CN110362111B - 确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法及装置，所述方法包括：获取无人直升机发动机停车后的高度‑速度图上多组飞行数据；基于所述飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件；基于所述无人直升机发动机停车后的的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。本申请实施例通过确定的安全着陆条件为无人直升机的安全着陆提供依据，确定无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略，保证无人直升机发动机停车后安全着陆。
Description
技术领域
本申请涉及无人直升机飞行技术领域，尤其是涉及一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法及装置。
背景技术
近年来，无人直升机在很多领域得到了广泛应用，例如应用于军队、电力巡检、边防巡查、环境监测、地理遥感等领域。
无人直升机在空中飞行的过程中，由于受到恶劣环境影响，或发动机***故障，可能会导致发动机停车。一旦无人直升机的发动机停车，如果对此情况处置不当，就会造成无人直升机无法安全降落，甚至导致无人直升机坠毁。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法及装置，以保证无人直升机发动机停车后安全着陆。
第一方面，本申请实施例提供了一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法，包括：
获取无人直升机发动机停车后高度-速度图上的多组飞行数据；
基于所述飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件；
基于所述无人直升机发动机停车后的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述基于所述飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件，包括：
基于所述飞行数据，利用飞行动力学方程，计算每组所述飞行数据对应的着陆数据；
基于所述着陆数据，确定所述无人直升机的安全着陆条件。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述基于所述无人直升机的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略，包括：
基于所述无人直升机的当前飞行数据，计算所述当前飞行数据对应的当前着陆数据；
若当前着陆数据不符合安全着陆条件时，则确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述无人直升机的安全着陆条件包括：
垂直触地速度小于2.5m/s；
着陆过载小于2；
着陆速度小于60km/h；
航向偏移角小于6°；
俯仰角大于0°。
第二方面，本申请实施例还提供一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置，包括：
获取模块，用于获取无人直升机发动机停车后高度-速度图上的多组飞行数据；其中，所述飞行数据包括：所述无人直升机的飞行高度和飞行速度；
第一确定模块，用于基于所述飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件；
第二确定模块，用于基于所述无人直升机发动机停车后的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，还包括：
计算模块，用于基于所述飞行数据，利用飞行动力学方程，计算每组所述飞行数据对应的着陆数据；
第三确定模块，用于基于所述着陆数据，确定所述无人直升机的安全着陆条件。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第三确定模块在用于基于所述无人直升机的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略，包括：
基于所述无人直升机的当前飞行数据，计算所述当前飞行数据对应的当前着陆数据；
若当前着陆数据不符合安全着陆条件时，则确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，所述第一确定模块确定的所述无人直升机的安全着陆条件包括：
垂直触地速度小于2.5m/s；
着陆过载小于2；
着陆速度小于60km/h；
航向偏移角小于6°；
俯仰角大于0°。
第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述第一方面以及第一方面中任一种可能的实施方式中的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面以及第一方面中任一种可能的实施方式中的步骤。
本申请提供了一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法及装置，所述方法包括：获取无人直升机发动机停车后高度-速度图上的多组飞行数据；基于飞行数据，确定无人直升机的安全着陆条件；基于无人直升机发动机停车后的当前飞行数据和安全着陆条件，确定无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。本申请实施例通过确定的安全着陆条件为无人直升机的安全着陆提供依据，确定无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略，保证无人直升机发动机停车后安全着陆。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了本申请实施例所提供的一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法的流程图；
图2示出了本申请实施例所提供的无人直升机发动机停车后H-V图；
图3示出了本申请实施例所提供的一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置的结构示意图；
图4示出了本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
无人直升机，目前多是小型直升机，仅仅安装一台发动机，所以发动机停车的概率比较高。无人直升机一旦在空中发生发动机停车，立即降总距、保持航向、保持旋翼转速、进入稳定自转，在着陆前十几秒，根据飞行高度和飞行速度，采取相应的操纵措施，以保证安全着陆。本申请通过飞行数据和着陆数据，确定出无人直升机发动机停车后的安全飞行策略，能保证无人直升机安全飞行和着陆，适用于发动机停车后到着陆的全过程。
下面将通过实施例进行具体描述。为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法进行详细介绍。
如图1所示的一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法的流程图，所述方法包括以下步骤：
S101：获取无人直升机发动机停车后高度-速度图上的多组飞行数据。
S102：基于所述飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件。
S103：基于所述无人直升机发动机停车后的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
在步骤S101中，获取无人直升机发动机停车后高度-速度图上的多组飞行数据，这里的高度-速度图可以是由飞行手册上给出的H(高度)-V(速度)图，以下简称H-V图。
在实际飞行过程中，无人直升机在飞行过程中可能受外界恶劣环境的影响，或者发动机***发生故障的原因，造成无人直升机的飞行过程中出现发动机停车的情况，发动机停车后，无人直升机飞行一段时间之后会触地着陆。无人直升机在发动机停车时的飞行数据直接影响无人直升机的着陆情况。这里，获取无人直升机的飞行数据，以确定在飞行数据下的着陆数据。
在具体实施中，飞行数据包括至少以下数据：无人直升机的发动机在停车后的飞行高度和飞行速度。
如图2所示的无人直升机发动机停车后H-V图，图2中示出了无人直升机发动机停车后飞行高度与飞行速度的关系图。无人直升机发动机停车后，当其飞行速度和飞行高度处于安全飞行区域内，可以安全着陆；当其飞行速度和飞行高度处于危险区域内发动机停车时，会导致无人直升机可能坠毁。
这里，可以选取无人直升机的发动机停车后，无人直升机处于危险区和安全区的多组临界飞行数据，即临界飞行高度和临界飞行速度。
针对临界飞行高度和临界飞行速度，利用步骤S102中的飞行动力学方程计算无人直升机的着陆速度。
在步骤S102中，飞行动力学方程可以包括无人直升机的旋翼升力方程、旋翼后向力方程、旋翼侧向力方程、旋翼扭矩方程、桨毂力矩方程以及机身、平尾、垂尾、尾桨等力学方程。
将步骤S101中获取的每组飞行数据，代入飞行动力学方程中，计算可以得到无人直升机在着陆时刻的着陆数据。
其中着陆数据可以包括以下至少一种：垂直触地速度、着陆过载、着陆速度、航向偏移角以及俯仰角。
在计算着陆数据时，可以预设时间间隔。例如，将飞行数据代入飞行动力学方程中，可以得到无人直升机在第一个预设时刻的飞行数据，再将第一个预定时刻的飞行数据代入飞行动力学方程中，计算得到第二个预设时刻的飞行数据，依次类推，直至计算得到无人直升机在降落时刻的着陆数据。
根据上述计算出的着陆数据，可以确定无人直升机的安全着陆条件。
具体地，无人直升机的安全着陆条件可以为：
垂直触地速度<2.5m/s；其中，m/s为速度单位；在此条件下，无人直升机可以无损害着陆；
着陆过载<2；
着陆速度<60km/h；其中，km/s为速度单位；这里，在特定条件下，着陆速度<50km/h，在实际无人直升机着陆过程中，可以针对不同的无人直升机，确定不同的着陆速度；
航向偏移<6°；在着陆瞬间，若航向偏移较大，而机身惯性仍按原方向，就容易引起飞机侧倾，造成旋翼打地，因此无人直升机着陆时需要有一个较小的航向偏角。
俯仰角大于0°；也就是着陆时无人直升机抬头，无人直升机后起落架是主要承载部分，无人直升机抬头抬头，则后起落架受过载较大，可减小向下速度分量，减小过载。
例如，当选取的无人直升机的临界飞行高度为60m，临界飞行速度为24m/s时，计算出的着陆数据包括：垂直触地速度为1.9m/s；着陆速度为25km/h，俯仰角度为5.4°；航向偏移角为3°；着陆过载为1.27；转速变化范围为452-587rpm。
根据上述着陆数据可知，符合安全着陆条件。
在步骤S103中，通过上述安全着陆条件，可以根据无人直升机发动机停车后的当前飞行数据，计算无人直升机对应的当前着陆数据，若当前着陆数据不符合安全着陆条件时，则确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
由于无人直升机可能在任意飞行速度和飞行高度发生发动机停车，因此可以根据无人直升机的当前飞行数据，采取不同的处置方式，以使无人直升机安全着陆。着陆前10秒中是控制无人直升机安全着陆的关键。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置、电子设备、以及计算机存储介质等，具体可参见以下实施例。
图3是示出本申请的一些实施例的确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置的框图，该确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置实现的功能对应上述在终端设备上执行确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法的步骤。该装置可以理解为一个包括处理器的服务器的组件，该组件能够实现上述确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法，如图3所示，该确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置300可以包括：
获取模块301，用于获取无人直升机发动机停车后高度-速度图上的多组飞行数据；
第一确定模块302，用于基于所述飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件；
第二确定模块303，用于基于所述无人直升机发动机停车后的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
在该确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置300中，还包括：
计算模块，用于基于所述飞行数据，利用飞行动力学方程，计算每组所述飞行数据对应的着陆数据；
第三确定模块，用于基于所述着陆数据，确定所述无人直升机的安全着陆条件。
在该确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置300中：
所述第三确定模块在用于基于所述无人直升机的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略，包括：
基于所述无人直升机的当前飞行数据，计算所述当前飞行数据对应的当前着陆数据；
若当前着陆数据不符合安全着陆条件时，则确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
在该确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置300中：
第一确定模块确定的所述无人直升机的安全着陆条件包括：
垂直触地速度小于2.5m/s；
着陆过载小于2；
着陆速度小于60km/h；
航向偏移角小于6°；
俯仰角大于0°。
如图4所示，为本申请实施例所提供的一种电子设备400的结构示意图，该电子设备400包括：至少一个处理器401，存储器403，至少一个通信总线402。通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。
存储器403可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器401提供指令和数据。存储器403的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。
在一些实施方式中，存储器403存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：
操作***4031，包含各种***程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；
应用程序模块4032，包含各种应用程序，用于实现各种应用业务。
在本申请实施例中，通过调用存储器403存储的程序或指令，处理器401用于：
处理器401用于：获取无人直升机发动机停车后高度-速度图上的多组飞行数据；
基于所述飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件；
基于所述无人直升机发动机停车后的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
处理器401还用于：基于所述飞行数据，利用飞行动力学方程，计算每组所述飞行数据对应的着陆数据；
基于所述着陆数据，确定所述无人直升机的安全着陆条件。
处理器401还用于：基于所述无人直升机的当前飞行数据，计算所述当前飞行数据对应的当前着陆数据；
若当前着陆数据不符合所述安全着陆条件时，则确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
本申请实施例所提供的进行确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述的权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法，其特征在于，包括：
获取无人直升机发动机停车后高度-速度图上的多组飞行数据；
基于所述多组飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件，每组飞行数据包括无人直升机的发动机在停车后的飞行高度和飞行速度；
基于所述无人直升机发动机停车后的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略；
其中，基于所述多组飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件，包括：
基于所述多组飞行数据，利用飞行动力学方程，计算所述每组飞行数据对应的着陆数据；
基于所述着陆数据，确定所述无人直升机的安全着陆条件。
2.根据权利要求1所述的确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法，其特征在于，所述基于所述无人直升机的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略，包括：
基于所述无人直升机的当前飞行数据，计算所述当前飞行数据对应的当前着陆数据；
若当前着陆数据不符合所述安全着陆条件时，则确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
3.根据权利要求1所述的确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法，其特征在于，所述无人直升机的安全着陆条件包括：
垂直触地速度小于2.5m/s；
着陆过载小于2；
着陆速度小于60km/h；
航向偏移角小于6°；
俯仰角大于0°。
4.一种确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取无人直升机发动机停车后高度-速度图上的多组飞行数据；
第一确定模块，用于基于所述多组飞行数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件，每组飞行数据包括无人直升机的发动机在停车后的飞行高度和飞行速度；
第二确定模块，用于基于所述无人直升机发动机停车后的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略；
还包括：
计算模块，用于基于所述多组飞行数据，利用飞行动力学方程，计算所述每组飞行数据对应的着陆数据；
第三确定模块，用于基于所述着陆数据，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆条件。
5.根据权利要求4所述的确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置，其特征在于，所述第三确定模块在用于基于所述无人直升机的当前飞行数据和所述安全着陆条件，确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略，包括：
基于所述无人直升机的当前飞行数据，计算所述当前飞行数据对应的当前着陆数据；
若当前着陆数据不符合安全着陆条件时，则确定所述无人直升机发动机停车后的安全着陆操控策略。
6.根据权利要求4所述的确定无人直升机发动机停车后安全着陆的装置，其特征在于，所述第一确定模块确定的所述无人直升机的安全着陆条件包括：
垂直触地速度小于2.5m/s；
着陆过载小于2；
着陆速度小于60km/h；
航向偏移角小于6°；
俯仰角大于0°。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至3任一所述的确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至3任一所述的确定无人直升机发动机停车后安全着陆的方法的步骤。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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