[發明專利]動平臺降落復合地標導航系統

有效

• 申請號: 201910549727.8
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110253580B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 邢伯陽;潘峰;周鵬程;劉健;常成
• 申請（專利權）人: 昆明滇鷹科技有限公司;昆明北理工產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/04
• 代理公司: 昆明祥和知識產權代理有限公司 53114
• 代理人: 董昆生

1.動平臺降落復合地標導航系統，其特征在于：其包括MAVs和動平臺兩部分，其中MAVs包括了飛行控制器、云臺、相機、圖像處理器、通訊模組和定位導航模塊；動平臺包括了動平臺底盤、控制器、伺服驅動器、步進電機、碼盤和通訊模組；所述飛行控制器用于完成對MAVs的位姿控制，通過串口接收降落軌跡數據并實時反饋MAVs導航位姿數據；所述云臺用于實現對圖像的增穩和對目標的跟蹤；所述相機用于采集圖像數據，所述定位導航模塊用于為MAVs提供精確的定位數據，并為SLIN組合算法中地標定位結果提供精確的相機全局坐標變換數據；所述圖像處理器用于為在機載端完成R2D地標識別、動平臺狀態估計和降落策略軌跡規劃；所述通訊模組用于為無人機和動平臺的圖像定位數據或碼盤數據進行通訊傳輸；所述控制器用于完成對三個L298N和25GA370步進電機的速度閉環控制，并采用碼盤來提供里程計數據；傳感器層由多種異構傳感器組成；融合層基于SLIN組合導航算法對異構傳感器數據進行融合實現對動平臺位姿的在線估計；決策層結合動平臺與MAVs狀態估計實時規劃降落軌跡；控制層實現MAVs對軌跡的跟蹤控制和機載云臺的圖像跟蹤控制。

2.根據權利要求1所述的動平臺降落復合地標導航系統，其特征在于：所述云臺為舵機云臺，為降低圖像的抖動，選用兩軸云臺實現對圖像的增穩和對目標的跟蹤，其通過2個SG90舵機實現對框架姿態角的調節。

3.根據權利要求1所述的動平臺降落復合地標導航系統，其特征在于：所述相機為單目相機，其選用640480分辨率，60 FPS的PS2Eye相機采集圖像數據，并采用全局曝光技術保證能輸出高質量、高動態的圖像。

4.根據權利要求1所述的動平臺降落復合地標導航系統，其特征在于：所述MAVs導航模塊包括導航系統、全局定位傳感器、IMU和超聲波/激光發生器，其選用FAST-LAIN系統或GPS/INS系統為MAVs提供精確的定位數據，并為SLIN組合算法中地標定位結果提供精確的相機全局坐標變換數據。

5.根據權利要求1所述的動平臺降落復合地標導航系統，其特征在于：所述圖像處理器包括降落狀態機、路徑規劃模組和策略模組，其選用Odroid-Xu4高性能嵌入式處理作為機載CPU，其主頻為2GHz，2GB RAM，采用Exynos 5422八核處理器。

6.根據權利要求1所述的動平臺降落復合地標導航系統，其特征在于：所述通訊模組選用高性能數傳模塊ONE BOX來構建通信鏈路，用于保證無人機和動平臺的圖像定位數據或碼盤數據傳輸的可靠性和高速性。

7.根據權利要求1所述的動平臺降落復合地標導航系統，其特征在于：所述動平臺底盤采用全向三輪結構，使用STM32F103作為控制器完成對三個L298N和25GA370步進電機的速度閉環控制，并采用HN012-45A編碼器來提供里程計數據，并以ONE BOX通訊模塊實現與MAVs數據的交互。

8.根據權利要求1所述的動平臺降落復合地標導航系統，其特征在于：該動平臺降落復合地標導航系統 能在基于飛行器和動平臺運動學模型輸出系統。