一种无人机用海上着陆平台及无人机着陆的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种无人机用海上着陆平台，包括无人船、无人机和浮标子体，无人船包括船载控制器及与其电连接的船体、船载通信模块、充电模块，无人机包括飞行控制模块及与其电连接的数据采集模块、电源检测模块、机载充电模块、机载通信模块，所述机载充电模块包括锥形体和机载充电接口，所述船载充电模块包括锥形凹槽、与锥形体外表面适配的锥形圆环及与机载充电接口相应的船载充电接口；无人机着陆控制方法在海上着陆平台中实现；本发明专利技术通过超声波探测、GPS定位、视觉定位和红外探测模块，使得无人机飞行、着陆路径控制精确，配合优化充电模块结构，使得无人充电对接精准，且数据传输效率高、监测信息具实时和有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机用海上着陆平台及无人机着陆的控制方法
本专利技术是涉及一种无人机用海上着陆平台及无人机着陆的控制方法，属于无人机器

技术介绍
在浩瀚的海洋，无人船和无人机的使用越来越广，对于无人船和无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务并能重复使用的装置。随着无人船和无人机技术的不断成熟和发展，由于无人船和无人机都具有成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等优势，使得无人船和无人机在军事和民用方面应用都较广泛，主要应用市场包括：海洋、边境海域、航空拍摄、航空摄影、地质地貌测绘、森林防火、应急救灾、农作物估产、农田信息监测、管道、高压输电线路巡查、野生动物保护、科研实验、海事侦察、鱼情监控、环境监测、大气取样、增雨、资源勘探、禁毒、反恐、警用侦查巡逻、治安监控、消防航拍侦查、通信中继、城市规划、数字化城市建设等多个领域。未来将是通用无人船和无人机事业发展的时代。据统计分析，最近几年我国民用无人机和无人船的市场需求量大，无人机和无人船应用远景较好，但在现阶段相关应用还处于尚未形成规模的初级阶段。尤其是现有多旋翼无人机，虽然应用范围广泛，但是现有电池技术和多旋翼无人机的飞行原理，决定了多旋翼无人机的滞空时间、续航里程是影响其发展应用的极大短板。由于受到电池技术和充电技术的限制，无人机持续工作时间极短，使得其在应用上受到了大大的制约。无人机飞行一段时间后就必须返回进行电能补充，而现有的无人机电能补充大多数都是采用换电池或插线充电来实现的，这样操作较为麻烦，且无人机全自主控制精准度不足。现在技术在无人机上电池的储存能力已经达到技术瓶颈，如何提高无人机的飞行距离，提高使用效率，并能准确获取海洋监测的数据是本领域技术人员亟待解决的技术重点与难点。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题和需求，本专利技术的目的是提供一种无人机用海上着陆平台及无人机着陆的控制方法，通过将无人船与无人机相互配合应用，为无人机提供数据传输和续航充电，定位和对接精准，可实现对近远海域生态信息的实时数据传输的分离式监测。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种无人机用海上着陆平台，包括无人船、无人机和浮标子体，所述无人船包括船体、船载通信模块、船载充电模块和船载控制器，所述无人机包括数据采集模块、电源检测模块、机载充电模块、机载通信模块和飞行控制模块，所述船载控制器分别与所述船体、所述船载通信模块和所述船载充电模块电信息连接，所述飞行控制模块分别与所述数据采集模块、所述电源检测模块、所述机载充电模块、所述机载通信模块电信息连接，所述船载通信模块分别与设有的远程基站、所述机载通信模块通过无线电信息连接，所述数据采集模块与所述浮标子体电信息连接，用于采集所述浮标子体监测到的数据信息，其特征在于：所述机载充电模块包括设置于机体上的锥形体和设置于所述锥形体上的机载充电接口，所述船载充电模块包括锥形凹槽、锥形圆环和船载充电接口，所述锥形圆环设置于所述锥形凹槽底部的并与所述锥形凹槽可转动连接，所述锥形圆环内表面与所述锥形体外表面相适配设置，所述船载充电接口设置于所述锥形圆环内表面并与所述机载充电接口相对应。作为优选方案，在所述船载充电接口上设有红外线定位装置，所述无人机还设有用于识别红外线定位装置的红外探测模块，所述无人机通过所述红外探测模块对所述船载充电接口进行精准定位实现所述机载充电接口与所述船载充电接口的精确对接；或者/并且所述锥形凹槽的外缘周上设有数个指示灯，所述无人机还设有还设有用于定位的超声波探测模块、GPS定位模块和视觉定位模块，GPS定位模块可用于无人船和无人机航行过程中的定位与导航，超声波探测模块可用于测出无人机与无人船的精确距离，视觉定位模块可用于无人机着陆前的姿态调整；所述无人机通过所述超声波探测模块、所述GPS定位模块和所述视觉定位模块对所述船载通信模块进行精准定位实现机载充电接口与船载充电接口的精确对接，使得无人操作操作的充电过程对接更加精准、快捷。作为进一步优选方案，所述锥形凹槽内表面上设有数个电磁继电器，电磁继电器用于使无人机在无人船上更加牢固，当无人机落入指定位置并实现机载充电接口与船载充电接口的精确对接后，所述船载控制器控制电磁继电器吸住无人机，使得无人机在充电过程中连接更为稳固。作为进一步优选方案，所述无人船上还设有电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述锥形圆环进行驱动连接，所述电机驱动模块驱动所述锥形圆环旋转使船载充电接口与机载充电接口处于对应位置实现对接。作为进一步优选方案，在所述无人船的尾部还设有螺旋桨，所述电机驱动模块与所述螺旋桨进行驱动连接，所述电机驱动模块驱动所述无人船航行、控制无人船航行方向，通过电机驱动模块同时控制所述锥形圆环和所述螺旋桨的运行，缩小无人船体积、提高了无人船自动化程度。一种实施方案，所述船载充电接口和所述机载充电接口上分别设有两个相对应的电极片，以实现对接充电。一种实施方案，所述无人船还设有船载无线模块，所述船载通信模块通过所述船载无线模块实现与远程基站、机载通信模块的电信息连接。一种实施方案，所述电源检测模块用于检测电源电压并输出是否需要充电的信号；所述机载通信模块与所述电源检测模块连接，用于向无人船发出充电请求，并接收无人船反馈信息，所述反馈信息包括是否许可充电和降落的目标位置；所述飞行控制模块与机载通信模块连接，用于控制无人机飞行及降落到指定的目标位置。作为优选方案，所述浮标子体包括中间位置的旋转平台及置于所述旋转平台上、下两边的上平台和下平台，所述上平台和所述下平台与所述旋转平台之间通过环形蜗槽相连，所述浮标子体的中部为中空结构，浮标子体通过中空结构套设在悬索上并可在悬索上下移动，所述浮标子体分布于待监测海域内。作为优选方案，所述无人机的机体与所述锥形体之间还设有缓冲器，用于减少无人机在降落到无人船平台上时的冲击，从而起到保护无人机的机体和锥形体的作用。本专利技术所述无人机用海上着陆平台进行海洋监测数据采集传输过程包括如下步骤：浮标子体上的水下传感器采集数据信息并通过无线传输给无人机的数据采集模块，无人机再通过无线传输的方式将数据信息传输给无人船并存储在无人船上，无人船通过船载无线模块与远程基站进行数据传输完成采集传输过程，从而明显提高了远程数据收集工作效率。作为优选方案，所述无人船上还设有可折叠遮蔽棚，可折叠遮蔽棚罩装于所述船载充电模块外部，当所述无人机着陆于所述船载充电模块上时，所述可折叠遮蔽棚处于打开状态，并可完全覆盖所述无人机和所述船载充电模块以对其进行封闭保护，同时还具有隐藏无人机的作用。作为进一步优选方案，所述船载控制器与所述可折叠遮蔽棚连接并控制其运行。本专利技术还提供一种无人机着陆的控制方法，在上述无人机用海上着陆平台中实现，包括如下步骤：步骤一：对无人机和无人船进行初始化设置，当无人机接收到巡航命令时进入巡航状态；步骤二：远程基站发出无线电信息命令给无人机，无人机获得任务目标，根据所述命令进行路径规划并通过GPS定位进行循迹导航；步骤三：判断无人机是否需要进行充电，当电源检测模块检测到无人机需要充电时，无人机发出指令给无人船进行充电，完成后进入步骤四；当电源检测模块没有检测到需要充电时，进入步骤四；步骤四：无人机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机用海上着陆平台，包括无人船、无人机和浮标子体，所述无人船包括船体、船载通信模块、船载充电模块和船载控制器，所述无人机包括数据采集模块、电源检测模块、机载充电模块、机载通信模块和飞行控制模块，所述船载控制器分别与所述船体、所述船载通信模块和所述船载充电模块电信息连接，所述飞行控制模块分别与所述数据采集模块、所述电源检测模块、所述机载充电模块、所述机载通信模块电信息连接，所述船载通信模块分别与设有的远程基站、所述机载通信模块通过无线电信息连接，所述数据采集模块与所述浮标子体电信息连接，用于采集所述浮标子体监测到的数据信息，其特征在于：所述机载充电模块包括设置于机体上的锥形体和设置于所述锥形体上的机载充电接口，所述船载充电模块包括锥形凹槽、锥形圆环和船载充电接口，所述锥形圆环设置于所述锥形凹槽底部的并与所述锥形凹槽可转动连接，所述锥形圆环内表面与所述锥形体外表面相适配设置，所述船载充电接口设置于所述锥形圆环内表面并与所述机载充电接口相对应。

【技术特征摘要】
1.一种无人机用海上着陆平台，包括无人船、无人机和浮标子体，所述无人船包括船体、船载通信模块、船载充电模块和船载控制器，所述无人机包括数据采集模块、电源检测模块、机载充电模块、机载通信模块和飞行控制模块，所述船载控制器分别与所述船体、所述船载通信模块和所述船载充电模块电信息连接，所述飞行控制模块分别与所述数据采集模块、所述电源检测模块、所述机载充电模块、所述机载通信模块电信息连接，所述船载通信模块分别与设有的远程基站、所述机载通信模块通过无线电信息连接，所述数据采集模块与所述浮标子体电信息连接，用于采集所述浮标子体监测到的数据信息，其特征在于：所述机载充电模块包括设置于机体上的锥形体和设置于所述锥形体上的机载充电接口，所述船载充电模块包括锥形凹槽、锥形圆环和船载充电接口，所述锥形圆环设置于所述锥形凹槽底部的并与所述锥形凹槽可转动连接，所述锥形圆环内表面与所述锥形体外表面相适配设置，所述船载充电接口设置于所述锥形圆环内表面并与所述机载充电接口相对应。2.根据权利要求1所述的海上着陆平台，其特征在于：在所述船载充电接口上设有红外线定位装置，所述无人机还设有用于识别红外线定位装置的红外探测模块，所述无人机通过所述红外探测模块对所述船载充电接口进行精准定位实现机载充电接口与船载充电接口的精确对接；或者/并且所述锥形凹槽的外缘周上设有数个指示灯，所述无人机还设有用于定位的超声波探测模块、GPS定位模块和视觉定位模块，所述无人机通过所述超声波探测模块、所述GPS定位模块和所述视觉定位模块对所述船载通信模块进行精准定位实现所述机载充电接口与所述船载充电接口的精确对接。3.根据权利要求2所述的海上着陆平台，其特征在于：所述锥形凹槽内表面上设有数个电磁继电器，所述电磁继电器可通过所述船载控制器控制吸住着陆的无人机。4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的海上着陆平台，其特征在于：所述无人船上还设有电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述锥形圆环进行驱动连接，所述电机驱动模块驱动所述锥形圆环旋转使船载充电接口与机载充电接口处于对应位置实现对接。5.根据权利要求4所述的海上着陆平台，其特征在于：在所述无人船的尾部还设有螺旋桨，所述电机驱动模块与所述螺旋桨进行驱动连接，所述电机驱动模块驱动所述无人船航行、控制无人船航行方向。6.根据权利要求1所述的海上着陆平台，其特征在于：所述浮标子体包括中间位置的旋转平台及置于所述旋转平台上、下两边的上平台和下平台，所述上平台和所述下平台与所述旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢博闻，刘雨青，姜亚锋，冯俊凯，颜明阳，曹守启，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海,31