一种旋翼无人机定点降落方法及基站技术

本发明专利技术公开一种旋翼无人机定点降落方法及基站，定点降落方法包括以下步骤：无人机控制系统控制无人机飞行至降落平台的待降落区域的上空；定位摄像系统寻找降落平台上的参考标识并进行识别；无人机控制系统控制无人机向参考标识的正上空处飞行；无人机开始进行第一个下降阶段的降落，并自行作平移调整；当无人机进入第二个下降阶段的降落，无人机不再作主动平移调整，平台控制系统向控制移动驱动机构对降落平台进行平移调整，使无人机与降落平台的参考标识始终对准，同时无人机与降落平台逐渐靠近，最终降落在降落平台上。本发明专利技术能够确保降落平台上的参考标识始终保持在无人机的识别范围内，保证无人机能够准确且快速地进行定点降落。

【技术实现步骤摘要】
一种旋翼无人机定点降落方法及基站
本专利技术涉及一种无人机降落方法，具体涉及一种旋翼无人机定点降落方法。
技术介绍
随着技术的进步，无人机技术已经越来越成熟，并且已经广泛应用到军事、农业、航拍等领域中。基于电池驱动的无人机存在的一个最重要的问题是电能不足以让无人机长时间飞行，如旋翼机目前续航或滞空时间约20分钟左右，这个时间长度对旋翼机在较多行业领域的应用存在严重不足。尽管电池技术的发展，电能容量有所提高，但并没有取得实质性突破，在各种无人机载荷不断增加服务于行业领域的过程中，电池容量仍不够支撑无人机的长续航或滞空，这严重制约了无人机的发展，是无人机应用推广的一个公认的问题。另一方面，无人机通常是依靠GPS或其他导航系统进行飞行，因为受到气候环境、地理环境等影响，民用GPS等导航系统存在误差约3-5米，旋翼无人机降落到小型平台上时，就无法利用GPS实现，不能确保旋翼无人机能够准确降落到位小型平台上。为解决上述问题，现有技术中出现了一种通过识别图形的方法实现无人机的准确降落；例如，申请公布号为CN105652887A的专利技术专利申请文件公开了一种“采用二级图形识别的无人机降落方法”，具体公开了无人机首先通过识别基站上的第一级图形进行下降，当下降到一定高度时无人机切换为对第二级图形的识别，从而提高了无人机降落的精度，确保无人机能够定点降落到基站中；但是，仍存在以下问题：无人机在识别第一级图形前需要通过GPS导航飞行至待降区，由于GPS导航的定位误差较大，无人机只能飞行至基站的附近，再通过图形识别的方式寻找基站的准确位置，从而才能飞行到基站的垂直上空，才可以进一步进行定点降落；在这过程中，无人机通过识别图形进行下降飞行，但在无人机下降到一定高度且与图形具有横向偏差时，无人机需要进行横向的飞行，此时，为了得到横向移动的动力，旋翼无人机需要倾斜一定的角度来获得动力，这个过程中无人机上的摄像头的位置会随无人机一起改变，导致基站上的图形不在无人机的识别范围内，此时无人机需要重新对图形进行识别才能进行进一步的横移，如此不断地反复多次调整，无人机才能飞行至基站图形的正上方进行降落，这样的降落方式不仅效率低，且降落精度差，难以实现无人机的定点降落；在实际操作中为了加快无人机的降落速度，当无人机下降到一定高度时，工作人员通过控制系统关闭无人机的动力，使得无人机直接垂直掉落，这样虽然能够加快无人机的降落速度，但对无人机的损坏大，且降落精度低。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机定点降落方法，该方法能够确保降落平台上的参考标识始终保持在无人机的识别范围内，从而保证无人机能够准确地进行定点降落。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)无人机控制系统启动返航指令流程，向无人机发出返航降落信号，无人机根据导航系统的指引飞行至降落平台的待降落区域的上空附近；(2)无人机中的定位摄像系统开始寻找降落平台上的参考标识并进行识别；(3)当在定位摄像系统的可视范围内识别到降落平台上的完整参考标识后，无人机控制系统根据参考标识的所在位置进行航线规划，并控制无人机向参考标识的正上空处飞行；(4)无人机到达参考标识的正上空后，开始进行第一个下降阶段的降落，无人机控制系统控制无人机在下降过程中自行作平移调整，以确保在下降过程中无人机与参考标识对准；(5)当无人机下降到与降落平台相距设定的高度时，进入第二个下降阶段的降落，无人机不再作主动平移调整，无人机控制系统持续地将无人机与降落平台的位置偏差信息传输到平台控制系统中，平台控制系统根据位置偏差信息向用于驱动降落平台移动的移动驱动机构发送执行信号，移动驱动机构根据执行信号对降落平台进行平移调整，使无人机与降落平台的参考标识始终对准，同时无人机与降落平台逐渐靠近，并最终降落在降落平台上，完成定点降落。本专利技术的一个优选方案，当无人机进入到第二下降阶段时，无人机不再主动下降，持续停留在同一高度上，所述移动驱动机构驱动降落平台作水平移动的同时，驱动降落平台竖直向上移动，逐渐向无人机靠近，无人机最终在降落平台向上迎合过程中降落在降落平台的指定位置上。对于旋翼无人机来说，当无人机离地面距离较近(例如20-50厘米)时，一般会出现动力学的地面效应，亦即旋翼产生的向下气流到达地面后，反向向上流动，作用在无人机上，使得无人机发生晃动，而且距离降落平台越近，影响越大，成为影响无人机精确降落的又一重要因素。上述优选方案是在第二降落阶段中无人机与降落平台逐渐靠近的第一种方式，通过降落平台主动上升的方式，由于降落平台的面积相对地面较小，且降落平台在高度方向上离开了地面，降落平台两侧具有较宽阔的空间，无人机产生的向下的气流作用在降落平台后，能够快速向两侧流动，从而能够减轻气流对无人机稳定性的影响，使得无人机能够更加准确地降落在降落平台的指定位置上，并且通过降落平台向上移动，也能够快速使得无人机降落在降落平台上，缩短降落的时间。本专利技术的一个优选方案，当无人机进入到第二下降阶段时，在降落平台作平移调整的同时，无人机继续下降，逐渐靠近降落平台，最终降落在降落平台的指定位置上。上述优选方案是在第二降落阶段中无人机与降落平台逐渐靠近的第二种方式，无人机下降在该过程中，不再作平移调整，通过降落平台的移动确保无人机能够与降落平台上的参考标识对准，通过无人机主动降落的方式靠近降落平台，从而同样能够让无人机精确地降落到降落平台的指定位置上。本专利技术的一个优选方案，当无人机进入到第二下降阶段时，移动驱动机构驱动降落平台作平移调整的同时，驱动降落平台向上移动；与此同时，无人机也主动下降，无人机与降落平台逐渐相互靠近，最终无人机降落在降落平台的指定位置上。上述优选方案是在第二降落阶段中无人机与降落平台逐渐靠近的第三种方式，在无人机的第二下降阶段过程中，降落平台与无人机同时移动相互靠近，从而有效缩短无人机到达降落平台的时间，使得无人机能够更加快速降落到降落平台的指定位置上。本专利技术的一个优选方案，所述第一下降阶段按时间顺序划分为多个下降单元阶段，无人机从第一个下降单元阶段到最后一个下降单元阶段的下降速度依次减慢。为了提高无人机的降落速度，当无人机距离降落平台较远时，无人机与降落平台上的参考标识之间横向位置允许的误差较大，无人机的定位摄像系统也较为容易捕捉到降落平台上的参考标识，采用高速下降，能够提高无人机的降落速度；而当无人机不断接近降落平台时，无人机与降落平台上的参考标识之间允许的横向位置误差越来越小，通过让无人机的下降速度逐渐减慢，能够保证无人机的下降精度。因此，将无人机的下降过程分有多个下降阶段，并且无人机的下降速度依次减慢，在确保下降速度的同时，确保定位摄像系统能够准确持续地对参考标识进行识别追踪，顺利完成无人机的下降。本专利技术的一个优选方案，在步骤(2)中，当定位摄像系统无法寻找到降落平台上的参考标识时，无人机控制系统控制无人机沿“九宫格”航线飞行移动，具体为：将定位摄像系统的视场范围分为九个格子，该九个格子按照九宫格的方式排列，所述无人机按顺利依次在九个格子的范围内进行降落平台的寻找；若仍然没有寻找到降落平台，无人机控制系统控制无人机上升，扩大寻找范围继续寻找，直至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)无人机控制系统启动返航指令流程，向无人机发出返航降落信号，无人机根据导航系统的指引飞行至降落平台的待降落区域的上空附近；(2)无人机中的定位摄像系统开始寻找降落平台上的参考标识并进行识别；(3)当在定位摄像系统的可视范围内识别到降落平台上的完整参考标识后，无人机控制系统根据参考标识的所在位置进行航线规划，并控制无人机向参考标识的正上空处飞行；(4)无人机到达参考标识的正上空后，开始进行第一个下降阶段的降落，无人机控制系统控制无人机在下降过程中自行作平移调整，以确保在下降过程中无人机与参考标识对准；(5)当无人机下降到与降落平台相距设定的高度时，进入第二个下降阶段的降落，无人机不再作主动平移调整，无人机控制系统持续地将无人机与降落平台的位置偏差信息传输到平台控制系统中，平台控制系统根据位置偏差信息向用于驱动降落平台移动的移动驱动机构发送执行信号，移动驱动机构根据执行信号对降落平台进行平移调整，使无人机与降落平台的参考标识始终对准，同时无人机与降落平台逐渐靠近，并最终降落在降落平台上，完成定点降落。

【技术特征摘要】
1.一种旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)无人机控制系统启动返航指令流程，向无人机发出返航降落信号，无人机根据导航系统的指引飞行至降落平台的待降落区域的上空附近；(2)无人机中的定位摄像系统开始寻找降落平台上的参考标识并进行识别；(3)当在定位摄像系统的可视范围内识别到降落平台上的完整参考标识后，无人机控制系统根据参考标识的所在位置进行航线规划，并控制无人机向参考标识的正上空处飞行；(4)无人机到达参考标识的正上空后，开始进行第一个下降阶段的降落，无人机控制系统控制无人机在下降过程中自行作平移调整，以确保在下降过程中无人机与参考标识对准；(5)当无人机下降到与降落平台相距设定的高度时，进入第二个下降阶段的降落，无人机不再作主动平移调整，无人机控制系统持续地将无人机与降落平台的位置偏差信息传输到平台控制系统中，平台控制系统根据位置偏差信息向用于驱动降落平台移动的移动驱动机构发送执行信号，移动驱动机构根据执行信号对降落平台进行平移调整，使无人机与降落平台的参考标识始终对准，同时无人机与降落平台逐渐靠近，并最终降落在降落平台上，完成定点降落。2.根据权利要求1所述的旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，当无人机进入到第二下降阶段时，无人机不再主动下降，持续停留在同一高度上，所述移动驱动机构驱动降落平台作水平移动的同时，驱动降落平台竖直向上移动，逐渐向无人机靠近，无人机最终在降落平台向上迎合过程中降落在降落平台的指定位置上。3.根据权利要求1所述的旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，当无人机进入到第二下降阶段时，在降落平台作平移调整的同时，无人机继续下降，逐渐靠近降落平台，最终降落在降落平台的指定位置上。4.根据权利要求1所述的旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐桂秋，
申请(专利权)人：广州杰超科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44