无人机地面调度设备、方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种无人机地面调度设备、方法及装置，其中，设备包括控制系统、降落平台、摄像头阵列、机轮及控制机构；摄像头阵列设置于降落平台上；机轮及控制机构安装于降落平台的底部；控制系统设置于降落平台的内部；摄像头阵列中的各摄像头，用于采集降落平台上方的无人机的飞行图像；控制机构用于根据控制系统的调度指令，控制机轮带动降落平台移动；控制系统用于基于无人机的飞行图像执行循环调度过程，直到无人机降落至降落平台上的中心位置，并运载无人机移动至目标停机位置。本申请提供的无人机地面调度设备能够实现无人机的全自动安全降落过程和机坪调度。全自动安全降落过程和机坪调度。全自动安全降落过程和机坪调度。

【技术实现步骤摘要】
无人机地面调度设备、方法及装置


[0001]本申请涉及航空
，尤其是涉及一种无人机地面调度设备、方法及装置。

技术介绍

[0002]随着无人机及物流行业的高速发展，无人机物流势必成为未来航空货运领域的重要板块。建立高效无人化的无人机物流作业体系，是行业发展的必然需求。这其中，无人机在机场机坪、仓库、园区等转运场所的运行管控、作业保障、与有人机混合运行等正成为亟待突破的关键技术。其中，无人机与有人机在同一机场混合运行的兼容性、安全性，是评估有人驾驶航空运输与无人驾驶航空运输能否有效结合的重要指标。
[0003]当前，关于无人机有人机混合运行的研究大多数关注于空中交通管理，如流量控制、间隔控制、空中避撞等方面，同时对于地面混合运行也仅限于管制员对航空器的调度策略等运筹学层面，此外，有一些关于“无人机自动机场”“无人机停机库”的研究，但是其均是基于无人机与有人机隔离运行的理念，是针对单架无人机的起降，设计专门的机库/机巢，不利于将有人驾驶航空运输与无人驾驶航空运输有效衔接。目前，未见有关于无人机场面调度技术的公开信息。
[0004]从航空安全角度讲，无人机在机场场面的移动，必须保持合理的安全距离，要避免无人机与有人机之间、无人机与无人机之间的碰撞。未来，在无人机与有人机混合运行的机场上，势必出现大量无人机排队、移位等调度场景。而无人机中，旋翼无人机是重要的一种，旋翼无人机在机场场面调度时遇到两个问题：
[0005]1.旋翼无人机具有垂直起降的特性，如果其降落时直接落在机群中，则会带来碰撞风险，如果降落在远离机群的地点，然后由人工移动到目标位置，则大幅降低了无人机运行的自动化水平；
[0006]2.大多数旋翼无人机没有机轮，因而停在地面的无人机要移动位置，必须离地飞行到目标位置上。而无人机一旦起飞，尤其在航空器较多的复杂环境下，由于控制不稳、气流扰动等因素，极有可能出现碰撞风险。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于提供一种无人机地面调度设备、方法及装置，通过实时采集无人机的飞行图像，对降落平台进行循环调度，以使无人机准确降落至所述降落平台上的中心位置，并运载无人机移动至目标停机位置，从而实现无人机的全自动安全降落过程和机坪调度。
[0008]第一方面，本申请实施例提供一种无人机地面调度设备，无人机地面调度设备包括控制系统、降落平台、摄像头阵列、机轮及控制机构；摄像头阵列设置于降落平台上；机轮及控制机构安装于降落平台的底部；控制系统设置于降落平台的内部；摄像头阵列中的各摄像头，用于采集降落平台上方的无人机的飞行图像；控制机构用于根据控制系统的调度指令，控制机轮带动降落平台移动；控制系统用于基于无人机的飞行图像执行循环调度过
程，直到无人机降落至降落平台上的中心位置，并运载无人机移动至目标停机位置。
[0009]第二方面，本申请实施例还提供一种无人机地面调度方法，方法应用于如第一方面所述的无人机地面调度设备中的控制系统；方法包括：检测到无人机下降至降落平台的上空指定距离时，针对降落平台的第一当前位置，执行第一调度过程：获取无人机的当前飞行图像；当前飞行图像包括：摄像头阵列中每个摄像头采集的无人机的飞行图像；基于当前飞行图像，预测降落平台的第一目标移动位置；根据第一目标移动位置和第一当前位置生成第一调度指令；向控制机构发送第一调度指令，以使控制机构根据第一调度指令控制机轮移动，以带动降落平台移动至第一目标移动位置；以第一目标移动位置更新第一当前位置，继续执行第一调度过程，直至无人机降落至降落平台上的指定位置；基于无人机的目标停机位置生成第二调度指令，根据第二调度指令控制降落平台上的无人机移动至目标停机位置。
[0010]进一步的，上述基于当前飞行图像，预测降落平台的第一目标移动位置的步骤，包括：将多个摄像头拍摄的飞行图像进行图像拼接，得到无人机飞行姿态全景图；对无人机飞行姿态全景图分别进行旋翼转速识别和目标检测，确定无人机的第一当前旋翼转速变化以及无人机轮廓；根据无人机轮廓在无人机飞行姿态全景图中的位置和第一当前旋翼转速变化，预测降落平台的第一目标移动位置。
[0011]进一步的，上述根据无人机轮廓在无人机飞行姿态全景图中的位置和第一当前旋翼转速变化，预测降落平台的第一目标移动位置的步骤，包括：根据无人机轮廓在无人机飞行姿态全景图中的位置和第一当前旋翼转速变化，预测无人机的目标飞行位置；根据目标飞行位置预估无人机的第一目标降落点；将第一目标降落点确定为降落平台的第一目标移动位置。
[0012]进一步的，上述根据第一目标移动位置和第一当前位置生成第一调度指令的步骤，包括：根据第一目标移动位置和第一当前位置，确定降落平台的目标移动方向和目标移动距离；根据目标移动方向和目标移动距离生成第一调度指令。
[0013]进一步的，上述基于无人机的目标停机位置生成第二调度指令，根据第二调度指令控制降落平台上的无人机移动至目标停机位置的步骤，包括：如果无人机停止工作，根据降落平台的第二当前位置和无人机的目标停机位置，生成第二调度指令；将第二调度指令发送至控制机构，以使控制机构根据第二调度指令控制机轮移动，带动降落平台上的无人机移动至目标停机位置。
[0014]进一步的，上述基于无人机的目标停机位置生成第二调度指令，根据第二调度指令控制降落平台上的无人机移动至目标停机位置的步骤，还包括：如果无人机未停止工作，无人机在降落平台上保持旋翼旋转，以移动至目标停机位置；针对降落平台的第二当前位置，执行以下第二调度过程：获取无人机的当前旋翼旋转图像；基于当前旋翼旋转图像，确定无人机的第二当前旋翼转速变化；根据第二当前旋翼转速变化预测降落平台的第二目标移动位置；基于第二目标移动位置和第二当前位置生成降落平台的第二调度指令；向控制机构发送第二调度指令，以使控制机构根据第二调度指令控制机轮移动，带动降落平台上的无人机移动至第二目标移动位置；以第二目标移动位置更新第二当前位置，继续执行第二调度过程，直至降落平台运载无人机至目标停机位置。
[0015]进一步的，上述检测到无人机下降至降落平台的上空指定距离时，针对降落平台
的第一当前位置，执行第一调度过程的步骤之前，方法还包括：检测到无人机飞行到停机坪上空时，基于预估的无人机的第二目标降落点，向控制机构发送第三调度指令，以使控制机构根据第三调度指令控制机轮移动，带动降落平台移动至停机坪中的第二目标降落点。
[0016]第三方面，本申请实施例还提供一种无人机地面调度装置，装置应用于如第一方面所述的无人机地面调度设备中的控制系统；装置包括：第一调度模块，用于检测到无人机下降至降落平台的上空指定距离时，针对降落平台的第一当前位置，执行第一调度过程：获取无人机的当前飞行图像；当前飞行图像包括：摄像头阵列中每个摄像头采集的无人机的第一飞行图像；基于当前飞行图像和第一当前位置，预测降落平台的第一目标移动位置；根据第一目标移动位置和第一当前位置生成第一调度指令；向控制机构发送第一调度指令，以使控制机构根据第一调度指令控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机地面调度设备，其特征在于，所述无人机地面调度设备包括控制系统、降落平台、摄像头阵列、机轮及控制机构；所述摄像头阵列设置于所述降落平台上；所述机轮及控制机构安装于所述降落平台的底部；所述控制系统设置于所述降落平台的内部；所述摄像头阵列中的各摄像头，用于采集所述降落平台上方的无人机的飞行图像；所述控制机构用于根据所述控制系统的调度指令，控制所述机轮带动所述降落平台移动；所述控制系统用于基于所述无人机的飞行图像执行循环调度过程，直到所述无人机降落至所述降落平台的中心位置，并运载所述无人机移动至目标停机位置。2.一种无人机地面调度方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1中所述的无人机地面调度设备中的控制系统；所述方法包括：检测到所述无人机下降至所述降落平台的上空指定距离时，针对所述降落平台的第一当前位置，执行第一调度过程：获取所述无人机的当前飞行图像；所述当前飞行图像包括：所述摄像头阵列中每个摄像头采集的无人机的飞行图像；基于所述当前飞行图像，预测所述降落平台的第一目标移动位置；根据所述第一目标移动位置和所述第一当前位置生成第一调度指令；向所述控制机构发送所述第一调度指令，以使所述控制机构根据所述第一调度指令控制所述机轮移动，以带动所述降落平台移动至所述第一目标移动位置；以所述第一目标移动位置更新所述第一当前位置，继续执行所述第一调度过程，直至所述无人机降落至所述降落平台的中心位置；基于所述无人机的目标停机位置生成第二调度指令，根据所述第二调度指令控制所述降落平台上的无人机移动至所述目标停机位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述当前飞行图像，预测所述降落平台的第一目标移动位置的步骤，包括：将多个所述摄像头拍摄的所述飞行图像进行图像拼接，得到无人机飞行姿态全景图；对所述无人机飞行姿态全景图分别进行旋翼转速识别和目标检测，确定所述无人机的第一当前旋翼转速变化以及无人机轮廓；根据所述无人机轮廓在所述无人机飞行姿态全景图中的位置和所述第一当前旋翼转速变化，预测所述降落平台的第一目标移动位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述无人机轮廓在所述无人机飞行姿态全景图中的位置和所述第一当前旋翼转速变化，预测所述降落平台的第一目标移动位置的步骤，包括：根据所述无人机轮廓在所述无人机飞行姿态全景图中的位置和所述第一当前旋翼转速变化，预测所述无人机的目标飞行位置；根据所述目标飞行位置预估所述无人机的第一目标降落点；将所述第一目标降落点确定为所述降落平台的第一目标移动位置。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一目标移动位置和所述第一当前位置生成第一调度指令的步骤，包括：
根据所述第一目标移动位置和所述第一当前位置，确定所述降落平台的目标移动方向和目标移动距离；根据所述目标移动方向和所述目标移动距离生成第一调度指令。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述无人机的目标停机位置生成第二调度指令，根据所述第二调度指令控制所述降落平台上的无人机移动至所述目标停机位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，李恒，薛康，王国强，易奎，刘翱，彭祯珍，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：