固定翼无人机无卫导飞行方法、装置、系统及可读存储介质与流程

固定翼无人机无卫导飞行方法、装置、系统及可读存储介质
【技术领域】
1.本发明涉及固定翼无人机导航与自主飞行控制技术领域，尤其涉及一种固定翼无人机无卫导飞行方法、装置、系统及可读存储介质。


背景技术：

2.近年来，固定翼无人机由于其机动性高，成本低等优点，是当前研究的热点之一，且逐渐向自动化、智能化方向发展。固定翼无人机要在各种复杂的任务环境中完成自主起飞、导航以及着陆等一系列任务，需要无人机具备统一的时空基准和时空信息。卫星导航设备是提供时空信息的主要设备，但是由于卫星信号的脆弱性和公开性，容易受到遮挡、多径、干扰、欺骗，形成gnss拒止环境。因此一旦卫星导航失效将会使无人机的安全起降和执行任务变得十分困难。
3.目前常用的飞行引导方式有：全球卫星导航系统(gnss)、ins惯性导航系统(ins)、视觉导航系统以及各种组合导航系统。gnss是一种自身定位系统，利用在轨卫星发射的无线电信号，依靠被动测距来确定无人机的三维位置；ins是一种推算导航系统，位置信息通过积分速度信息获取，速度信息通过对imu测量的加速度信息积分获得，姿态信息通过积分imu测量的角速率信息获得。ins具有数据速率快、短期精度高且可以提供位置、姿态等多种信息的特点成为组合导航研究领域中主要的传感器。
4.组合导航系统中ins/gnss是目前应用最为广泛的组合导航系统之一。但在gnss拒止环境下，无人机只能依靠惯导设备提供空间信息，ins误差会通过导航方程被不断积分，导致ins惯性导航解算精度随时间推移不断下降。系统无法通过gnss对ins惯性导航系统误差进行估计和校正。
5.视觉导航是近年来一种新兴的导航技术，视觉传感器具有抗干扰能力强、非接触、易于隐藏、功耗低、体积小等优点，成为替代gnss的一种很好的选择。视觉导航是一种先进的导航系统，利用视觉传感器获取图像信息，基于机器视觉算法提取图像特征信息，估计所需要的位姿参数进而实现目标跟踪、自主起降等任务。由此可见，利用视觉导航替代gnss是一种非常有前景的方案。但是视觉导航下视匹配时需要相对地面800米以上才能满足匹配视场要求，前视着陆匹配时需要在跑道合适的方位及高低角才能实现匹配，因此需要其他传感器辅助。
6.高度信息采集方面，气压高度抗干扰能力强，但是受温度等影响较大，不满足降落需求。gnss海拔高度准确性强，不受环境因素影响，但是容易被干扰和欺骗，在拒止环境下无法使用。激光雷达测量精确，不易受干扰，但是量程有限，只能测量相对200米以内高度。如何选择更加适合的导航系统以及如何在没有卫星信号或卫星导航的基础上，自动执行起飞、任务执行以及降落过程的导航过程成了一直无法解决的问题。
7.因此，有必要研究一种固定翼无人机无卫导飞行方法、装置、系统及可读存储介质来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明提供了一种固定翼无人机无卫导飞行方法、装置、系统及可读存储介质，涉及嵌入式系统和传感器网络，具体涉及gnss(全球卫星导航系统)拒止环境下固定翼无人机自主飞行控制策略，本发明深度融合纯ins惯性导航技术、视觉导航技术和传感器技术，通过摄像头感知三维空间的环境情况，并融合imu惯性测量、激光雷达高度测量和气压高度测量，解析出固定翼无人机的位姿信息，通过控制固定翼无人机在不同高度选用不同的组合导航方式，实现固定翼无人机的自主起降、飞行，具有极大的应用价值。
9.一方面，本发明提供一种固定翼无人机无卫导飞行方法，所述无卫导飞行方法包括：
10.s1：获取无人机周围的环境数据；
11.s2：通过环境数据获取无人机高度数据和姿态数据；
12.s3：预设无人机上搭载的下视导航设备和前视导航设备的工作高度；
13.s4：将无人机高度数据与预设的下视导航设备和前视导航设备的工作高度进行比较，根据比较结果和姿态数据获取无人机飞行阶段；
14.s5：预设ins惯性导航和视觉导航两种导航方式；
15.s6：根据无人机飞行阶段选择s5中的一种或多种组合的导航方式；
16.s7：根据姿态数据选择s5中的一种或多种组合的导航方式对无人机进行姿态修正。
17.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s1中环境数据包括惯性测量imu高频测量的无人机的加速度和角速度信息、激光雷达高度计测量的高度信息、气压高度计测量的高度信息以及视觉传感器测量的三维空间信息。
18.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s4中无人机飞行阶段包括：
19.无人机起飞阶段，所述无人机起飞阶段满足无人机高度不超过下视导航设备的预设工作高度，姿态数据为起飞姿态；
20.执行任务阶段，所述执行任务阶段满足无人机高度不低于下视导航设备的预设工作高度；
21.回收阶段，所述回收阶段满足无人机高度不超过下视导航设备的预设工作高度，姿态数据为降落姿态。
22.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s6具体为：
23.无人机起飞阶段，导航方式选用ins惯性导航的导航方式，高度数据选用气压高度计测量结果；
24.执行任务阶段，导航方式选用视觉导航与ins惯性导航组合的导航方式，高度数据选用气压高度计测量结果；
25.回收阶段：
26.无人机下降至下视导航设备的预设工作高度与前视导航设备的预设工作高度之间时，导航方式选用ins惯性导航的导航方式，高度数据选用气压高度计测量结果；
27.无人机到回收航线处且无人机降高至前视导航设备的预设工作高度以下时，导航
方式选用视觉导航和ins惯性导航组合的导航方式，高度数据选用激光雷达高度计测量结果。
28.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，执行任务阶段时，s7中的姿态修正具体为：无人机通过视觉传感器测量的三维空间信息在实时飞行中完成对环境的感知和定位，根据匹配的位置实时修正ins惯性导航位置。
29.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，回收阶段时，s7中的姿态修正具体为：利用视觉导航对无人机姿态进行修正，使无人机降落在跑道上。
30.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述下视导航设备的预设工作高度为不低于800米，所述前视导航设备的工作高度为不超过150米。
31.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种固定翼无人机无卫导飞行策略装置，所述无卫导飞行策略装置包括：
32.环境数据获取模块,用于获取无人机周围的环境数据；
33.高度数据和姿态数据获取模块，用于通过环境数据获取无人机高度数据和姿态数据；
34.工作高度预设模块，用于预设无人机上搭载的下视导航设备和前视导航设备的工作高度；
35.飞行阶段获取模块，用于将无人机高度数据与预设的下视导航设备和前视导航设备的工作高度进行比较，根据比较结果和姿态数据获取无人机飞行阶段；
36.导航预设模块，用于预设ins惯性导航和视觉导航两种导航方式；
37.导航选择模块，用于根据无人机飞行阶段选择视觉导航和ins惯性导航中的一种或多种组合的导航方式；
38.姿态修正模块，用于根据姿态数据选择视觉导航和ins惯性导航中的一种或多种组合的导航方式对无人机进行姿态修正。
39.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种无卫导飞行策略系统，所述无卫导飞行策略系统包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行任一项所述的无卫导飞行方法。
40.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现任一项所述的无卫导飞行方法。
41.与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
42.1、本发明可在实时飞行中完成对环境的感知和定位，根据匹配的位置实时修正纯ins惯性导航位置，使其能够在无卫导情况下便可自主完成起飞、降落、路径规划，快速抵达任务目标点执行任务；
43.2、本发明提出ins/视觉导航系统的组合定位方法，还辅以激光雷达高度传感器和气压高度传感器，根据固定翼无人机在飞行阶段选用不同的导引方式，灵活且精准的引导无人机飞行，有效的摆脱了gnss的限制，此外交替融合了激光雷达高度测量和气压高度测量数据，有效的改善了高度方向估计精度不足的问题；
44.3、本发明在无人机平台上兼容性性强，除了imu、激光雷达高度计、气压高度计、视觉传感器，还可根据开发者自行添加传感器，或将该系统移植到其他无人机平台上，进行二
次开发。
45.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【附图说明】
46.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
47.图1是本发明一个实施例提供的无卫导飞行控制流程图；
48.图2是本发明一个实施例提供的下视传感器与ins组合导航工作原理图；
49.图3是本发明一个实施例提供的前视传感器与ins组合导航工作原理图。
【具体实施方式】
50.为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
51.应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
52.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
53.本发明提供一种固定翼无人机无卫导飞行方法，所述无卫导飞行方法包括：
54.s1：获取无人机周围的环境数据；
55.s2：通过环境数据获取无人机高度数据和姿态数据；
56.s3：预设无人机上搭载的下视导航设备和前视导航设备的工作高度；
57.s4：将无人机高度数据与预设的下视导航设备和前视导航设备的工作高度进行比较，根据比较结果和姿态数据获取无人机飞行阶段；
58.s5：预设ins惯性导航和视觉导航两种导航方式；
59.s6：根据无人机飞行阶段选择s5中的一种或多种组合的导航方式；
60.s7：根据姿态数据选择s5中的一种或多种组合的导航方式对无人机进行姿态修正。
61.所述s1中环境数据包括惯性测量imu高频测量的无人机的加速度和角速度信息、激光雷达高度计测量的高度信息、气压高度计测量的高度信息以及视觉传感器测量的三维空间信息。
62.所述s4中无人机飞行阶段包括：
63.无人机起飞阶段，所述无人机起飞阶段满足无人机高度不超过下视导航设备的预设工作高度，姿态数据为起飞姿态；
64.执行任务阶段，所述执行任务阶段满足无人机高度不低于下视导航设备的预设工作高度；
65.回收阶段，所述回收阶段满足无人机高度不超过下视导航设备的预设工作高度，
姿态数据为降落姿态。
66.所述s6具体为：
67.无人机起飞阶段，导航方式选用ins惯性导航的导航方式，高度数据选用气压高度计测量结果；
68.执行任务阶段，导航方式选用视觉导航与ins惯性导航组合的导航方式，高度数据选用气压高度计测量结果；
69.回收阶段：
70.无人机下降至下视导航设备的预设工作高度与前视导航设备的预设工作高度之间时，导航方式选用ins惯性导航的导航方式，高度数据选用气压高度计测量结果；
71.无人机到回收航线处且无人机降高至前视导航设备的预设工作高度以下时，导航方式选用视觉导航和ins惯性导航组合的导航方式，高度数据选用激光雷达高度计测量结果。
72.执行任务阶段时，s7中的姿态修正具体为：无人机通过视觉传感器测量的三维空间信息在实时飞行中完成对环境的感知和定位，根据匹配的位置实时修正ins惯性导航位置。回收阶段时，s7中的姿态修正具体为：利用视觉导航对无人机姿态进行修正，使无人机降落在跑道上。所述下视导航设备的预设工作高度为不低于800米，所述前视导航设备的工作高度为不超过150米。
73.本发明还提供一种固定翼无人机无卫导飞行策略装置，所述无卫导飞行策略装置包括：
74.环境数据获取模块,用于获取无人机周围的环境数据；
75.高度数据和姿态数据获取模块，用于通过环境数据获取无人机高度数据和姿态数据；
76.工作高度预设模块，用于预设无人机上搭载的下视导航设备和前视导航设备的工作高度；
77.飞行阶段获取模块，用于将无人机高度数据与预设的下视导航设备和前视导航设备的工作高度进行比较，根据比较结果和姿态数据获取无人机飞行阶段；
78.导航预设模块，用于预设ins惯性导航和视觉导航两种导航方式；
79.导航选择模块，用于根据无人机飞行阶段选择视觉导航和ins惯性导航中的一种或多种组合的导航方式；
80.姿态修正模块，用于根据姿态数据选择视觉导航和ins惯性导航中的一种或多种组合的导航方式对无人机进行姿态修正。
81.本发明还提供一种无卫导飞行策略系统，所述无卫导飞行策略系统包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行任一项所述的无卫导飞行方法。
82.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现任一项所述的无卫导飞行方法。
83.本发明深度融合纯ins惯性导航技术、视觉导航技术和传感器技术，通过摄像头感知三维空间的环境情况，并融合imu惯性测量、激光雷达高度测量和气压高度测量，解析出
固定翼无人机的位姿信息，通过控制固定翼无人机在不同高度选用不同的组合导航方式，实现固定翼无人机的自主起降、飞行，具有极大的应用价值。本发明采用的技术方案是，在无卫导环境下固定翼无人机自主飞行策略，包括惯性测量单元imu、激光雷达高度计、气压高度计、视觉传感器、嵌入式机载处理器和无人机平台，惯性测量单元imu用于高频测量无人机的加速度和角速度信息，其测量结果作为飞行导航主要的数据来源；视觉传感器分为两个部分，其一下视导航传感器在无人机高度达到800米以上对ins惯性导航进行修正；其二前视着陆传感器用以保证固定翼无人机可以精准的降落在跑道上。
84.本发明的飞行导引策略主要分为三个阶段：
85.阶段1：无人机起飞阶段，且满足无人机离地高度在800米以内，此时导航方式选用ins惯性导航，高度数据选用气压高度计测量结果，虽然ins误差会通过导航方程被不断积分，但得益于选用的高精度惯导传感器，且起飞时间仅需要20秒，无人机的位置偏差最大不会超过5米，满足起飞条件；
86.阶段2：执行任务阶段，当无人机爬升到相对高度800米以上，达到下视导航设备工作的高度范围，下视导航设备开始工作，此时导航方式选用视觉导航/ins组合导航，高度数据选用气压高度计测量结果，无人机通过摄像头感知三维空间的环境情况，并依靠强大的计算能力和视觉技术，可在实时飞行中完成对环境的感知和定位，根据匹配的位置实时修正纯ins惯性导航位置；
87.阶段3：回收阶段，无人机下降至相对高度800米-150米之间，采用ins惯性导航位置，高度数据选用气压高度计测量结果，无人机以2.5米每秒下沉率，约用时5分钟，惯导所产生的漂移在200米以内，引导无人机到回收航线附近，能够目视跑到位置，此时无人机降高至相对高度150米以内，前视着陆设备开始工作，导航方式选用视觉导航/ins组合导航，高度数据选用激光雷达高度计测量结果，利用视觉导航对无人机姿态进行修正，使其能精准的降落在跑道上。由此得到良好的无人机姿态估计和飞行引导。
88.本发明依靠强大的计算能力和视觉技术，可在实时飞行中完成对环境的感知和定位，根据匹配的位置实时修正纯ins惯性导航位置，使其能够在无卫导情况下便可自主完成起飞、降落、路径规划，快速抵达任务目标点执行任务；本发明提出ins/视觉导航系统的组合定位方法，还辅以激光雷达高度传感器和气压高度传感器，根据固定翼无人机在飞行阶段选用不同的导引方式，灵活且精准的引导无人机飞行，有效的摆脱了gnss的限制。此外交替融合了激光雷达高度测量和气压高度测量数据，有效的改善了高度方向估计精度不足的问题。本发明在无人机平台上兼容性性强，除了imu、激光雷达高度计、气压高度计、视觉传感器，还可根据开发者自行添加传感器，或将该系统移植到自己的无人机平台上，可进行二次开发。
89.实施例1：
90.本发明涉及固定翼无人机导航与控制领域、嵌入式系统领域、传感器网络领域，尤其涉及一种固定翼无人机无卫导飞行测量，解决了固定翼无人机在gnss拒止环境下多传感器融合的视觉导航的问题。
91.本发明采取的技术方案包括硬件和软件两个部分，硬件包括：imu惯性测量传感器、激光雷达高度计、气压高度计、视觉传感器、嵌入式无人机机载处理器和无人机平台。软件包括：无人机起飞导引单元、无人机航线飞行导引单元、无人机回收导引单元。整个飞行
控制流程见附图1，下面针对各个部分做具体说明。
92.视觉传感器分为两个部分，其一下视导航传感器在无人机高度达到800米以上对ins惯性导航进行修正，该传感器误差在50米以内，满足飞行任务需求；其二前视着陆传感器用以保证固定翼无人机可以精准的降落在跑道上，该传感器工作在相对高度200米以下，飞机正对跑道可以识别，误差在随着跑道的距离变化，在跑道上可以达到5米以内；imu惯性测量单元用于高频测量固定翼无人机的加速度和加速度信息，作为无人机导航数据的主要来源；气压高度计用于测量无人机离地相对高度的信息，其量程为0-10000米，其缺点是无人机的飞行高度变化会使环境温度急剧变化，从而影响气压高度传感器测量的精度；因此配备了激光雷达高度计，其可以测量180米以内的高度，是无人机降落时信任高度。
93.软件部分：
94.飞行控制软件流程主要根据无人机飞行状态选择不同的导引策略，主要分为无人机起飞导引单元、无人机航线飞行导引单元、无人机回收导引单元：
95.1、无人机起飞导引单元：无人机收到起飞令牌，且无人机相对高度在0-800米内，此时导航方式选用ins惯性导航，高度数据选用气压高度计测量结果，虽然ins误差会通过导航方程被不断积分，但得益于选用的高精度惯导传感器，且起飞时间仅需要20秒，最终无人机的位置偏差最大不会超过5米，满足起飞条件；
96.2、无人机航线飞行导引单元：无人机爬升到800米以上，达到下视导航设备工作的高度范围，如图2所示，此时导航方式选用视觉导航/ins组合导航，高度数据选用气压高度计测量结果，下视导航设备开始工作，此时无人机通过摄像头感知三维空间的环境情况，并依靠强大的计算能力和视觉技术，可在实时飞行中完成对环境的感知和定位，根据匹配无人机本地地图位置实时修正纯ins惯性导航位置；
97.3、无人机回收导引单元：无人机收到回收指令后，此时降高至800米以下，下视导航设备无法正常工作，因此采用ins惯性导航位置，高度数据选用气压高度计测量结果，无人机以2.5米每秒下沉率，约用时5分钟，引导飞机到回收航线附近，惯导所产生的漂移在200米以内。当无人机离地高度150米以内，能够目视跑到位置，此时前视着陆设备开始工作，如图3所示，导航方式选用视觉导航/ins组合导航，高度数据选用激光雷达高度计测量结果，对无人机姿态进行修正，使其能精准的降落在跑道上。
98.由此得到良好的无人机姿态估计和飞行引导。
99.下面给出实验结果：本案例对上述飞行策略进行了多组基于多传感器融合的无卫导环境下固定翼无人机飞行试验，实验结果良好。
100.以上对本技术实施例所提供的一种固定翼无人机无卫导飞行方法、装置、系统及可读存储介质，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
101.如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误
差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
102.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
103.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
104.上述说明示出并描述了本技术的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求书的保护范围内。

技术特征：
1.一种固定翼无人机无卫导飞行方法，其特征在于，所述无卫导飞行方法包括：s1：获取无人机周围的环境数据；s2：通过环境数据获取无人机高度数据和姿态数据；s3：预设无人机上搭载的下视导航设备和前视导航设备的工作高度；s4：将无人机高度数据与预设的下视导航设备和前视导航设备的工作高度进行比较，根据比较结果和姿态数据获取无人机飞行阶段；s5：预设ins惯性导航和视觉导航两种导航方式；s6：根据无人机飞行阶段选择s5中的一种或多种组合的导航方式；s7：根据姿态数据选择s5中的一种或多种组合的导航方式对无人机进行姿态修正。2.根据权利要求1所述的无卫导飞行方法，其特征在于，所述s1中环境数据包括惯性测量imu高频测量的无人机的加速度和角速度信息、激光雷达高度计测量的高度信息、气压高度计测量的高度信息以及视觉传感器测量的三维空间信息。3.根据权利要求1所述的无卫导飞行方法，其特征在于，所述s4中无人机飞行阶段包括：无人机起飞阶段，所述无人机起飞阶段满足无人机高度不超过下视导航设备的预设工作高度，姿态数据为起飞姿态；执行任务阶段，所述执行任务阶段满足无人机高度不低于下视导航设备的预设工作高度；回收阶段，所述回收阶段满足无人机高度不超过下视导航设备的预设工作高度，姿态数据为降落姿态。4.根据权利要求3所述的无卫导飞行方法，其特征在于，所述s6具体为：无人机起飞阶段，导航方式选用ins惯性导航的导航方式，高度数据选用气压高度计测量结果；执行任务阶段，导航方式选用视觉导航与ins惯性导航组合的导航方式，高度数据选用气压高度计测量结果；回收阶段：无人机下降至下视导航设备的预设工作高度与前视导航设备的预设工作高度之间时，导航方式选用ins惯性导航的导航方式，高度数据选用气压高度计测量结果；无人机到回收航线处且无人机降高至前视导航设备的预设工作高度以下时，导航方式选用视觉导航和ins惯性导航组合的导航方式，高度数据选用激光雷达高度计测量结果。5.根据权利要4所述的无卫导飞行方法，其特征在于，执行任务阶段时，s7中的姿态修正具体为：无人机通过视觉传感器测量的三维空间信息在实时飞行中完成对环境的感知和定位，根据匹配的位置实时修正ins惯性导航位置。6.根据权利要求4所述的无卫导飞行方法，其特征在于，回收阶段时，s7中的姿态修正具体为：利用视觉导航对无人机姿态进行修正，使无人机降落在跑道上。7.根据权利要求1所述的无卫导飞行方法，其特征在于，所述下视导航设备的预设工作高度为不低于800米，所述前视导航设备的工作高度为不超过150米。8.一种固定翼无人机无卫导飞行策略装置，其特征在于，所述无卫导飞行策略装置包括：
环境数据获取模块,用于获取无人机周围的环境数据；高度数据和姿态数据获取模块，用于通过环境数据获取无人机高度数据和姿态数据；工作高度预设模块，用于预设无人机上搭载的下视导航设备和前视导航设备的工作高度；飞行阶段获取模块，用于将无人机高度数据与预设的下视导航设备和前视导航设备的工作高度进行比较，根据比较结果和姿态数据获取无人机飞行阶段；导航预设模块，用于预设ins惯性导航和视觉导航两种导航方式；导航选择模块，用于根据无人机飞行阶段选择视觉导航和ins惯性导航中的一种或多种组合的导航方式；姿态修正模块，用于根据姿态数据选择视觉导航和ins惯性导航中的一种或多种组合的导航方式对无人机进行姿态修正。9.一种无卫导飞行策略系统，其特征在于，所述无卫导飞行策略系统包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至7任一项所述的无卫导飞行方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的无卫导飞行方法。

技术总结
本发明提供了一种固定翼无人机无卫导飞行方法、装置、系统及可读存储介质，包括：S1：获取无人机周围的环境数据；S2：获取无人机高度数据和姿态数据；S3：预设无人机上搭载的下视导航设备和前视导航设备的工作高度；S4：将无人机高度数据与预设的下视导航设备和前视导航设备的工作高度进行比较，根据比较结果和姿态数据获取无人机飞行阶段；S5：预设INS惯性导航和视觉导航两种导航方式；S6：根据无人机飞行阶段选择S5中的一种或多种组合的导航方式；S7：根据姿态数据选择S5中的一种或多种组合的导航方式对无人机进行姿态修正，本发明实现固定翼无人机的自主起降、飞行，具有极大的应用价值。价值。价值。


技术研发人员：王子豪 王于坤 代超璠 于濮嘉 王倩文 李博
受保护的技术使用者：航天时代飞鸿技术有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/8/4