一种无人机降落平台自动稳定系统技术方案

本实用新型专利技术涉及无人机技术领域，具体地说是一种无人机降落平台自动稳定系统，其特征在于，包括降落平台；倾角测量装置，连接在降落平台上，用来测试降落平台的加速度及倾斜角度，并产生稳定信号；设备稳定装置，垂直设置在降落平台下方，与倾角测量装置电性连接，其工作端与降落平台轴接，接收位置信号并调节降落平台的倾斜角度，使降落平台保持水平；底板，其上表面与设备稳定装置底部固定连接；本实用新型专利技术和现有技术相比，提高了无人机降落的稳定性，解决了无人机在移动平台降落及固定运输的功能。

An automatic stabilization system for UAV Landing Platform

【技术实现步骤摘要】
一种无人机降落平台自动稳定系统
本技术涉及无人机
，具体地说是一种无人机降落平台自动稳定系统。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。目前，无人机的地勤系统落后于无人机本身的发展，主要由跑道(适用于滑跑起降的无人机)/停机坪(适用于垂直起降的无人机)和无线电遥控设备构成，自动化程度极低，需要人工值守。此外，目前的无人机自动降落机场，机场本身还是静态放置在地面上的，如果放置在移动的车辆上，如何确保无人机能平稳降落而不发生偏移甚至碰撞坠毁，此前没有好的解决方案和产品。因此，现有技术还有待发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种降落平台自动稳定系统。旨在解决现有技术安全性能差，自动化程度低下的问题为了达到上述目的，本技术采取了以下技术方案：本技术提供一种无人机降落平台自动稳定系统，其特征在于，包括：降落平台；倾角测量装置，连接在降落平台上，用来测试降落平台的加速度及倾斜角度，并产生稳定信号；设备稳定装置，垂直设置在降落平台下方，与倾角测量装置电性连接，其工作端与降落平台轴接，接收位置信号并调节降落平台的倾斜角度，使降落平台保持水平；底板，其上表面与设备稳定装置底部固定连接。进一步的，所述倾角测量装置包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计、扩展卡尔曼滤波器，所述扩展卡尔曼滤波器将三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计接收的信号融合后转换为稳定信号，并传递至设备稳定装置。进一步的，所述设备稳定装置包括垂直设置在降落平台下部的三个稳定电缸，三个稳定电缸的伸缩杆上端分别铰接在所述降落平台的下表面相应处，其底端分别固定在支撑平台的上表面的相应处，三个所述稳定电缸不排布在同一条直线上，所述设备稳定信号控制三个所述稳定电缸的伸缩杆的伸缩幅度，使降落平台始终保持在水平状态。进一步的，所述设备稳定装置外侧四周还挡设有波纹罩。进一步的，所述底板包括从上到下依次水平设置的支撑平台和固定底板，所述支撑平台和固定底板之间还设有若干减震垫。本技术与现有技术相比，提高了无人机降落的稳定性，解决了无人机在移动平台降落及固定运输的功能。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式以下对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。实施例1本技术提供一种无人机降落平台自动稳定系统，其特征在于，包括：降落平台1；倾角测量装置，连接在降落平台1上，用来测试降落平台1的加速度及倾斜角度，并产生稳定信号；设备稳定装置，垂直设置在降落平台1下方，与倾角测量装置电性连接，其工作端与降落平台1轴接，接收位置信号并调节降落平台1的倾斜角度，使降落平台1保持水平；底板，其上表面与设备稳定装置底部固定连接。进一步的，所述倾角测量装置包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计、扩展卡尔曼滤波器，所述扩展卡尔曼滤波器将三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计接收的信号融合后转换为稳定信号，并传递至设备稳定装置。进一步的，所述设备稳定装置包括垂直设置在降落平台1下部的三个稳定电缸3-1，三个稳定电缸3-1的伸缩杆上端分别铰接在所述降落平台1的下表面相应处，其底端分别固定在支撑平台6的上表面的相应处，三个所述稳定电缸3-1不排布在同一条直线上，所述设备稳定信号控制三个所述稳定电缸3-1的伸缩杆的伸缩幅度，使降落平台1始终保持在水平状态。进一步的，所述设备稳定装置外侧四周还挡设有波纹罩。进一步的，所述底板包括从上到下依次水平设置的支撑平台6和固定底板7，所述支撑平台6和固定底板7之间还设有若干减震垫7-1。本技术工作时，按照如下步骤进行：A)加速度计与磁力计校正；采用最小二乘法求出偏斜椭球方程的各个参数，进而求出偏斜球心和轴长；B)坐标转换；已知磁通量在世界坐标系下的X轴分量为0，重力加速度方向与Z轴一致，通过向量点乘求得磁通量在世界坐标系下的Z轴分量，再用模长公式求出Y轴分量，即得在世界坐标系下的磁通量向量Wm；C)使用陀螺仪估算出当前时刻的四元数，算出估算姿态下的重力加速度和磁通量向量，再用加速度/磁力计测量到的重力加速度和磁通量向量按照EKF校正方程进行校正；D)计算欧拉角；使用导航公式计算如下：其中，俯仰角θ：停机平台本体坐标系统Oxb轴与地平台间的夹角；偏航角ψ：停机平台本体坐标系统Oxb轴在水平面内的投影与地面坐标系统Ogxg轴间的夹角；滚动角γ：停机平台坐标系Ozb轴与Oxb垂直平面之间的夹角；E)控制量计算；将俯仰角θ，滚动角γ与水平面间夹角偏差，作为控制输入X、Y方向的控制量，使用PID算法公式计算如下：其中，u(t)x，y平台：X、Y方向控制量；e(t)x，y：平台与地理坐标系下X、Y方向与水平方向角度偏差；Kp：比例系数；KI：积分系数；KD：微分系数；F)电缸位移量实时计算；三个稳定电缸3-1的伸缩杆与降落平台1的支撑点组成等腰三角形，其中位于该等腰三角形斜边两端处的两个稳定电缸分别控制X轴、Y轴方向上的平台姿态角旋转，三个稳定电缸组合实现z轴方向上的平台姿态角旋转，其中：保持平台水平姿态控制，a、b伸缩杆的长度计算如下：l(t)a，b＝Max(k·u(t)x，y，L)其中，l(t)a，b为a、b伸缩杆的长度；k为比例系数；L为伸缩杆的最大行程；组合平台上下位移控制，三个稳定电缸3-1的伸缩长度计算如下：其中，ψa、ψb、ψc：三个稳定电缸的伸缩长度；s(t)z：z轴上下位移的偏差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机降落平台自动稳定系统，其特征在于，包括：/n降落平台(1)；/n倾角测量装置，连接在降落平台(1)上，用来测试降落平台(1)的加速度及倾斜角度，并产生稳定信号；/n设备稳定装置，垂直设置在降落平台(1)下方，与倾角测量装置电性连接，其工作端与降落平台(1)轴接，接收位置信号并调节降落平台(1)的倾斜角度，使降落平台(1)保持水平；/n底板，其上表面与设备稳定装置底部固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机降落平台自动稳定系统，其特征在于，包括：
降落平台(1)；
倾角测量装置，连接在降落平台(1)上，用来测试降落平台(1)的加速度及倾斜角度，并产生稳定信号；
设备稳定装置，垂直设置在降落平台(1)下方，与倾角测量装置电性连接，其工作端与降落平台(1)轴接，接收位置信号并调节降落平台(1)的倾斜角度，使降落平台(1)保持水平；
底板，其上表面与设备稳定装置底部固定连接。


2.根据权利要求1所述的一种无人机降落平台自动稳定系统，其特征在于，所述倾角测量装置包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计、扩展卡尔曼滤波器，所述扩展卡尔曼滤波器将三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计接收的信号融合后转换为稳定信号，并传递至设备稳定装置。


3.根据权利要求1所述的一种无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫大为，刘欢，程亮，曹亚兵，
申请(专利权)人：上海复亚智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31