[發(fā)明專利]基于無人艇的旋翼無人機自主降落系統(tǒng)及其自主降落方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011237662.2
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112346477B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫偉杰;萬振剛;周效國;朱金;孫雨婷;仲偉波;黃祥宏;周鈺杰
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01S19/33;G01S19/46
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61237
• 代理人: 麥春明

1.基于無人艇的旋翼無人機自主降落系統(tǒng)的自主降落方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、旋翼無人機準備執(zhí)行自主降落，通過搭載的通信模塊向無人艇發(fā)送定位指令；無人艇通過搭載的通信模塊接收定位指令，由搭載的北斗定位模塊或GPS定位模塊獲得定位數(shù)據(jù)，通過搭載的通信模塊將獲得的定位數(shù)據(jù)發(fā)送給旋翼無人機；旋翼無人機抵近無人艇后進入S2；

S2、分別打開旋翼無人機與無人艇上搭載的超寬帶UWB模塊，通過超寬帶UWB模塊進行距離解算，求得旋翼無人機與無人艇之間的距離，若距離小于設(shè)置的距離閾值則進入S3，否則旋翼無人機在無人艇附近進行搜索直至發(fā)現(xiàn)無人艇；

S3、打開旋翼無人機搭載的視覺定位模塊，在視覺定位引導(dǎo)下，旋翼無人機以無人艇搭載的停機坪為降落目標施行自主降落；

S2中，所述超寬帶UWB模塊采用下式進行距離解算：

式中，T_prop表示電磁波在空中的飛行時間，T_round表示到達時間，T_reply表示反饋時間；

所述超寬帶UWB模塊進行距離解算的過程中引入誤差算式，如下式所示：

式中，error表示誤差，k_a表示旋翼無人機時鐘的實際頻率和預(yù)期頻率的比值，k_b是無人艇時鐘的實際頻率和預(yù)期頻率的比值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人艇的旋翼無人機自主降落系統(tǒng)的自主降落方法，其特征在于，S3具體包括以下步驟：

打開旋翼無人機搭載的視覺定位模塊，工業(yè)相機使用前經(jīng)焦距調(diào)試，置于旋翼無人機正下方垂直向下拍攝視覺定位圖像，輸送至圖像采集模塊；

圖像采集模塊將采集的視覺定位圖像輸送至圖像處理模塊；

圖像處理模塊分析采集到的視覺定位圖像，通過距函數(shù)進行圖像識別，并將旋翼無人機與無人艇的距離、角度數(shù)據(jù)輸送至旋翼無人機搭載的運動控制模塊；

在視覺定位引導(dǎo)下，旋翼無人機搭載的運動控制模塊驅(qū)動運動執(zhí)行模塊，以無人艇搭載的停機坪為降落目標施行自主降落。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無人艇的旋翼無人機自主降落系統(tǒng)的自主降落方法，其特征在于，所述距函數(shù)如下式所示：

式中，η_pq表示歸一化中心距，μ_pq表示p+q階中心距，μ₀₀表示零階中心距，其中

存在的幾何不變矩為：

M1＝η₂₀+η₀₂；