[發明專利]一種不依賴地空數據交互的無人機地面自主回收方法

在審

• 申請號: 202110583379.3
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113311865A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李斌;汪首坤;司金戈;王軍政;劉尚非;陳濤
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05D1/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟

本發明公開了一種不依賴地空數據交互的無人機地面自主回收方法，無人機接收到返航指令后，當無人機與無人運動平臺之間距離大于設定值時，通過多源信息感知平臺搜索獲得無人機的位姿信息，無人運動平臺根據該位姿信息實時規劃路徑并跟蹤無人機；當無人機與無人運動平臺之間距離小于設定值時，通過多源信息感知平臺搜索獲得無人機的位姿信息，無人運動平臺上搭載的六自由度平臺根據位姿信息實時跟蹤無人機，直至六自由度平臺位于無人機正下方；之后無人機接收到著陸指令，六自由度平臺通過改變伸縮缸的長度和位姿，控制上平臺與無人機姿態保持一致，完成無人機的承接。本發明能不依賴地空數據交互，主動搜索無人機高精度定位后實現自主回收。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，具體涉及一種不依賴地空數據交互的無人機地面自主回收方法。

背景技術

無人戰斗機是充分利用信息技術革命成果而發展起來的高性能武器裝備，對提高戰斗空間感知能力、高風險目標攻擊能力和電子戰能力等起到重要作用，未來無人戰斗機將成為奪取制空權關鍵力量的有機組成部分。

無人機執行任務時，其回收速度很大程度決定了無人機的任務效率，穩定、安全的移動無人機回收平臺可為無人機提供野外的著陸環境，減少無人機返回機場的消耗，延長無人機的工作時間，為提高無人機的戰斗能力做出突出貢獻。

現有無人機地面回收技術依賴地空通訊，環境制約大，尤其在軍用領域，無人機位置信息難以直接獲取；現有平臺承接回收方案中采用無人機跟蹤地面平臺的方式，而大型無人機由于靈活性差無法精準跟蹤著陸平臺；此外，無人機與平臺動態位姿不匹配，剛性接觸，著陸效率低、降落沖擊大、損壞率高。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種不依賴地空數據交互的無人機地面自主回收方法，在不依賴地空數據交互的條件下，主動搜索無人機高精度定位后實現自主回收。

本發明采用的技術方案如下：

一種不依賴地空數據交互的無人機地面自主回收方法，所述自主回收方法步驟如下：

步驟1，無人機接收到返航指令后，當無人機與無人運動平臺之間距離大于設定值時，通過多源信息感知平臺搜索獲得無人機的位姿信息，無人運動平臺根據所述位姿信息實時規劃路徑并跟蹤無人機；當無人機與無人運動平臺之間距離小于設定值時，通過多源信息感知平臺搜索獲得無人機的位姿信息，無人運動平臺上搭載的六自由度平臺根據所述位姿信息實時跟蹤無人機，直至六自由度平臺位于無人機正下方；

步驟2，無人機接收到著陸指令后，六自由度平臺通過改變伸縮缸的長度和位姿，控制上平臺與無人機姿態保持一致，完成無人機的承接。

進一步地，所述多源信息感知平臺包括三維激光雷達、可見光攝像機和轉臺，三維激光雷達、可見光攝像機均安裝在轉臺上；

當無人機與無人運動平臺之間距離大于設定值時，通過三維激光雷達搜索獲得無人機的位姿信息；當無人機與無人運動平臺之間距離小于設定值時，融合激光雷達和可見光信息獲得無人機的位姿信息。

進一步地，所述融合激光雷達和可見光信息獲得無人機的位姿信息是通過點云聚類以及特征點提取方式實現。

進一步地，所述六自由度平臺的下平臺上安裝姿態傳感器，伸縮缸內置力傳感器。

進一步地，所述步驟2進一步包括：所述力傳感器檢測到六自由度平臺受到的沖擊力，與設定的緩沖力一起發送給六自由度平臺控制器，解算出伸縮缸的伸縮長度，在執行機構控制下令伸縮缸的當前長度運動到伸縮長度。

進一步地，所述控制器通過導納控制算法進行解算。

進一步地，所述步驟2之后還包括：在無人機運送過程中行駛在顛簸路面時，所述姿態傳感器檢測六自由度平臺下平臺的姿態信息，并傳遞給六自由度平臺控制器，通過控制伸縮缸的伸縮長度反補償給上平臺，使無人機姿態與設定的期望姿態保持一致。