CN110632945B - 一种直升机着陆方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种直升机着陆方法、装置及系统,该方法包括:对目标降落区域进行扫描,得到目标降落区域的三维地貌信息;根据三维地貌信息,在目标降落区域中确定着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置;计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹;控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置;在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息;基于地表信息,控制直升机在着陆点着陆。应用本方案,可以实现直升机自主着陆。
Description
技术领域
本发明涉及直升机技术领域,特别是涉及一种直升机着陆方法、装置及系统。
背景技术
在直升机的飞行导航过程中,着陆是一个非常重要而且非常危险的阶段。例如,由于直升机通常为垂直降落方式,因此一旦直升机在降落时有水平速度,则极易发生滑移,甚至翻覆。因此,现有技术中,一般是通过人为控制的方式,控制直升机着陆。但是,这种人为控制的方式需要耗费较多的人力,直升机无法自主进行着陆。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种直升机着陆方法、装置及系统,以实现直升机自主着陆。
具体技术方案如下:
本发明实施例提供了一种直升机着陆方法,所述方法包括:
对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息;
根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,并在所述着陆点的上方,确定目标位置;
计算所述直升机到达所述目标位置的第一飞行轨迹;
控制所述直升机沿着所述第一飞行轨迹飞行至所述目标位置;
在所述目标位置对所述着陆点进行探测,得到所述着陆点的地表信息;
基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆。
可选的,所述在所述着陆点的上方,确定目标位置,包括:
若所述直升机的降落模式为垂直降落,则在所述着陆点正上方,确定目标位置;
若所述直升机的降落模式为盘旋降落,则在所述着陆点上方的预设范围内的区域中,确定目标位置;
若所述直升机的降落模式为陡降模式,则根据所述着陆点的三维地貌信息确定目标位置。
可选的,所述在所述着陆点正上方,确定目标位置,包括:
确定所述直升机的当前飞行高度;
将所述着陆点正上方的、高度等于所述当前飞行高度的位置确定为目标位置;
所述根据所述地貌状况确定目标位置,包括:
根据所述着陆点的三维地貌信息,确定目的高度,将着陆点正上方的、高度等于所述目的高度处的位置确定为目标位置。
可选的,在所述对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息之前,所述方法还包括:
在接收到着陆指令后,确定目标降落区域;
计算所述直升机到达所述目标降落区域的第二飞行轨迹;
控制所述直升机沿着所述第二飞行轨迹飞行至所述目标降落区域上空;
当直升机到达所述目标降落区域上空后,执行对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息的步骤。
可选的,所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,包括:
根据所述三维地貌信息,判断所述目标降落区域中是否存在满足第二着陆条件的区域;
如果存在满足第二着陆条件的区域,则从满足着陆条件的区域中选择着陆点;
如果不存在满足第二着陆条件的区域,则返回所述确定目标降落区域的步骤。
可选的,在所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点之前,还包括:
将得到的所述目标降落区域的三维地貌信息发送至地面监测站;
判断是否接收到所述地面监测站发送的允许降落指令;
若接收到所述地面监测站发送的允许降落指令,则执行所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点的步骤;
若未接收到所述地面监测站发送的允许降落指令,则返回所述确定目标降落区域的步骤。
可选的,所述基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆,包括:
根据所述地表信息,判断所述着陆点是否满足预设的第一着陆条件;
如果满足预设的第一着陆条件,则控制所述直升机在所述着陆点着陆;
如果不满足预设的第一着陆条件,则控制所述直升机进行升空操作,返回所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点的步骤。
可选的,所述基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆,包括:
将得到的所述着陆点的地表信息发送至地面监测站;
判断是否接收到所述地面监测站发送的允许着陆指令;
若接收到所述地面监测站发送的允许着陆指令,则控制所述直升机在所述着陆点着陆;
若未接收到所述地面监测站发送的允许着陆指令,则控制所述直升机进行升空操作,返回所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点的步骤。
可选的,所述方法还包括:
在所述控制所述直升机在所述着陆点着陆的过程中,监测是否接收到所述地面监测站发送的停止着陆指令;
若接收到所述停止着陆指令,则控制所述直升机进行升空操作。
可选的,在所述直升机携带有吊挂物的情况下,所述基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆,包括:
基于所述地表信息,控制所述直升机下降,并在所述直升机的下降过程中,检测所述吊挂物是否在所述着陆点着陆;
若在所述着陆点着陆,则控制所述直升机停止下降,并卸载所述吊挂物;在所述吊挂物卸载完成后,控制所述直升机进行升空操作,返回根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点的步骤。
本发明实施例还提供了一种直升机着陆系统,所述系统包括:传感探测设备和飞行控制设备;
所述传感探测设备,用于对所述目标降落区域进行扫描,将扫描得到的扫描数据发送至所述飞行控制设备;
所述飞行控制设备,用于接收所述扫描数据,对所述扫描数据进行分析,得到所述目标降落区域的三维地貌信息;根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,并在所述着陆点的上方,确定目标位置;计算所述直升机到达所述目标位置的第一飞行轨迹;控制所述直升机沿着所述第一飞行轨迹飞行至所述目标位置;
所述传感探测设备,还用于在所述目标位置对所述着陆点进行探测,得到所述着陆点的地表信息;
所述飞行控制设备,还用于基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆。
基于所述地表信息,控制所述直升机下降,并在所述直升机的下降过程中,检测所述吊挂物是否在所述着陆点着陆;若在所述着陆点着陆,则控制所述直升机停止下降,并卸载所述吊挂物;在所述吊挂物卸载完成后,触发所述变形测力传感器;返回根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点的步骤。
可选的,所述传感探测设备包括:三轴空速计、变形测力传感器、无线电高度计、惯性导航系统、组合卫星导航系统、合成孔径雷达传感器、毫米波雷达传感器和立体视觉传感器;其中,所述惯性导航系统中包括:三轴磁阻传感器、三轴角加速度计和三轴角速度计;
所述飞行控制设备包括:数字高程模拟计算机、激光雷达三维建模计算机和飞行控制计算机。
本发明实施例还提供了一种直升机着陆装置,所述装置包括:
三维地貌探测模块,用于对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息;
着陆点确定模块,用于根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,并在所述着陆点的上方,确定目标位置;
飞行轨迹计算模块,用于计算所述直升机到达所述目标位置的第一飞行轨迹;
飞行控制模块,用于控制所述直升机沿着所述第一飞行轨迹飞行至所述目标位置;
地表探测模块,用于在所述目标位置对所述着陆点进行探测,得到所述着陆点的地表信息;
着陆模块,用于基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆。
本发明实施例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,使得计算机执行上述任一所述的直升机着陆方法。
本发明实施例提供的直升机着陆方法、装置及系统,通过分析目标降落区域的三维地貌信息,在目标降落区域中确定着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置;计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹;控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置;在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息;基于地表信息,控制直升机在着陆点着陆。可见,本方案实现了直升机自主着陆。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种直升机着陆方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种直升机着陆方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种直升机着陆方法的流程示意图;
图4为本发明实施例中一种直升机着陆系统的结构示意图;
图5为本发明实施例中一种直升机着陆装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中,直升机的着陆过程需要人为进行控制的问题,本发明提出了一种直升机着陆方法、装置及系统,以实现自动控制直升机的着陆过程。
下面从总体上对本发明实施例提供的直升机着陆方法进行说明。
上述直升机着陆方法可以应用于无人直升机或有人驾驶直升机等各种直升机,本发明实施例对此不做限定。其中,在本发明的一种实现方式中,该方法包括:
对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息;
根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,并在所述着陆点的上方,确定目标位置;
计算所述直升机到达所述目标位置的第一飞行轨迹;
控制所述直升机沿着所述第一飞行轨迹飞行至所述目标位置;
在所述目标位置对所述着陆点进行探测,得到所述着陆点的地表信息;
基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆。
由以上可见,应用本发明实施例提供的直升机着陆方法,通过分析目标降落区域的三维地貌信息,在目标降落区域中确定着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置;计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹;控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置;在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息;基于地表信息,控制直升机在着陆点着陆。可见,本方案实现了直升机自主进行着陆。
下面将通过具体的实施例,对本发明实施例提供的直升机着陆方法进行详细描述。
如图1所示,为本发明实施例提供的一种直升机着陆方法的流程示意图,包括如下步骤:
S101:对目标降落区域进行扫描,得到目标降落区域的三维地貌信息。
在直升机的飞行过程中,有时会遇到突发状况,临时需要着陆,或者,出于直升机所要执行的任务的要求,会在未知地点着陆,这种情况下,工作人员对着陆点的环境不了解,无法控制直升机的着陆过程,这种情况下,可以利用本发明实施例自动控制直升机着陆。
举例来说,首先,直升机中的飞行控制计算机可以控制直升机利用自身安装的各种传感器对目标降落区域进行扫描,获取目标降落区域的扫描数据,例如,可以利用机载合成孔径雷达对目标降落区域进行扫描,这样,即使在能见度很低的情况下,也能得到较高分辨率的影像。或者,也可以利用毫米波雷达对目标降落区域进行扫描,可以不受烟雾等环境因素的干扰。或者,也可以将合成孔径雷达和毫米波雷达共同扫描,互相补充,使得对目标降落区域进行扫描得到的数据更加丰富。
然后,可以对扫描得到的数据进行分析计算,得到目标降落区域的三维地貌信息,例如,可以利用激光雷达三维建模系统,对扫描得到的目标降落区域的影像数据进行三维建模,得到目标降落区域的地貌的三维模型,从而获取目标降落区域的三维地貌信息。
一种实现方式中,在上述对目标降落区域进行扫描的过程中,可以控制直升机在目标降落区域的上空盘旋飞行,从而使得对目标降落区域的扫描更加全面,也就使得后续得到的三维地貌信息更加精确。
其中,目标降落区域可以为直升机当前所处的区域,例如,如果直升机内的某一部件发生故障,需要紧急降落时,直升机可以直接对自身所处的区域的周边环境进行扫描,快速实现自主降落。
或者,目标降落区域也可以为地面监测站向直升机指定的某一区域,例如,当直升机执行任务时,地面监测站向直升机发布任务地点,直升机需要先飞行到该指定的任务地点所处的区域,将该区域作为目标降落区域,再对该区域进行扫描。
又或者,在一种实现方式中,目标降落区域还可以由直升机自行确定,当接收到着陆指令后,直升机对较大距离范围内的区域进行搜索,直升机自行确定可以作为目标降落区域的地点。例如,可以利用直升机自身安装的组合导航系统和数字高程系统,采集较大距离范围内的区域的地理环境信息,并进行数字化模拟。然后计算到达目标降落区域的第二飞行轨迹,沿着第二飞行轨迹飞行至所确定的目标降落区域的上空,当直升机到达目标降落区域上空后,就可以开始对目标降落区域进行扫描的步骤。在这种实现方式中,在直升机自行确定目标降落区域时,可以综合考虑该区域的区域属性、自然环境、通信状况等因素。
为了区分描述,这里将直升机到达目标降落区域的飞行轨迹称为第二飞行轨迹。直升机从当前所处位置到达目标降落区域的飞行轨迹有多种不同的路径,直升机可以根据自身的飞行能力限制,例如燃油储备量、雷达探测能力等,同时结合当前天气状况、区域的限制条件等因素,选择一条符合条件的路径,作为第二飞行轨迹,比如,可以选择耗能最小或所需飞行时间最短的路径。其中,区域的限制条件包括:该区域是否为禁飞区、是否存在威胁飞行安全的目标等等。
S102:根据三维地貌信息,在目标降落区域中确定着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置。
获取到目标降落区域的三维地貌信息之后,飞行控制计算机就可以在目标降落区域中选择满足预设条件的位置,作为着陆点,比如,可以选择风速较小、地面较为平坦的陆地作为着陆点,从而尽量降低在风速较大或地面较为不平整的地点,甚至在湖泊、森林等危险系数较高的地点着陆的可能。
确定着陆点之后,可以进一步在着陆点上方确定目标位置。一种情况下,直升机可以有不同的降落模式,在不同的降落模式下,可以利用不同的方式确定目标位置。
如果直升机的降落模式为垂直降落,那么,就可以在着陆点正上方确定目标位置。比如,可以先确定直升机的当前飞行高度,将着陆点正上方的、高度等于当前飞行高度的位置确定为目标位置。或者,目标位置的高度也可以高于所确定的当前飞行高度,或者,目标位置的高度也可以低于所确定的当前飞行高度。
如果直升机的降落模式为盘旋降落,那么,就可以在着陆点上方的预设范围内的区域中,确定一个目标位置,直升机以一定的安全飞行半径向下盘旋;
如果直升机的降落模式为陡降模式,那么,就可以进一步获取着陆点的三维地貌信息,在对着陆点的三维地貌信息进行分析后,再确定目标位置。比如,可以根据所获取的目标降落区域的三维地貌信息,确定着陆点的的高度。或者判断着陆点是否存在遮挡物的遮挡,根据判断结果,可以确定一个合适的目的高度,将着陆点正上方的、高度等于该目的高度处的位置确定为目标位置。
S103:计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹。
确定了目标位置之后,飞行控制计算机就可以对直升机从当前所处位置到目标位置之间的第一飞行轨迹进行规划。为了区分描述,这里将直升机到达目标位置的飞行轨迹称为第一飞行轨迹。
其中,从直升机当前所处位置到达目标位置的飞行轨迹有多种不同的路径,在对第一飞行轨迹的规划过程中,可以根据当前的风向,选择最佳的迎风角度作为直升机的进场角度,通过迎风的风行方式,提升直升机的升力。
另外,还可以综合考虑当前的环境情况,例如风速、温度、是否有雨、是否平坦、是否有海波等因素,选择出最符合需求的轨迹,作为第二飞行轨迹,例如,当直升机燃油存储量较低时,可以选择耗能最低的路径作为第一飞行轨迹,或者,当直升机需要尽快着陆时,可以选择所需时间最短的路径作为第一飞行轨迹,等等。
S104:控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置。
飞行控制计算机可以控制直升机的飞行过程,使得直升机沿着第一飞行轨迹飞行,到达目标位置。
在一种实现方式中,在直升机的飞行过程中,可以实时获取直升机所处位置附近的环境信息、以及直升机自身的飞行状态等信息,对第一飞行轨迹进行调整,从而使得直升机的轨迹规划更为灵活,适应于其所处的环境的不断变化。
S105:在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息。
当直升机到达目标位置后,可以在目标位置处对着陆点进行进一步的探测,得到更为精确的着陆点的地表信息,得到着陆点的地表信息,例如,可以启动直升机中的立体视觉传感器,对着陆点进行更为精确的地形识别。
S106:基于地表信息,控制直升机在着陆点着陆。
在得到的着陆点的地表信息中,可以分析出着陆点的地表平整程度和坡度等信息,根据这些信息,可以进一步判断该着陆点是否适合直升机着陆。如果判断结果为适合着陆,就可以控制直升机在着陆点着陆,如果判断结果为不适合着陆,则控制直升机升空,返回S101,重新对目标降落区域进行扫描。
在本步骤中,可以由直升机自行判断该着陆点是否适合着陆,比如,可以预先设定第一着陆条件,在得到着陆点的地表信息后,对地表信息进行分析,判断着陆点的地表信息是否满足该第一着陆条件,如果满足该第一着陆条件,则控制直升机在着陆点着陆,如果不满足预设的第一着陆条件,则控制直升机升空,返回S101,重新对目标降落区域进行扫描。
或者,还可以由地面监测站判断该着陆点是否适合着陆,比如,直升机可以将得到的着陆点的地表信息发送至地面监测站,地面监测站对着陆点的地表信息进行分析判断后,向直升机返回相应的指令,如果直升机接收到地面监测站发送的允许着陆指令,则控制直升机在着陆点着陆,如果接收到地面监测站发送的不允许着陆指令,则控制直升机进行升空操作,返回S101,重新对目标降落区域进行扫描。在该过程中,地面监测站可以随时向直升机发送停止着陆指令,如果直升机的飞行控制设备接收到停止着陆指令,则控制直升机进行升空操作,这样,可以增强直升机着陆过程中的可控性,减少意外情况的发生。
在有些情况下,直升机会携带吊挂物,比如救灾物资或者所运输的材料等,在这种情况下,直升机的下降过程中,需要检测所携带的吊挂物是否在已经在着陆点着陆,如果吊挂物已经在着陆点着陆,则先控制直升机停止下降,在卸载吊挂物之后,再控制所述直升机进行升空操作,从而保证地面操作人员的安全和吊挂物不受破坏。
在上述实施方式中,如果直升机需要终止着陆过程,进行升空操作,这种情况下,直升机可以以最大功率升空,这样,直升机能够以最快的速度恢复到原始状态,一方面可以节省能源,一方面可以保护地面操作人员的安全。
另外,在本实施例中,直升机的自主着陆可以结合多种传感器共同实现,例如惯性导航系统中的三轴磁阻传感器、三轴角加速度计和三轴角速度计,三轴空速计,变形测力传感器,无线电高度计,合成孔径雷达传感器,毫米波雷达传感器和立体视觉传感器等等。
具体的,可以通过合成孔径雷达传感器和毫米波雷达传感器,检测目标降落区域的三维地貌信息;通过立体视觉传感器,探测着陆点的地表信息;通过惯性导航系统中的三轴磁阻传感器、三轴角加速度计和三轴角速度计,分别测量直升机的磁场、角加速度和三个方向的角速度;通过三轴空速计可以获取直升机的当前飞行状态,通过变形测力传感器可以感知地面和起落架的变形及受力情况,等等,不再一一列举。
由以上可见,应用本发明实施例提供的直升机着陆方法,第一方面,实现了直升机的自主着陆。第二方面,利用组合卫星导航系统、合成孔径雷达传感器,毫米波雷达传感器和立体视觉传感器等多种传感器,提高了直升机着陆过程的安全性、准确度和可靠性。
如图2所示,为本发明实施例提供的另一种直升机着陆方法的流程示意图,包括如下步骤:
S201:在接收到着陆指令后,确定目标降落区域。
当接收到着陆指令后,飞行控制计算机可以控制直升机利用自身安装的各种传感器对较大距离范围内的区域进行搜索,自行确定可以作为目标降落区域的地点,然后计算到达目标降落区域的第二飞行轨迹,沿着第二飞行轨迹飞行至所确定的目标降落区域的上空,当直升机到达目标降落区域上空后,就可以开始对目标降落区域进行扫描的步骤。在这种实现方式中,在直升机自行确定目标降落区域时,可以综合考虑该区域的区域属性、自然环境、通信状况等因素。
举例而言,直升机自身安装的组合导航系统和数字高程模型系统,可以对直升机附近的较大距离范围内的区域进行搜索,采集大量的地理信息数据,得到该较大距离范围内的区域的地形、地图等信息,飞行控制计算机可以筛选出自然地理条件适合直升机着陆的候选降落区域,还可以结合直升机自身的燃油量、区域内是否存在障碍物、是否存在通信干扰、是否为禁飞或避飞区域、区域内的天气状况等条件,选择出一个较佳的候选降落区域,作为目标降落区域,比如,可以选择距离直升机当前所处位置航程最短的区域作为目标降落区域,也可以选择安全性最高的区域作为目标降落区域,或者也可以选择综合耗损最小的区域作为目标降落区域,本发明实施例对此不做限定。
S202:计算直升机到达目标降落区域的第二飞行轨迹。
从直升机当前所处位置到达目标降落区域的飞行轨迹有多种不同的路径,飞行控制计算机可以根据直升机的飞行能力限制,例如燃油储备量、雷达探测能力等,同时结合当前天气状况、区域的限制条件等因素,选择一条符合条件的路径,作为第二飞行轨迹,比如,可以选择耗能最小或所需飞行时间最短的路径。其中,区域的限制条件包括:该区域是否为禁飞区、是否存在威胁飞行安全的目标等等。
S203:控制直升机沿着第二飞行轨迹飞行至目标降落区域上空。
飞行控制计算机可以控制直升机的飞行过程,使得直升机沿着第一飞行轨迹飞行,到达目标位置。
在一种实现方式中,在直升机的飞行过程中,可以实时获取直升机所处位置附近的环境信息、以及直升机自身的飞行状态等信息,对第二飞行轨迹进行调整,从而使得直升机的轨迹规划更为灵活,适应于其所处的环境的不断变化。
S204:当直升机到达目标降落区域上空后,对目标降落区域进行扫描,得到目标降落区域的三维地貌信息。
当直升机到达目标降落区域上空后,首先,飞行控制计算机可以控制直升机利用自身安装的各种传感器对目标降落区域进行扫描,获取目标降落区域的扫描数据,例如,可以利用机载合成孔径雷达对目标降落区域进行扫描,这样,即使在能见度很低的情况下,也能得到较高分辨率的影像,或者,也可以利用毫米波雷达对目标降落区域进行扫描,可以不受烟雾等环境因素的干扰,也可以将合成孔径雷达和毫米波雷达共同扫描,互相补充,使得对目标降落区域进行扫描得到的数据更加丰富。
然后,可以对扫描得到的数据进行分析计算,得到目标降落区域的三维地貌信息,例如,可以利用激光雷达三维建模系统,对扫描得到的目标降落区域的影像数据进行三维建模,得到目标降落区域的地貌的三维模型,从而获取目标降落区域的三维地貌信息。
一种实现方式中,在上述对目标降落区域进行扫描的过程中,可以控制直升机在目标降落区域的上空盘旋飞行,从而使得对目标降落区域的扫描更加全面,也就使得后续得到的三维地貌信息更加精确。
S205:根据三维地貌信息,判断目标降落区域中是否存在满足第二着陆条件的区域;如果存在满足第二着陆条件的区域,则执行S206;如果不存在满足第二着陆条件的区域,则返回S201。
S206:从满足着陆条件的区域中选择着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置。
获取到目标降落区域的三维地貌信息之后,就可以对目标降落区域的三维地貌情况进行分析,在目标降落区域中选择满足预设第二着陆条件的位置,作为着陆点,比如,可以选择风速较小、地面较为平坦的陆地作为着陆点,从而尽量降低在风速较大或地面较为不平整的地点,甚至在湖泊、森林等危险系数较高的地点着陆的可能。如果在目标降落区域中不存在满足第二着陆条件的区域,则返回S201,重新确定目标降落区域。
确定着陆点之后,飞行控制计算机可以进一步在着陆点上方确定目标位置。其中,根据直升机降落模式的不同,目标位置的确定方法也不相同。
如果直升机的降落模式为垂直降落,那么,就在着陆点正上方确定目标位置,比如,可以先确定直升机的当前飞行高度,将着陆点正上方的、高度等于当前飞行高度的位置确定为目标位置;
如果直升机的降落模式为盘旋降落,那么,就在着陆点上方的预设范围内的区域中,确定一个目标位置,直升机以一定的安全飞行半径向下盘旋;
如果直升机的降落模式为陡降模式,那么,就进一步获取着陆点的三维地貌信息,在对着陆点的三维地貌信息进行分析后,再确定目标位置,比如,可以根据所获取的目标降落区域的三维地貌信息,确定着陆点的的高程,或者判断着陆点是否存在遮挡物的遮挡,根据这些信息,可以确定一个合适的目的高度,将着陆点正上方的、高度等于该目的高度处的位置确定为目标位置。
S207:计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹。
确定了目标位置之后,就可以对直升机从当前所处位置到目标位置之间的第二飞行轨迹进行规划。
其中,从直升机当前所处位置到达目标位置的飞行轨迹有多种不同的路径,在第二飞行轨迹的规划过程中,需要根据当前的风向,选择最佳的迎风角度作为直升机的进场角度,通过迎风的风行方式,提升直升机的升力。
同时,需要综合考虑当前的环境情况,例如风速、温度、是否有雨、是否平坦、是否有海波等因素,选择出最符合需求的轨迹,作为第二飞行轨迹,例如,当直升机燃油存储量较低时,可以选择耗能最低的路径作为第二飞行轨迹,或者,当直升机需要尽快着陆时,可以选择所需时间最短的路径作为第二飞行轨迹,等等。
S208:控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置。
与S203类似,在一种实现方式中,在直升机的飞行过程中,可以实时获取直升机所处位置附近的环境信息、以及直升机自身的飞行状态等信息,对第一飞行轨迹进行调整,从而使得直升机的轨迹规划更为灵活,适应于其所处的环境的不断变化。
S209:在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息。
当直升机到达目标位置后,可以在目标位置处对着陆点进行进一步的探测,得到更为精确的着陆点的地表信息,得到着陆点的地表信息,例如,可以启动立体视觉传感器,对着陆点进行更为精确的地形识别。
S210:根据地表信息,判断着陆点是否满足预设的第一着陆条件;如果满足预设的第一着陆条件,则执行S211;如果不满足预设的第一着陆条件,则执行S212。
S211:控制直升机在着陆点着陆。
S212:控制直升机进行升空操作,返回S204。
在本步骤中,可以由直升机自行判断该着陆点是否适合着陆,比如,可以预设第一着陆条件,在得到着陆点的地表信息后,对地表信息进行分析,判断着陆点的地表信息是否满足预设的第一着陆条件,如果满足预设的第一着陆条件,则控制直升机在着陆点着陆,如果不满足预设的第一着陆条件,则控制直升机升空,返回S204,重新对目标降落区域进行扫描。
在有些情况下,直升机会携带吊挂物,比如救灾物资或者所运输的材料等,在这种情况下,直升机的下降过程中,需要检测所携带的吊挂物是否在已经在着陆点着陆,如果吊挂物已经在着陆点着陆,则先控制直升机停止下降,在卸载吊挂物之后,再控制所述直升机进行升空操作,从而保证地面操作人员的安全和吊挂物不受破坏。
在上述实施方式中,如果直升机需要终止着陆过程,进行升空操作,那么,在一种实现方式中,直升机以最大功率升空,这样,直升机会议最快的速度恢复到原始状态,一方面可以节省能源,一方面可以保护地面操作人员的安全。
另外,在本实施例中,对直升机的控制需要由飞行控制计算机结合多种传感器共同实现,例如惯性导航系统中的三轴磁阻传感器、三轴角加速度计和三轴角速度计4,三轴空速计,变形测力传感器,无线电高度计等等,这些传感器在本方案中起到的作用与现有技术相同,这里不再一一赘述。
由以上可见,应用本发明实施例提供的直升机着陆方法,通过分析目标降落区域的三维地貌信息,在目标降落区域中确定着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置;计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹;控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置;在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息;基于地表信息,控制直升机在着陆点着陆。可见,本方案实现了直升机自主进行着陆。
如图3所示,为本发明实施例提供的另一种直升机着陆方法的流程示意图,包括如下步骤:
S301:在接收到着陆指令后,确定目标降落区域。
当接收到着陆指令后,飞行控制计算机可以控制直升机利用自身安装的各种传感器对较大距离范围内的区域进行搜索,自行确定可以作为目标降落区域的地点,然后计算到达目标降落区域的第二飞行轨迹,沿着第二飞行轨迹飞行至所确定的目标降落区域的上空,当直升机到达目标降落区域上空后,就可以开始对目标降落区域进行扫描的步骤。在这种实现方式中,在直升机自行确定目标降落区域时,可以综合考虑该区域的区域属性、自然环境、通信状况等因素。
举例而言,直升机自身安装的组合导航系统和数字高程模型系统,可以对直升机附近的较大距离范围内的区域进行搜索,采集大量的地理信息数据,得到该较大距离范围内的区域的地形、地图等信息,飞行控制计算机可以筛选出自然地理条件适合直升机着陆的候选降落区域,还可以结合直升机自身的燃油量、区域内是否存在障碍物、是否存在通信干扰、是否为禁飞或避飞区域、区域内的天气状况等条件,选择出一个较佳的候选降落区域,作为目标降落区域,比如,可以选择距离直升机当前所处位置航程最短的区域作为目标降落区域,也可以选择安全性最高的区域作为目标降落区域,或者也可以选择综合耗损最小的区域作为目标降落区域,本发明实施例对此不做限定。
S302:计算直升机到达目标降落区域的第二飞行轨迹。
从直升机当前所处位置到达目标降落区域的飞行轨迹有多种不同的路径,飞行控制计算机可以根据直升机的飞行能力限制,例如燃油储备量、雷达探测能力等,同时结合当前天气状况、区域的限制条件等因素,选择一条符合条件的路径,作为第二飞行轨迹,比如,可以选择耗能最小或所需飞行时间最短的路径。其中,区域的限制条件包括:该区域是否为禁飞区、是否存在威胁飞行安全的目标等等。
S303:控制直升机沿着第二飞行轨迹飞行至目标降落区域上空。
飞行控制计算机可以控制直升机的飞行过程,使得直升机沿着第一飞行轨迹飞行,到达目标位置。
在一种实现方式中,在直升机的飞行过程中,可以实时获取直升机所处位置附近的环境信息、以及直升机自身的飞行状态等信息,对第二飞行轨迹进行调整,从而使得直升机的轨迹规划更为灵活,适应于其所处的环境的不断变化。
S304:当直升机到达目标降落区域上空后,对目标降落区域进行扫描,得到目标降落区域的三维地貌信息。
当直升机到达目标降落区域上空后,首先,飞行控制计算机可以控制直升机利用自身安装的各种传感器对目标降落区域进行扫描,获取目标降落区域的扫描数据,例如,可以利用机载合成孔径雷达对目标降落区域进行扫描,这样,即使在能见度很低的情况下,也能得到较高分辨率的影像,或者,也可以利用毫米波雷达对目标降落区域进行扫描,可以不受烟雾等环境因素的干扰,也可以将合成孔径雷达和毫米波雷达共同扫描,互相补充,使得对目标降落区域进行扫描得到的数据更加丰富。
然后,可以对扫描得到的数据进行分析计算,得到目标降落区域的三维地貌信息,例如,可以利用激光雷达三维建模系统,对扫描得到的目标降落区域的影像数据进行三维建模,得到目标降落区域的地貌的三维模型,从而获取目标降落区域的三维地貌信息。
一种实现方式中,在上述对目标降落区域进行扫描的过程中,可以控制直升机在目标降落区域的上空盘旋飞行,从而使得对目标降落区域的扫描更加全面,也就使得后续得到的三维地貌信息更加精确。
S305:将得到的目标降落区域的三维地貌信息发送至地面监测站,判断是否接收到地面监测站发送的允许降落指令;若接收到地面监测站发送的允许降落指令,则执行S306;若未接收到地面监测站发送的允许降落指令,则返回S301。
S306:根据三维地貌信息,在目标降落区域中确定着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置
获取到目标降落区域的三维地貌信息之后,就可以将获取到的三维地貌信息发送至地面检测站,由地面监测站对目标降落区域的三维地貌情况进行分析,判断在目标降落区域中是否有适合直升机着陆的位置。
如果有,则地面监测站发送允许降落指令,直升机可以对目标降落区域的三维地貌情况进行分析,在目标降落区域中选择满足预设第二着陆条件的位置,作为着陆点,比如,可以选择风速较小、地面较为平坦的陆地作为着陆点,从而尽量降低在风速较大或地面较为不平整的地点,甚至在湖泊、森林等危险系数较高的地点着陆的可能。
如果没有,则地面监测站不发送允许降落指令,直升机返回S301,重新确定目标降落区域。
确定着陆点之后,直升机可以进一步在着陆点上方确定目标位置。其中,根据直升机降落模式的不同,目标位置的确定方法也不相同。
如果直升机的降落模式为垂直降落,那么,就在着陆点正上方确定目标位置,比如,可以先确定直升机的当前飞行高度,将着陆点正上方的、高度等于当前飞行高度的位置确定为目标位置;
如果直升机的降落模式为盘旋降落,那么,就在着陆点上方的预设范围内的区域中,确定一个目标位置,直升机以一定的安全飞行半径向下盘旋;
如果直升机的降落模式为陡降模式,那么,就进一步获取着陆点的三维地貌信息,在对着陆点的三维地貌信息进行分析后,再确定目标位置,比如,可以根据所获取的目标降落区域的三维地貌信息,确定着陆点的的高程,或者判断着陆点是否存在遮挡物的遮挡,根据这些信息,可以确定一个合适的目的高度,将着陆点正上方的、高度等于该目的高度处的位置确定为目标位置。
S307:计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹。
确定了目标位置之后,就可以对直升机从当前所处位置到目标位置之间的第二飞行轨迹进行规划。
其中,从直升机当前所处位置到达目标位置的飞行轨迹有多种不同的路径,在第二飞行轨迹的规划过程中,需要根据当前的风向,选择最佳的迎风角度作为直升机的进场角度,通过迎风的风行方式,提升直升机的升力。
同时,需要综合考虑当前的环境情况,例如风速、温度、是否有雨、是否平坦、是否有海波等因素,选择出最符合需求的轨迹,作为第二飞行轨迹,例如,当直升机燃油存储量较低时,可以选择耗能最低的路径作为第二飞行轨迹,或者,当直升机需要尽快着陆时,可以选择所需时间最短的路径作为第二飞行轨迹,等等。
S308:控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置。
与S303类似,在一种实现方式中,在直升机的飞行过程中,可以实时获取直升机所处位置附近的环境信息、以及直升机自身的飞行状态等信息,对第一飞行轨迹进行调整,从而使得直升机的轨迹规划更为灵活,适应于其所处的环境的不断变化。
S309:在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息。
当直升机到达目标位置后,可以在目标位置处对着陆点进行进一步的探测,得到更为精确的着陆点的地表信息,得到着陆点的地表信息,例如,可以启动立体视觉传感器,对着陆点进行更为精确的地形识别。
S310:将得到的着陆点的地表信息发送至地面监测站,判断是否接收到地面监测站发送的允许着陆指令;若接收到地面监测站发送的允许着陆指令,则执行S311;若未接收到地面监测站发送的允许着陆指令,则执行S312。
S311:控制直升机在着陆点着陆。
S312:控制直升机进行升空操作,返回S304。
在本步骤中,可以由地面监测站判断该着陆点是否适合着陆,比如,直升机可以将得到的着陆点的地表信息发送至地面监测站,地面监测站对着陆点的地表信息进行分析判断后,向直升机返回相应的指令,如果直升机接收到地面监测站发送的允许着陆指令,则控制直升机在着陆点着陆,如果未接收到地面监测站发送的允许着陆指令,则控制直升机进行升空操作,返回S304,重新对目标降落区域进行扫描。
在该过程中,地面监测站可以随时向直升机发送停止着陆指令,如果直升机的飞行控制设备接收到停止着陆指令,则控制直升机进行升空操作,这样,可以增强直升机着陆过程中的可控性,减少意外情况的发生。
在有些情况下,直升机会携带吊挂物,比如救灾物资或者所运输的材料等,在这种情况下,直升机的下降过程中,需要检测所携带的吊挂物是否在已经在着陆点着陆,如果吊挂物已经在着陆点着陆,则先控制直升机停止下降,在卸载吊挂物之后,再控制所述直升机进行升空操作,从而保证地面操作人员的安全和吊挂物不受破坏。
在上述实施方式中,如果直升机需要终止着陆过程,进行升空操作,那么,在一种实现方式中,直升机以最大功率升空,这样,直升机会以最快的速度恢复到原始状态,一方面可以节省能源,一方面可以保护地面操作人员的安全。
另外,在本实施例中,对直升机的控制需要由飞行控制计算机结合多种传感器共同实现,例如惯性导航系统中的三轴磁阻传感器、三轴角加速度计和三轴角速度计4,三轴空速计,变形测力传感器,无线电高度计等等,这些传感器在本方案中起到的作用与现有技术相同,这里不再一一赘述。
由以上可见,应用本发明实施例提供的直升机着陆方法,通过分析目标降落区域的三维地貌信息,在目标降落区域中确定着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置;计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹;控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置;在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息;基于地表信息,控制直升机在着陆点着陆。可见,本方案实现了直升机自主进行着陆。
与上述直升机着陆方法相对应,本发明实施例还提供了一种直升机着陆系统。
如图4所示,为本发明实施例中一种直升机着陆系统的结构示意图,该系统包括:传感探测设备410和飞行控制设备420;
所述传感探测设备410,用于对所述目标降落区域进行扫描,将扫描得到的扫描数据发送至所述飞行控制设备420;
所述飞行控制设备420,用于接收所述扫描数据,对所述扫描数据进行分析,得到所述目标降落区域的三维地貌信息;根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,并在所述着陆点的上方,确定目标位置;计算所述直升机到达所述目标位置的第一飞行轨迹;控制所述直升机沿着所述第一飞行轨迹飞行至所述目标位置;
所述传感探测设备410,还用于在所述目标位置对所述着陆点进行探测,得到所述着陆点的地表信息;
所述飞行控制设备420,还用于基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆。
在一种实现方式中,传感探测设备410包括:
合成孔径雷达传感器411和毫米波雷达传感器412,用于对目标降落区域进行扫描。
立体视觉传感器413,用于探测着陆点的地表信息。
惯性导航系统414,利用三轴磁阻传感器、三轴角加速度计和三轴角速度计分别测量直升机的磁场、角加速度和三个方向的角速度;
三轴空速计415,用于测量直升机当前在三个方向的飞行速度。
变形测力传感器416,用于感知地面和起落架的变形及受力情况。
无线电高度计417,用于测量直升机当前所处高度。
组合卫星导航系统418,包括卫星导航系统、北斗导航系统、全球定位导航系统和全球导航卫星系统,用于确定直升机当前所处的位置的坐标,组合卫星导航系统418中的四组导航设备可以自由切换,当其中一个失灵或发生故障时,仍然不影响对直升机的定位,进一步提高了本发明实施例提供的直升机着陆系统的稳定性。
飞行控制设备420包括:
激光雷达三维建模计算机421,用于根据合成孔径雷达传感器411和毫米波雷达传感器412的扫描结果,对目标降落区域的三维地貌信息进行模拟。
飞行控制计算机422,用于对采集到的各种信息进行综合处理。
数字高程模拟计算机423,用于通过组合卫星导航系统418获取的有限的地理信息数据实现对地面地形的数字化模拟。
由以上可见,应用本发明实施例提供的直升机着陆系统,通过分析目标降落区域的三维地貌信息,在目标降落区域中确定着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置;计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹;控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置;在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息;基于地表信息,控制直升机在着陆点着陆。可见,本方案实现了直升机自主进行着陆。
与上述直升机着陆方法相对应,本发明实施例还提供了一种直升机着陆装置。
如图5所示,为本发明实施例中一种直升机着陆装置的结构示意图,该装置包括:
三维地貌探测模块510,用于对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息;
着陆点确定模块520,用于根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,并在所述着陆点的上方,确定目标位置;
飞行轨迹计算模块530,用于计算所述直升机到达所述目标位置的第一飞行轨迹;
飞行控制模块540,用于控制所述直升机沿着所述第一飞行轨迹飞行至所述目标位置;
地表探测模块550,用于在所述目标位置对所述着陆点进行探测,得到所述着陆点的地表信息;
着陆模块560,用于基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆。
由以上可见,应用本发明实施例提供的直升机着陆装置,通过分析目标降落区域的三维地貌信息,在目标降落区域中确定着陆点,并在着陆点的上方,确定目标位置;计算直升机到达目标位置的第一飞行轨迹;控制直升机沿着第一飞行轨迹飞行至目标位置;在目标位置对着陆点进行探测,得到着陆点的地表信息;基于地表信息,控制直升机在着陆点着陆。可见,本方案实现了直升机自主进行着陆。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例和装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种直升机着陆方法,其特征在于,所述方法包括:
对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息;其中,扫描方式包括:利用合成孔径雷达和/或毫米波雷达对所述目标降落区域进行扫描;
根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,并在所述着陆点的上方,确定目标位置;
计算所述直升机到达所述目标位置的第一飞行轨迹;
控制所述直升机沿着所述第一飞行轨迹飞行至所述目标位置;
在所述目标位置对所述着陆点进行探测,得到所述着陆点的地表信息;
基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆;
在所述对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息之前,所述方法还包括:
在接收到着陆指令后,确定目标降落区域;
计算所述直升机到达所述目标降落区域的第二飞行轨迹;
控制所述直升机沿着所述第二飞行轨迹飞行至所述目标降落区域上空;
当直升机到达所述目标降落区域上空后,执行对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述着陆点的上方,确定目标位置,包括:
若所述直升机的降落模式为垂直降落,则在所述着陆点正上方,确定目标位置;
若所述直升机的降落模式为盘旋降落,则在所述着陆点上方的预设范围内的区域中,确定目标位置;
若所述直升机的降落模式为陡降模式,则根据所述着陆点的三维地貌信息确定目标位置。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述在所述着陆点正上方,确定目标位置,包括:
确定所述直升机的当前飞行高度;
将所述着陆点正上方的、高度等于所述当前飞行高度的位置确定为目标位置;
所述根据所述着陆点的三维地貌信息确定目标位置,包括:
根据所述着陆点的三维地貌信息,确定目的高度,将着陆点正上方的、高度等于所述目的高度处的位置确定为目标位置。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,包括:
根据所述三维地貌信息,判断所述目标降落区域中是否存在满足第二着陆条件的区域;
如果存在满足第二着陆条件的区域,则从满足着陆条件的区域中选择着陆点;
如果不存在满足第二着陆条件的区域,则返回所述确定目标降落区域的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点之前,还包括:
将得到的所述目标降落区域的三维地貌信息发送至地面监测站;
判断是否接收到所述地面监测站发送的允许降落指令;
若接收到所述地面监测站发送的允许降落指令,则执行所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点的步骤;
若未接收到所述地面监测站发送的允许降落指令,则返回所述确定目标降落区域的步骤。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆,包括:
根据所述地表信息,判断所述着陆点是否满足预设的第一着陆条件;
如果满足预设的第一着陆条件,则控制所述直升机在所述着陆点着陆;
如果不满足预设的第一着陆条件,则控制所述直升机进行升空操作,返回所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点的步骤。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆,包括:
将得到的所述着陆点的地表信息发送至地面监测站;
判断是否接收到所述地面监测站发送的允许着陆指令;
若接收到所述地面监测站发送的允许着陆指令,则控制所述直升机在所述着陆点着陆;
若未接收到所述地面监测站发送的允许着陆指令,则控制所述直升机进行升空操作,返回所述根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述控制所述直升机在所述着陆点着陆的过程中,监测是否接收到所述地面监测站发送的停止着陆指令;
若接收到所述停止着陆指令,则控制所述直升机进行升空操作。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述直升机携带有吊挂物的情况下,所述基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆,包括:
基于所述地表信息,控制所述直升机下降,并在所述直升机的下降过程中,检测所述吊挂物是否在所述着陆点着陆;
若在所述着陆点着陆,则控制所述直升机停止下降,并卸载所述吊挂物;在所述吊挂物卸载完成后,控制所述直升机进行升空操作,返回根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点的步骤。
10.一种直升机着陆系统,其特征在于,所述系统包括:传感探测设备和飞行控制设备;
所述传感探测设备,用于对目标降落区域进行扫描,将扫描得到的扫描数据发送至所述飞行控制设备;其中,扫描方式包括:利用合成孔径雷达和/或毫米波雷达对所述目标降落区域进行扫描;
所述飞行控制设备,用于接收所述扫描数据,对所述扫描数据进行分析,得到所述目标降落区域的三维地貌信息;根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,并在所述着陆点的上方,确定目标位置;计算所述直升机到达所述目标位置的第一飞行轨迹;控制所述直升机沿着所述第一飞行轨迹飞行至所述目标位置;
所述传感探测设备,还用于在所述目标位置对所述着陆点进行探测,得到所述着陆点的地表信息;
所述飞行控制设备,还用于基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆;
在所述接收所述扫描数据,对所述扫描数据进行分析,得到所述目标降落区域的三维地貌信息之前,所述系统还用于:
在接收到着陆指令后,确定目标降落区域;
计算所述直升机到达所述目标降落区域的第二飞行轨迹;
控制所述直升机沿着所述第二飞行轨迹飞行至所述目标降落区域上空;
当直升机到达所述目标降落区域上空后,执行对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息的步骤。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述传感探测设备包括以下任意一种或多种部件:
三轴空速计、变形测力传感器、无线电高度计、惯性导航系统、组合卫星导航系统、合成孔径雷达传感器、毫米波雷达传感器和立体视觉传感器;其中,所述惯性导航系统中包括:三轴磁阻传感器、三轴角加速度计和三轴角速度计。
12.一种直升机着陆装置,其特征在于,所述装置包括:
三维地貌探测模块,用于对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息;其中,扫描方式包括:利用合成孔径雷达和/或毫米波雷达对所述目标降落区域进行扫描;
着陆点确定模块,用于根据所述三维地貌信息,在所述目标降落区域中确定着陆点,并在所述着陆点的上方,确定目标位置;
飞行轨迹计算模块,用于计算所述直升机到达所述目标位置的第一飞行轨迹;
飞行控制模块,用于控制所述直升机沿着所述第一飞行轨迹飞行至所述目标位置;
地表探测模块,用于在所述目标位置对所述着陆点进行探测,得到所述着陆点的地表信息;
着陆模块,用于基于所述地表信息,控制所述直升机在所述着陆点着陆;
在所述对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息之前,所述装置还用于:
在接收到着陆指令后,确定目标降落区域;
计算所述直升机到达所述目标降落区域的第二飞行轨迹;
控制所述直升机沿着所述第二飞行轨迹飞行至所述目标降落区域上空;
当直升机到达所述目标降落区域上空后,执行对目标降落区域进行扫描,得到所述目标降落区域的三维地貌信息的步骤。
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CN201810644140.0A CN110632945B (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种直升机着陆方法、装置及系统 |
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