一种无人机航线库设计方法及该航线库的验证方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人机数据处理领域，特别是涉及一种无人机航线库设计方法及该航线库的验证方法。
【背景技术】
[0002]航线设计技术在民用和军用领域用途广泛，主要通过一系列航路点，来设计到达预定位置的飞行轨迹，现有技术中的航线设计技术没有明确的设计原则和设计方法，同时验证评估也需要大量时间，导致航线设计周期较长，设计效率不高。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，在航线时考虑预先要执行的任务以及可能发生的故障，并把这些指令和处置方法结合到航线设计中，结合考虑空域约束、性能约束以及系统功能约束，提出通过建立特征参数集合，在航线设计时以特征参数为主要设计依据，进行快速设计和快速评估验证，实现了高效设计和验证评估的目的，本发明提供了一种无人机航线库设计方法，包括如下步骤:
[0004]步骤一、航线设计模块中的数据采集模块采集无人机的特征参数信息和预定任务信息；
[0005]步骤二、所述航线设计模块中的参数集合模块根据所述特征参数信息建立特征参数集合，再根据预定任务信息建立任务特征参数集合；
[0006]步骤三、所述航线设计模块中的航线生成模块根据所述特征参数集合和所述任务特征参数集合生成至少两条预定航线；
[0007]步骤四、所述航线设计模块中的航线管理模块将至少两条所述预定航线之间进行动态链接，形成预定航线库。
[0008]在上述任一方案中优选的是，在所述步骤一中，所述特征参数信息包括平台性能信息、系统性能信息以及飞机约束信息，其中，飞机约束信息又包括空域约束信息、系统功能约束信息以及飞机性能约束信息。
[0009]在上述任一方案中优选的是，在步骤二中，所述特征参数集合包括基本特征参数集合和飞机约束集合，其中，所述基本特征参数集合由所述平台性能信息和系统性能信息生成，所述飞机约束集合由所述飞机约束信息生成。
[0010]在上述任一方案中优选的是，所述航线库包括主航线、应急返航航线以及应急迫降航线。
[0011]在上述任一方案中优选的是，所述主航线包括“正向着陆”航线、“反向着陆”航线、起落架故障处置航线和发动机推力不足处置航线；所述应急返航航线包括各主航线的返航航线以及无动力返场航线。
[0012]在上述任一方案中优选的是，在所述步骤四中，所述航线管理模块还用于接受无人机的机上管理系统发送的航线数据，并根据所述航线数据生成航线切换信息，再将所述航线切换信息传递至所述机上管理系统。
[0013]在上述任一方案中优选的是，在所述步骤四中，还包括设置作为动态链接航线的索引，供所述航线管理模块切换合理的航线的系统异常状态链表。
[0014]本发明提供了还一种用于验证上述得到的无人机航线库的验证方法，包括:
[0015]通过航线库验证模块采集得到的所述航线库的信息，再提取所述航线库中航线的特征参数信息，将此特征参数信息与所述航线设计模块中采集的特征参数信息进行对比。
[0016]本发明的优点在于:
[0017]本发明的无人机航线库设计方法中，首先建立特征参数集合，在航线设计时，以得到特征参数集合为主要设计依据，进行快速高效的设计。
【附图说明】
[0018]图1是按照本发明基于特征参数集合的无人机航线库设计和验证方法示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明基于特征参数集合的无人机航线库设计和验证方法做进一步详细说明。
[0020]本发明的无人机航线库设计方法可以基于一个航线设计系统。该航线设计系统可以包括航线设计模块，航线设计模块可以通过Matlab设计软件⑶I工具箱设计得到，也可以使用其他适合的设计软件。
[0021]航线设计模块可以包括相应的参数采集模块、参数集合模块、航线生成模块以及航线管理模块等模块，以实现相应的参数采集、参数集合以及航线管理等功能。航线生成模块还能够根据参数集合模块中的各种数据信息来生成预定航线。
[0022]具体地，参照图1所示，本发明的无人机航线库设计方法主要包括如下步骤:
[0023]步骤一，航线设计模块中的数据采集模块采集无人机的特征参数信息和预定任务信息。其中，特征参数信息可以包括多种信息，本实施例中，特征参数信息包括平台性能信息、系统性能信息以及飞机约束信息，其中，飞机约束信息又包括空域约束信息、系统功能约束信息以及飞机性能约束信息。
[0024]具体地，上述平台性能信息可以具体包括无人机完成预定任务时的飞行耗油量、飞行总时间等。系统性能信息包括无人机的最大飞行高度、最大飞行马赫数等。飞机约束信息可以包括飞机过载范围、迎角范围等。预定任务信息可以包括在该预定任务中，无人机的最小单次巡航时间、巡航高度、巡航马赫数以及巡航次数等。
[0025]步骤二，航线设计模块中的参数集合模块根据特征参数信息建立特征参数集合，再根据预定任务信息建立任务特征参数集合。具体地，特征参数集合包括基本特征参数集合和飞机约束集合。其中，基本特征参数集合由平台性能信息和系统性能信息集合生成。飞机约束集合由飞机约束信息集合生成。
[0026]需要说明的是，上述各个信息种类以及信息具体数值是需要根据实际任务进行选择。本实施例中以无人机巡航性能测试为例，其中的特征参数信息集合包括:
[0027]I)、耗油:不大于 2000kg ；
[0028]2)、飞行总时间:不低于2h ；
[0029]3)、最大飞行高度:10000m ；
[0030]4)、最大飞行马赫数:0.7 ；
[0031]5)、最小飞行表速:350km/h ；
[0032]6)、过载范围:_2g ?5g ;
[0033]7)、迎角范围:_4。?20。。
[0034]相应地，任务特征参数集合包括:
[0035]I)、最小单次巡航时间:5分钟；
[0036]2)、巡航高度:9000m ?IlOOOm ；
[0037]3)、巡航马赫数:0.6?0.8 ;
[0038]4)、巡航次数:不小于2次(超过5min且中断即算I次)。
[0039]步骤三，航线设计模块中的航线生成模块根据特征参数集合和任务特征参数集合生成至少两条预定航线。在本实施例的无人机巡航性能测试中，预定航线可以包括主航线、应急返航航线以