[發明專利]一種車載無人機機場全自動高精度飛行著陸系統及方法

在審

• 申請號: 202011388610.5
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112462791A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 秦宗航;彭彥平;張萬寧
• 申請（專利權）人: 成都時代星光科技有限公司
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 成都蓉創智匯知識產權代理有限公司 51276
• 代理人: 譚新民

1.一種車載無人機機場全自動高精度飛行著陸系統，包括：

機載控制系統，該機載控制系統包括飛控單元，飛控單元接收并發送信息，控制無人機飛行與著路；

慣性導航系統，其與飛控單元相連，向飛控單元提供慣性導航信息；

高度測量系統，其與飛控單元相連，向飛控單元提供相對高度信息；

RTK-GPS系統，其與飛控單元相連，向飛控單元提供前置差分高精度定位絕對位置信息；和

視覺處理系統實時對空檢測識別無人機相對于降落平臺的相對位置信息并提供給飛控單元；

其中，機載控制系統、慣性導航系統、高度測量系統、RTK-GPS系統安裝在無人機上，視覺處理系統安裝在停機坪。

2.根據權利要求1所述的車載無人機機場全自動高精度飛行著陸系統，其特征在于，所述慣性導航系統包括第一慣性導航系統、第二慣性導航系統和第三慣性導航系統。

3.根據權利要求1所述的車載無人機機場全自動高精度飛行著陸系統，其特征在于，所述車載無人機機場全自動高精度飛行著陸系統還包括紅外發射系統和紅外接收系統，紅外發射系統安裝在無人機上，對地面發射紅外信號，紅外接收系統接收紅外信號。

4.根據權利要求1所述的車載無人機機場全自動高精度飛行著陸系統，特征在于，所述視覺處理系統包括拍攝模塊、無人機識別模塊和無人機相對位置定位模塊，拍攝模塊拍攝攝像頭攝像范圍內的圖像，無人機識別模塊識別所拍攝的圖像是否為無人機，無人機相對位置定位模塊將無人機識別模塊識別識別出的無人機圖像進行圖像分割并定位無人機的相對位置。

5.根據權利要求1所述的車載無人機機場全自動高精度飛行著陸系統，特征在于，所述無人機相對位置定位模塊包括灰階處理模塊、多閾值分割模塊和無人機相對位置輸出模塊，灰階處理模塊將彩色圖片轉換為灰度圖，多閾值分割模塊將灰階處理模塊處理后的灰階圖像進行多閾值分割處理，無人機相對位置輸出模塊根據幀間無人機位置變化，使用濾波器后輸出位置和速度信息，反饋給無人機?；译A處理模塊和多閾值分割模塊確定了無人機相對于視場中的位置，無人機相對位置輸出模塊根據幀間無人機位置變化，使用濾波器后即可輸出位置和速度信息，反饋給無人機。

6.根據權利要求4所述的車載無人機機場全自動高精度飛行著陸系統，特征在于，所述視覺處理系統還包括時間序列分析模型模塊，時間序列分析模型模塊采集停機坪水平和垂直方向的周期運動信息，計算預測結果后反饋給無人機引導其在停機坪垂直方向加速度最小時刻進行著陸。

7.一種車載無人機機場全自動高精度飛行著陸方法，包括以下步驟：

S01:建立高度階段；

S02:大范圍領航階段；

S03:目標搜索及鎖定下滑道階段；

S04:末段引導下降及判斷階段；

S05:故障復飛階段；

S06:終段接觸階段；

S07:接觸著陸自動降落停機坪。

8.根據權利要求7所述的車載無人機機場全自動高精度飛行著陸方法，特征在于，所述S01-S07中，九軸慣性導航系統為全程提供測量信息，氣壓計為全程提供無人機高度信息。

9.根據權利要求7所述的車載無人機機場全自動高精度飛行著陸方法，特征在于，所述S03-S04中，在白天模式時，視覺處理模組開啟視覺標定功能，視覺標定功能根據幀間圖像運動信息差異運行卡爾曼濾波器以識別無人機運動信息；在黑夜模式時，安裝在無人機上的紅外信號源向視覺處理模組發送位置信息，視覺處理模組開啟紅外，接收該位置信息并根據幀間圖像運動信息差異運行卡爾曼濾波器以識別無人機的相對運動信息。

10.根據權利要求7所述的車載無人機機場全自動高精度飛行著陸方法，特征在于，所述S06中，當停機坪為非靜止的移動停機坪時，平臺計算模組啟動時間序列模型分析移動停機坪相對運動信息，補償移動停機坪移動的帶來的瞬時高差和水平速度差。