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

在審

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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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機(jī)車載起降系統(tǒng)、可車載起降無人機(jī)及降落方法。

背景技術(shù)

近幾年，無人機(jī)在民用航拍方面快速發(fā)展，然而現(xiàn)有的無人機(jī)起降大多都是在靜止的地面上進(jìn)行的。如今，只能在靜止地面上起降的無人機(jī)已經(jīng)不能滿足廣大用戶的需求，眾多用戶期望在汽車上也能使用無人機(jī)，能夠讓無人機(jī)在運(yùn)動的汽車上進(jìn)行起降，并利用其探測汽車周圍的影像信息。

因此，有必要開發(fā)一種能夠在運(yùn)動的汽車上進(jìn)行起降的無人機(jī)車載起降系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種無人機(jī)車載起降系統(tǒng)、可車載起降無人機(jī)及降落方法，其可以在機(jī)動汽車上控制無人機(jī)起飛及降落，完成基于車載的無人機(jī)偵察、監(jiān)測等任務(wù)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種無人機(jī)車載起降系統(tǒng)，包括車載停機(jī)坪、車載控制模塊和無人機(jī)；所述車載停機(jī)坪可分離的設(shè)置在機(jī)動車頂部，所述停機(jī)坪的上表面設(shè)置有供無人機(jī)識別與跟蹤的停機(jī)坪標(biāo)識；所述車載控制模塊設(shè)置在車內(nèi)，可供用戶進(jìn)行操作；所述無人機(jī)，包括：搭載了相機(jī)的云臺裝置，所述相機(jī)用于實時采集圖像，所述云臺裝置能夠調(diào)整所述相機(jī)的角度，并獲得所述相機(jī)的角度信息；智能導(dǎo)引裝置，用于在無人機(jī)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(jī)坪的GPS位置和速度數(shù)據(jù)、無人機(jī)的GPS位置和速度數(shù)據(jù)，生成指引無人機(jī)飛行至停機(jī)坪上空的無人機(jī)控制回路指令信號。

優(yōu)選地，所述智能導(dǎo)引裝置生成所述無人機(jī)控制回路指令信號的運(yùn)算式為：；

其中，Pc表示停機(jī)坪的GPS位置，Pd表示無人機(jī)的GPS位置；

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

優(yōu)選地，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(jī)指向所述停機(jī)坪，根據(jù)所述相機(jī)采集的圖像控制所述無人機(jī)從停機(jī)坪上空下降的視覺導(dǎo)引操作。

優(yōu)選地，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(jī)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。

優(yōu)選地，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(jī)，使得所述停機(jī)坪標(biāo)識位于相機(jī)所拍攝圖像的中心，并根據(jù)所拍攝圖像中的停機(jī)坪標(biāo)識與圖像中心之間的偏移量來控制所述無人機(jī)的飛行軌跡。

優(yōu)選地，所述停機(jī)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(jī)，使得所述停機(jī)坪標(biāo)識上的著陸點標(biāo)志位于相機(jī)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(jī)的飛行軌跡。

優(yōu)選地，所述智能導(dǎo)引裝置根據(jù)以下運(yùn)算式控制所述無人機(jī)的下降速度：，其中，V表示無人機(jī)垂向下降速度，h表示無人機(jī)距離停機(jī)坪的高度。

優(yōu)選地，所述停機(jī)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。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，所述無人機(jī)具有自動起降腳架，自動起降腳架末端與停機(jī)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(jī)起飛時，可伸縮的桿伸長，使得無人機(jī)腳架末端的魔術(shù)貼與停機(jī)坪上的魔術(shù)貼分離。

一種可車載起降無人機(jī)，包括：

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

智能導(dǎo)引裝置，用于在無人機(jī)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(jī)坪的GPS位置和速度數(shù)據(jù)、無人機(jī)的GPS位置和速度數(shù)據(jù)，生成指引無人機(jī)飛行至停機(jī)坪上空的無人機(jī)控制回路指令信號。

一種無人機(jī)車載降落方法，包括以下步驟：

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

通過車載控制模塊給無人機(jī)發(fā)出降落指令；

無人機(jī)接收到降落指令時，執(zhí)行GPS導(dǎo)引操作；