[发明专利]一种中小型无人机回收定位装置

权利要求书

1、一种中小型无人机回收定位装置，包括无人机上的机载GPS接收机、机载无线移动通讯模块、回收控制器、伞降回收装置和地面回收定位装置的地面GPS接收机、地面无线移动通讯模块、地面处理显示模块，其特征在于：还包括无人机上的无线电信标机和地面回收定位装置的无线电测向设备：

无人机(5)上的机载GPS接收机(1)将GPS定位数据传送给回收控制器(9)，回收控制器(9)将回收定位数据传送给机载无线移动通讯模块(10)；同时回收控制器(9)可控制机载无线移动通讯模块(10)和无线电信标机(11)的开启或关闭，也可控制伞降回收装置(4)开伞或不开伞；

机载无线通讯模块(10)经民用无线移动通讯网络(12)将回收定位数据发送到地面回收定位装置(13)的地面无线移动通讯模块(15)，地面无线移动通讯模块(15)将回收定位数据传送给地面处理显示模块(17)，经地面处理显示模块(17)解码处理后显示给地面回收人员；

地面GPS接收机(16)测定地面回收定位装置(13)当前的位置；

无线电测向设备(14)接收无线电信标机(11)的信号，测定无线电信标机(11)的信号相对地面回收定位装置(13)当前位置的方位角；

地面回收定位装置(13)由地面回收人员携带，在无人机(5)回收时使用。

2、根据权利要求1所述的一种中小型无人机伞降回收定位装置，其特征在于：所述的回收控制器(9)有两种实现方式：

第一种，当回收控制器以独立子系统的形式存在于整个无人机系统中时，回收控制器(9)的功能由独立的单片机或单板计算机实现；

当无人机(5)进入预定回收区域或收到地面控制站(8)发来的回收指令后，机载计算机(2)发送开伞指令到回收控制器(9)，回收控制器(9)接收、解码并执行该指令，控制伞降回收装置(4)进行开伞动作；同时回收控制器(9)开启机载无线移动通讯模块(10)和无线电信标机(11)；

回收控制器(9)定时接收来自机载GPS接收机(1)的数据，对其进行解码处理获得当前的经度、纬度和地理高度数据以及机载GPS接收机(1)的工作状态等信息；GPS接收机定位数据帧的具体格式根据机载GPS接收机(1)设置的数据输出格式来确定；回收控制器(9)开启机载无线移动通讯模块(10)后，将当前的经度、纬度和地理高度数据、机载GPS接收机(1)的工作状态和伞降回收装置(4)的开伞状态编码生成回收定位数据帧，并由机载无线移动通讯模块(10)向外定时发送，发送周期与机载GPS接收机(1)数据的输出周期一致；当机载GPS接收机(1)工作状态正常时，传送当前经度、纬度和高度；而当机载GPS接收机(1)工作状态异常、无法定位时，传送上一次机载GPS接收机(1)工作正常时得到的经度、纬度和高度；

回收定位数据帧经过民用无线移动通讯网(12)传递到地面回收定位装置(13)的地面无线移动通讯模块(15)上，再通过地面处理显示模块(17)解码处理后从中获取无人机(5)当前的经度、纬度、和地理高度、GPS接收机工作状态和开伞状态信息，并显示给地面回收人员；

地面回收人员根据地面处理显示模块(17)上的显示信息，判断当前无人机(5)的状态：当接收到的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS接收机(1)工作状态为正常时，则无人机(5)已经接地且机载GPS接收机(1)仍在正常工作，前往当前的显示位置即可回收无人机；当显示的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS接收机(1)的工作状态为异常时，则无人机(5)已经接地且机载GPS接收机(1)无法正常工作，此时显示的位置为无人机(5)大致的接地地点，则可进一步采用无线电测向定位原理进行无人机的回收定位；

第二种，当将回收控制器与现有技术方案进行融合时，回收控制器(9)的功能由机载计算机(2)完成，即回收控制器(9)的功能成为机载计算机(2)的一项子功能；

当无人机(5)进入预定回收区域或收到地面控制站(8)发来的回收指令后，机载计算机(2)控制伞降回收装置(4)进行开伞动作；同时机载计算机(2)开启机载无线移动通讯模块(10)和无线电信标机(11)；

机载计算机(2)定时接收来自机载GPS接收机(1)的数据，对其进行解码处理获得当前的经度、纬度和地理高度数据以及机载GPS接收机(1)的工作状态等信息；机载计算机(2)开启机载无线移动通讯模块(10)后，将当前的经度、纬度和地理高度数据以及机载GPS接收机(1)的工作状态编码生成回收定位数据，并由机载无线移动通讯模块(10)向外定时发送，发送周期通常与机载GPS接收机(1)数据的输出周期一致；当机载GPS接收机(1)工作状态正常时，传送当前经度、纬度和高度；而当机载GPS接收机(1)工作状态异常、无法定位时，传送上一次机载GPS接收机(1)工作正常时得到的经度、纬度和高度；

回收定位数据帧经过民用无线移动通讯网(12)传递到地面回收定位装置(13)的地面无线移动通讯模块(15)上，再通过地面处理显示模块(17)解码处理后从中获取无人机(5)当前的经度、纬度、和地理高度、机载GPS接收机(1)工作状态和开伞状态信息，并显示给地面回收人员；

地面回收人员根据地面处理显示模块(17)上的显示信息，判断当前无人机(5)的状态：当接收到的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS接收机(1)工作状态为正常时，则无人机(5)已经接地且机载GPS接收机(1)仍在正常工作，前往当前的显示位置即可回收无人机(5)；当显示的经度、纬度和高度基本不再变化、机载GPS接收机(1)的工作状态为异常时，则无人机(5)已经接地且机载GPS接收机(1)无法正常工作，此时显示的位置为无人机(5)大致的接地地点，则可进一步采用无线电测向定位原理进行无人机的回收定位。

3、根据权利要求1所述的一种中小型无人机伞降回收定位方法，其特征在于：将机载无线移动通讯模块(10)、民用无线移动通讯网络(12)、地面无线移动通讯模块(15)、无线电信标机(11)和无线电测向设备(14)结合应用于无人机(5)的回收定位；

利用机载无线移动通讯模块(10)通过民用无线移动通讯网络(12)向地面无线移动通讯模块(15)传送无人机(5)的回收定位信息：

所涉及设备之间的关系是：机载GPS接收机(1)将无人机(5)当前的GPS定位数据输出至回收控制器(9)；回收控制器(9)输出开启或关闭指令至机载无线移动通讯模块(10)；回收控制器(9)将回收定位数据输出至机载无线移动通讯模块(10)；机载无线移动通讯模块(10)经民用无线移动通讯网络(12)将回收定位数据发送至地面回收定位装置(13)的地面无线移动通讯模块(15)；地面无线移动通讯模块(15)将接收到的回收定位数据输出至地面处理显示模块(17)进行解码显示；

在使用时，回收控制器(9)控制无人机(5)的伞降回收装置(4)开伞后，开启机载无线移动通讯模块(10)，并通过民用无线移动通讯网络(12)向地面无线移动通讯模块(15)传送无人机回收定位信息；无人机(5)接地后，若机载GPS接收机(1)仍能正常工作，则机载GPS接收机(1)得到的无人机(5)当前位置信息经回收控制器(9)定时转发给机载无线移动通讯模块(10)，然后由民用无线移动通讯网络(12)传送到地面无线移动通讯模块(15)，在由地面处理显示模块(17)显示给地面回收人员；

利用无线电信标机(11)和无线电测向设备(14)作为机载GPS接收机(1)接地后无法正常工作时的备用回收定位手段：

所涉及设备之间的关系是：无人机(5)上的回收控制器(9)输出开伞控制信号至伞降回收装置(4)；回收控制器(9)输出开启或关闭指令至无线电信标机(11)；无线电信标机(11)向四周发射无线电信标讯号，经地面回收定位装置(13)的无线电测向设备(14)接收；无线电测向设备(14)测量并输出无线电信标机(11)的方位角至地面处理显示模块(17)显示；

在使用时，回收控制器(9)控制无人机(5)的伞降回收装置(4)开伞后，开启无线电信标机(11)向四周发射无线电信标信号；无人机(5)接地后，若机载GPS接收机(1)不能正常工作，则按地面处理显示模块(17)显示的机载GPS接收机(1)最后正常工作时发回的位置，地面回收人员到达该点附近后利用无线电测向设备(14)根据无线电信标机(11)的信标信号按无线电测向定位的方法确定无人机(5)精确的接地位置。