[發(fā)明專利]無人機車載起降系統(tǒng)、可車載起降無人機及降落方法

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• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN107065924A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃立;薛源;王效杰;顧興;劉華斌
• 申請（專利權(quán)）人: 普宙飛行器科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京市安倫律師事務(wù)所11339
• 代理人: 楊永波

1.一種無人機車載起降系統(tǒng)，包括車載停機坪、車載控制模塊和無人機；

所述車載停機坪可分離的設(shè)置在機動車頂部，所述停機坪的上表面設(shè)置有供無人機識別與跟蹤的停機坪標(biāo)識；

所述車載控制模塊設(shè)置在車內(nèi)，可供用戶進行操作；

所述無人機，包括：

搭載了相機的云臺裝置，所述相機用于實時采集圖像，所述云臺裝置能夠調(diào)整所述相機的角度，并獲得所述相機的角度信息；

智能導(dǎo)引裝置，用于在無人機接收到降落指令時，執(zhí)行GPS導(dǎo)引操作；

在所述GPS導(dǎo)引操作中，所述智能導(dǎo)引裝置根據(jù)停機坪的GPS位置和速度數(shù)據(jù)、無人機的GPS位置和速度數(shù)據(jù)，生成指引無人機飛行至停機坪上空的無人機控制回路指令信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機車載起降系統(tǒng)，其特征在于：所述智能導(dǎo)引裝置生成所述無人機控制回路指令信號的運算式為：；

其中，Pc表示停機坪的GPS位置，Pd表示無人機的GPS位置；

增益系數(shù)K表示停機坪速度的線性函數(shù)，具體表示為：，Vc為停機坪的速度，K1和Kc的參數(shù)值由無人機響應(yīng)的快速性和穩(wěn)定性確定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機車載起降系統(tǒng)，其特征在于：所述智能導(dǎo)引裝置在所述GPS導(dǎo)引操作完成后，使所述相機指向所述停機坪，根據(jù)所述相機采集的圖像控制所述無人機從停機坪上空下降的視覺導(dǎo)引操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人機車載起降系統(tǒng)，其特征在于：所述視覺導(dǎo)引操作包括視覺粗導(dǎo)引操作和末端精細(xì)導(dǎo)引操作，所述智能導(dǎo)引裝置在視覺導(dǎo)引操作中先執(zhí)行視覺粗導(dǎo)引操作，當(dāng)無人機的高度下降到一定值時開始執(zhí)行末端精細(xì)導(dǎo)引操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人機車載起降系統(tǒng)，其特征在于：在所述視覺粗導(dǎo)引操作中，所述智能導(dǎo)引裝置控制所述相機，使得所述停機坪標(biāo)識位于相機所拍攝圖像的中心，并根據(jù)所拍攝圖像中的停機坪標(biāo)識與圖像中心之間的偏移量來控制所述無人機的飛行軌跡。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無人機車載起降系統(tǒng)，其特征在于：所述停機坪標(biāo)識的正中心設(shè)置有著陸點標(biāo)志；

在所述末端精細(xì)導(dǎo)引操作中，所述智能導(dǎo)引裝置控制所述相機，使得所述停機坪標(biāo)識上的著陸點標(biāo)志位于相機所拍攝圖像的中心，并根據(jù)所拍攝圖像中的著陸點標(biāo)志與圖像中心之間的偏移量來控制所述無人機的飛行軌跡。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人機車載起降系統(tǒng)，其特征在于：所述智能導(dǎo)引裝置根據(jù)以下運算式控制所述無人機的下降速度：，其中，V表示無人機垂向下降速度，h表示無人機距離停機坪的高度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的無人機車載起降系統(tǒng)，其特征在于：所述停機坪標(biāo)識包括不同圖案的色塊，其中，其底色為與車體顏色不同的第一顏色，外部包圍第二顏色的邊框，內(nèi)部具有中心區(qū)域。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無人機車載起降系統(tǒng)，其特征在于：所述中心區(qū)域包括“H”型標(biāo)識，靶標(biāo)正中心有“十”字標(biāo)識。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的無人機車載起降系統(tǒng)，其特征在于：所述無人機具有自動起降腳架，自動起降腳架末端與停機坪上分別設(shè)置有相互配合的魔術(shù)貼；

所述自動起降腳架包括可伸縮的桿，可在最長伸出位置和最短縮回位置之間移動，當(dāng)無人機起飛時，可伸縮的桿伸長，使得無人機腳架末端的魔術(shù)貼與停機坪上的魔術(shù)貼分離。

11.一種可車載起降無人機，包括：

搭載了相機的云臺裝置，所述相機用于實時采集圖像，所述云臺裝置能夠調(diào)整所述相機的角度，并獲得所述相機的角度信息；

智能導(dǎo)引裝置，用于在無人機接收到降落指令時，執(zhí)行GPS導(dǎo)引操作；

在所述GPS導(dǎo)引操作中，所述智能導(dǎo)引裝置根據(jù)停機坪的GPS位置和速度數(shù)據(jù)、無人機的GPS位置和速度數(shù)據(jù)，生成指引無人機飛行至停機坪上空的無人機控制回路指令信號。

12.一種無人機車載降落方法，包括以下步驟：

在機動車頂部設(shè)置可分離的車載停機坪，所述停機坪的上表面設(shè)置有供無人機識別與跟蹤的停機坪標(biāo)識；

通過車載控制模塊給無人機發(fā)出降落指令；

無人機接收到降落指令時，執(zhí)行GPS導(dǎo)引操作；

在所述GPS導(dǎo)引操作中，所述智能導(dǎo)引裝置根據(jù)停機坪的GPS位置和速度數(shù)據(jù)、無人機的GPS位置和速度數(shù)據(jù)，生成指引無人機飛行至停機坪上空的無人機控制回路指令信號。