CN109582035A - 一种飞行器航迹导航方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种飞行器航迹导航方法、装置及电子设备，涉及无人机技术领域，飞行器在飞行过程中遇到突发状况导致偏离航线时，可以及时准确地控制飞行器回到原来的航线，有效的规避飞行风险。其中方法包括：获取飞行器当前的偏离航迹信息和所述飞行器对应的目标航迹信息；利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径；控制所述飞行器按照所述优化圆弧路径实现所述目标航线的转换。本申请适用于飞行器的航迹导航。

Description

一种飞行器航迹导航方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其是涉及到一种飞行器航迹导航方法、装置及电子设备。

背景技术

随着科技智能化的发展，飞行器以其方便、快捷的特点逐步应用到各个领域，但当飞行器在自主飞行过程中，遇到外部环境扰动或其他特殊状况时，可能会出现偏离预设轨迹的情况，如不及时进行航迹校正，可能会引发安全问题。故为飞行器配置一个精准的航迹导航系统，是非常重要的，它能在遇到突发状况时，及时准确地控制飞行器回到原来的航线，进而有效的规避飞行风险。

现阶段飞行器航迹导航主要采用L1算法，通过飞机当前状态(速度、位置等)计算得到飞向指定航线的侧向过载，从而计算得到相应的滚转指令，实现飞行器沿航迹飞行。

然而，L1算法计算得到的飞行器滚转角指令，只能通过简单的限幅处理来防止飞机姿态超限，且当遇到航路点转换或航线规划不合理时，很容易使飞行器按照最大滚转角度进行控制，当飞行器处于最大滚转角时，会造成飞行器升力下降、耗能增加、无法预知飞行航迹，进而在一定程度上影响飞行器安全和实际飞行任务执行的完成度。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种飞行器航迹导航方法、装置及电子设备，主要目的在于解决在飞行器调整航线过程中，只通过简单限幅处理、防止飞机姿态超限的方法，容易使飞行器按照较大的滚转角度进行控制，进而可能会造成飞行器升力下降、耗能增加、产生无法预知的飞行风险的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种飞行器航迹导航方法，该方法包括：

获取飞行器当前的偏离航迹信息和所述飞行器对应的目标航迹信息；

利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径；

控制所述飞行器按照所述优化圆弧路径实现所述目标航线的转换。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种飞行器航迹导航装置，该装置包括：

获取单元，用于获取飞行器当前的偏离航迹信息和所述飞行器对应的目标航迹信息；

规划单元，用于利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径；

控制单元，用于控制所述飞行器按照所述优化圆弧路径实现所述目标航线的转换。

根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述飞行器航迹导航方法。

根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种电子设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述飞行器航迹导航方法。

根据本申请实施例的第五个方面，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行时实现上述飞行器航迹导航方法。

根据本发明实施例的第六个方面，还提供了一种计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述飞行器航迹导航方法。

借由上述技术方案，本申请实施例提供的一种飞行器航迹导航方法、装置及电子设备，与目前通过简单的限幅处理来防止飞行器姿态超限的方式相比，本申请利用飞行器的最小转弯半径规则，规划飞行器从偏离航迹信息中当前偏离航线转换到目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径，控制飞行器按照优化圆弧路径实现目标航线的转换，即通过限制飞行器最小转弯半径进一步限制最大滚转角，从而降低飞行器在滚转过程中的风险；避免了飞行器按照较大滚转角度进行控制，使飞行器升力下降、耗能增加的问题，增强了飞行器飞行的可控性以及安全性。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的一种飞行器航迹导航方法的流程示意图；

图2示出了本申请实施例提供的另一种飞行器航迹导航方法的流程示意图；

图3示出了本申请实施例提供的飞行器航迹导航的实例示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种飞行器航迹导航装置的结构示意图；

图5示出了本申请实施例提供的另一种飞行器航迹导航装置的结构示意图；

图6示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请实施例及实施例中的特征可以相互组合。

针对现有技术中通过L1算法计算得到飞机的滚转角指令，实现飞行器延航迹飞行，容易导致飞行器按照最大滚转角度进行控制，使飞行器升力下降、耗能增加的问题，本实施例提供了一种飞行器航迹导航方法，可以用于飞行器的飞行控制器、控制终端以及与飞行控制器或控制终端进行数据交换的服务器，可以避免飞行器按照最大滚转角度进行控制，从而增强飞行器飞行的安全性，如图1所示，该方法包括：

101、获取飞行器当前的偏离航迹信息和飞行器对应的目标航迹信息。

其中，偏离航迹信息为由于飞行器受到外部环境扰动或其他原因，导致飞行器偏离预设的航迹，偏离航迹信息主要包括：偏离航线、无人机所处的位置、当前飞行方向、航速等；目标航迹信息为飞行器执行任务前，由地面站控制制定的保证飞行器安全飞行的预设飞行航迹，预设航迹信息，包括：目标航线、目标航向、航速等，目标航线为需要控制飞行器飞回的航线。

102、利用飞行器的最小转弯半径规则，规划飞行器从偏离航迹信息中当前偏离航线转换到目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径。

其中，最小转弯半径规则为以最小转弯半径为半径值，分别做与当前偏离航线和目标航线的相切圆，利用相切圆实现从当前偏离航线转换到目标航线的优化圆弧路径，优化圆弧路径为在所有能实现航迹转换的圆弧路径中最符合实际需求的优选路径，比如路径距离短，转弯少，航线平稳等。需要说明的是，在具体的应用场景中，优化圆弧路径还可由大于最小转弯半径半径值来进一步确定，并不限定于最小转弯半径。

例如，设定无人机最小转弯半径为70米，则按照最小转弯半径规则，以70米为半径值，做与当前偏离航线和目标航线的相切圆，并利用相切圆配置航迹转换的优化圆弧路径。

103、控制飞行器按照优化圆弧路径实现目标航线的转换。

例如，若获取到优化圆弧路径a，则控制飞行器按照圆弧路径a的转换轨迹，实现飞行器从当前偏离航线到目标航线的转换。

通过本实施例中飞行器航迹导航方法，可以提前获取飞行器的实时偏离航迹信息和目标航迹信息，利用飞行器的最小转弯半径规则，规划飞行器从当前偏离航线转换到目标航线的优化圆弧路径，控制飞行器按照优化圆弧路径实现目标航线的最终转换，由于最小转弯半径控制了最大安全滚转角度，故避免了飞行器处于最大滚转角，导致飞行器升力下降、耗能增加的问题，保证了飞行器飞行的安全性，且利用圆弧轨迹实现航迹间的转换，能实现圆弧轨迹与无人机航迹的光滑衔接，使飞行器的转换航迹更为平滑，避免了“急转弯”的发生，也能保证衔接点在飞行航迹上，且飞行方向与目标航向相同，非常的方便有效，提高了飞行器航迹转换的安全可靠性。

进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了完整说明本实施例的具体实施过程，提供了另一种飞行器航迹导航方法，如图2所示，该方法包括：

201、获取飞行器当前的偏离航迹信息和航迹信息。

例如，根据飞行器的飞行数据以及定位系统的显示信息，获取飞行器所在偏离航迹信息航线a和航迹信息b。

202、按照预设公式计算飞行器对应的最小转弯半径。

其中，预设公式为其中，R为最小转弯半径，γ为最大滚转角，v为无人机在偏离航线中的地速矢量，g为重力加速度。假设飞机在平飞时进行转弯，此时飞机的滚转角为γ，则机翼升力L一部分用于抵消重力，一部分用于产生飞机转弯的向心力，因此向心力F＝m*g*tanγ，假设飞机做匀速圆周运动，则由向心力公式得到飞机的最大滚转角可以通过综合考虑飞机的空速、迎角与升力的关系，以及飞机的阻力选取一个安全值得到。

在具体的应用场景中，第一弧形航迹和第二弧形航迹，为与最小半径值形成的圆周具有一定关联的弧形航迹，即可包括由最小半径值确定的一段圆弧或完整的圆，在本实施例中第一弧形航迹对应第一圆形航迹，第二弧形航迹对应第二圆形航迹，但并不限于此，还可包括其他形式的圆弧航迹。

203a、以最小转弯半径作为半径值，确定与偏离航线中的地速矢量相切的顺时针和逆时针的两个第一圆形航迹，以及与目标航迹信息中的目标航向对应向量相切的顺时针和逆时针的两个第二圆形航迹。

在具体的应用场景中，为了更能满足情景设定，飞行器的转换航迹可支持离线规划与在线规划。其中，当飞行器处于离线规划时地速矢量为巡航空速，当飞行器处于飞行在线规划时地速矢量为实时地速。从而可更符合各实际场景需求，得到更加准确的航迹规划结果，保证飞行器安全飞行。

例如，若确定飞行器对应的最小转弯半径为100米，则以100米为半径，确定与地速矢量相切的顺时针第一圆形航迹A1和逆时针第一圆形航迹A2，以及与目标航向对应向量相切的顺时针第二圆形航迹B1和逆时针第二圆形航迹B2。

204a、利用第一圆形航迹和第二圆形航迹规划目标航线转换的圆弧路径。

步骤204a具体可以包括：配置第一圆形航迹中第一顺时针圆形航迹、第一逆时针圆形航迹与第二圆形航迹中第二顺时针圆形航迹、第二逆时针圆形航迹之间的组合关系，其中，每组组合关系中包含一个第一圆形航迹和一个第二圆形航迹；根据第一圆形航迹和第二圆形航迹分别对应的顺、逆时针方向，确定组合关系中第一圆形航迹对应的第一段圆弧和第二圆形航迹对应的第二段圆弧，以及第一段圆弧与第二段圆弧之间的切线；将第一段圆弧、切线、第二段圆弧依次相连构建成的路径确定为航线转换的圆弧路径。

例如，基于步骤203a的实例，确定与地速矢量相切的第一顺时针圆形航迹A1和第一逆时针圆形航迹A2，以及与目标航向对应向量相切的第二顺时针圆形航迹B1和第二逆时针圆形轨迹B2之间的组合关系，可分析出共有四种情况，即A1和B1之间的第一组合关系、A1和B2之间的第二组合关系、A2和B1之间的第三组合关系、A2和B2之间的第四组合关系，根据第一圆形航迹和第二圆形航迹分别对应的顺、逆时针方向，确定组合关系中第一圆形航迹对应的第一段圆弧和第二圆形航迹对应的第二段圆弧，如图3所示，以第二组合关系为例，确定第一顺时针圆形航迹A1对应的第一段圆弧AC，第二逆时针圆形轨迹B2对应的第二段圆弧DB，以及第一段圆弧与第二段圆弧之间的切线CD。将第一段圆弧AC、切线CD、第二段圆弧DB依次相连，构建成的路径，即将路径ACDB确定为第二组合关系对应的航线转换圆弧路径，由此方法确定其他三组组合关系对应的圆弧路径。

205a、从圆弧路径中筛选出最短圆弧路径作为优化圆弧路径。

步骤205a具体可以包括：获取每组组合关系对应的圆弧路径；分析圆弧路径对应的路径距离；判断路径距离中最短的圆弧路径为优化圆弧路径。

例如，基于步骤204a的实例，计算每组中第一段圆弧、第二段圆弧的周长与切线长度的和即为圆弧路径对应的路径距离，判断四组组合关系中路径距离最短的圆弧路径为优化圆弧路径。

通过上述方法，可以根据计算出的最小转弯半径，确定第一圆形航迹和第二圆形航迹，根据第一圆形航迹和第二圆形航迹分别对应的顺、逆时针方向，确定四组组合关系分别对应的圆弧路径，并判断路径距离最短的圆弧路径为最优圆弧路径优化圆弧路径，通过圆弧路径实现航迹的转换，使飞行更加平稳，避免了飞行器在强行恢复到目标航线时的安全问题，而选取最短圆弧路径作为飞行，可以使航迹转换更加高效，进一步节约能源。

与步骤203a并列的步骤203b、利用大于最小转弯半径的半径值来确定第一圆形航迹和第二圆形航迹。

在具体的应用场景中，作为一种优选方式，第一圆形航迹和第二圆形航迹的半径值可选择大于最小转弯半径的数值，根据计算最小转弯半径的预设公式，可判断此时的滚转角始终小于最大滚转角，故能保持飞行器的正常工作，避免能量的过多损耗。

204b、当组合关系中存在第一段圆弧和第二段圆弧相切时，将第一段圆弧和第二段圆弧依次相连构建成的圆弧路径确定为优化圆弧路径。

例如，当第一圆形航迹和第二圆形航迹选取的半径值足够大，在四组组合关系中，存在第一段圆弧和第二段圆弧相切的情况时，可以不考虑两段圆弧之间的切线，直接将两段圆弧拼接构成的“S”形圆弧路径作为优化圆弧路径。

206、控制飞行器按照优化圆弧路径实现目标航线的转换。

例如，若确定圆弧路径ACDB为优化圆弧路径，则以L1算法控制飞行器先按照第一段圆弧AC进行飞行，然后按照第一段圆弧与第二段圆弧之间的切线CD进行直线飞行，再沿第二段圆弧DB进行飞行，从而在实现在B点时满足目标航迹信息的位置、航向要求；若确定第一段圆弧和第二段圆弧组成的“S”形优化圆弧路径，则以L1算法控制飞行器先按照第一段圆弧进行飞行，然后按照第二段圆弧进行飞行，使在第二段圆弧的最后一点符合目标航迹信息的位置、航向要求。

通过上述飞行器航迹导航方法，可以选取最小转弯半径或大于最小转弯半径的半径值确定与地速矢量相切的顺时针和逆时针的两个第一圆形航迹，以及与目标航向对应向量相切的顺时针和逆时针的两个第二圆形航迹，再根据第一圆弧航迹与第二圆弧航迹间的组合关系，确定四组圆形轨迹，选取圆形路径中路径最短的作为优化圆弧路径，控制飞行器按照优化圆弧路径实现对目标航向的转换，通过限制飞机最小转弯半径进一步限制飞行器的最大滚转角，从而降低了飞行器在滚转过程中的风险；增强了飞行器飞行的安全性，保证了航迹任务的完成度。由于限制了飞行器最小转弯半径，故当飞行器在切换航路点时能够明确飞行轨迹，提高任务执行时用户的体验感。并且以圆弧路径作为转换航迹，可以实现圆弧轨迹与无人机航迹的光滑衔接，使飞行器的转换航迹更为平滑，避免了“急转弯”的发生，也能保证衔接点在飞行航迹上，且飞行方向与目标航向相同，非常的方便有效，提高了飞行器航迹转换的准确性。

进一步的，作为图1和图2所示方法的具体实现，本实施例提供了一种无人机航线规划装置，如图4所示，该装置包括：获取单元31、规划单元32、控制单元33。

获取单元31，可用于获取飞行器当前的偏离航迹信息和所述飞行器对应的目标航迹信息；

规划单元32，可用于利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径；

控制单元33，可用于控制所述飞行器按照所述优化圆弧路径实现所述目标航线的转换。

在具体的应用场景中，为了筛选出优化圆弧路径，如图4所示，规划单元32，具体可包括：计算模块321、确定模块322、规划模块323、筛选模块324。

计算模块321，可用于按照预设公式计算所述飞行器对应的最小转弯半径；

确定模块322，可用于以所述最小转弯半径作为半径值，确定与所述偏离航线中的地速矢量相切的顺时针和逆时针的两个第一圆形航迹，以及与所述目标航迹信息中的目标航向对应向量相切的顺时针和逆时针的两个第二圆形航迹；

规划模块323，可用于利用所述第一圆形航迹和所述第二圆形航迹规划所述目标航线转换的圆弧路径；

筛选模块324，可用于从所述圆弧路径中筛选出最短圆弧路径作为所述优化圆弧路径。

相应的，为了构建出航线转换的圆弧路径，如图4所示，规划单元32，具体还包括：配置模块325。

配置模块325，可用于配置所述第一圆形航迹中第一顺时针圆形航迹、第一逆时针圆形航迹与所述第二圆形航迹中第二顺时针圆形航迹、第二逆时针圆形航迹之间的组合关系；

确定模块322，还可用于根据所述第一圆形航迹和所述第二圆形航迹分别对应的顺、逆时针方向，确定所述组合关系中所述第一圆形航迹对应的第一段圆弧和所述第二圆形航迹对应的第二段圆弧，以及所述第一段圆弧与所述第二段圆弧之间的切线；将所述第一段圆弧、所述切线、所述第二段圆弧依次相连构建成的路径确定为所述航线转换的所述圆弧路径。

在具体的应用场景中，为了从圆弧路径中筛选出优化圆弧路径，如图4所示，规划单元32，具体还包括：获取模块326、分析模块327、判断模块328。

获取模块326，可用于获取每组所述组合关系对应的所述圆弧路径；

分析模块327，可用于分析所述圆弧路径对应的的路径距离；

判断模块328，可用于判断所述路径距离中最短的所述圆弧路径为所述优化圆弧路径。

相应的，为了提供更多选择方式，确定模块322，具体还可用于利用大于所述最小转弯半径的半径值来确定所述第一圆形航迹和所述第二圆形航迹；当所述组合关系中存在所述第一段圆弧和所述第二段圆弧相切时，将所述第一段圆弧和所述第二段圆弧依次相连构建成的所述圆弧路径确定为所述优化圆弧路径。

需要说明的是，本实施例提供的一种飞行器航迹导航装置所涉及各功能单元的其他相应描述，可以参考图1至图2的对应描述，在此不再赘述。

基于上述如图1至图2所示方法，相应的，本实施例还提供了一种非易失性存储介质，其上存储有计算机可读指令，该可读指令被处理器执行时实现上述如图1至图2所示的飞行器航迹导航方法。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

基于上述如图1至图2所示的方法和图4、图5所示的虚拟装置实施例，为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种电子设备如图6所示，具体可以为个人计算机、服务器、网络设备等，该电子设备包括总线41、通信接口42、非易失性可读存储介质43和处理器44；非易失性可读存储介质43，用于存储计算机程序45；处理器44，用于执行计算机程序45以实现上述如图1至图2所示的飞行器航迹导航方法；通信接口42用于实现电子设备与外部设备通信；总线41用于耦接通信接口42、非易失性可读存储介质43和处理器44。

可选的，该电子设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(RadioFrequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、WI-FI接口)等。

本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种电子设备结构并不构成对该实体设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

非易失性存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理上述电子设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现非易失性存储介质内部各组件之间的通信，以及与信息处理实体设备中其它硬件和软件之间通信。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现。

通过应用本申请的技术方案，与目前现有技术相比，本申请利用飞行器的最小转弯半径规则，规划飞行器从偏离航迹信息中当前偏离航线转换到目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径，控制飞行器按照优化圆弧路径实现目标航线的转换，即通过限制飞行器最小转弯半径进一步限制最大滚转角，从而降低飞行器在滚转过程中的风险；避免了飞行器按照最大滚转角度进行控制，使飞行器升力下降、耗能增加的问题，增强了飞行器飞行的可控性以及安全性，利用圆弧轨迹实现航迹间的转换，能实现圆弧轨迹与无人机航迹的光滑衔接，使飞行器的转换航迹更为平滑，避免了“急转弯”的发生，也能保证衔接点在飞行航迹上，且飞行方向与目标航向相同，非常的方便有效，提高了飞行器航迹转换的安全可靠性。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。

本发明实施例至少公开了以下技术方案：

1、一种飞行器航迹导航方法，包括：

获取飞行器当前的偏离航迹信息和所述飞行器对应的目标航迹信息；

利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径；

控制所述飞行器按照所述优化圆弧路径实现所述目标航线的转换。

2、根据1所述的方法，所述利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径，具体包括：

按照预设公式计算所述飞行器对应的最小转弯半径；

以所述最小转弯半径作为半径值，确定与所述偏离航线中的地速矢量相切的顺时针和逆时针的两个第一弧形航迹，以及与所述目标航迹信息中的目标航向对应向量相切的顺时针和逆时针的两个第二弧形航迹；

利用所述第一弧形航迹和所述第二弧形航迹规划所述目标航线转换的圆弧路径；

从所述圆弧路径中筛选出最短圆弧路径作为所述优化圆弧路径。

3、根据2所述的方法，所述第一弧形航迹对应第一圆形航迹，所述第二弧形航迹对应第二圆形航迹。

4、根据3所述的方法，所述利用所述第一弧形航迹和所述第二弧形航迹规划所述目标航线转换的圆弧路径，具体包括：

配置所述第一圆形航迹中第一顺时针圆形航迹、第一逆时针圆形航迹与所述第二圆形航迹中第二顺时针圆形航迹、第二逆时针圆形航迹之间的组合关系，其中，每组所述组合关系中包含一个所述第一圆形航迹和一个所述第二圆形航迹；

根据所述第一圆形航迹和所述第二圆形航迹分别对应的顺、逆时针方向，确定所述组合关系中所述第一圆形航迹对应的第一段圆弧和所述第二圆形航迹对应的第二段圆弧，以及所述第一段圆弧与所述第二段圆弧之间的切线；

将所述第一段圆弧、所述切线、所述第二段圆弧依次相连构建成的路径确定为所述航线转换的所述圆弧路径。

5、根据4所述的方法，所述从所述圆弧路径中筛选出最短圆弧路径作为所述优化圆弧路径，具体包括：

获取每组所述组合关系对应的所述圆弧路径；

分析所述圆弧路径对应的的路径距离；

判断所述路径距离中最短的所述圆弧路径为所述优化圆弧路径。

6、根据4所述的方法，所述利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径，具体包括：

利用大于所述最小转弯半径的半径值来确定所述第一圆形航迹和所述第二圆形航迹；

当所述组合关系中存在所述第一段圆弧和所述第二段圆弧相切时，将所述第一段圆弧和所述第二段圆弧依次相连构建成的所述圆弧路径确定为所述优化圆弧路径。

7、根据2所述的方法，当所述飞行器处于离线规划时所述地速矢量为巡航空速，当所述飞行器处于飞行在线规划时所述地速矢量为实时地速。

8、一种飞行器航迹导航装置，包括：

获取单元，用于获取飞行器当前的偏离航迹信息和所述飞行器对应的目标航迹信息；

规划单元，用于利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径；

控制单元，用于控制所述飞行器按照所述优化圆弧路径实现所述目标航线的转换。

9、根据8所述的装置，所述规划单元，具体用于按照预设公式计算所述飞行器对应的最小转弯半径；以所述最小转弯半径作为半径值，确定与所述偏离航线中的地速矢量相切的顺时针和逆时针的两个第一弧形航迹，以及与所述目标航迹信息中的目标航向对应向量相切的顺时针和逆时针的两个第二弧形航迹；利用所述第一弧形航迹和所述第二弧形航迹规划所述目标航线转换的圆弧路径；从所述圆弧路径中筛选出最短圆弧路径作为所述优化圆弧路径。

10、根据9所述的装置，所述所述第一弧形航迹对应第一圆形航迹，所述第二弧形航迹对应第二圆形航迹。

11、根据10所述的装置，所述规划单元，具体还用于配置所述第一圆形航迹中第一顺时针圆形弧航迹、第一逆时针圆形航迹与所述第二圆形航迹中第二顺时针圆形航迹、第二逆时针圆形航迹之间的组合关系，其中，每组所述组合关系中包含一个所述第一圆形航迹和一个所述第二圆形航迹；根据所述第一圆形航迹和所述第二圆形航迹分别对应的顺、逆时针方向，确定所述组合关系中所述第一圆形航迹对应的第一段圆弧和所述第二圆形航迹对应的第二段圆弧，以及所述第一段圆弧与所述第二段圆弧之间的切线；将所述第一段圆弧、所述切线、所述第二段圆弧依次相连构建成的路径确定为所述航线转换的所述圆弧路径。

12、根据11所述的装置，所述规划单元，具体还用于获取每组所述组合关系对应的所述圆弧路径；分析所述圆弧路径对应的的路径距离；判断所述路径距离中最短的所述圆弧路径为所述优化圆弧路径。

13、根据11所述的装置，所述规划单元，具体还用于利用大于所述最小转弯半径的半径值来确定所述第一圆形航迹和所述第二圆形航迹；当所述组合关系中存在所述第一段圆弧和所述第二段圆弧相切时，将所述第一段圆弧和所述第二段圆弧依次相连构建成的所述圆弧路径确定为所述优化圆弧路径。

14、根据9所述的装置，当所述飞行器处于所述离线规划时所述地速矢量为巡航空速，当所述飞行器处于飞行在线规划时所述地速矢量为实时地速。

15、一种存储介质，其上存储有计算机程序，程序被计算机执行时实现1至7中任一项的飞行器航迹导航方法。

16、一种电子设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上可用在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现1至7中任一项的飞行器航迹导航方法。

Claims (10)

1.一种飞行器航迹导航方法，其特征在于，包括：

获取飞行器当前的偏离航迹信息和所述飞行器对应的目标航迹信息；

利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径；

控制所述飞行器按照所述优化圆弧路径实现所述目标航线的转换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径，具体包括：

按照预设公式计算所述飞行器对应的最小转弯半径；

以所述最小转弯半径作为半径值，确定与所述偏离航线中的地速矢量相切的顺时针和逆时针的两个第一弧形航迹，以及与所述目标航迹信息中的目标航向对应向量相切的顺时针和逆时针的两个第二弧形航迹；

利用所述第一弧形航迹和所述第二弧形航迹规划所述目标航线转换的圆弧路径；

从所述圆弧路径中筛选出最短圆弧路径作为所述优化圆弧路径。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一弧形航迹对应第一圆形航迹，所述第二弧形航迹对应第二圆形航迹。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一弧形航迹和所述第二弧形航迹规划所述目标航线转换的圆弧路径，具体包括：

配置所述第一圆形航迹中第一顺时针圆形航迹、第一逆时针圆形航迹与所述第二圆形航迹中第二顺时针圆形航迹、第二逆时针圆形航迹之间的组合关系，其中，每组所述组合关系中包含一个所述第一圆形航迹和一个所述第二圆形航迹；

根据所述第一圆形航迹和所述第二圆形航迹分别对应的顺、逆时针方向，确定所述组合关系中所述第一圆形航迹对应的第一段圆弧和所述第二圆形航迹对应的第二段圆弧，以及所述第一段圆弧与所述第二段圆弧之间的切线；

将所述第一段圆弧、所述切线、所述第二段圆弧依次相连构建成的路径确定为所述航线转换的所述圆弧路径。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从所述圆弧路径中筛选出最短圆弧路径作为所述优化圆弧路径，具体包括：

获取每组所述组合关系对应的所述圆弧路径；

分析所述圆弧路径对应的的路径距离；

判断所述路径距离中最短的所述圆弧路径为所述优化圆弧路径。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径，具体包括：

利用大于所述最小转弯半径的半径值来确定所述第一圆形航迹和所述第二圆形航迹；

当所述组合关系中存在所述第一段圆弧和所述第二段圆弧相切时，将所述第一段圆弧和所述第二段圆弧依次相连构建成的所述圆弧路径确定为所述优化圆弧路径。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述飞行器处于离线规划时所述地速矢量为巡航空速，当所述飞行器处于飞行在线规划时所述地速矢量为实时地速。

8.一种飞行器航迹导航装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取飞行器当前的偏离航迹信息和所述飞行器对应的目标航迹信息；

规划单元，用于利用所述飞行器的最小转弯半径规则，规划所述飞行器从所述偏离航迹信息中当前偏离航线转换到所述目标航迹信息中目标航线的优化圆弧路径；

控制单元，用于控制所述飞行器按照所述优化圆弧路径实现所述目标航线的转换。

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，程序被计算机执行时实现权利要求1至7中任一项的飞行器航迹导航方法。

10.一种电子设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上可用在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行程序时实现权利要求1至7中任一项的飞行器航迹导航方法。