本发明涉及无人机降落控制处理领域，尤其涉及一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法。
背景技术：
1、随着无人机技术的快速发展，垂直起降无人机因其灵活性和多功能性在军事和民用领域得到了广泛应用。垂直起降无人机能够在有限的空间内进行起飞和降落，这使得它们在城市环境、救援任务和复杂地形中具有显著优势。然而，这种灵活性也带来了一系列技术挑战，尤其是在降落控制方面。
2、在垂直起降无人机中，降落控制的智能化是一个重要的考虑因素以及应用趋势。在垂直起降无人机中，在侧风干扰下，无人机的飞行路径以及推力控制变得复杂。传统的降落路径规划处理方法是自上而下进行降落的，这种降落方式在处理侧风干扰时，往往需要假设侧风干扰力才能实现稳定的降落控制，这在实际应用中很难保障安全可靠的降落到停机坪上。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，解决了现有技术中指出的上述技术问题。
2、本发明提供了一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，包括如下操作步骤：
3、获取无人机的实时飞行数据，所述飞行数据包括无人机当前高度、速度、姿态角和gps坐标；
4、获取降落区域的实时气象数据，所述实时气象数据包括风速和风向；
5、基于所述实时飞行数据和实时气象数据，计算无人机的第一高度准备位置点的高度和最优目标降落点的高度，然后控制当前无人机向第一高度准备位置点进行飞行控制，然后采用斜直线降落的路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行最优下降轨迹飞行控制；
6、当检测到当前无人机下降到最优目标降落点之后，控制当前无人机从最优目标降落点向停机坪上的停机位置点采用竖向垂直飞行轨迹进行飞行控制；
7、采用斜直线降落的路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行最优下降轨迹飞行控制时，实时调整控制无人机的飞行速度和推力；
8、需要说明的是，本发明实施例采用的控制降落方式是采用两级分步骤进行的路径规划合理降落，其在降落过程中，通过动态调整无人机的规划路径，避免了采用任意巡飞方式而需要多次调整姿态和推力，以抵消侧风影响；本发明实施例采用的方法也需要调整控制无人机的飞行速度和推力，但是可以相对减少的调整频次，实现了更简化的控制逻辑。
9、较佳地，作为一种可实施方案；所述基于所述实时飞行数据和实时气象数据，计算无人机的第一高度准备位置点的高度和最优目标降落点的高度，具体操作如下：
10、获取降落区域的实时气象数据，并同时检测停机坪的gps位置信息，如果当前当前的降落区域的风速超过或等于第一预警风速阈值，则确定停机坪所在的正上方n米处为最优目标降落点并确定最优目标降落点的高度；
11、如果当前当前的降落区域的风速不超过第一预警风速阈值，则确定停机坪的所在的正上方m米处为最优目标降落点并确定最优目标降落点的高度；
12、基于停机坪、实时气象数据中的风向确定所述无人机的第一高度准备位置点。
13、较佳地，作为一种可实施方案；所述基于停机坪、实时气象数据中的风向确定所述无人机的第一高度准备位置点，包括：
14、首先确定所述无人机的第一高度准备位置点为停机坪所在的斜直线上方n’米的环形轨迹上的多个初始轨迹点处，然后获取实时气象数据中的风向；
15、确定实时气象数据中的风向的水平分量方向，然后在的斜直线上方n’米的环形轨迹上的多个初始轨迹点处向停机坪所在的位置点画多条斜直线路径，然后在斜直线路径向水平地面投影获得对应的水平投影直线，选取其中一个与当前水平分量方向相反的水平投影直线；并确定该水平投影直线对应的斜直线路径起点处的初始轨迹点处为最终第一高度准备位置点。
16、较佳地，作为一种可实施方案；其中，n＝3；n’＝20；m＝5。
17、较佳地，作为一种可实施方案；采用斜直线降落的路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行最优下降轨迹飞行控制时，按照所述斜直线路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行。
18、较佳地，作为一种可实施方案；采用斜直线降落的路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行最优下降轨迹飞行控制，实时调整控制无人机的飞行速度和推力，具体包括：
19、调用第一高度准备位置点到最优目标降落点的斜直线路径；
20、将所述斜直线路径划分为多个路径小段；
21、对每个路径小段进行风场补偿计算，得到补偿后的路径点；
22、利用样条插值方法，将补偿后的路径点连接成平滑的下降轨迹；
23、基于所述平滑下降轨迹，生成无人机的飞行速度和加速度信息；基于当前的飞行速度和加速度信息计算当前无人机所需推力。
24、较佳地，作为一种可实施方案；还包括将当前无人机所需推力发送给无人机的飞行控制系统；所述无人机的飞行控制系统按照当前无人机所需推力执行驱动无人机的飞行动力输出。
25、较佳地，作为一种可实施方案；还包括无人机的飞行降落轨迹进行记录和存储，同时保存飞行降落轨迹上至少m个轨迹点处的无人机的输出动力、飞行速度和加速度信息。
26、较佳地，作为一种可实施方案；还包括将轨迹点处的无人机的输出动力、飞行速度和加速度信息备份到云服务器上。
27、与现有技术相比，本发明实施例至少存在如下方面的技术优势：
28、分析本发明提供的上述一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法可知，在具体应用时，首先获取无人机的实时飞行数据，所述飞行数据包括无人机当前高度、速度、姿态角和gps坐标；获取降落区域的实时气象数据，所述实时气象数据包括风速和风向；
29、基于所述实时飞行数据和实时气象数据，计算无人机的第一高度准备位置点的高度和最优目标降落点的高度，然后控制当前无人机向第一高度准备位置点进行飞行控制，然后采用斜直线降落的路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行最优下降轨迹飞行控制；当检测到当前无人机下降到最优目标降落点之后，控制当前无人机从最优目标降落点向停机坪上的停机位置点采用竖向垂直飞行轨迹进行飞行控制；
30、采用斜直线降落的路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行最优下降轨迹飞行控制时，实时调整控制无人机的飞行速度和推力；
31、本发明实施例采用的控制降落方式是采用两级分步骤进行的路径规划合理降落，其在降落过程中，通过动态调整无人机的规划路径，避免了采用任意巡飞方式而需要多次调整姿态和推力，以抵消侧风影响；本发明实施例采用的方法也需要调整控制无人机的飞行速度和推力，但是可以相对减少的调整频次，实现了更简化的控制逻辑。
1.一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
2.根据权利要求1所述一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，其特征在于，所述基于所述实时飞行数据和实时气象数据，计算无人机的第一高度准备位置点的高度和最优目标降落点的高度，具体操作如下：
3.根据权利要求2所述一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，其特征在于，所述基于停机坪、实时气象数据中的风向确定所述无人机的第一高度准备位置点，包括：
4.根据权利要求3所述一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，其特征在于，其中，n＝3；n’＝20；m＝5。
5.根据权利要求4所述一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，其特征在于，采用斜直线降落的路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行最优下降轨迹飞行控制时，按照所述斜直线路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行。
6.根据权利要求5所述一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，其特征在于，采用斜直线降落的路径控制无人机从第一高度准备位置点向最优目标降落点执行最优下降轨迹飞行控制，实时调整控制无人机的飞行速度和推力，具体包括：
7.根据权利要求6所述一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，其特征在于，还包括将当前无人机所需推力发送给无人机的飞行控制系统；所述无人机的飞行控制系统按照当前无人机所需推力执行驱动无人机的飞行动力输出。
8.根据权利要求6所述一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，其特征在于，还包括无人机的飞行降落轨迹进行记录和存储，同时保存飞行降落轨迹上至少m个轨迹点处的无人机的输出动力、飞行速度和加速度信息。
9.根据权利要求6所述一种垂直起降无人机抗侧风降落控制方法，其特征在于，还包括将轨迹点处的无人机的输出动力、飞行速度和加速度信息备份到云服务器上。
