下滑任务，包括：

获取所述固定翼无人机相对所述迫降区域的实时高度值；

当所述实时高度值大于第一预设高度值时，生成盘旋降高指令，根据所述盘旋降高指令控制所述固定翼无人机盘旋降高至第二预设高度值；

当所述实时高度值等于所述第二预设高度值时，控制汽油选择开关或汽油通路开关关闭，并控制发电机停止工作，使得所述发电机停止为所述固定翼无人机的传感器设备供电；

当所述实时高度值小于所述第二预设高度值时，根据无动力进近下滑控制策略，跟踪所述迫降下滑线及所述默认下滑轨迹角进行迫降。

通过采用上述技术方案，在迫降下滑任务的过程中，还需要在第一预设高度值之上进行盘旋降高，以降低固定翼无人机俯冲的冲击力，直到降低到第二预设高度值时，通过控制汽油选择开关或汽油通路开关关闭，切断发电机的供油，从而控制发电机停止工作，使得发电机停止为固定翼无人机的传感器设备供电，传感器设备失去供电后关机，避免传感器设备在迫降着陆的时候受到冲击被迫关机，导致数据丢失，再根据无动力进近下滑控制策略，跟踪迫降下滑线及默认下滑轨迹角进行迫降。

可选的，所述根据所述区域面积信息、所述区域地面湿软度信息及所述区域地势走向信息，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案，包括：

根据所述区域面积信息确定所述迫降区域的空间大小；

根据所述区域地面湿软度信息确定所述迫降区域的地面湿软属性；

根据所述区域地势走向信息确定所述迫降区域的坡度走向；

根据所述空间大小、所述地面湿软属性及所述坡度走向，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案。

通过采用上述技术方案，根据区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，分别能够确定空间大小、地面湿软属性及坡度走向，通过空间大小、地面湿软属性及坡度走向制定固定翼无人机的着陆接地方案，使得固定翼无人机在着陆时更加安全。

可选的，所述根据所述空间大小、所述地面湿软属性及所述坡度走向，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案，包括：

根据所述空间大小判断相对于所述固定翼无人机的尺寸数据是否空间狭小；

若是空间狭小，则生成所述固定翼无人机的着陆接地方案为侧滑接地；

若不是空间狭小，则根据所述地面湿软属性判断所述迫降区域是否为湿软地带；

若是湿软地带，则生成所述固定翼无人机的着陆接地方案为侧滑接地；

若不是湿软地带，则根据所述坡度走向生成所述固定翼无人机的着陆接地方案为机头向坡度高的方向接地。

通过采用上述技术方案，根据空间大小确定了空间狭小的情况下，为了避免撞毁，需要在固定翼无人机着地的时候，着陆接地方案为侧滑接地；在空间较大时，如果是湿软地带，着陆接地方案也是侧滑接地，防止前轮陷入湿软地带，导致固定翼无人机倒立；地面不是湿软地带时，根据坡度走向，让固定翼无人机的机头向坡度高的方向接地，借助地形坡度使得固定翼无人机能够更快静止。

可选的，所述根据所述着陆接地方案，控制所述固定翼无人机进行着陆接地之前，还包括：

当所述固定翼无人机的实时高度值处于接地前高度段内时，生成拉平指令；

根据所述拉平指令控制所述固定翼无人机执行拉平任务。

通过采用上述技术方案，接地前高度段是着陆前的一段高度，在固定翼无人机的实时高度值处于接地前高度段内时，生成拉平指令，根据拉平指令控制固定翼无人机执行拉平任务，使得固定翼无人机能够以较大攻角和较小速度接地，接地过程更加安全。

可选的，所方法还包括：

当检测到所述固定翼无人机接地时，生成蓄电池断开指令；

根据所述蓄电池断开指令控制蓄电池断开供电。

通过采用上述技术方案，固定翼无人机接地时，生成蓄电池断开指令，根据蓄电池断开指令控制蓄电池断开供电，从而保证固定翼无人机的电池和电路安全。

第二方面，本申请提供一种固定翼无人机的迫降系统，采用如下的技术方案：

获取模块、空速控制模块、迫降控制模块及着陆接地控制模块；

当固定翼无人机进入迫降程序时，所述获取模块获取所述固定翼无人机的当前空速；

所述空速控制模块控制所述固定翼无人机从所述当前空速调整至滑翔飞行空速；

所述获取模块获取所述固定翼无人机当前空域对应的地面地形信息；

所述迫降控制模块根据所述地面地形信息选择迫降区域，并根据所述迫降区域执行迫降下滑任务；

执行所述迫降下滑任务过程中，所述着陆接地控制模块采集所述迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息；根据所述区域面积信息、所述区域地面湿软度信息及所述区域地势走向信息，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案；当所述迫降下滑任务过程结束时，根据所述着陆接地方案，控制所述固定翼无人机进行着陆接地。

通过采用上述技术方案，固定翼无人机在飞行过程中，不能以正常程序进行降落时，进入迫降程序，在进行迫降的时候，空速控制模块将固定翼无人机的空速控制在滑翔飞行空速，获取模块确定当前空域的下方对应的地面地形信息，迫降控制模块选择迫降区域，执行迫降下滑任务过程中时，着陆接地控制模块采集迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，由于迫降区域是根据地面地形信息选择出的，只能得到大致范围的地面情况，在涉及到迫降最后的着陆时，迫降区域的具体细节是没有的，而且在迫降区域选择的时候，固定翼无人机所处的高度较高，是无法通过摄像头等设备采集到具体的地面细节的，因此，在迫降下滑任务的过程中，结合迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，生成固定翼无人机的着陆接地方案，迫降下滑任务过程结束时，根据着陆接地方案控制固定翼无人机进行着陆接地。可以提高固定翼无人机在迫降区域进行迫降着陆时的安全性，降低固定翼无人机在迫降时的损毁率。

附图说明

图1是本申请的固定翼无人机的迫降方法的流程示意图。

图2是本申请的是否退出迫降程序的流程示意图。

图3是本申请的获取固定翼无人机的当前空域对应的地面地形信息的流程示意图。

图4是本申请的选择迫降区域执行迫降下滑任务的流程示意图。

图5是本申请的执行迫降下滑任务的流程示意图。

图6是本申请的生成着陆接地方案的流程示意图。

图7是本申请的固定翼无人机的迫降系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种固定翼无人机的迫降方法。

参照图1，该方法包括：

101，当固定翼无人机进入迫降程序时，获取固定翼无人机的当前空速。

其中，固定翼无人机在飞行过程中，可能出现飞机机械、电气设备失灵、飞机迷航、燃料用尽或天气条件突然变坏等意外情况，此时不能以正常程序进行降落，需要进入迫降程序，但是针对无人操作的情况，需要进行迫降策略的制定，提高迫降过程的安全性，降低无人机的损毁概率。首先可以通过空速仪的指示得到固定翼无人机的当前空速。

102，控制固定翼无人机从当前空速调整至滑翔飞行空速。

其中，在进行迫降的时候，最好将固定翼无人机的空速控制在滑翔飞行空速，滑翔飞行空速是采用已有的历史经验数据，比较适用于固定翼无人机在滑翔过程中降低高度，例如，滑翔飞行空速为160kM/h。因此，需要控制固定翼无人机从当前空速调整至滑翔飞行空速。

103，获取固定翼无人机的当前空域对应的地面地形信息。

其中，确定固定翼无人机所处的空域，作为当前空域，由于迫降采用的是就近原则，那么需要先确定当前空域的下方对应的地面地形信息。

104，根据地面地形信息选择迫降区域，并根据迫降区域执行迫降下滑任务。

其中，由于当前空域下方对应的地面是有较大的面积的，可能有山地、水面、农田及公路等等地形地貌，针对固定翼无人机迫降的需求，需要选择适合着陆的地方降落，因此，根据地面地形信息选择迫降区域，在确定了迫降区域之后，控制固定翼无人机向迫降区域进行迫降下滑任务。

105，执行迫降下滑任务过程中，采集迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息。

其中，由于迫降区域是根据地面地形信息选择出的，只能得到大致范围的地面情况，在涉及到迫降最后的着陆时，迫降区域的具体细节是没有的，而且在迫降区域选择的时候，固定翼无人机所处的高度较高，是无法通过摄像头等设备采集到具体的地面细节的，因此，需要执行迫降下滑任务的过程中，即距离迫降区域的高度比较小的情况下，可以通过摄像头等仪器采集到迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息。

106，根据区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，生成固定翼无人机的着陆接地方案。

其中，因为区域面积的大小、区域地面的湿软度、区域地势的走向都会影响到固定翼无人机的着陆成功与否，为了保障固定翼无人机不会在着陆的时候损毁，需要结合区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，生成固定翼无人机的着陆接地方案。

107，当迫降下滑任务过程结束时，根据着陆接地方案，控制固定翼无人机进行着陆接地。

其中，在迫降下滑任务过程结束时，根据着陆接地方案，控制固定翼无人机进行着陆接地。

本实施例的实施原理为：固定翼无人机在飞行过程中，不能以正常程序进行降落时，进入迫降程序，在进行迫降的时候，将固定翼无人机的空速控制在滑翔飞行空速，确定当前空域的下方对应的地面地形信息，选择迫降区域，执行迫降下滑任务过程中，采集迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，由于迫降区域是根据地面地形信息选择出的，只能得到大致范围的地面情况，在涉及到迫降最后的着陆时，迫降区域的具体细节是没有的，而且在迫降区域选择的时候，固定翼无人机所处的高度较高，是无法通过摄像头等设备采集到具体的地面细节的，因此，在迫降下滑任务的过程中，结合迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，生成固定翼无人机的着陆接地方案，迫降下滑任务过程结束时，根据着陆接地方案控制固定翼无人机进行着陆接地。可以提高固定翼无人机在迫降区域进行迫降着陆时的安全性，降低固定翼无人机在迫降时的损毁率。

结合以上图1所示的实施例，在步骤102控制固定翼无人机从当前空速调整至滑翔飞行空速之后，如图2所示，具体执行还包括：

201，判断固定翼无人机的发动机是否发生起火故障。

其中，在进入到迫降程序之后，由于进入迫降程序的条件有很多种，可以是发动机故障、天气等等因素，而如果是发动机故障，但是还能重新启动，则可以正常返航着陆，因此，需要先判断固定翼无人机的发动机是否发生起火故障，如果发生起火故障，执行步骤202；如果未发生起火故障，执行步骤203。

202，不退出迫降程序。

其中，在发动机起火时，毫无疑问，发电机是不能再启动，只能及时的进行迫降，不退出迫降程序。

203，执行发动机空中启动程序。

其中，在发动机没有起火时，执行发动机空中启动程序，如果发动机空中启动成功，执行步骤204；如果发动机空中未启动，执行步骤202。

204，退出迫降程序，控制固定翼无人机进入正常着陆程序。

其中，发动机空中启动成功了，那么表明固定翼无人机还可以继续飞行，那么退出迫降程序，控制固定翼无人机进入正常着陆程序。

本实施例的实施原理为：在调整了固定翼无人机的空速之后，由于迫降必然是存在损毁风险的，需要进一步的对是否继续迫降程序进行确定，主要涉及到的是发动机，只有在发动机没有起火，且发动机能空中启动的情况下，才会退出迫降程序，进行正常着陆程序，能避免迫降就避免，进一步的提高固定翼无人机的安全性。

结合以上图1所示的实施例，步骤103中获取固定翼无人机当前空域对应的地面地形信息，具体执行如图3所示，包括：

301，获取固定翼无人机的当前经纬度信息。

其中，通过固定翼无人机上装载的经纬度仪器，可以得到固定翼无人机的当前经纬度信息。

302，根据当前经纬度信息确定当前位置，以当前位置为中心形成预设半径值的当前空域。

其中，根据当前经纬度信息确定当前位置，以当前位置为中心，以预设半径值作为半径，划分出当前空域，预设半径值可以是固定值，例如，10km，也可以是根据固定翼无人机所在的高度、滑翔飞行空速得到的。如果预设半径值较大没有意义，较小则无法选择出合适的迫降区域。

303，将当前空域映射到地面，得到当前地面范围。

其中，在确定当前空域后，将当前空域映射到地面，得到当前地面范围。

304，通过地理信息系统和/或卫星图像信息得到当前地面范围的地面地形信息。

其中，地理信息系统是由国家或地方的测绘局进行实际勘察得到的，也可以是通过其他方式得到的，卫星图像信息是通过轨道卫星进行视频拍照生成的，既可以通过地理信息系统，也可以通过卫星图像信息，还可以通过地理信息系统和卫星图像信息结合，得到当前地面范围的地面地形信息。

本实施例的实施原理为：通过固定翼无人机上装载的经纬度仪器，可以得到固定翼无人机的当前经纬度信息，根据当前经纬度信息确定当前位置，以当前位置为中心，以预设半径值作为半径，划分出当前空域，将当前空域映射到地面，得到当前地面范围，既可以通过地理信息系统，也可以通过卫星图像信息，还可以通过地理信息系统和卫星图像信息结合，得到当前地面范围的地面地形信息。

结合以上图1所示的实施例，步骤104中根据地面地形信息选择迫降区域，并根据迫降区域执行迫降下滑任务，具体执行如图4所示，包括：

401，根据地面地形信息从当前地面范围中选择满足迫降条件的区域，作为迫降待选区域。

其中，固定翼无人机的迫降条件最好是平坦、宽阔、靠近公路或村庄地带，尽量减少人员财产损失，并且保证地面适合迫降，根据地面地形信息从当前地面范围中选择满足迫降条件的区域，作为迫降待选区域，迫降待选区域至少为一个。

402，从迫降待选区域中选择与固定翼无人机距离最近的作为迫降区域。

其中，如果迫降待选区域有多个的时候，从多个迫降待选区域中选择与固定翼无人机距离最近的作为迫降区域。

403，获取固定翼无人机的航向信息，根据航向信息确定当前航向。

404，判断当前航向与迫降区域的航向偏差角度是否小于预设偏差值。

其中，当前航向表示的是固定翼无人机的飞行方向，以直线为标准，判断固定翼无人机按照当前航向飞行是否能够达到迫降区域，偏差角度称为航向偏差角度，预设偏差值可以是10°。航向偏差角度小于10°，执行步骤405；航向偏差角度不小于10°，执行步骤406。

405，将固定翼无人机的当前位置与迫降区域的连线作为迫降下滑线，并得到迫降下滑线的默认下滑轨迹角。

其中，固定翼无人机的当前位置与迫降区域的连线作为迫降下滑线，并得到迫降下滑线的默认下滑轨迹角，默认下滑轨迹角一般为-7.5°。

406，调整固定翼无人机的航向，使得调整后的航向与迫降区域的航向偏差角度小于预设偏差值，将航向调整后的固定翼无人机的位置与迫降区域的连线作为迫降下滑线，并得到迫降下滑线的默认下滑轨迹角。

407，根据迫降下滑线及默认下滑轨迹角执行迫降下滑任务。

本实施例的实施原理为：根据地面地形信息从当前地面范围中选择出迫降区域后，先判断当前航向是否能够达到迫降区域，小于预设偏差值，就将固定翼无人机的当前位置与迫降区域的连线作为迫降下滑线，得到默认下滑轨迹角；如果不小于预设偏差值，就先调整固定翼无人机的航向，再得到迫降下滑线和默认下滑轨迹角，按照迫降下滑线及默认下滑轨迹角执行迫降下滑任务。

结合以上图4所示的实施例，步骤407中根据根据迫降下滑线及默认下滑轨迹角执行迫降下滑任务，具体执行如图5所示：

501，获取固定翼无人机相对迫降区域的实时高度值。

其中，固定翼无人机在开始迫降的过程中，实时获取当前的高度值，并与迫降区域进行比较，得到实时高度值。

502，当实时高度值大于第一预设高度值时，生成盘旋降高指令，根据盘旋降高指令控制固定翼无人机盘旋降高至第二预设高度值。

其中，当实时高度值大于第一预设高度值时，第一预设高度值预先设置为100m，生成盘旋降高指令，根据盘旋降高指令控制固定翼无人机盘旋降高至第二预设高度值，第二预设高度值预先设置为50m。

503，当实时高度值等于第二预设高度值时，控制汽油选择开关或汽油通路开关关闭，并控制发电机停止工作。

其中，实时高度值等于第二预设高度值时，控制汽油选择开关或汽油通路开关关闭，切断发电机的供油，并控制发电机停止工作，使得发电机停止为固定翼无人机的传感器设备供电，传感器设备失去供电后关机，传感器设备可以是主惯导传感器或备惯导传感器等需要供电运行的电子器件及设备。

504，当实时高度值小于第二预设高度值时，根据无动力进近下滑控制策略，跟踪迫降下滑线及默认下滑轨迹角进行迫降。

其中，当实时高度值小于第二预设高度值时，根据无动力进近下滑控制策略，跟踪迫降下滑线及默认下滑轨迹角进行迫降。

本实施例的实施原理为：在执行迫降下滑任务时，需要依据实时高度值，实时高度值大于第一预设高度值时，控制固定翼无人机盘旋降高至第二预设高度值，通过控制汽油选择开关或汽油通路开关关闭，切断发电机的供油，从而控制发电机停止工作，使得发电机停止为固定翼无人机的传感器设备供电，当实时高度值小于第二预设高度值时，根据无动力进近下滑控制策略，跟踪迫降下滑线及默认下滑轨迹角进行迫降。使得迫降下滑任务的过程中固定翼无人机能够顺利降低高度，提高迫降下滑过程的安全性，在第二预设高度值时，通过停止供电让传感器设备先关机，避免传感器设备在迫降着陆的时候受到冲击被迫关机，导致数据丢失。

结合以上图1所示的实施例，步骤105中根据区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，生成固定翼无人机的着陆接地方案，具体执行如图6所示，包括：

601，根据区域面积信息确定迫降区域的空间大小。

其中，区域面积信息表示具体可以是迫降区域的长度值和宽度值，以固定翼无人机迫降的方向作为长度值，依据长度值和宽度值就能直到迫降区域的空间大小，空间大小可以衡量是否能够容下固定翼无人机。

602，根据区域地面湿软度信息确定迫降区域的地面湿软属性。

其中，根据区域地面湿软度信息确定迫降区域的地面湿软属性，地面湿软属性分为湿软地带和非湿软地带，湿软地带是稻田、湿地、雪地等等，非湿软地带是道路等。

603，根据区域地势走向信息确定迫降区域的坡度走向。

其中，根据区域地势走向信息确定迫降区域的坡度走向，坡度走向表明迫降区域不是平地，而是有一定坡度的。

604，根据空间大小判断相对于固定翼无人机的尺寸数据是否空间狭小。

其中，先根据空间大小判断相对于固定翼无人机的尺寸数据是否空间狭小，例如，固定翼无人机的翼展是5m，空间大小的宽度是5.5m，那么就表明空间狭小，可能撞毁，如果空间狭小，执行步骤605；如果是在平坦的地面，不是空间狭小，执行步骤606。

605，生成固定翼无人机的着陆接地方案为侧滑接地。

其中，在空间狭小的情况下，为了避免撞毁，需要在固定翼无人机着地的时候，在接地前，控制方向舵使固定翼无人机侧滑接地，侧滑接地的时候占用空间减小了，降低撞毁的风险。

606，根据地面湿软属性判断迫降区域是否为湿软地带。

其中，空间较大时，根据地面湿软属性判断迫降区域是否为湿软地带，如果是湿软地带，执行步骤605，在地面是湿软地带时，为了防止固定翼无人机在着落接地时，前轮陷入湿软地带，导致倒立，同样需要侧滑接地；如果不是湿软地带，执行步骤607。

607，根据坡度走向生成固定翼无人机的着陆接地方案为机头向坡度高的方向接地。

其中，地面不是湿软地带时，根据坡度走向，让固定翼无人机的机头向坡度高的方向接地，借助地形坡度使得固定翼无人机能够更快静止。

本实施例的实施原理为：根据区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，分别能够确定空间大小、地面湿软属性及坡度走向，通过空间大小、地面湿软属性及坡度走向制定固定翼无人机的着陆接地方案，使得固定翼无人机在着陆时更加安全；

根据空间大小确定了空间狭小的情况下，为了避免撞毁，需要在固定翼无人机着地的时候，着陆接地方案为侧滑接地；在空间较大时，如果是湿软地带，着陆接地方案也是侧滑接地，防止前轮陷入湿软地带，导致固定翼无人机倒立；地面不是湿软地带时，根据坡度走向，让固定翼无人机向坡度高的方向接地，借助地形坡度使得固定翼无人机能够更快静止。

本申请的优选方案中，根据着陆接地方案，控制固定翼无人机进行着陆接地之前，还包括：

当固定翼无人机的实时高度值处于接地前高度段内时，生成拉平指令；

根据拉平指令控制固定翼无人机执行拉平任务。

本实施例的实施原理为：接地前高度段是着陆前的一段高度，一般是8-10m，在固定翼无人机的实时高度值处于接地前高度段内时，生成拉平指令，根据拉平指令控制固定翼无人机执行拉平任务，使得固定翼无人机能够以较大攻角和较小速度接地，接地过程更加安全。

本申请的优选方案中，在接地的时候，还包括：

当检测到固定翼无人机接地时，生成蓄电池断开指令；

根据蓄电池断开指令控制蓄电池断开供电。

本实施例的实施原理为：固定翼无人机接地时，生成蓄电池断开指令，根据蓄电池断开指令控制蓄电池断开供电，从而保证固定翼无人机的电池和电路安全。

在以上实施例中详细介绍了固定翼无人机的迫降方法，下面通过实施例对应用以上方法的固定翼无人机的迫降系统进行说明，如图7所示，本申请提供一种固定翼无人机的迫降系统，包括：

获取模块701、空速控制模块702、迫降控制模块703及着陆接地控制模块704；

当固定翼无人机进入迫降程序时，获取模块701获取固定翼无人机的当前空速；

空速控制模块702控制固定翼无人机从当前空速调整至滑翔飞行空速；

获取模块701获取固定翼无人机当前空域对应的地面地形信息；

迫降控制模块703根据地面地形信息选择迫降区域，并根据迫降区域执行迫降下滑任务；

执行迫降下滑任务过程中，着陆接地控制模块704采集迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息；根据区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，生成固定翼无人机的着陆接地方案；当迫降下滑任务过程结束时，根据着陆接地方案，控制固定翼无人机进行着陆接地。

本实施例的实施原理为：固定翼无人机在飞行过程中，不能以正常程序进行降落时，进入迫降程序，在进行迫降的时候，空速控制模块702将固定翼无人机的空速控制在滑翔飞行空速，获取模块701确定当前空域的下方对应的地面地形信息，迫降控制模块703选择迫降区域，执行进行迫降下滑任务时，着陆接地控制模块704采集迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，由于迫降区域是根据地面地形信息选择出的，只能得到大致范围的地面情况，在涉及到迫降最后的着陆时，迫降区域的具体细节是没有的，而且在迫降区域选择的时候，固定翼无人机所处的高度较高，是无法通过摄像头等设备采集到具体的地面细节的，因此，在迫降下滑任务的过程中，结合迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息，生成固定翼无人机的着陆接地方案，迫降下滑任务过程结束时，根据着陆接地方案控制固定翼无人机进行着陆接地。可以提高固定翼无人机在迫降区域进行迫降着陆时的安全性，降低固定翼无人机在迫降时的损毁率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (4)

1.一种固定翼无人机的迫降方法，其特征在于，包括：

当固定翼无人机进入迫降程序时，获取所述固定翼无人机的当前空速；

控制所述固定翼无人机从所述当前空速调整至滑翔飞行空速；

获取所述固定翼无人机当前空域对应的地面地形信息；

根据所述地面地形信息选择迫降区域，并根据所述迫降区域执行迫降下滑任务；

执行所述迫降下滑任务过程中，采集所述迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息；

根据所述区域面积信息、所述区域地面湿软度信息及所述区域地势走向信息，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案；

当所述迫降下滑任务过程结束时，根据所述着陆接地方案，控制所述固定翼无人机进行着陆接地；

所述控制所述固定翼无人机从所述当前空速调整至滑翔飞行空速之后，还包括：

判断所述固定翼无人机的发动机是否发生起火故障；

若发生起火故障时，则不退出所述迫降程序；

若未发生起火故障时，则执行发动机空中启动程序；

若发动机空中启动成功，则退出所述迫降程序，控制所述固定翼无人机进入正常着陆程序；若发动机空中未启动，则不退出所述迫降程序；

所述获取所述固定翼无人机当前空域对应的地面地形信息，包括：

获取所述固定翼无人机的当前经纬度信息；

根据所述当前经纬度信息确定当前位置，以所述当前位置为中心形成预设半径值的当前空域；将所述当前空域映射到地面，得到当前地面范围；

通过地理信息系统和/或卫星图像信息得到所述当前地面范围的地面地形信息；

所述根据所述地面地形信息选择迫降区域，并根据所述迫降区域执行迫降下滑任务，包括：根据所述地面地形信息从所述当前地面范围中选择满足迫降条件的区域，作为迫降待选区域，所述迫降待选区域至少为一个；

从所述迫降待选区域中选择与所述固定翼无人机距离最近的作为迫降区域；

获取所述固定翼无人机的航向信息，根据所述航向信息确定当前航向；

判断所述当前航向与所述迫降区域的航向偏差角度是否小于预设偏差值；

若小于所述预设偏差值，则将所述固定翼无人机的当前位置与所述迫降区域的连线作为迫降下滑线，并得到所述迫降下滑线的默认下滑轨迹角；

若不小于所述预设偏差值，则调整所述固定翼无人机的航向，使得调整后的航向与所述迫降区域的航向偏差角度小于所述预设偏差值，将航向调整后的所述固定翼无人机的位置与所述迫降区域的连线作为迫降下滑线，并得到所述迫降下滑线的默认下滑轨迹角；

根据所述迫降下滑线及所述默认下滑轨迹角执行迫降下滑任务；

所述根据所述迫降下滑线及所述默认下滑轨迹角执行迫降下滑任务，包括：

获取所述固定翼无人机相对所述迫降区域的实时高度值；

当所述实时高度值大于第一预设高度值时，生成盘旋降高指令，根据所述盘旋降高指令控制所述固定翼无人机盘旋降高至第二预设高度值；

当所述实时高度值等于所述第二预设高度值时，控制汽油选择开关或汽油通路开关关闭，并控制发电机停止工作，使得所述发电机停止为所述固定翼无人机的传感器设备供电；

当所述实时高度值小于所述第二预设高度值时，根据无动力进近下滑控制策略，跟踪所述迫降下滑线及所述默认下滑轨迹角进行迫降；

所述根据所述区域面积信息、所述区域地面湿软度信息及所述区域地势走向信息，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案，包括：

根据所述区域面积信息确定所述迫降区域的空间大小；

根据所述区域地面湿软度信息确定所述迫降区域的地面湿软属性；

根据所述区域地势走向信息确定所述迫降区域的坡度走向；

根据所述空间大小、所述地面湿软属性及所述坡度走向，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案；

所述根据所述空间大小、所述地面湿软属性及所述坡度走向，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案，包括：

根据所述空间大小判断相对于所述固定翼无人机的尺寸数据是否空间狭小；

若是空间狭小，则生成所述固定翼无人机的着陆接地方案为侧滑接地；

若不是空间狭小，则根据所述地面湿软属性判断所述迫降区域是否为湿软地带；

若是湿软地带，则生成所述固定翼无人机的着陆接地方案为侧滑接地；

若不是湿软地带，则根据所述坡度走向生成所述固定翼无人机的着陆接地方案为机头向坡度高的方向接地。

2.根据权利要求1所述的固定翼无人机的迫降方法，其特征在于，所述根据所述着陆接地方案，控制所述固定翼无人机进行着陆接地之前，还包括：

当所述固定翼无人机的实时高度值处于接地前高度段内时，生成拉平指令；

根据所述拉平指令控制所述固定翼无人机执行拉平任务。

3.根据权利要求1所述的固定翼无人机的迫降方法，其特征在于，所方法还包括：

当检测到所述固定翼无人机接地时，生成蓄电池断开指令；

根据所述蓄电池断开指令控制蓄电池断开供电。

4.一种固定翼无人机的迫降系统，其特征在于，包括：

获取模块、空速控制模块、迫降控制模块及着陆接地控制模块；

当固定翼无人机进入迫降程序时，所述获取模块获取所述固定翼无人机的当前空速；

所述空速控制模块控制所述固定翼无人机从所述当前空速调整至滑翔飞行空速；

所述获取模块获取所述固定翼无人机当前空域对应的地面地形信息；

所述迫降控制模块根据所述地面地形信息选择迫降区域，并根据所述迫降区域执行迫降下滑任务；

执行所述迫降下滑任务过程中，所述着陆接地控制模块采集所述迫降区域的区域面积信息、区域地面湿软度信息及区域地势走向信息；根据所述区域面积信息、所述区域地面湿软度信息及所述区域地势走向信息，生成所述固定翼无人机的着陆接地方案；当所述迫降下滑任务过程结束时，根据所述着陆接地方案，控制所述固定翼无人机进行着陆接地；

所述系统还包括：

迫降程序模块，用于判断所述固定翼无人机的发动机是否发生起火故障；若发生起火故障时，则不退出所述迫降程序；若未发生起火故障时，则执行发动机空中启动程序；若发动机空中启动成功，则退出所述迫降程序，控制所述固定翼无人机进入正常着陆程序；若发动机空中未启动，则不退出所述迫降程序；

所述获取模块，具体用于获取所述固定翼无人机的当前经纬度信息；根据所述当前经纬度信息确定当前位置，以所述当前位置为中心形成预设半径值的当前空域；将所述当前空域映射到地面，得到当前地面范围；通过地理信息系统和/或卫星图像信息得到所述当前地面范围的地面地形信息；

所述迫降控制模块，具体用于根据所述地面地形信息从所述当前地面范围中选择满足迫降条件的区域，作为迫降待选区域，所述迫降待选区域至少为一个；从所述迫降待选区域中选择与所述固定翼无人机距离最近的作为迫降区域；获取所述固定翼无人机的航向信息，根据所述航向信息确定当前航向；判断所述当前航向与所述迫降区域的航向偏差角度是否小于预设偏差值；若小于所述预设偏差值，则将所述固定翼无人机的当前位置与所述迫降区域的连线作为迫降下滑线，并得到所述迫降下滑线的默认下滑轨迹角；若不小于所述预设偏差值，则调整所述固定翼无人机的航向，使得调整后的航向与所述迫降区域的航向偏差角度小于所述预设偏差值，将航向调整后的所述固定翼无人机的位置与所述迫降区域的连线作为迫降下滑线，并得到所述迫降下滑线的默认下滑轨迹角；获取所述固定翼无人机相对所述迫降区域的实时高度值；当所述实时高度值大于第一预设高度值时，生成盘旋降高指令，根据所述盘旋降高指令控制所述固定翼无人机盘旋降高至第二预设高度值；当所述实时高度值等于所述第二预设高度值时，控制汽油选择开关或汽油通路开关关闭，并控制发电机停止工作，使得所述发电机停止为所述固定翼无人机的传感器设备供电；当所述实时高度值小于所述第二预设高度值时，根据无动力进近下滑控制策略，跟踪所述迫降下滑线及所述默认下滑轨迹角进行迫降；

所述着陆接地控制模块，还用于根据所述区域面积信息确定所述迫降区域的空间大小；根据所述区域地面湿软度信息确定所述迫降区域的地面湿软属性；根据所述区域地势走向信息确定所述迫降区域的坡度走向；根据所述空间大小判断相对于所述固定翼无人机的尺寸数据是否空间狭小；若是空间狭小，则生成所述固定翼无人机的着陆接地方案为侧滑接地；

若不是空间狭小，则根据所述地面湿软属性判断所述迫降区域是否为湿软地带；若是湿软地带，则生成所述固定翼无人机的着陆接地方案为侧滑接地；若不是湿软地带，则根据所述坡度走向生成所述固定翼无人机的着陆接地方案为机头向坡度高的方向接地。

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