[發明專利]一種機電一體化無人機著陸導航系統及控制方法

在審

• 申請號: 201611144152.4
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106774430A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 邵冬梅
• 申請（專利權）人: 天津傳承科技有限公司
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 張宇

1.一種機電一體化無人機著陸導航系統，包括機翼固定座(1)，其特征在于：所述機翼固定座(1)的四周均設有機翼(2)，四組所述機翼(2)的表面中央均設有激光接收單元(3)，所述激光接收單元(3)的輸出端電性連接有無人機控制系統(5)的輸入端，所述無人機控制系統(5)的輸入端電性連接有無人機GPS單元(4)的輸出端，所述無人機控制系統(5)的輸出端電性連接有無人機通信系統(6)的輸入端，所述無人機通信系統(6)的輸出端電性連接有著陸平臺系統(7)的輸入端，所述著陸平臺系統(7)的輸入端電性連接有基準站系統(8)的輸出端。

2.根據權利要求1所述的一種機電一體化無人機著陸導航系統，其特征在于：所述無人機控制系統(5)包括電源單元(50)，所述電源單元(50)的輸出端電性連接有飛控處理器(51)的輸入端，所述飛控處理器(51)雙向電性連接有控制電路模塊(53)，所述飛控處理器(51)的輸出端電性連接有舵機系統(52)的輸入端，所述舵機系統(52)信號連接有控制電路模塊(53)。

3.根據權利要求1所述的一種機電一體化無人機著陸導航系統，其特征在于：所述無人機通信系統(6)包括信息接收單元(60)，所述信息接收單元(60)的輸出端電性連接有信息保真單元(61)的輸入端，所述信息保真單元(61)的輸出端電性連接有中央處理器(62)的輸入端，所述中央處理器(62)的輸出端電性連接有無線傳輸單元(63)的輸入端，所述無線傳輸單元(63)的輸出端電性連接有記憶存儲單元(64)的輸入端。

4.根據權利要求1所述的一種機電一體化無人機著陸導航系統，其特征在于：所述著陸平臺系統(7)包括激光發射單元(70)，所述激光發射單元(70)的輸出端電性連接有平臺控制主機(72)的輸入端，所述平臺控制主機(72)的輸出端分別電性連接有平臺通訊單元(71)和平臺GPS單元(74)的輸入端，所述平臺控制主機(72)的輸入端電性連接有地圖監控單元(73)的輸出端。

5.根據權利要求1所述的一種機電一體化無人機著陸導航系統，其特征在于：所述基準站系統(8)包括基準站GPS系統(80)，所述基準站GPS系統(80)的輸出端電性連接有基準站控制單元(81)的輸入端，所述基準站控制單元(81)的輸出端電性連接有基準站通訊單元(82)的輸入端。

6.根據權利要求1所述的一種機電一體化無人機著陸導航系統，其特征在于：所述基準站GPS系統(80)包括微處理器(803)，所述微處理器(803)的輸入端分別電性連接有坐標拾取單元(801)和信息輸入單元(802)的輸出端，所述微處理器(803)的輸出端電性連接有信息處理單元(804)的輸入端，所述信息處理單元(804)的輸出端電性連接有信息發送單元(805)的輸入端。

7.一種機電一體化無人機著陸導航控制方法，其特征在于：該無人機著陸導航控制方法具體包括以下步驟：

S1：確定無人機和著陸平臺的位置坐標，控制無人機向著陸平臺移動：通過無人機GPS單元(4)和平臺GPS單元(74)可以分別確定無人機和著陸平臺的位置坐標，再通過坐標拾取單元(801)和信息輸入單元(802)分別接收著陸平臺坐標和無人機的坐標，利用信息處理單元(804)計算出兩者之間X和Y方向的差值，再利用信息發送單元(805)將誤差傳遞給平臺控制主機(72)和飛控處理器(51)，讓飛控處理器(51)通過控制無人機的舵機系統(52)進而控制無人機的飛行姿態，使無人機在原來高度上向著陸平臺的垂直方向的上空移動；

S2：控制無人機捕捉著陸平臺發射的激光信號：通過飛控處理器(51)和控制電路模塊(53)控制無人機的舵機系統(52)，使其改變飛行姿態，讓機翼(2)上的四組激光接收單元(3)捕捉到著陸平臺上的激光發射單元(70)發射的激光信號；

S3：無人機捕捉到著陸平臺發射的激光信號后，并調整自身的位置：通過基準站GPS系統(80)可以計算出無人機坐標與著陸平臺坐標之間的X和Y方向上的誤差，利用基準站通訊單元(82)將誤差信息傳遞給無人機通信系統(6)，再利用無人機通信系統(6)中的無線傳輸單元(63)將誤差信息傳遞給飛控處理器(51)，飛控處理器(51)通過控制無人機的舵機系統(52)進而控制無人機的飛行姿態，使無人機和著陸平臺X和Y方向上的參數相同，即無人機位于著陸平臺的垂直方向上；

S4：控制無人機準確著陸：當無人機位于著陸平臺的垂直方向上時，利用飛控處理器(51)和控制電路模塊(53)通過控制無人機的舵機系統(52)進而控制無人機下降，同時利用地圖監控單元(73)、平臺控制主機(72)和無人機通信系統(6)在無人機下降的過程中時刻防止X和Y方向上發生新的誤差。