[發(fā)明專利]一種基于萬向平衡環(huán)的無人機泊穩(wěn)平臺系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910161245.5
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109911236A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 肖進麗;劉杰鑫;于永燦;周春輝;劉少勇;江海洋;李嘉軒;高成鳳;許承鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B64F1/12
• 分類號: B64F1/12;B64F1/00;B60L53/30;B60L53/66;B64D47/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

本發(fā)明公開了一種基于萬向平衡環(huán)的無人機泊穩(wěn)平臺系統(tǒng)及方法，其中系統(tǒng)包括岸基監(jiān)控中心、無人機泊穩(wěn)平臺、無人機設備和母艦或航標，所述岸基監(jiān)控中心通過無線與無人機設備和母艦或航標均連接，并獲取其位置信息及電量信息，為無人機設備找到最近的泊穩(wěn)平臺并充電。所述無人機泊穩(wěn)平臺通過萬向平衡環(huán)安裝于所述母艦或航標上，借助垂擺實現(xiàn)無人機泊穩(wěn)平臺自穩(wěn)于水平狀態(tài)，無人機設備利用其高清攝像頭基于圖像匹配的方式精確引導無人機設備降落于附近的母艦或航標的無人機泊穩(wěn)平臺上。本發(fā)明可有效延長無人機的巡航時間、擴大巡航范圍并有效減少無人機母艦的開航次數(shù)和陸上基站的建設投入量，增強了無人機執(zhí)行海上巡航與偵查等任務的實用性。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及無人機海事巡航領域，尤其涉及一種面向海上應用環(huán)境的基 于萬向平衡環(huán)的無人機泊穩(wěn)平臺系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，無人機以其機動性高、獲取信息全面和成本低、 操作簡易靈活的特點，在海事立體巡航與監(jiān)管中起到愈發(fā)重要的作用。但是， 無人機遠離岸基進行海上作業(yè)，當電力不足難以續(xù)航時，需要快速、精確且 穩(wěn)定地降落于最近的母艦或航標平臺上，以保證后續(xù)充電的效率和安全，而 目前由于母艦平臺和航標易遭受風、浪、流影響而發(fā)生搖擺、晃動，導致無 人機很難準確、穩(wěn)定地降落在這些平臺上，從而限制了無人機在海上巡航應 用中的實用性。因此，一種面向無人機海上充電，可架設于無人機母艦或航 標上的無人機泊穩(wěn)平臺系統(tǒng)是迫切需要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中受環(huán)境影響不易準確、穩(wěn) 定降落的缺陷，提供一種基于萬向平衡環(huán)的無人機泊穩(wěn)平臺系統(tǒng)，能夠為無 人機在航標或船舶平臺的充電及后續(xù)工作提供平穩(wěn)停泊的平臺。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

提供一種基于萬向平衡環(huán)的無人機泊穩(wěn)平臺系統(tǒng)，包括岸基監(jiān)控中心、 無人機泊穩(wěn)平臺、無人機設備和母艦或航標，所述岸基監(jiān)控中心通過無線與 無人機設備和母艦或航標均連接，所述無人機泊穩(wěn)平臺安裝于所述母艦或航 標上；

所述無人機泊穩(wěn)平臺包括萬向平衡環(huán)、凹槽形載臺和垂擺，所述萬向平 衡環(huán)上部安裝有所述凹槽形載臺，所述凹槽形載臺底部設置有導水孔，且其 下部豎直安裝所述垂擺，所述萬向平衡環(huán)安裝于所述母艦或航標上；

所述無人機設備還包括GPS模塊、引導降落模塊和高清攝像機，所述高 清攝像機安裝于所述無人機設備下部，所述引導降落模塊裝有電子海圖信息 系統(tǒng)。

接上述技術(shù)方案，所述無人機泊穩(wěn)平臺材料為用碳纖維復合材料或較單 一的EPP泡沫材料。

接上述技術(shù)方案，所述垂擺重量是所述凹槽形載臺的五倍以上，且垂擺 擺長大于30cm。

接上述技術(shù)方案，所述萬向平衡環(huán)的外環(huán)與母艦或航標固連，所述萬向 平衡環(huán)的內(nèi)環(huán)安裝所述凹槽形載臺。

接上述技術(shù)方案，所述凹槽形載臺底部及側(cè)壁上安裝有壓阻式觸覺傳感 器，底部的壓阻式觸覺傳感器安裝于所述無人機設備降落架支撐處，側(cè)壁的 壓阻式觸覺傳感器與所述無人機設備螺旋翼高度平齊。

接上述技術(shù)方案，所述岸基監(jiān)控中心與所述無人機設備和所述母艦或航 標無線連接方式為GPRS、3G、4G、衛(wèi)星通信。

基于萬向平衡環(huán)的無人機泊穩(wěn)平臺系統(tǒng)的泊穩(wěn)方法，包括以下步驟：

S1.所述無人機泊穩(wěn)平臺依靠所述垂擺的擺性和所述萬向平衡環(huán)效應， 始終保持水平狀態(tài)，實現(xiàn)平臺自穩(wěn)，所述無人機設備實時向所述岸基監(jiān)控中 心上報自身的位置信息，所述母艦或航標實時向所述岸基監(jiān)控中心上報自身 平臺的電量和位置信息；

S2.所述岸基監(jiān)控中心搜索所述無人機設備附近水域可充電且距離近的 所述母艦或航標平臺，并將對應平臺的電量和位置等信息輸送給所述無人機 設備；