[發(fā)明專(zhuān)利]基于紫外光對(duì)空編碼信標(biāo)的無(wú)人機(jī)助降與引導(dǎo)系統(tǒng)及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910263838.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109911237B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任德建;趙嘉睿;趙思哲;許迪雅;高雪芹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 趙嘉睿;任德建
• 主分類(lèi)號(hào): B64F1/18
• 分類(lèi)號(hào): B64F1/18;B64F1/20
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市和協(xié)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 43115
• 代理人: 熊曉妹

1.一種基于紫外光對(duì)空編碼信標(biāo)的無(wú)人機(jī)助降與引導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，在指定降落地點(diǎn)安裝至少一個(gè)紫外光LED信標(biāo)；

步驟2，在無(wú)人機(jī)上安裝掛載接收裝置；

步驟3，進(jìn)入引導(dǎo)狀態(tài)；

步驟4，無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中信號(hào)接收裝置模塊將光電倍增管探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

步驟5，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)獲得編碼信息，根據(jù)編碼信息可獲得距離和方向信息，即可產(chǎn)生飛控信號(hào)；

步驟6，飛控信號(hào)傳入飛行控制中心，輔助無(wú)人機(jī)降落；

其中，所述的步驟1具體內(nèi)容包括：

1)對(duì)每個(gè)紫外光LED信標(biāo)進(jìn)行編號(hào)，每個(gè)紫外光LED信標(biāo)直徑至少200mm，各個(gè)信標(biāo)之間安裝距離至少為0.5米，并使這些LED信標(biāo)所組成的形狀從空中看具有方向性；

2)令LED信標(biāo)中位于預(yù)計(jì)降落點(diǎn)之外的其中1個(gè)信標(biāo)作為標(biāo)志點(diǎn)信標(biāo)，預(yù)計(jì)降落點(diǎn)范圍大于所降落的無(wú)人機(jī)尺寸；

3)建立目標(biāo)庫(kù)，在目標(biāo)庫(kù)中預(yù)先儲(chǔ)存各個(gè)LED信標(biāo)的主要特征，輸入的特征信息包括：LED信標(biāo)數(shù)量、排列方式及位置信息、編號(hào)，標(biāo)志點(diǎn)信標(biāo)位置信息及編號(hào)，和預(yù)計(jì)降落點(diǎn)與標(biāo)志點(diǎn)信標(biāo)的位置關(guān)系；

4)將紫外光LED信標(biāo)的行列進(jìn)行經(jīng)緯度劃分，列編碼表征相對(duì)于信標(biāo)的方向信息，行編碼表征相對(duì)于信標(biāo)的距離信息；

5)設(shè)置好LED信標(biāo)位置后，將所有方向編碼初始化；并進(jìn)行經(jīng)-緯-經(jīng)-緯方向掃描，每列/每行發(fā)送相應(yīng)方向編碼。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助降與引導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用方法，基于紫外光對(duì)空編碼信標(biāo)的無(wú)人機(jī)助降與引導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：多個(gè)紫外光光源陣列信標(biāo)，安裝于指定降落地點(diǎn)的地面，所述的紫外光光源陣列信標(biāo)包括紫外光光源陣列、驅(qū)動(dòng)電路板、地磁傳感器、障礙物傳感器，驅(qū)動(dòng)電路板令信標(biāo)發(fā)出一定波段的紫外光，并發(fā)送編碼信息，地磁傳感器、障礙物傳感器輔助輸入無(wú)人機(jī)方向及障礙物位置坐標(biāo)信息參數(shù)；

無(wú)人機(jī)掛載接收裝置，所述的無(wú)人機(jī)掛在接收裝置是由紫外光接收部分、有效值檢測(cè)部分和主控芯片構(gòu)成，紫外光接收部分包括光電倍增管、光電倍增管管座、高壓電源模塊，高壓電源模塊為光電倍增管供電，接收裝置將光電倍增管探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；所述的掛載接收裝置安裝固定在無(wú)人機(jī)底部與無(wú)人機(jī)飛行控制中心通訊連接；有效值檢測(cè)部分包括A/D轉(zhuǎn)換裝置，用于檢測(cè)信號(hào)的有效值；主控芯片采用FPGA芯片；

無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，接收無(wú)人機(jī)掛載接收裝置電信號(hào)計(jì)算出距離、方位等著陸信息進(jìn)行無(wú)人機(jī)降落控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的助降與引導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，所述紫外光光源陣列為半球型結(jié)構(gòu)，陣列中每一層紫外光光源組成一條緯線，每一列紫外光光源組成一條經(jīng)線，同一縱切面上的臨近兩個(gè)紫外光光源之間的夾角為18°，同一橫切面上的臨近兩個(gè)紫外光光源之間的夾角為45°。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的助降與引導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，所述紫外光的光源應(yīng)用大功率半導(dǎo)體紫外光光源，為發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的助降與引導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，所述的步驟2的具體內(nèi)容為：

1)將所屬無(wú)人機(jī)掛載接收裝置固定在無(wú)人機(jī)下方，將紫外光接收器方向保持下視方向，接通電源，并鏈入無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)；

2)無(wú)人機(jī)掛載接收裝置對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理、放大和解調(diào)，引導(dǎo)無(wú)人機(jī)準(zhǔn)確降落。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的助降與引導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，所述的步驟3具體內(nèi)容為：無(wú)人機(jī)在預(yù)定高度懸停，啟動(dòng)助降引導(dǎo)，將置信度初始化為0，目標(biāo)跟蹤標(biāo)志初始化為0，潛在發(fā)光體目標(biāo)個(gè)數(shù)即待識(shí)別的發(fā)光體數(shù)量初始化為0，進(jìn)行紫外光信號(hào)搜索，捕捉到紫外光信號(hào)后，進(jìn)入步驟4。