技术领域
[0001] 本申请涉及飞行器技术领域，尤其涉及飞行器着陆控制方法、系统和垂直起降飞行器。
相关背景技术
[0002] 垂直起降飞行器（electric Vertical Takeoff and Land，eVTOL）是一种采用电动垂直起降技术的革命性飞行工具，具有垂直起降、零排放、低噪音等优势。随着垂直起降飞行器技术的成熟，其在城市空中交通、紧急救援等领域的应用逐渐增加。目前，传统的飞行器着陆方式通常是通过先进的导航、通信和监视技术来实现的。这些技术手段尚未完全解决垂直起降飞行器在复杂城市空域交通中所面临的环境复杂、应对突发事件时的着陆安全问题。
[0003] 上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
具体实施方式
[0024] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请的技术方案，并不用于限定本申请。
[0025] 为了更好的理解本申请的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式进行详细的说明。
[0026] 本申请实施例的主要解决方案是：确定飞行器当前的飞行阶段；基于飞行器当前的飞行阶段和预先选取的着陆区域，生成规划飞行轨迹；生成飞行器从原计划飞行轨迹切换到规划飞行轨迹的建议操纵指令；基于建议操纵指令，获取控制指令，并基于控制指令控制飞行器按照规划飞行轨迹飞行。
[0027] 由于目前，针对垂直起降飞行器在着陆时的安全性及其可靠性问题，基本上是通过先进的导航、通信和监视技术来实现的。然而，这些技术手段尚未完全解决垂直起降飞行器如何在复杂城市空域交通中，针对着陆过程中不同阶段的特征，提出针对性的着陆策略，提升着陆安全等问题。
[0028] 本申请提供的解决方案，能够通过人机交互的方式，使操作人员能够根据实际情况进行人为干预或决策；同时，也可通过飞控系统实现飞行器的自动化处理。这种双重操作模式使得飞行器能够更好地适应各种复杂环境和突发状况，增强了适应性和可靠性，同时，提高了操作人员的决策能力和参与感。针对倾转旋翼飞行器着陆过程中不同阶段的特征，提出针对性的着陆策略，保证飞行器着陆安全性。
[0029] 需要说明的是，本实施例的执行主体可以是一种具有数据处理、网络通信以及程序运行功能的计算服务设备，例如便携式电脑、飞控计算机、航电计算机、服务器以及嵌入式计算设备等，或者是一种能够实现上述功能的飞控系统等。对于飞行器在着陆过程中的某些特定需求，执行主体也可以是高性能的数据处理设备或者工业控制设备，以确保能够支持本申请的全部功能和要求。以下以飞控系统为例，对本实施例及下述各实施例进行说明。
[0030] 基于此，本申请实施例提供了一种飞行器控制方法，需要说明的是，本实施例主要应用于垂直起降飞行器（electric Vertical Takeoff and Land，eVTOL）中，所述垂直起降飞行器是指一种兼具垂直起降与高效巡航能力的航空器。倾转旋翼垂直起降飞行器，以下简称飞行器，具有能够在垂直起降位（例如，垂直位置，倾转角为90度）和巡航位（例如水平位置，倾转角度为0度）之间可倾转的倾转旋翼组件，兼具固定翼飞行器和旋翼飞行器的优点，具有垂直起降、空中悬停和高速巡航的飞行能力。参照图1，图1为本申请飞行器控制方法第一实施例的流程示意图。
[0031] 本实施例中，所述飞行器着陆控制方法包括步骤S10 S40：~
步骤S10，确定所述飞行器当前的飞行阶段；
需要说明的是，飞行器当前的飞行阶段包括但不限于垂直起飞阶段、前向倾转阶段、后向倾转阶段、巡航阶段和垂直降落阶段。
[0032] 其中，垂直起飞阶段是飞行器利用其升力和/推力组件产生足够的升力以克服重力，实现从地面静止状态直接垂直升空；前向倾转阶段是指飞行器从垂直起降飞行转换到巡航飞行的过程。在这个过程中，飞行器的推力组件逐渐向前倾斜，同时增加前向推力，使飞行器开始加速并进入巡航飞行状态；
后向倾转阶段是指飞行器从巡航飞行转换到垂直起降飞行的过程。当飞行器准备降落时，倾转旋翼推力组件会由巡航位逐渐向后倾斜，减少前向速度，并最终过渡到垂直起降位，为安全着陆做准备；
巡航阶段是指飞行器完成前向倾转后，在巡航飞行模式下的稳定飞行阶段。在此阶段，飞行器主要依靠固定翼产生的升力维持飞行高度，同时使用推力组件提供前进的动力，包括但不限于爬升、下降以及平飞阶段。
[0033] 请参照图2，示例性的，图2为飞行器的整个飞行过程的剖面示意图。在飞行器的整个飞行过程中，整个飞行剖面节点大于或等于8，飞行阶段大于或等于7。其中，飞行剖面节点至少包括起飞点、悬停转换点、前向倾转完成点、平飞入口点、平飞出口点、后向倾转开始点、开始降落位置以及着陆点等。飞行阶段至少包括垂直起飞、前向倾转、爬升、平飞、降高、后向倾转以及垂直降落等。
[0034] 示例性地，飞行剖面节点如表1所示：表1
[0035] 由图2以及表1可知，当飞行器处于起飞点位置时，表示飞行器在地面起飞点做好地面准备，检查飞行器自身状态与环境状态；当飞行器处于悬停转换点位置时，表示飞行器达到H1m高度后在悬停转换点保持定高悬停状态，等待调整自身状态后倾转旋翼开始前向倾转；
当飞行器处于前向倾转完成点时，表示飞行器倾转旋翼倾转至巡航位（例如0度）后到达前向倾转完成点，此时达到巡航速度，并调整爬升坡度或爬升率准备爬升；
当飞行器处于平飞入口点时，表示飞行器到达H3m高度后，调整飞行器姿态准备进入平飞巡航；
当飞行器处于平飞出口点时，表示飞行器在平飞巡航完成后，调整下滑坡度或下降率准备从巡航高度逐渐降低，为后向倾转做准备；
当飞行器处于后向倾转开始点时，表示飞行器降高至H2m后，调整自身状态开始后向倾转；
当飞行器处于开始降落位置时，表示飞行器倾转旋翼已经倾转至垂直起降位（例如90度）后，此时速度减为0，飞控系统或飞行员判断倾转阶段，准备垂直降落飞控；
当飞行器处于着陆点时，表示飞行器以最小接地速度到达地面着陆点。
[0036] 具体地，飞行剖面阶段如表2所示：表2
[0037] 由图2以及表2可知，当飞行器处于 的位置时，表示飞行器处于垂直起飞阶段，在该垂直起飞阶段中，飞行器倾转旋翼位于垂直起降位（例如，倾转旋翼的倾转角度为90°），由起飞点01垂直爬升至悬停转换点02，此阶段飞行器以最大值为Vzmax作为爬升率，高度爬升至H1m；当飞行器处于 的位置时，表示飞行器处于前向倾转阶段，在该前向倾转
阶段中，飞行器到达指定悬停转换点02后，调整飞机姿态航向，飞行员或飞控系统一键前向倾转，此阶段飞行器通过减小旋翼倾转角度完成加速，直至倾转旋翼位于巡航位（例如，倾转角为0°），最终至巡航速度Vcruise，水平距离不超过X1m，高度由H1m爬升至H2m；
当飞行器处于 的位置时，表示飞行器处于爬升阶段，在该爬升阶段中，飞行器到达前向倾转完成点03后，飞行器达到巡航速度，以固定爬升坡度角或爬升率在指定时间内到达飞行器平飞入口点04，此阶段飞行器保持巡航速度Vcruise，高度由H2m爬升至H3m；
当飞行器处于 的位置时，表示飞行器处于平飞阶段，在该平飞阶段中，飞行器以巡航速度在指定时间内到达平飞出口点05，此阶段飞行器高度保持在H3m完成平飞；
当飞行器处于 的位置时，表示飞行器处于降高阶段，在该降高阶段中，飞行器到达平飞出口点05后，以固定的降高坡度角或下降率在指定时间到达后向倾转点06，此阶段飞行器以巡航速度Vcruise，高度由H3m降高至H2m；
当飞行器处于 的位置时，表示飞行器处于后向倾转阶段，在该后向倾转
阶段中，飞行器到达后向倾转点06后，飞行员或飞控系统一键后向倾转，此阶段飞行器倾转旋翼由巡航位机动至垂直起降位，通过增加旋翼倾转角度完成减速，最终至0m/s，水平距离不超过X2m，高度由H2m降高至H1m；
当飞行器处于 的位置时，表示飞行器处于垂直降落阶段，在该垂直降落
阶段中，飞行器倾转旋翼位于垂直起降位，由开始降落位置07垂直降落至接地点08，此阶段飞行器以最大为Vzmax的下降率降落至0m高度，接地速度小于Vzmin。
[0038] 步骤S20，基于所述飞行器当前的飞行阶段和预先选取的着陆区域，生成规划飞行轨迹；需要说明的是，规划飞行轨迹包括但不限于规划巡航飞行轨迹、规划后向倾转过渡轨迹、规划垂直降落轨迹以及规划着陆区域。规划飞行轨迹是当飞行器处于突发情况时，通过飞行员手动选取或者通过飞控系统自动选取着陆区域，飞控系统根据该着陆区域和当前飞行阶段自动规划的飞行轨迹；原计划飞行轨迹是飞行器起飞前系统预设的计划飞行轨迹。
[0039] 预先选取的着陆区域，是飞行员通过人机交互的方式，告知飞行器提前选取的着陆区域，或者通过飞控系统自动选取飞行器的着陆区域。
[0040] 可选地，当飞行器处于突发状况时，飞行器根据此时的飞行阶段和飞行员手动/通过飞控系统自动预先选取的着陆区域，自动生成规划飞行轨迹或者垂直降落轨迹以及着陆区域。
[0041] 例如，如果飞行器在垂直起飞过程中出现突发情况需要紧急着陆，飞控系统根据当前阶段自动规划一条飞行器从当前垂直降落位置回到起飞位置的规划飞行轨迹和一个规划着陆区域。其中，该规划飞行轨迹确保飞行器能够安全、平稳地返回地面，规划着陆区域通常就是起飞点。
[0042] 若飞行器正在前向倾转过程中出现突发情况需要紧急着陆，通过飞控系统自动选取或飞行员手动选取的着陆区域，飞控系统根据当前阶段与该选取的着陆区域自动生成飞行器规划倾转过渡飞行轨迹、规划开始降落位置、规划垂直降落轨迹以及规划着陆区域。在这个阶段，由于飞行器正在转换飞行姿态，因此规划开始降落位置的选择应当考虑到飞行器完成姿态调整后可以平稳降落的位置。
[0043] 若飞行器正在后向倾转的过程中出现突发情况需要紧急着陆，同样是通过飞控系统自动选取或飞行员手动选取的着陆区域，飞控系统根据当前阶段与该选取的着陆区域自动生成规划倾转过渡飞行轨迹、规划开始降落位置、规划垂直降落轨迹以及规划着陆区域。与前向倾转阶段相似，此时飞行器正准备从此规划开始降落位置转为垂直降落。
[0044] 若飞行器处于巡航飞行中出现突发情况需要紧急着陆，通过飞控系统自动选取或飞行人员手动选取的着陆区域，飞控系统基于当前的飞行阶段和该选取的着陆区域，自动生成飞行器规划巡航飞行轨迹、规划后向倾转过渡轨迹、规划开始降落位置、规划垂直降落轨迹以及规划着陆区域。其中，规划飞行轨迹包括规划FAF（Final Approach Fix，最后进近定位点）圆、规划下滑道降高阶段轨迹；规划巡航飞行轨迹还包括规划FAF（Final Approach Fix，最后进近定位点）圆与规划下滑道降高阶段轨迹的规划关键切换位置，规划下滑道降高阶段轨迹与规划后向倾转过渡阶段轨迹的规划关键切换位置。
[0045] 步骤S30，生成所述飞行器从原计划飞行轨迹切换到所述规划飞行轨迹的建议操纵指令；需要说明的是，本实施例中，建议操纵指令包括但不限于建议下降率、建议减速度、建议速度滚转角、建议航迹角等。
[0046] 其中，下降率是飞行器在单位时间内下降的高度；减速度指飞行速度减少的速率；速度滚转角是指飞行器绕其飞行速度方向倾斜的角度；航迹角是飞行器实际飞行路径与地面参考线（通常是跑道中心线）之间的夹角。
[0047] 具体地，当通过步骤S20，由飞控系统自动或飞行员手动选取着陆区域，并由飞控系统自动生成规划飞行轨迹后，飞行器通过人机交互的方式（例如视觉或语音的形式），向飞行员提供对应的建议操纵指令。
[0048] 比如，若飞行器正处于垂直起飞阶段，则生成飞行器在安全时间内从当前位置至起飞点所需的下降率，并通过人机交互的方式向飞行员提供该下降率。
[0049] 若飞行器当前的飞行阶段为前向倾转阶段/后向倾转阶段，切换至强制倾转，生成飞行器所需的建议减速度，并通过人机交互的方式将该建议减速度提供给飞行员。待飞行器完成后向倾转并到达开始降落位置后，又向飞行员提供飞行器进行降落所需的下降率。
[0050] 若飞行器当前的飞行阶段为巡航阶段，首先，生成飞行器在第一规划关键切换位置切入FAF圆所需的建议速度滚转角，并通过人机交互方式将该建议速度滚转角提供给飞行员。接着，生成飞行器在第二规划关键切换位置切出FAF圆所需的建议航迹角，并通过人机交互方式将该建议航迹角提供给飞行员。然后，生成飞行器在规划后向倾转开始位置所需的建议减速度，并通过人机交互方式将该建议减速度提供给飞行员。最后，生成飞行器在规划开始降落位置进行降落所需的下降率，并通过人机交互方式将该建议减速度提供给飞行员。
[0051] 步骤S40，基于所述建议操纵指令，获取控制指令，并基于所述控制指令控制所述飞行器按照所述规划飞行轨迹飞行。
[0052] 请参照图3，图3为人在回路的着陆控制框图。具体地，当飞行员通过人机交互界面接收到建议操纵指令后，可以根据这些建议手动控制飞行器，或选择让飞控系统自动执行。无论是手动还是自动模式，飞行员或飞控系统都会向飞行器发送对应的控制指令。飞行器接收到这些控制指令后，会结合当前的状态参数（如速度、位置、姿态角和姿态角速率等），通过内置的控制律模块计算出所需的执行机构控制量。这些控制量将用于调整飞行器的各个部件，如升力/推力组件、舵面位置、倾转机构等，以确保飞行器能够按照规划飞行轨迹稳定飞行。
[0053] 此外，飞控系统还具备轨迹预测功能，能够考虑大气环境对飞行器操纵的影响。通过实时监测和分析风速、温度、湿度等大气条件，系统能够更加准确计算轨迹预测信息，以适应复杂多变的大气环境。基于计算得出的执行机构控制量，系统能够预测飞行器的未来一段时间内飞行轨迹。如果预测的轨迹与规划的轨迹之间存在偏差，飞控系统将生成建议调整指令，并通过人机交互界面提供给飞行员。飞行员可以根据这些建议调整指令手动调整操纵杆的位置，或选择让飞控系统自动进行调整，直至预测轨迹与规划轨迹之间的偏差小于预设的阈值，从而确保飞行任务的安全和成功完成。
[0054] 比如，当飞行器当前的飞行阶段为垂直起飞阶段时，首先，飞行员根据建议下降率，向飞行器输入相应的控制指令，计算执行机构控制量（电机转速、舵偏角、倾转角）。或者，通过飞控系统直接根据下降率计算相应的执行机构控制量，控制飞行器垂直降落。由于下降过程中距离地面较近，且多旋翼模式下的飞行器易受环境干扰，飞行员同时调整自身位置。
[0055] 然后，飞行器根据该执行机构控制量和飞行器当前状态量（位置、姿态、下降率、垂向加速度）通过飞行器物理模型结合环境信息实时计算飞行器的预测垂直降落轨迹和预测着陆区域。
[0056] 随后，计算预测垂直降落轨迹和规划垂直降落轨迹的偏差，和/或预测着陆区域和规划着陆区域的偏差。在检测两者偏差的之前，还需要事先确定一个阈值，用于判断偏差是否可在接受的范围内。如果检测到预测垂直降落轨迹与规划垂直降落轨迹的偏差超过预设的阈值，生成相应的建议调整指令。如果检测到预测垂直降落轨迹与规划垂直降落轨迹的偏差超过预设的阈值，也同样生成相应的建议调整指令。
[0057] 最后，将生成的建议调整指令通过人机交互界面提供给飞行员，或直接发送给飞控系统执行。根据生成的调整指令，飞行员或飞控系统调整飞行器的姿态、位置等参数。在调整过程中，继续监测预测垂直降落轨迹和规划垂直降落轨迹的偏差，以及预测着陆区域和规划着陆区域的偏差。如果偏差已经小于预设的阈值，飞行器可以继续按规划路径飞行。如果偏差仍然超过阈值，继续生成新的调整指令并执行调整，直到偏差满足要求。
[0058] 通过以上步骤，可以确保飞行器在垂直降落过程中始终沿着规划的轨迹和着陆区域安全、准确地着陆。
[0059] 还比如，当飞行器当前的飞行阶段为前向倾转阶段或后向倾转阶段，首先，飞行员根据建议减速度，向飞行器输入相应的控制指令，计算执行机构控制量（电机转速、舵偏角、倾转角）。或者，通过飞控系统直接根据建议减速度计算相应的执行机构控制量，控制飞行器完成倾转旋翼后向倾转。
[0060] 然后，根据飞行器当前状态（位置、速度、姿态角、姿态角速率）以及执行机构控制量，利用倾转走廊递推出飞行器在完成倾转旋翼后向倾转时的预测开始降落位置。其中，倾转走廊是指飞行器速度与倾转角度等参数之间的关系包线，为了保证安全和效率而遵循的一系列特定的飞行参数限制。飞行参数限制通常包括空速、倾转角、攻角等关键参数的组合，它们定义了一个允许飞行器进行倾转操作的安全范围。
[0061] 随后，将预测的开始降落位置与预先规划的开始降落位置进行比较。如果两者的偏差大于预设的阈值，则生成的建议调整指令，将生成的建议调整指令通过人机交互界面提供给飞行员，或直接发送给飞控系统执行。根据生成的调整指令，飞行员或飞控系统调整飞行器的速度或倾转角，再次执行上述过程直到预测开始降落位置与规划开始降落位置的偏差满足要求。此时，即可按照上述垂直起飞降落阶段的方式，控制飞行器垂直降落至规划着陆区域。
[0062] 又比如，当飞行器处于巡航阶段时，由于天气变化等突发情况，可能导致原定飞行航线不再适用或需要调整。因此，需要飞行员操纵飞行器进入FAF（Final Approach Fix，最后进近定位点）圆的飞行轨迹，通过切入和切出FAF圆的方式，使得飞行器从巡航飞行顺利降落到飞控系统重新选取的着陆区域，以确保飞行器安全、高效地完成从巡航到着陆的过渡。
[0063] 另外，需要说明的是，FAF（Final Approach Fix，最后进近定位点）圆是围绕FAF点的一个圆形区域，飞行器在这个区域内需要完成从巡航或航路飞行模式向最终进近模式的转换。
[0064] 具体地，首先，飞行器保持巡航速度切FAF圆进场，飞行员根据建议速度滚转角，向飞行器输入相应的控制指令，计算执行机构控制量（电机转速、舵偏角、倾转角）。或者，通过飞控系统直接根据速度滚转角计算相应的执行机构控制量，控制飞行器在第一规划关键切换位置切入 FAF 圆，开始准备进入最终进近阶段。
[0065] 然后，基于当前飞行器状态和执行机构控制量，预测飞行器切出 FAF 圆时预测关键切换位置。将预测关键切换位置与第二规划关键切换位置进行比较，计算偏差。如果预测关键切换位置与第二规划关键切换位置的偏差大于预设的阈值，则生成建议调整指令。将生成的建议调整指令通过人机交互界面提供给飞行员，或直接发送给飞控系统执行。根据生成的调整指令，飞行员或飞控系统调整飞行器的位置和姿态，再次执行上述过程直至预测的关键切换位置与规划的关键切换位置的偏差小于预设的阈值。这时，将建议航迹角指令通过人机交互界面提供给飞行员，或直接发送给飞控系统控制飞行器在第二规划关键切换位置切出 FAF圆，进入下滑道降高度阶段。其中，下滑道降高度阶段是指飞行器在进近过程中，从切出FAF圆开始，沿着预定的下滑道逐渐降低高度，直至到达开始后向倾转点高度的过程。
[0066] 随后，基于当前飞行器状态和执行机构控制量，预测飞行器在下滑道降高度阶段的预测后向倾转开始关键位置。将飞行器在下滑道降高度阶段的预测后向倾转开始关键位置与飞行器在下滑道降高度阶段的规划后向倾转开始关键位置进行比较，计算偏差。如果该偏差大于预设的阈值，则生成建议调整指令。将生成的建议调整指令通过人机交互界面提供给飞行员，或直接发送给飞控系统执行。根据生成的调整指令，飞行员或飞控系统调整飞行器的位置和姿态，再次执行上述过程直至该偏差小于预设的阈值。这时，将建议减速度指令通过人机交互界面提供给飞行员，或直接发送给飞控系统控制飞行器在规划后向倾转开始位置控制飞行器倾转旋翼后向倾转，进入后向倾转过渡阶段。后续即可按照上述前向倾转阶段或后向倾转阶段的方式，控制飞行器倾转旋翼后向倾转并到达规划开始降落点，再按照上述垂直起飞阶段的方式，控制飞行器垂直降落至规划着陆区域。
[0067] 通过上述实施例方法，确定飞行器当前的飞行阶段；基于飞行器当前的飞行阶段和预先选取的着陆区域，生成规划飞行轨迹；生成飞行器从原计划飞行轨迹切换到规划飞行轨迹的建议操纵指令；基于建议操纵指令，获取控制指令，并基于控制指令控制飞行器按照规划飞行轨迹飞行。本方案通过实时的人机交互，将人的决策融入飞行器着陆控制中，能够更好地适应各种复杂环境和突发状况，提高了飞行器着陆的安全性和准确性。同时，针对飞行器着陆过程中不同阶段的特征，提出针对性的着陆策略，并通过轨迹预测技术，考虑大气环境对飞行器操控的影响，能够准确地预测飞行器的飞行轨迹，确保飞行的安全和效率。
[0068] 为了更好地理解上述实施例一的方法，下面通过具体的例子来进行详细的说明。
[0069] 比如，请参照图4，图4提供了一种飞行器着陆控制方法的飞行器垂直起飞阶段人在回路着陆示意图。在图4中，灰色虚线为飞行器起飞前预设的计划飞行轨迹；红色实线为自主飞行过程中出现突发情况后飞行控制系统规划的降落轨迹；红色区域为规划着陆区域，与着陆标志重合；绿色实线为根据当前状态实时预测的飞行器降落轨迹，预测着陆区域为绿色区域。
[0070] 当飞行器在处于垂直起飞阶段出现异常情况时，飞控系统自动或飞行员手动选取着陆区域，并自动生成规划垂直降落轨迹和规划着陆区域。通过人机交互的方式将规划垂直降落轨迹和规划着陆区域提供给飞行员，并给定下降率。飞行员或飞控系统根据下降率控制飞行器垂直降落。
[0071] 在下降过程中，由于飞行器距离地面较近，且多旋翼模式下的飞行器易受环境干扰，因此飞行员或飞控系统需要同时调整自身位置。飞控系统根据飞行器当前状态量、执行机构控制量，通过飞行器物理模型结合环境信息实时计算飞行器的预测垂直降落轨迹和预测着陆区域。飞行员通过人机交互提供的视觉或语音信息获取的规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的偏差，或者预测着陆区域和规划着陆区域的偏差，或者通过飞控系统根据规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的偏差，或者预测着陆区域和预测着陆区域的偏差，自主生成建议调整指令，根据建议调整指令输入调整指令控制飞行器飞行，直至规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的重合，或者预测着陆区域和规划着陆区域的重合。
[0072] 通过上述实施例方法，通过将人的决策融入飞行器着陆控制中，提高了飞行器在垂直起飞阶段的着陆安全性和准确性。并且通过实时的人机交互，飞行员可以更加直观地了解飞行器的状态和决策依据，增强了系统的可操作性。
[0073] 还比如，请参照图5，图5提供了一种飞行器着陆控制方法的飞行器前向倾转阶段人在回路着陆示意图。在图5中，灰色实线为飞行器飞行过的轨迹，灰色虚线为飞行器起飞前预设的计划飞行轨迹；红色实线为自主飞行过程中出现突发情况后飞控系统规划的航迹；实心圆点为规划的后向倾转完成时的位置；规划着陆区域为红色区域；绿色曲线为根据当前状态实时预测的飞行轨迹，空心圆点为预测的后向倾转完成时的位置。
[0074] 当飞行器处于前向倾转阶段出现异常情况时，飞控系统自动或飞行员手动选取着陆区域并切至强制倾转旋翼回倾，飞控系统自动生成规划飞行轨迹，并通过人机交互的方式将规划飞行轨迹提供给飞行员，并给定建议减速度。飞行员或飞控根据建议减速度操纵使得飞行器在规划开始降落位置以多旋翼模式垂直降落。
[0075] 在强制后向倾转过程中，飞控系统根据飞行器当前状态量和执行机构控制量，由倾转走廊递推出倾转旋翼后向倾转完成时飞行器位置信息，即预测开始降落位置。飞行员或飞控系统依据预测开始降落位置和规划开始降落位置判断并操纵。若预测开始降落位置P’与规划开始降落位置P重合，则飞行员或飞控系统不做操纵，若预测开始降落位置P’与规划开始降落位置P不重合，则飞行员或飞控系统调整操纵杆，直至P’与P重合。
[0076] 当飞行器精确达到P点后，飞行员操纵飞行器垂直降落。飞控系统根据飞行器当前状态量，通过飞行器物理模型结合环境信息实时计算飞行器的预测垂直降落轨迹和预测着陆区域。飞行员通过人机交互界面提供的视觉或语音信息获取垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的偏差，或者预测着陆区域和规划着陆区域的偏差，调整操纵杆杆量；或者通过飞控系统根据规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的偏差，或者预测着陆区域和规划着陆区域的偏差，自主生成建议调整指令，根据建议调整指令输入调整指令控制飞行器飞行，直至规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的重合，或者预测着陆区域和规划着陆区域的重合。
[0077] 通过上述实施例方法，通过将人的决策融入飞行器着陆控制中，提高了飞行器在前向倾转阶段的着陆安全性和准确性。并且通过实时的人机交互，飞行员可以更加直观地了解飞行器的状态和决策依据，增强了系统的可操作性。
[0078] 还比如，请参照图6，图6提供了一种飞行器着陆控制方法的飞行器后向倾转阶段人在回路着陆示意图。在图6中，灰色实线为飞行器飞行过的轨迹，灰色虚线为飞行器起飞前预设的计划飞行轨迹；红色实线为自主飞行过程中出现突发情况后飞控系统规划的轨迹；实心圆点为规划的后向倾转完成时的位置；规划着陆区域为红色区域；绿色曲线为根据当前状态预测的飞行器飞行轨迹，空心圆点为预测的后向倾转完成时的位置。
[0079] 当飞行器处于后向倾转阶段出现异常情况时，和前向倾转阶段一样，飞行员手动或飞控系统自动选取着陆区域并切至强制倾转旋翼回倾，飞控系统自动生成规划飞行轨迹，并通过人机交互的视觉或语音方式将规划飞行轨迹提供给飞行员，并给定建议减速度。飞行员或飞控根据建议减速度操纵，使得飞行器快速减速，并在规划开始降落位置以多旋翼模式垂直降落。
[0080] 飞控系统根据飞行器当前状态量以及执行机构控制量，由倾转走廊递推出倾转旋翼后向倾转完成时飞行器位置信息，即预测开始降落位置。飞行员或飞控系统依据预测开始降落位置和规划开始降落位置判断并操纵。若预测开始降落位置P’与规划开始降落位置P重合，则飞行员或飞控系统不做操纵，若预测开始降落位置P’与规划开始降落位置P不重合，则飞行员或飞控系统调整操纵杆，直至P’与P重合。
[0081] 当飞行器精确到达P点后，飞行员操纵飞行器垂直降落。飞控系统根据飞行器当前状态量，通过飞行器物理模型结合环境信息实时计算飞行器的预测垂直降落轨迹和预测着陆区域。飞行员通过人机交互界面提供的视觉或语音信息获取规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的偏差，或者预测着陆区域和规划着陆区域的偏差，调整操纵杆杆量；或者通过飞控系统根据规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的偏差，或者预测着陆区域和规划着陆区域的差，自主生成建议调整指令，根据建议调整指令输入调整指令控制飞行器飞行，直至规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的重合，或者预测着陆区域和规划着陆区域的重合。
[0082] 通过上述实施例方法，通过将人的决策融入飞行器着陆控制中，提高了飞行器在后向倾转阶段的着陆安全性和准确性。并且通过实时的人机交互，飞行员可以更加直观地了解飞行器的状态和决策依据，增强了系统的可操作性。
[0083] 还比如，请参照图7，图7提供了一种飞行器着陆控制方法的飞行器巡航阶段人在回路着陆示意图，具体地：需要说明的是，在图7中，灰色实线为飞行器飞行过的航迹，灰色虚线为自主飞行规划的航迹；红色实线为自主飞行过程中出现突发情况后飞控系统实时规划的航迹；黑色虚线为FAF圆；蓝色区域为下滑道；绿色实线为根据当前状态预测未来一个时间长内的飞行轨迹。
[0084] 另外，需要说明的是，规划飞行轨迹中还包括FAF圆与下滑道降高阶段的规划关键切换位置，下滑道降高阶段与后向倾转过渡阶段的规划关键切换位置，其中，FAF圆的规划关键切换位置还包括第一规划关键切换位置P1、P3，第二规划关键切换位置P2、P4，下滑道降高阶段过渡到后向倾转阶段的规划关键切换位置P5，以及飞行器完成后向倾转即将降落的规划开始降落位置P6。
[0085] 当飞行器在飞行过程中出现突发情况，飞控系统判断飞行器的飞行阶段处于巡航阶段时，飞控系统或飞行员选择着陆点，飞控系统根据飞行员选择的着陆点自动生成规划飞行轨迹，并通过人机交互方式将规划飞行轨迹提供给飞行员。飞行员根据规划飞行轨迹，操纵飞行器切FAF圆进场，并在FAF圆飞行过程中保持巡航速度。
[0086] 飞行器在FAF圆飞行过程中，系统通过人机交互的方式为飞行员提供建议速度滚转角和第一规划关键切换位置P1，飞行员或飞控根据建议速度滚转角在第一规划关键切换位置P1切入FAF圆。在P1 P2点路段，以时间间隔为 ，飞控系统根据飞行器当前状态量和~执行机构控制量，通过飞行器物理模型实时计算一段时间内飞行器的预测飞行轨迹，即第一预测飞行轨迹。飞行员通过人机交互界面提供的视觉或语音信息获取规划飞行轨迹和预测飞行轨迹的偏差，调整操纵杆杆量；或者飞控系统根据规划飞行轨迹和预测飞行轨迹的偏差，自主生成建议调整指令，根据建议调整指令输入调整指令控制飞行器飞行，直至第一预测飞行轨迹与第一规划飞行轨迹重合。
[0087] 然后，飞控系统通过人机交互方式，例如视觉和/或语音，向飞行员提供建议速度滚转角和对应的第二规划关键切换位置P2。飞行员或者飞控系统根据建议速度滚转角在第二规划关键切换位置P2切出FAF圆。飞行器以巡航速度Vcruise保持直线平飞。在P2 P3路~段，以时间间隔为 ，飞控系统根据飞行器当前状态量和执行机构控制量，通过飞行器物理模型实时计算一段时间内飞行器的飞行轨迹，即第二预测飞行轨迹。飞行员通过人机交互界面提供的视觉或语音信息获取规划飞行轨迹和预测飞行轨迹的偏差，调整操纵杆杆量；或者飞控系统根据规划飞行轨迹和预测飞行轨迹的偏差，自主生成建议调整指令，根据建议调整指令输入调整指令控制飞行器飞行，直至第二预测飞行轨迹对准第二规划飞行轨迹。
[0088] 在飞行器保持平飞一定时间后，飞控系统通过人机交互的方式向飞行员提供建议速度滚转角和对应的第一规划关键切换位置P3，飞行员或者飞控系统根据建议速度滚转角在第一规划关键切换位置P3又切入FAF圆。在P3 p4路段，以时间间隔为 ，飞控系统根据~飞行器当前状态量和执行机构控制量，通过飞行器物理模型计算出一段时间内飞行器的飞行轨迹，即第三预测飞行轨迹。飞行员通过人机交互界面提供的视觉或语音信息获取规划飞行轨迹和预测飞行轨迹的偏差，调整操纵杆杆量；或者飞控系统根据规划飞行轨迹和预测飞行轨迹的偏差，自主生成建议调整指令，根据建议调整指令输入调整指令控制飞行器飞行，直至第三预测飞行轨迹与第三规划飞行轨迹重合。
[0089] 随后，飞控系统通过人机交互方式向飞行员提供建议下滑航迹角和对应的第二规划关键切换位置P4，飞行员或飞控系统根据建议航迹角在第二规划关键切换位置P4切出FAF圆，进入下滑道的降高阶段。在P4 P5下滑道的降高阶段内，以时间间隔为 ，飞控系统~根据飞行器当前状态量和执行机构控制量，通过飞行器物理模型实时计算一段时间内飞行器的飞行轨迹，即第四预测飞行轨迹。飞行员通过人机交互界面提供的视觉或语音信息获取规划飞行轨迹和预测飞行轨迹的偏差，调整操纵杆杆量；或者飞控系统根据规划飞行轨迹和预测飞行轨迹的偏差，自主生成建议调整指令，根据建议调整指令输入调整指令控制飞行器飞行，直至第四预测飞行轨迹与规划下滑道中心线重合。
[0090] 当飞行员或飞控系统控制飞行器到达规划倾转开始位置P5时，飞行员或飞控系统一键操控倾转旋翼向后倾转，根据飞行器当前状态量和执行机构控制量，由倾转走廊递推出倾转旋翼后向倾转完成时飞行器位置信息，即预测开始降落位置。飞行员通过人机交互界面提供的视觉或语音信息获取规划开始降落点P6和预测开始降落点的偏差，调整操纵杆杆量；或者飞控系统根据规划开始降落点P6和预测开始降落点的偏差，自主生成建议调整指令，根据建议调整指令输入调整指令控制飞行器倾转旋翼后向倾转，直至规划开始降落点P6和预测开始降落点重合。
[0091] 当飞行器精确到达规划开始降落位置P6后，飞行员操纵飞行器垂直降落。飞控系统根据飞行器当前状态量和执行机构控制量，通过飞行器物理模型结合环境信息实时计算飞行器的预测垂直降落轨迹和预测着陆区域。飞行员通过人机交互界面、例如显控平台上的规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的偏差，或者预测着陆区域和规划着陆区域的偏差，调整操纵杆杆量；或者通过飞控系统根据规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的偏差，或者预测着陆区域和规划着陆区域的偏差，自主生成建议调整指令，根据建议调整指令调整飞行器飞行，直至规划垂直降落轨迹和预测垂直降落轨迹的重合，或者预测着陆区域和规划着陆区域的重合。
[0092] 通过上述实施例方法，通过将人的决策融入飞行器着陆控制中，提高了飞行器在巡航阶段的着陆安全性和准确性。并且通过实时的人机交互，飞行员可以更加直观地了解飞行器的状态和决策依据，增强了系统的可操作性。
[0093] 需要说明的是，上述示例仅用于理解本申请，并不构成对本申请飞行器着陆控制方法的限定，基于此技术构思进行更多形式的简单变换，均在本申请的保护范围内。
[0094] 本申请还提供一种飞行器着陆控制系统，请参照图8，所述飞行器着陆控制系统包括：飞行阶段管理模块10，用于确定飞行器当前的飞行阶段；
轨迹规划模块20，用于基于所述飞行器当前的飞行阶段和预先选取的着陆区域，生成规划飞行轨迹；
指令计算模块30，用于生成所述飞行器从原计划飞行轨迹切换到所述规划飞行轨迹的建议操纵指令；
控制模块40，用于基于建议操纵指令，获取控制指令，并基于所述控制指令控制所述飞行器按照所述规划飞行轨迹飞行。
[0095] 本申请提供的飞行器着陆控制系统，采用上述实施例中的飞行器着陆控制方法，能够解决垂直起降飞行器在复杂城市空域交通中，如何提升着陆安全性和准确性的技术问题。与现有技术相比，本申请提供的飞行器着陆控制系统的有益效果与上述实施例提供的飞行器着陆控制方法的有益效果相同，且所述飞行器着陆控制系统中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。
[0096] 本申请提供一种垂直起降飞行器，垂直起降飞行器包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述实施例一中的飞行器着陆控制方法。
[0097] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。
