[实用新型]无人飞行器安全快速降落系统及其遥控设备和无人飞行器

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人飞行器安全快速降落系统及其遥控设备和无人飞行器。

背景技术

随着多旋翼式无人飞行器技术的不断发展，目前已经出现了各种民用或者商用多旋翼式无人飞行器，并且这些无人飞行器的性能越来越强，活动范围越来越大。

现有技术中，对于无人飞行器的降落或者着陆问题，主要侧重于研究如何精准的降落到指定位置。例如：申请号为201410175402.5、发明名称为《无人机精准降落的控制方法》的中国发明专利申请公开了一种无人机精准降落的控制方法，用于控制无人机到达预定的降落点，包括以下步骤：步骤一：在降落点放置一个声源，在无人机上放置正四面体麦克风阵列，在每个麦克风的信号输出端设置一个信号放大电路和滤波电路；步骤二：使用GPS导航控制所述无人机到达距离所述降落点10m范围内；步骤三：使用无人机上的处理器计算声源信号到达第二麦克风、第三麦克风、第四麦克风与声源信号到达第一麦克风的时延；步骤四：使用处理器根据声源与麦克风阵列的空间几何关系和时延计算无人机的偏航角和俯仰角；步骤五：根据偏航角和俯仰角将无人机导航至降落点正上方；步骤六：利用气压高度传感器使无人机精准降落到降落点。

再例如，申请号为201410436145.6、发明名称为《基于视觉的无人机自主着陆导引装置及导引方法》的中国发明专利申请公开一种基于视觉的无人机自主着陆导引装置及导引方法，利用在跑道两侧布置的已经过离线标定好的测量相机，实时检测进入自主导引降落航道后的搭载在无人机正前方的强光标志灯，利用经过大场景范围精确标定后的四个相机进行双目立体视觉测量技术获取无人机的三维空间位置信息进行无人机跟踪和定位，实时求解无人机位置和速度等飞行参数，并通过无线传输数据链将飞行参数传给飞行控制系统，飞控系统则根据无人机当前状态调整飞行参数保持飞机平稳飞行，从而实现无人机的精准自主着陆。

上述现有技术中，并没有对如何控制无人飞行器既安全又尽可能快速的降落提供解决方案。

当前情况下，多旋翼式无人飞行器在垂直方向上的飞行性能超出了无线通信遥控方式的范围，即多旋翼式无人飞行器的飞行高度实际上是受限于无线通信的遥控范围的。如果遥控能够控制得到，多旋翼式无人飞行器是可以飞得更高的，这个高度甚至能够达到2000米。

事实上，普通的摩天大厦也才只有100多米高，而小体积的多旋翼式无人飞行器在飞行到100米或者200米高度的时候，看起来就已经只是一个很小的点了，这个时候存在的潜在风险就是：如果飞手被其他事情一打岔或者分神，极有可能就找不到当前无人飞行器在哪里。这种情况下，最佳选择是飞手控制该无人飞行器下降，使其接近飞手，帮助飞手重新在视距范围内寻回该无人飞行器。

这样就存在一个问题，无人飞行器是在空中运动的机器，无人飞行器最易发生坠机风险的过程之一，就是在其降落时，如果在降落过程中下降速度控制不当，极易造成失速，从而导致坠机。因此，对于一台常见的多旋翼式无人飞行器来说，上升时速能轻松达到6米/秒，甚至更高，但是为了安全因素，其下降时速往往只有2-3米/秒，甚至更低。

如此，可以计算得出，对于一台飞行在空中200米高度的无人飞行器来说，其正常下落就可能需要花去将近2分钟时间。对于地面的飞手来说，往往会产生焦虑心理，甚至会担心是不是飞行器已经失控或者丢失。另一个方面，对于一台已经能源不足的无人飞行器来说，漫长的降落过程，可能意味着能量耗尽，从而导致必然的坠机。

综上所述，如何使得高空中的无人飞行器能够安全、快速的降落，是一个很重要的问题，下降速度太快不安全，而太慢不仅花费时间多同时也可能不安全，例如电量不够导致坠机。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是提供一种无人飞行器安全快速降落系统及其遥控设备和无人飞行器，其能够既安全又快速的降落，不仅能够降低无人飞行器下降速度过快导致的坠机风险，又能避免无人飞行器下降速度过慢导致的等待时间过长及出现因电量不足引起的事故。

本实用新型的另一个发明目的是提供一种无人飞行器安全快速系统及其遥控设备和无人飞行器，提高了无人飞行器降落过程的稳定性，从而进一步改善了无人飞行器降落时的安全性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：