[发明专利]基于分等级喷泉码引导直升机助降的通信方法

权利要求书

1.基于分等级喷泉码引导直升机助降的通信方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、信标安放

首先将四个信标固定于降落标识“H”的四角，然后启动四个信标，并检查信标的各个传感器工作是否正常，对所需数据的测量是否正常；同时FPGA模块解析各个传感器采集的数据，并对不同波段紫外光所发送的数据帧信息进行封装，并进行相应码长和相应等级的分等级喷泉码编码，最后经过驱动电路采用不同波段的紫外光以广播形式发送，等待直升机的到来；

其中四个信标包括3个发射端a和一个发射端b：

发射端a内部集成有分别与FPGA信息处理模块连接的串口摄像头、数字矩阵键盘、坡度传感器、风速传感器、位置传感器、电源系统，FPGA信息处理模块还通过驱动电路与紫外LED阵列连接；

发射端b内部集成有分别与FPGA信息处理模块连接的串口摄像头、数字矩阵键盘、坡度传感器、风速传感器、位置传感器、电源系统，FPGA信息处理模块还通过驱动电路与半球形MIMO通信结构连接；

步骤2、直升机搜寻定位信标

直升机携带接收端，当直升机进入降落场区域上空200米左右高度，打开安装在直升机上的接收端，光电探测器、FPGA信息处理模块、接收光强指示灯阵列以及液晶屏幕开始工作，搜索地面信标发送的紫外光信号，当光电探测器接收到对应波段紫外光信号后，FPGA信息处理模块解析该波段发送的位置数据以及二值图形数据，直到直升机的接收端解析出信标位置后停止搜寻定位信标，同时将解析出的二值图像显示在液晶屏幕上，为飞行员提供降落场大致场景图；

其中接收端包括光电探测器，光电探测器与光电转换器连接，光电转换器与FPGA信息处理模块连接，FPGA信息处理模块还分别连接有液晶屏幕和接收光强指示灯阵列、电源系统；

步骤3、直升机对准信标

根据步骤2中直升机的接收端解析出的信标位置信息，直升机到达停机坪上方，此时主要探测接收到的紫外光强度，FPGA信息处理模块根据紫外光强度信息控制接收光强指示灯阵列显示，飞行员根据接收光强指示灯阵列中各个指示灯的显示情况相应的调整直升机位姿；当调整直升机到最佳位姿后，飞行员通过观察接收光强指示灯阵列保持最佳对准状态，准备降落；

步骤4、直升机微调着陆

步骤3中完成直升机的接收端与信标对准后，直升机缓慢调整降落，飞行员根据液晶屏幕显示的地面坡度信息及直升机需要补偿的角度、净空环境图像，飞行员实时对直升机位姿进行微调，完成直升机的安全降落。

2.根据权利要求1所述的基于分等级喷泉码引导直升机助降的通信方法，其特征在于，步骤1中所述分等级喷泉码编码等级分为0级、1级、2级；

喷泉码编码的不同等级主要依据编码包产生时度为1的编码包所占总编码包的不同比例进行划分：

其中，度为1的编码包占总编码包的比例区间为0-0.2时为分等级喷泉码的0级编码；

度为1的编码包所占总编码包的比例区间为0.2-0.24时为分等级喷泉码的1级编码；

度为1的编码包所占总编码包的比例区间为0.24-0.27时为分等级喷泉码的2级编码。

3.根据权利要求2所述的基于分等级喷泉码引导直升机助降的通信方法，其特征在于，步骤1中所述半球形MIMO通信结构采用波分复用，半球形MIMO通信结构从最顶端到最低端的四排分为三层紫外LED，半球形MIMO通信结构的最顶端为第一层紫外LED，第一层紫外LED采用270nm波长的日盲段紫外光，采用长码长分等级喷泉码的0级编码，发送降落环境全彩图像数据及地表坡度信息；半球形MIMO通信结构的中间两排为中间层紫外LED，中间层紫外LED采用250nm波长的紫外光，采用长码长分等级喷泉码的1级编码，发送降落环境灰度图像数据及风速、地貌种类的数据信息；半球形MIMO通信结构的最下面一排为最低层紫外LED，最低层紫外LED采用240nm波长的紫外光，采用短码长分等级喷泉码的2级编码，发送降落环境二值图像数据及降落场位置坐标的数据信息。