一种无人机故障紧急迫降方法技术

本发明专利技术公开了一种无人机故障紧急迫降方法，首先无人机航迹规划，然后无人机航迹区域划分，最后无人机可降范围选取。本发明专利技术能减少因外界环境因素造成无人机紧急迫降时造成的影响，帮助无人机自动发现最佳着陆地点，从而避免伤害到地面上的任何人和财产。

An emergency landing method for unmanned aerial vehicle

The invention discloses an emergency landing method for unmanned aerial vehicle (UAV), first of all unmanned aerial vehicles (UAV) route planning, and then the UAV track area is divided, and the range of unmanned aerial vehicle (UAV) is selected. This invention can reduce the influence caused by the emergency landing of unmanned aerial vehicle (UAV) caused by external environmental factors, help the UAV to find the best landing site automatically, so as to avoid any harm to any person and property on the ground.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机故障紧急迫降方法
本专利技术属于无人机
，涉及一种新型无人机故障紧急迫方法，特别是针对紧急情况下无人机飞机如何安全的迫降方法。
技术介绍
无人机在飞行过程中由于实时威胁(电量不足，机械故障等)的因素，需要紧急迫降到安全的区域。但是自然条件下，地形地貌比较复杂，航迹一般穿过河流、山川、铁路、高速公路等场景，再加上无人机在地形建模、电力输电走廊建模时，必须按照相应的航迹进行驾驶。在上述背景下，如何选择最优的迫降点，提高其安全等级，避免因误降而出现飞机坠毁，或因迫降地点复杂引起的物力成本巨高。因此，选择最近、最优、最安全的迫降点就显得及其重要。目前国内对无人机紧急迫降的研究现状为：1.只挑选比较单一的地物或者地表作为研究对象；2.过多依赖导航，雷达等数字设备，无自主性，不能通过航迹数据，自动选择最近、最优、最安全的迫降点。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供的一种新型无人机故障紧急迫方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种无人机故障紧急迫降方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：无人机航迹规划；步骤2：无人机航迹区域划分；步骤3：无人机可降范围选取。本专利技术能减少因外界环境因素造成无人机紧急迫降时造成的影响，帮助无人机自动发现最佳着陆地点，从而避免伤害到地面上的任何人和财产。附图说明图1为本专利技术实施例的原理框图；图2为本专利技术实施例的无人机可降范围选取示意图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请见图1，本专利技术提供的一种无人机故障紧急迫降方法，包括以下步骤：步骤1：无人机航迹规划；对于城市地形建模或者无人机电力巡线过程中，需要全面的体现地表及地物的模型，根据传感器数据、威胁数据、航拍任务，以及实时威胁确定飞行的路线。具体实现包括以下子步骤：步骤1.1：通过传感器（激光雷达，GPS，IMU等）数据，建立实时地形数据模型；步骤1.2：通过威胁数据（地面水域，建筑物等，通过已知的地形地貌，以及传感器获取），建立实时威胁数据模型；步骤1.3：确定航拍任务，包括三维实景建模；步骤1.4：确定实时威胁，包括对无人机迫降有威胁的自然环境；步骤1.5：根据传感器模型、威胁模型、航拍任务以及实时威胁确定飞行的路线；通过已知的地表、地貌、地形数据，对三维空间进行建模，通过实时地形数据模型，同时结合飞行区域下方的对无人机迫降有威胁的自然环境，确定最优化的飞行路线以及迫降方案。步骤2：无人机航迹区域划分；将步骤1中获取到的地表、地貌、地形数据，划分为三维的网格，将航迹数据构网。步骤3：无人机可降范围选取。具体实现包括以下子步骤：步骤3.1：确定无人机紧急迫降安全隐患区域；无人机根据地形数据，分析迫降点情况，确定安全隐患区域；其中，安全隐患区域指的是迫降时伤害到地面上的任何人和财产或者会造成坠机的区域；安全区域指的是可以迫降的区域，不会造成迫降时伤害到地面上的任何人和财产，也不会坠机。步骤3.2：选取无人机紧急迫降区域阈值；设无人机GPS位置点为O点，H为无人机距离障碍物的垂直高度，在“破解半径”R的三维空间区域均能进行迫降，R即为无人机紧急迫降区域阈值；R取决于H，与H呈正相关；步骤3.3：选取无人机紧急迫降点；无人机产生的障碍时GPS位置点设为A点，可迫降点为空间的区域R1={r|r⊆{A±R}}，安全隐患区域为R2；若R1与R2无重叠区域，则R1中迫降点为空间的任意一点；若R1⊆R2，则无人机通过开伞滑行，寻找R2区域外的点作为迫降点；若R2以外的区域R3依然为安全隐患区域,则依次迭代继续寻找最优点；若R1∩R2≠∅，则在R1-{R1∩R2}的区域为无人机的可降点。请见图2，图中“WATER区域”为自然环境中的“障碍物”水域，飞机的航迹用“虚线”表示，若飞机正好在水域上方发生发动机机械故障、电量不足等问题，如图示的O点(GPS位置)，H表示无人机距离水域(障碍物)的垂直高度，R为“破解半径”，即可降阈值。R取决于H，与H呈正相关。迫降区域为R1区域内(圆内)、R2区域(矩形区域，安全隐患区域)外的空间。应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本专利技术专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本专利技术的保护范围之内，本专利技术的请求保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机故障紧急迫降方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：无人机航迹规划；步骤2：无人机航迹区域划分；步骤3：无人机可降范围选取。

【技术特征摘要】
1.一种无人机故障紧急迫降方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：无人机航迹规划；步骤2：无人机航迹区域划分；步骤3：无人机可降范围选取。2.根据权利要求1所述的无人机故障紧急迫降方法，其特征在于，步骤1的具体实现包括以下子步骤：步骤1.1：通过传感器获取地面数据，建立实时地形数据模型；步骤1.2：通过威胁数据，建立实时威胁数据模型；步骤1.3：确定航拍任务，包括三维实景建模；步骤1.4：确定实时威胁，包括对无人机迫降有威胁的自然环境；步骤1.5：根据传感器模型、威胁模型、航拍任务以及实时威胁确定飞行的路线。3.根据权利要求1所述的无人机故障紧急迫降方法，其特征在于：步骤2中：将步骤1.1中所述传感器包括激光雷达、GPS、IMU。4.根据权利要求1所述的无人机故障紧急迫降方法，其特征在于：步骤2中：将步骤1.2中所述威胁数据包括地面水域、建筑物；所述威胁数据通过已知的地形地貌以及传感器获取。5.根据权利要求1所述的无人机故障紧急迫降方法，其特征在于：步骤2中，将步骤1.5的具体实现过程是：通过已知的地表、地貌、地形数据，对三维空间进行建模，通过实时地形数据模型，同时结合飞行区域下方的对无...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬黎波，江万寿，杨成城，罗世奇，
申请(专利权)人：武汉汇卓航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42