[发明专利]一种旋翼无人机精密进近航道指示器校验系统及校验方法

权利要求书

1.一种旋翼无人机精密进近航道指示器校验系统，其特征在于：所述的旋翼无人机精密进近航道指示器校验系统包括：旋翼无人机载体(1)和地面站(2)；

所述的旋翼无人机载体(1)包括：无人机本体和安装在机身上的飞行控制器(1.1)、定位计算机(1.2)、激光传感器(1.3)、GPS模块(1.4)、数传模块(1.5)、三轴增稳云台(1.6)、前视摄像机(1.7)、图传模块(1.8)和下视摄像机(1.9)；其中：飞行控制器(1.1)分别与定位计算机(1.2)、激光传感器(1.3)、GPS模块(1.4)、数传模块(1.5)和三轴增稳云台(1.6)相连接，定位计算机(1.2)与下视摄像机(1.9)连接，前视摄像机(1.7)安装在三轴增稳云台(1.6)之上，图传模块(1.8)与前视摄像机(1.7)的视频输出端相连接；

所述的地面站(2)包括：地面监控站(2.1)、图传基站(2.2)和数传基站(2.3)；其中：地面监控站(2.1)分别与图传基站(2.2)和数传基站(2.3)相连接，图传基站(2.2)通过无线的方式与旋翼无人机载体(1)上的图传模块(1.8)连接，数传基站(2.3)通过无线的方式与旋翼无人机载体(1)上的数传模块(1.5)连接。

2.根据权利要求1所述的旋翼无人机精密进近航道指示器校验系统及校验方法，其特征在于：所述的无人机本体的机身为六旋翼无人机，飞行控制器(1.1)为基于STM32F407微控制器的飞行控制系统。

3.根据权利要求1所述的旋翼无人机精密进近航道指示器校验系统及校验方法，其特征在于：所述的激光传感器(1.3)为单点激光传感器，通过串行通讯口与飞行控制器(1.1)进行通讯，GPS模块(1.4)通过串行通讯口与飞行控制器(1.1)进行连接。

4.根据权利要求1所述的旋翼无人机精密进近航道指示器校验系统及校验方法，其特征在于：所述的下视摄像机(1.9)为数字摄像机，安装在机身底面上，定位计算机(1.2)为嵌入式计算机，下视摄像机(1.9)通过USB接口与定位计算机(1.2)相连接。

5.根据权利要求1所述的旋翼无人机精密进近航道指示器校验系统及校验方法，其特征在于：所述的地面监控站(2.1)包括：图像采集卡、监控计算机和显示器；其中：监控计算机分别与显示器和数传基站(2.3)连接，图传基站(2.2)通过图像采集卡与监控计算机相连接。

6.一种如权利要求1所述的旋翼无人机精密进近航道指示器校验系统所采用的校验方法，其特征在于：所述的校验方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1)使用激光传感器(1.3)测量PAPI灯(3)的固定脚架到光窗中心的高度，以便系统修正激光传感器(1.3发送回地面站(2)的高度数据；

步骤2)为整个系统上电，测试系统各个功能单元的工作是否正常，各个功能单元工作正常后再进行下一步测试；

步骤3)将旋翼无人机载体(1)转换到平衡飞行模式，手动轻推油门，观察无人机本体的电机和螺旋桨是否都工作正常，系统状态显示是否正常，全部正常才后进入下一步测试；

步骤4)将旋翼无人机载体(1)移动到指定起飞区域，再次检查飞控系统及各模块的电源及工作状态指示是否正常，所有状态指示全部正常则可以进行下一步操作；

步骤5)通过监控地面站(2.1)发送自主起飞的控制指令，旋翼无人机载体(1)执行自主起飞的动作，并飞抵指定目标区域，然后通过下视摄像机(1.9)将采集到的地面特征图像信息输入到定位计算机(1.2)，定位计算机(1.2)运用相应的视觉定位算法得到局部精准定位信息，之后传送给飞机控制器(1.1)，飞机控制器(1.1)融合GPS模块(1.4)获得的GPS全局定位数据后得到精准的定位数据，飞机控制器(1.1)通过其上的位置控制回路以及姿态控制回路的双回路控制器控制旋翼无人机载体(1)实现稳定的飞行；

步骤6)激光传感器1.3将其测得的高度数据传送给飞机控制器(1.1)，飞机控制器(1.1)通过相应的算法并融合飞控系统IMU加速度数据实现旋翼无人机载体(1)的定高控制；并通过控制旋翼无人机载体(1)的高度以及下降速率，并通过三轴增稳云台(1.6)挂载的前视摄像机(1.7)实时采集PAPI灯(3)的图像信息；

步骤7)图传模块(1.8)将前视摄像机(1.7)采集到的PAPI灯(3)的图像信息实时传送回地面站(2)上的图传基站(2.2)，图传基站(2.2)再传送给地面站(2)上的图像采集卡，之后图像采集卡将上述图像数据输入给主控计算机，主控计算机通过运行相应的计算机视觉算法实时检测当前PAPI灯(3)的颜色组合，综合当前旋翼无人机载体(1)的高度数据和水平距离信息计算得到每个PAPI灯(3)的安装角度结果，以指导PAPI灯(3)的安装与维护；

步骤8)执行完PAPI灯(3)的校验任务，最后由地面站(2)向旋翼无人机载体(1)发送自主返航降落的指令，旋翼无人机载体(1)自主返航并降落在指定降落区域。