一种大型无人直升机任务推演方法技术

本发明专利技术公开了一种大型无人直升机任务推演方法，其包括：从无人直升机历史执行飞行任务数据中获取多个时间间隔的数据作为样本数据，进行经验公式拟合；创建无人直升机的任务规划航路，基于任务规划航路，获取任务规划航路上的航点点集；根据航点点集，获取航点信息；输入飞行相关参数；根据航点点集和输入飞行相关参数，通过所拟合公式，得到任务飞行航迹点点集；基于航迹点点集，得到任务推演结果；基于任务推演结果，生成任务推演报告。本发明专利技术可验证无人直升机规划任务的可行性，并辅助进行规划得到可行任务。划得到可行任务。划得到可行任务。

【技术实现步骤摘要】
一种大型无人直升机任务推演方法


[0001]本专利技术涉及无人直升机
，特别是一种大型无人直升机任务推演方法。

技术介绍

[0002]无人直升机在进行任务规划阶段，常需要耗费大量的时间进行任务规划，在任务规划过程中所规划的任务航路的可行性也没有一个简单快速的验证方式。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术提供一种大型无人直升机任务推演方法，通过任务进行预先推演，生成任务推演报告，验证任务可行性；同时，生成的任务推演报告也能辅助进行任务规划。
[0004]本专利技术公开了一种大型无人直升机任务推演方法，其包括以下步骤：步骤1：从无人直升机历史执行飞行任务数据中获取多个时间间隔的数据作为样本数据，进行经验公式拟合；步骤2：创建无人直升机的任务规划航路，基于任务规划航路，获取任务规划航路上的航点点集；根据航点点集，获取航点信息；步骤3：输入飞行相关参数；步骤4：根据航点点集和输入飞行相关参数，通过所拟合公式，得到任务飞行航迹点点集；步骤5：基于航迹点点集，得到任务推演结果；基于任务推演结果，生成任务推演报告。
[0005]进一步地，所述进行经验公式拟合能够得到耗油率、温度变化、失速边界、最大垂直速率、最小垂直速率；所述耗油率为：Q=f(G, H, Va, Vh)所述温度变化为：T=f(H，H0，T0)所述失速边界为：Vs=f(G, H, T)所述最大垂直速率为：Vhmax=f(G, H, Va, T)；所述最小垂直速率为：Vhmin=f(G, H, Va, T)；其中，Q表示耗油率，G表示飞机重量，飞机重量为空机重量和油量之和，H表示无人机海拔高度，Va表示无人机空速，Vh表示无人机垂直速率，T表示海拔高度H处的温度，H0表示采样点高度，T0表示采样点温度，Va表示无人机空速；根据样本数据计算得到：
最大空速加速度Aamax和最小空速加速度Aamin；最大地速加速度Agmax和最小地速加速度Agmin。
[0006]进一步地，所述航点信息包括特征字、经纬度、海拔高度、速度模式、过点速度、加速方式、转弯方式、转弯半径、悬停时间；其中，所述特征字包括起飞点、着陆点、悬停点和普通航点，所述速度模式包括空速或地速，所述加速方式包括最大加速或匀加速，所述转弯方式包括直线航点、过点转弯或提前转弯。
[0007]进一步地，所述飞行相关参数包括空机重量、飞行油量、采样点高度、接入数据库高度对应温度信息、获取当前环境高度对应温度信息或设置采样点高度及温度、接入数据库高度层风速风向、获取当前环境高度层对应风速风向或输入/导入高度层风速风向线性插值表、检测限制；所述检测限制包括油量、爬升率、下滑率、地速加速度、空速加速度、失速边界。
[0008]进一步地，在所述步骤4中，包括：步骤41：计算航点与下一航点直线上的航迹点、航点提前转弯弧上的航迹点和航点过点转弯弧上的航迹点；步骤42：计算悬停点上的航迹点和悬停点到悬停点上的航迹点。
[0009]进一步地，在所述步骤41中：从航点点集中取出三个相邻的点，分别为pt0、pt1、pt2，其中，pt0为前一航点、pt1为当前航点、pt2为下一航点；当前航点为第一个点时，pt0无效，pt1只能是直线航点：若Pt1为直线航点，则基于Pt1和Pt2的起点Pt20位置信息，得到Pt1到Pt20的航迹角∠g，距离L12和高度差H12；其中，Pt20为提前转弯的切入点或直线航点/过点转弯的航点；基于Pt1航迹角∠g、速度、航点高度H对应风速Vw、风向∠w，进行矢量计算得到的地速Vg1、航迹角∠g1、空速Va1、航向角∠a1；同理得到Pt20的地速Vg2、航迹角∠g2、空速Va2、航向角∠a2；基于航点Pt2的速度模式、加速方式，得到航点Pt1到航点Pt2的速度模式、加速方式。
[0010]进一步地，在所述步骤41中：若Pt1为提前转弯航点，则基于Pt1和Pt2位置信息，计算出Pt1、Pt2与正北方向夹角∠12；基于计算出Pt1、Pt2与正北方向夹角∠12，得到Ptan2的航迹角∠gt2；基于Pt1速度、Pt1海拔高度、转弯弧上切点与航点Pt1速度大小和海拔高度一致、∠gt2、Pt1海拔高度对应的高度层风速风向，计算得到切点Ptan2的地速Vgt2、航迹角∠gt2、空速Vat2、航向角∠at2；基于Pt1经纬度、Pt1转弯半径、Ptan1和Ptan2位置经纬度，计算出转弯弧长Lt12和转弯弧夹角∠t；基于Pt0、Pt1、Pt2位置信息、Pt1转弯半径可计算出转弯弧圆心Ptcirc1的位置信息；基于Ptcirc1位置信息、Ptan1位置信息，计算出Ptcirc1到Ptan1的方向。
[0011]进一步地，在所述步骤41中：
若Pt1为过点转弯航点：其中转弯弧存在两段圆弧，以Pt1为起点Ptan1为终点的圆弧1，和以Ptan1为起点Ptan2为终点的圆弧2，两段圆弧分别通过提前转弯弧计算方法计算出过点转弯弧上的航迹点信息；同理，直线段为Ptan2到Pt2的进入点Pt20，把Ptan2作为起点通过前面直线航点计算方式计算出直线段上的航迹点信息。
[0012]进一步地，所述步骤42包括：悬停点上的航迹点：获取到达悬停点时的航迹点信息；基于到达悬停点时的航迹点信息、悬停点上设置的悬停时间，得到下一航迹点信息；迭代计算直到航迹点不满足要求或到达设定悬停时间为止；悬停点到悬停点上的航迹点：获取当前悬停点的最后一个航迹点信息；基于当前悬停点的最后一个航迹点信息，下一悬停点的航点信息、下一悬停点设置的地速速度匀速飞行，得到下一航迹点信息；迭代计算直到航迹点不满足要求或到达设定悬停时间为止。
[0013]进一步地，在所述步骤5中：若推演不通过，则通过推演报告对任务航路进行针对性调整，重复步骤1至步骤4，直至推演通过；若推演通过，则表示任务可行，输出任务文件。
[0014]由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：本专利技术可验证无人直升机规划任务的可行性，并辅助进行规划得到可行任务。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例的一种大型无人直升机任务推演方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例的转弯弧和切点的示意图；图3为本专利技术实施例的地速、空速和风速三者之间的关系示意图。
具体实施方式
[0017]结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，显然，所描述的实施例仅是本专利技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术实施例保护的范围。
[0018]如图1所示，本专利技术提出了一种大型无人直升机任务推演方法的实施例，其包括以下步骤：步骤一：获取数据库无人直升机历史执行飞行任务数据，根据历史飞行数据建立单位时间
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型无人直升机任务推演方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：从无人直升机历史执行飞行任务数据中获取多个时间间隔的数据作为样本数据，进行经验公式拟合；步骤2：创建无人直升机的任务规划航路，基于任务规划航路，获取任务规划航路上的航点点集；根据航点点集，获取航点信息；步骤3：输入飞行相关参数；步骤4：根据航点点集和输入飞行相关参数，通过所拟合公式，得到任务飞行航迹点点集；步骤5：基于航迹点点集，得到任务推演结果；基于任务推演结果，生成任务推演报告。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行经验公式拟合能够得到耗油率、温度变化、失速边界、最大垂直速率、最小垂直速率；所述耗油率为：Q=f(G, H, Va, Vh)所述温度变化为：T=f(H，H0，T0)所述失速边界为：Vs=f(G, H, T)所述最大垂直速率为：Vhmax=f(G, H, Va, T)；所述最小垂直速率为：Vhmin=f(G, H, Va, T)；其中，Q表示耗油率，G表示飞机重量，飞机重量为空机重量和油量之和，H表示无人机海拔高度，Va表示无人机空速，Vh表示无人机垂直速率，T表示海拔高度H处的温度，H0表示采样点高度，T0表示采样点温度，Va表示无人机空速；根据样本数据计算得到：最大空速加速度Aamax和最小空速加速度Aamin；最大地速加速度Agmax和最小地速加速度Agmin。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述航点信息包括特征字、经纬度、海拔高度、速度模式、过点速度、加速方式、转弯方式、转弯半径、悬停时间；其中，所述特征字包括起飞点、着陆点、悬停点和普通航点，所述速度模式包括空速或地速，所述加速方式包括最大加速或匀加速，所述转弯方式包括直线航点、过点转弯或提前转弯。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞行相关参数包括空机重量、飞行油量、采样点高度、接入数据库高度对应温度信息、获取当前环境高度对应温度信息或设置采样点高度及温度、接入数据库高度层风速风向、获取当前环境高度层对应风速风向或输入/导入高度层风速风向线性插值表、检测限制；所述检测限制包括油量、爬升率、下滑率、地速加速度、空速加速度、失速边界。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中，包括：步骤41：计算航点与下一航点直线上的航迹点、航点提前转弯弧上的航迹点和航点过点转弯弧上的航迹点；
步骤42：计算悬停点上的航迹点和悬停点到悬停点上的航迹点。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤41中：从航点点集中取出三个相邻的点，分别为pt0、pt1、pt2，其中，pt0为前一航点、pt1为当前航点、pt2为下一航点；当前航点为第一个点时，pt0...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖真强，余白玲，王征，苗斌，夏炎杰，王逸涛，
申请(专利权)人：四川腾盾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：