9.5　四旋翼无人机着陆的误差仿真估计

在无人机执行完任务之后，先会根据DGPS提供的车辆以及自己的位置信息寻找车辆并进行追踪。此行为将以导弹制导方法中的追踪法实现，即沿无人机和车辆的视线方向飞行。当判断足够接近车辆，且无人机的速度与车辆速度方向相同后，切换为视觉导航，并实行导弹制导方法中的平行接近法进行着陆过程。在距离车辆足够近时，保持无人机的高度，控制无人机以与车辆速度相同的水平速度在车辆上方跟踪车辆，并在辅助装置的协助下降落。其具体流程如图9.12所示。

图9.12　着陆过程流程

现对这一过程进行模拟实验以及误差分析。由于在四旋翼无人机着陆的过程中，通过反馈调节而令视线角稳定于期望值，因此，四旋翼无人机的着陆精度将取决于最后的降落过程，降落过程取决于以下几个因素：视线角q，无人机速度水平分量vUX，车辆速度Cv。其中视线角q的精度取决于经过视觉解算得到的无人机和车辆间的水平距离l与无人机的高度h。车辆速度Cv取决于对车辆和无人机之间的距离l的求导，l的精度会决定Cv的精度。在高度足够低的情况下，Guidance 可以为无人机提供相当精度的高度信息h。因此，决定无人机着陆精度的参数为l、h、vUX。对于精确着陆过程，设计仿真实验进行误差分析计算。

根据精确着陆过程的控制框图，设计反馈回路，并在Matlab的simulink里进行仿真，回路的设计在第8章有所提及。之后再次利用蒙特卡洛法对精确着陆阶段末期悬停时的位置进行1 000次的误差仿真计算，计算结果如图9.13所示。

根据图9.13可以看出，在精确制导阶段末期的悬停时，无人机距离标志物原点的中心坐标的水平距离基本上在±0.2 m之内，在这个范围内，无人机的着陆可以说是比较安全的。因此，本章提出的基于平行接近法的四旋翼无人机自主着陆是可行的。

图9.13　精确制导阶段末期悬停时的位置误差