用于无人机的精确着陆系统以及其使用技术方案

本公开提供了“用于无人机的精确着陆系统以及其使用”。提供了一种包括无人机(UAV)和信标的精确着陆系统。所述UAV的处理器控制所述UAV的飞行系统以使所述UAV飞行。所述处理器经由所述UAV的传感器检测由信标发射的信号。所述处理器控制所述UAV的所述飞行系统以着陆在所述信标上或附近。所述处理器还激励所述UAV的支架上的一个或多个电磁铁以收回所述信标。

Precise landing system for UAV and its application

【技术实现步骤摘要】
用于无人机的精确着陆系统以及其使用
本公开总体上涉及无人机(UAV)，且更确切地，涉及用于UAV的精确着陆信标以及其部署和收回。
技术介绍
主动定位信标(APB)是提供用于纯粹基于全球定位系统(GPS)数据而使UAV以更高精度着陆的方法的装置。为了实现高精度着陆操作，可以利用APB和GPS的组合。通常，APB在信使UAV应用中使用，在所述应用中着陆区周围的区域会受到约束。例如，UAV将包裹放置在建筑物的前台阶上而不是放在前台阶正上方的屋顶上，这点很重要。再如，在紧急情况下，精确着陆可以表示向隔离区域运送物资或在洪水中丢失UAV和物资之间的差异。通过使用通常处于特定红外(IR)频率的光源传输信号来操作的APB可以由安装在UAV上的相机或IR传感器识别。如由IR传感器或IR传感器阵列测量的信号在视频帧内的位置或信号的强度以及相机或传感器/传感器阵列在UAV上的已知位置可以用于指示UAV的位置，并且实现UAV的非常精确的着陆。部署在隔离区域的APB应当是独立的，并且在某些情况下，信标应当使用电池长时间工作。如果没有人为干预来收回信标，则信标可能视为丢失。
技术实现思路
本专利技术描述了一种用于无人机(UAV)的精确着陆系统。所述系统包括能够部署着陆信标以便在需要精确着陆的场景(自然灾害、应急区域)中使用的UAV。所述系统还允许人类为UAV限定安全着陆空间。着陆信标使用IR或可见光来提供着陆的参考点。着陆信标包括用于长期部署的电池和小型太阳能电池阵列。着陆信标可以包括一对磁铁，这允许UAV在起飞之前收集着陆信标。着陆信标可以包括操作指令和用于启用信标的按钮，从而提供明亮闪烁的LED和/或压电蜂鸣器。附图说明参考以下附图描述了本公开的非限制性和非穷举实施例，其中相同的附图标记贯穿各个附图指代相同的部件，除非另有说明。图1是根据本公开的实施例的示例性UAV可部署精确着陆信标的图表。图2A和图2B分别提供关于根据本公开的实施例的可以利用UAV可部署精确着陆信标的示例性场景的图表。图3是根据本公开的实施例的示例性UAV的图表。图4是示出根据本公开的实施例的示例性过程的流程图。图5是示出根据本公开的实施例的示例性过程的流程图。具体实施方式在以下描述中，对形成本公开的一部分的附图进行参考，所述附图示出了可以实践本公开的特定示例性实施例。充分详细地描述这些实施例以使本领域技术人员能够实践本文所公开的概念，并且应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对各种公开的实施例进行修改并且可以利用其他实施例。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义。根据按照本公开的各种设计、方案、概念、系统和方法，一种精确着陆系统可以包括UAV和可由UAV在各种场景下部署的精确着陆信标，所述各种场景包括其中精确着陆是重要的但是支持的基础设施有限的那些场景(例如，在自然灾害期间和/或在应急区域中)。地面上的人类操作员可能够在给定范围内快速限定UAV的安全着陆区域，并且这在自然灾害期间以及在紧急情况下尤其有用。UAV可以使用可以实时或在稍后的时间/日期找出的精确着陆信标来标记地理位置。本公开还提供了一种用于为勘探和勘测行业部署一个或多个地理标记的自动化方法。此外，根据本公开的各种实现方式，UAV可以着陆在诸如汽车、飞机等移动车辆上或另一个UAV上。图1示出根据本公开的实施例的示例性UAV可部署精确着陆信标100。参看图1，精确着陆信标100可以包括光源阵列110，所述光源阵列110具有发射IR光和/或可见光的光源的阵列。光源阵列110可以为安装在UAV上的精确着陆传感器(例如，IR相机或光电二极管阵列)提供用于着陆操作的参考点。在一些实施例中，光源阵列110可能够发射IR光。或者，光源阵列110可能够发射可见光。又或者，光源阵列110可能够发射IR光和可见光二者。光源阵列110可以发射任何合适的信号或其组合。精确着陆信标100还可以包括电源电路120和一组一个或多个金属部件或磁铁130(1)到130(N)，其中N是等于或大于1的正整数。电源电路120可以包括电池122。电源电路120还可以包括太阳能电池阵列(或太阳能电池板)124，所述太阳能电池阵列124能够利用太阳能为精确着陆信标100的其他部件提供电能。因此，太阳能电池阵列124可以允许精确着陆信标100的长期部署和操作。一个或多个金属部件或磁铁130(1)到130(N)可以允许正着陆的UAV在起飞之前收集或以其他方式收回精确着陆信标100。例如，UAV可以配备有信标支架，所述信标支架包括可以接通和关闭的多个电磁铁。信标支架可以位于UAV的底侧，靠近UAV的着陆支撑结构的端部。因此，在起飞之前，可以启用、接通或以其他方式激励信标支架的电磁铁，使得由于UAV上的信标支架的激励的电磁铁与精确着陆信标100上的一个或多个金属部件或磁铁130(1)到130(N)之间的吸引力，UAV可以收回精确着陆信标100。在一些实施例中，UAV的信标支架可以被配置成携带多个精确着陆信标，使得UAV可以用于部署和收回多个精确着陆信标。精确着陆信标可以一起部署或在不同时间部署。任选地，精确着陆信标100还可以包括降落伞140、便笺150、按钮160、蜂鸣器170和/或发光二极管(LED)阵列180。降落伞140可以是鲜艳的颜色(例如，红色和白色和/或其他颜色)，有助于通过裸眼或经由相机从远处认出精确着陆信标100。降落伞140可以具有例如但不限于300mm×300mm的尺寸，并且可能够产生阻力或空气动力升力以减缓由于重力导致的精确着陆信标100的向下坠落。便笺150可以是具有呈一种或多种语言的操作指令的小牌匾或板。也就是说，便笺150可以用于提供关于如何操作精确着陆信标100的呈各种语言的文本指令。例如，由便笺150指示的措辞可以包括：“将该信标放置在用于UAV着陆的安全区域。按下电源按钮，并且从信标移开10英尺。确保该文本朝上。”便笺150可以包括任何合适的指令或标记。用户可以使用按钮160来启用、接通或以其他方式激励蜂鸣器170和/或LED阵列180。在一些实施例中，蜂鸣器170可以是压电蜂鸣器，并且当被激励时，可以发出响亮的声音作为精确着陆信标100的存在和位置的指示。在一些实施例中，LED阵列180可以发射明亮和/或闪烁的光作为精确着陆信标100的存在和位置的指示。因此，降落伞140、蜂鸣器170和/或LED阵列180可以帮助地面上的用户查找精确着陆信标100的位置。值得注意的是，对于诸如勘探和勘测行业的地理标记的应用，精确着陆信标100的某些特征(例如，按钮160、蜂鸣器170和/或便笺150)可能是不必要的。也就是说，可以省略这些特征。在一些实施例中，除了降落伞140以外，可以复制精确着陆信标100的上述特征中的一个或多个，并提供在精确着陆信标100的彼此相对的两个主侧面上。也就是说，就一个或多个上述特征而言，精确着陆信标100可以是双面的。举例来说，至少光源阵列110可以提供在精确着陆信标100的两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，所述方法包括：/n通过无人机(UAV)的处理器从信标接收信号；/n通过所述处理器引导所述UAV的飞行系统将所述UAV着陆在所述信标上或附近；以及/n通过所述处理器引导所述UAV的支架上的一个或多个电磁铁进行激励以收回所述信标。/n

【技术特征摘要】
20180822 US 16/109,4951.一种方法，所述方法包括：
通过无人机(UAV)的处理器从信标接收信号；
通过所述处理器引导所述UAV的飞行系统将所述UAV着陆在所述信标上或附近；以及
通过所述处理器引导所述UAV的支架上的一个或多个电磁铁进行激励以收回所述信标。


2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
通过所述处理器接收部署了所述信标的第一位置的数据；
通过所述处理器确定包括所述第一位置的第一区域；以及
通过所述处理器引导所述飞行系统以使所述UAV飞行到所述第一区域。


3.如权利要求2所述的方法，其中接收部署了所述信标的所述第一位置的所述数据包括：
通过所述处理器从所述UAV的存储器读取所述第一位置的所述数据；或者
通过所述处理器从外部装置接收所述第一位置的所述数据。


4.如权利要求1所述的方法，其中从所述信标接收所述信号包括通过所述UAV的传感器接收由所述信标发射的红外(IR)光束或可见光束。


5.如权利要求1所述的方法，其中所述信号包括指示所述信标的序列号的调制光束。


6.如权利要求1所述的方法，其中所述信号包括所述UAV的所述处理器可识别的代码。


7.如权利要求1所述的方法，其中激励所述UAV的所述支架上的所述一个或多个电磁铁以收回所述信标包括：激励所述UAV的所述支架上的所述一个或多个电磁铁以将所述信标上的一个或多个金属部件或磁铁吸引到所述支架上的所述一个或多个电磁铁。


8.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
通过所述处理器引导所述UAV的所述飞行系统以使所述UAV飞行到第二区域；以及
通过所述处理器引导去激励所述UAV的所述支架上的所述一个或多个电磁铁，以将所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·卡休，阿迪蒂亚·辛格，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US