[發明專利]一種融合飛行高度的多旋翼無人機精準降落引導方法

在審

• 申請號: 202110731171.1
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113359786A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 王波;張文祥;王宗洋;鐘映春
• 申請（專利權）人: 王波;鐘映春
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 佛山市君創知識產權代理事務所(普通合伙) 44675
• 代理人: 杜鵬飛

本發明公開了一種融合飛行高度的多旋翼無人機精準降落引導方法，包括下述步驟：S1，多旋翼無人機在GPS的引導下進入備降區域后，多旋翼無人機飛行控制系統自動切換至自動降落狀態并保持懸停；S2，測高雷達將實時飛行高度數據傳給多旋翼無人機飛行控制系統；S3，機載UWB標簽發送信息請求UWB基站進行測距通信；S4，多旋翼無人機飛行控制系統利用獲得的飛行高度數據和距離數據，通過空間位置解算算法估算出多旋翼無人機的實時位置，最終控制多旋翼無人機完成自動精準降落；本發明能夠實現更加穩定高效、精度高、全天候、具備一定隱蔽性、計算輕量化和無人值守的多旋翼無人機自動降落，更好地保證多旋翼無人機自主巡航的可靠性。

技術領域

本發明涉及多旋翼無人機技術領域，具體涉及一種融合飛行高度的多旋翼無人機精準降落引導方法。

背景技術

隨著無人機技術的不斷發展，多旋翼無人機已經被廣泛應用于航拍航測、農林植保、電力巡檢、安保防爆等領域。實現無人機全自主巡航有著廣闊的應用前景，也是當前的發展趨勢。而在無人機全自主巡航過程中，無人機安全平穩降落是其中的關鍵的環節之一。

目前無人機降落主要有傳統的人工降落方式和自動降落方式兩種：人工降落方式依賴人工控制，存在著降落區域惡劣復雜難以到達、氣候復雜、工作量大、效率低、耗費時間長、成本高、危險性大等問題；自動降落方式主要有三種：一種是基于衛星引導的降落方式(包括GPS，北斗系統，RTK等方式)，通過衛星定位技術獲取無人機的位置，從而引導無人機降落，由于衛星信號的穿透能力較弱，在周圍有建筑物或者屋內時，信號會受到一定的干擾，另外由于依賴衛星通信，在中低緯地區每天存在兩次信號盲區，會導致衛星信號丟失，因此基于衛星引導的降落方式在野外使用時存在著精度低、信號弱，或者無信號等的問題，無法實現高精度、穩定可靠的自動降落；第二種是基于圖像識別技術引導的降落方式，由于需要通過識別降落標識來確定無人機相對降落點的位置，從而引導無人機降落在野外復雜的降落環境中，其光照條件難以保證，在光線較弱或者夜晚時，需要增加補光裝置進行補光，這導致在增加了系統復雜度和成本的同時還降低了系統的隱蔽性，其次降落標識還可能存在被異物遮擋或者損壞的情況，顯著降低了圖像識別的準確率，因此基于圖像識別技術引導的降落方式存在依賴光照條件、降落標志完整性和隱蔽性差等問題，無法實現穩定可靠、全天候的自動降落；第三種是基于UWB超寬帶定位技術的方法。目前的UWB引導降落方法需要利用至少4個以上基站才能獲得無人機的三維坐標，并且使用基于時間到達差(TDOA)定位算法，這需要較大的計算量，因此基于UWB超寬帶定位技術的方法存在基站數量多和計算量較大的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種融合飛行高度和UWB信息的多旋翼無人機精準降落引導方法，該方法能夠實現更加穩定高效、精度高、全天候、具備一定隱蔽性、計算輕量化和無人值守的多旋翼無人機自動降落，更好地保證多旋翼無人機自主巡航的可靠性。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種融合飛行高度的多旋翼無人機精準降落引導方法，包括下述步驟：

S1，多旋翼無人機在GPS的引導下進入備降區域后，多旋翼無人機飛行控制系統自動切換至自動降落狀態并保持懸停；

S2，測高雷達將實時飛行高度數據傳給多旋翼無人機飛行控制系統，該系統控制多旋翼無人機調整至安全高度；

S3，機載UWB標簽發送信息請求UWB基站進行測距通信，使用基于信號飛行時間測距方法獲得與各UWB基站之間的距離數據，并傳給多旋翼無人機飛行控制系統；

S4，多旋翼無人機飛行控制系統利用獲得的飛行高度數據和距離數據，通過空間位置解算算法估算出多旋翼無人機的實時位置，并與待降落點進行比較獲得控制量，最終控制多旋翼無人機完成自動精準降落。

優選地，所述S3具體包括：