[發明專利]艇載系留無人機回收布放裝置及自主起降控制方法

有效

• 申請號: 202011286456.0
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112478190B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 姚天成;趙永生;王紅雨;何炎平;付世曉;韓兆龍;陳哲;谷孝利;黃超
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B64F3/02
• 分類號: B64F3/02;B65H75/38;B65H75/44
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種艇載系留無人機自主起降控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

起飛步驟：通過船載控制端向系留無人機(100)控制端發送起飛信號并控制固定夾持裝置(300)解除對系留無人機(100)的鎖定，系留無人機(100)起飛且線纜收放絞車(400)啟動用以控制與所述系留無人機(100)相連接的系留線纜(106)的收放以匹配所述系留無人機(100)的起飛動作；

飛行步驟：在所述系留無人機(100)起飛和跟隨飛行過程中，所述線纜收放絞車(400)將獲得的監測數據傳輸給所述船載控制端，所述船載控制端將收到的監測數據與預設閾值比較進而輸出控制命令用以指導所述線纜收放絞車(400)的動作；

降落步驟：所述船載控制端通過所述系留無人機(100)控制端傳輸的第一信息以及船體自身獲得的第二信息進行解算并將解算信息輸送給所述系留無人機(100)控制端，所述系留無人機(100)控制端根據接收到的解算信息獲得目標位置并飛行至目標位置后向所述船載控制端發送預備降落信息并控制所述系留無人機(100)進行降落，其中，在所述系留無人機(100)降落過程中，所述船載控制端根據與所述系留無人機(100)控制端、線纜收放絞車(400)的通訊結果進而控制所述線纜收放絞車(400)配合所述系留無人機(100)實施降落并在所述系留無人機(100)降落后通過所述固定夾持裝置(300)對所述系留無人機(100)進行鎖定；

所述線纜收放絞車(400)配合所述系留無人機(100)實施降落包括：

S1：所述船載控制端收到系留無人機(100)控制端發送的預備降落信息后，通過控制和供電模塊(402)控制絞盤驅動機構(401)驅動絞盤(405)反向轉動回收系留線纜(106)，當線纜傳感模塊(407)監測到所受系留線纜(106)的張力達到預設范圍，所述系留無人機(100)進入降落進行階段；

S2：對所述降落進行階段任意時刻，所述線纜傳感模塊(407)將線纜張力傳輸給所述船載控制端，所述船載控制端根據獲得的所述系留無人機(100)和無人船的傾斜角以及接收到的系留線纜(106)實時張力監測數據進行解算，得到所述系留無人機(100)所受系留線纜(106)張力的垂直分量信息并傳輸給所述系留無人機(100)控制端；

S3：所述系留無人機(100)根據接收到的所述張力垂直分量信息來調節自身旋翼轉速分配，從而平衡自身重力和線纜張力垂直分量，進而實現系留無人機(100)在勻速回收系留線纜(106)牽引力下朝向起降平臺(200)的運動；

S4：所述系留無人機(100)上的對接裝置機載端(105)和起降平臺(200)上的對接裝置接收端(201)完成對接，在限位裝置(104)的輔助下，系留無人機(100)調整姿態完成精準降落；

S5：系留線纜(106)出線長度達到預設長度，停止收線，絞盤驅動機構(401)復位；位于所述起降平臺(200)頂部的固定夾持裝置(300)實現對系留無人機(100)的固定。

2.根據權利要求1所述的艇載系留無人機自主起降控制方法，其特征在于，在所述飛行步驟中所述線纜收放絞車(400)通過線纜傳感模塊(407)獲得監測數據并實時傳輸給所述船載控制端，所述控制命令為：

當監測數據大于預設閾值時，控制和供電模塊(402)控制絞盤驅動機構(401)驅動絞盤(405)正向轉動放松系留線纜(106)；

當監測數據等于預設閾值時，控制和供電模塊(402)控制絞盤驅動機構(401)維持絞盤(405)不轉動；

當監測數據小于預設閾值時，控制和供電模塊(402)控制絞盤驅動機構(401)驅動絞盤(405)反向轉動回收系留線纜(106)。

3.根據權利要求1所述的艇載系留無人機自主起降控制方法，其特征在于，所述第一信息包括系留無人機(100)自身定位信息、自身慣性導航單元信息；

所述第二信息包括船體自身定位系統、自身慣性導航單元信息；

所述解算信息包括所述系留無人機(100)和無人船的傾斜角、方位角和相對距離。