Trên thế giới, vấn đề điều khiển hạ cánh UAV đã được xem xét bởi nhiều phương pháp khác nhau. Tuy nhiên, do bí mật quân sự, bí mật công nghệ hoặc bí mật thương mại nên các công trình của nước ngoài đã công bố thường rất khiêm tốn về thông tin. Nghiên cứu một số tài liệu thấy rằng, các công trình nghiên cứu của các nước tập trung đề xuất việc ứng dụng các thuật toán khác nhau để giải quyết bài toán điều khiển máy bay nói chung và điều khiển UAV nói riêng. Cụ thể như:
Về sử dụng phương pháp ước lượng vị trí [31]. Trong đó, Tác giả trình bày 1 hệ thống mà chỉ sử dụng quan sát để hạ cánh 1 UAV xuống đường băng. Trong đó sử dụng phương pháp ước lượng vị trí tương đối của đường băng dựa vào hình ảnh thu được và dữ liệu ảnh để tìm ra sai lệch vị trí. Sai lệch vị trí được sử dụng làm đầu vào cho vòng điều khiển phản hồi tuyến tính để duy trì đường bay chính xác.
Hạ cánh UAV xuống tàu sân bay [24]. Trong đó, Tác giả đã giải quyết vấn đề hạ cánh UAV xuống tàu sân bay trong điều kiện có sóng biển. Trong đó mô hình toán học phi tuyến đầy đủ của UAV được đưa ra trong hệ tọa độ quán tính. Phương pháp dựa trên biến đổi Fourier sau đó được sử dụng để mô tả thực tế chuyển động của biển và động lực học của tàu. Cuối cùng, một thuật toán điều khiển hạ cánh được phát triển dựa trên động lực học của UAV so với tàu.
Sử dụng điều khiển mờ hạ cánh UAV [17]. Trong đó, Tác giả trình bày ứng dụng điều khiển Fuzzy cho nhiệm vụ hạ cánh của UAV, sử dụng ước lượng vị trí 3D dựa vào theo dõi trực quan của các đối tượng 2 chiều mẫu. Điều khiển Fuzzy phân tích thông tin quan sát để đưa lệnh điều khiển độ cao cho UAV hạ cánh.
Trình bày giải pháp đơn giản thu hồi UAV giá thấp, sử dụng các cảm biến hàng không (đo cao siêu âm và GPS) [17].
Sử dụng thuật toán xây dựng quỹ đạo mới cho UAV dưới các ràng buộc của hệ thống vị trí chính xác [40]. Do giới hạn về cấu trúc của hệ thống, 1 UAV không thể xác định vị trí chính xác của nó. Khi sai số vị trí tích lũy đến mức nhất định, nhiệm vụ có thể bị lỗi. Phương pháp này tập trung vào sửa sai số trong suốt quá trình bay của UAV. Thuật toán di truyền cải tiến (improved genetic algorithm-GA) và thuật toán A* được sử dụng trong xây dựng quỹ đạo bảo đảm UAV có đường quỹ đạo ngắn nhất từ điểm ban đầu đến điểm cuối dưới nhiều ràng buộc và số lần hiệu sửa sai số ít nhất.
Về điều khiển tối uu quỹ đạo của UAV theo tiêu chí nhiên liệu tiêu hao tối thiểu [49]; điều khiển PID [20]; logic mờ [22], [33], [29]; [53], [51]; điều khiển thích nghi [16] và điều khiển thích nghi phi tuyến [19], [13], điều khiển sử dụng mạng nơ ron [23], [30], điều khiển sử dụng thuật toán di truyền [14], sử dụng nguyên lý cực đại [52], sử dụng lý thuyết Lyapunov [34], và điều khiển hạ cánh UAV xuống tàu sân bay [44]. Nhìn chung, các công trình nêu trên chủ yếu tập trung vào việc đề xuất các mẫu thiết kế bộ điều khiển hạ cánh thế hệ mới trên cơ sở vận dụng các thuật toán phù hợp nhằm nâng cao độ ổn định theo quỹ đạo bay của UAV.
Công trình nghiên cứu của các nước đã chứng minh tính ưu việt vượt trội của hệ thống thông tin đảm bảo hạ cánh bằng quang học so với các hệ thống thông tin đảm bảo hạ cánh khác. Hệ thống thông tin bảo đảm hạ cánh bằng quang học có tính độc lập cao; cung cấp chính xác các tham số theo thời gian thực mà không tồn tại sai số tích lũy theo thời gian; giá thành thấp, kích thước và trọng lượng nhỏ gọn [43], [41]. Đối với hệ thống thông tin đảm bảo hạ cánh bằng quang học, các nghiên cứu tập trung vào một số hướng chủ yếu, ví dụ như: Xác định góc lệch hướng và cự ly của UAV tới đường băng để thiết
lập lệnh điều khiển hạ cánh [31], [58]; sử dụng hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System - GPS), hệ thống dẫn đường quán tính (Inertial Navigation System - INS) để xác định các tham số góc và vị trí của UAV [37]; thực hiện xử lý ảnh xác định các vạch biên đường băng hỗ trợ hạ cánh [59]; Sử dụng thiết bị quang điện tử phục vụ hạ cánh của UAV [50]. Ngoài ra, một số công trình nghiên cứu về phương pháp nâng cao độ chính xác thông tin; phương pháp xử lý ảnh để xác định một vài các tham số hạ cánh cụ thể; phương pháp tính toán quỹ đạo bay tối ưu để đảm bảo thời gian bay và tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất cho UAV khi có dữ liệu thống kê về gió trong vùng bay UAV hoạt động.
Các nghiên cứu về xây dựng quỹ đạo được ghi lại trong nhiều công trình về hệ thống điều khiển cánh tay và rô bốt mặt đất. Tuy nhiên, lĩnh vực rô bốt đã được mở rộng vào các thiết bị bay, cụ thể là các UAV. Có một số công trình nghiên cứu về luật dẫn cho UAV được công bố [27], một hệ thống dẫn đường được thiết kế để bám theo đường thẳng giữa các điểm [32], một phát minh gần đây là sử dụng trường véc tơ, ở đây một trường véc tơ vận tốc được xác định qua không gian và phương tiện nhận lệnh để theo các véc tơ vận tốc này [35].
Tóm lại, việc nghiên cứu hệ thống điều khiển hạ cánh UAV luôn được các nhà khoa học tập trung nghiên cứu, ứng dụng nhiều, song lại không được công bố rộng rãi. Các công trình nghiên cứu chủ yếu là xây dựng các thuật toán phù hợp để thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển hạ cánh cho UAV. Tuy nhiên các công trình nghiên cứu về tối ưu quỹ đạo hạ cánh cho UAV còn hạn chế và đặc biệt là chưa có công trình nào nghiên cứu về tối ưu quỹ đạo hạ cánh của UAV cụ thể có xét đến hạn chế quá tải đứng.