[发明专利]旋翼无人机的自动辅助降落系统及其控制方法

说明书

本发明公开的旋翼无人机的自动辅助降落系统及其控制方法，系统由地面降落基站和降落辅助吊舱组成；所述地面降落基站包括主体框架、直流电源模块、控制模块、工作平台、GPS/无线通信天线、高功率定位灯及金属着陆网；所述降落辅助吊舱包括外壳、透明整流罩、前视摄像模块、超声波测距摄像集成模块、微处理模块、电源模块、锚点、固定单元及GPS/无线通信模块，所述微处理模块内置路径算法，该路径算法可根据两地的GPS位置信息或灯光信号生成飞行路径。本发明适用范围广，成本低，可辅助旋翼无人机在复杂条件下自动平稳降落和回收。

技术领域

本发明涉及旋翼无人机技术领域，具体涉及一种旋翼无人机的自动辅助降落系统及其控制方法。

背景技术

旋翼无人机以其高灵活性和较低的起降条件要求在民用和军事领域得到广泛的发展和应用。经典的旋翼机无人机，例如多旋翼无人机、单旋翼无人直升机和共轴对转无人直升机在解决环境监控、海上污染监视、地理信息收集等方面扮演着重要的作用。即便在自动飞行控制系统越来越成熟的今天，该类无人机在复杂条件下的起飞与降落依然制约着其在更广泛的领域运用。

在一些复杂条件下，例如海面移动平台、颠簸移动的地面平台上起飞降落，对该类无人机的飞行控制系统和控制人员仍然是严峻的挑战。传统上，该类无人机在自动或是人工操作降落的时候，主要基于人工的视觉或是无人机上简单的传感器来控制平衡，目前尚无一套完整而有效的解决方案。在非稳定的操作环境下，人的视线和单一的传感器很容易受到干扰，同时在降落的最后阶段，在地效和外部干扰的共同作用下，无人旋翼机很容易发生倾覆，轻则桨叶损毁，重则对电机和搭载的重要仪器设备造成损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋翼无人机的自动辅助降落系统及其控制方法，其适用范围广，成本低，可辅助旋翼无人机在复杂条件下自动平稳降落和回收。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

旋翼无人机的自动辅助降落系统，由地面降落基站和降落辅助吊舱组成；

所述地面降落基站包括主体框架、直流电源模块、控制模块、工作平台、GPS/无线通信天线、高功率定位灯及金属着陆网；所述直流电源模块和控制模块均设置在主体框架内，所述工作平台安装在主体框架上，金属着陆网设置在工作平台中间，工作平台两侧分别侧向延伸出一悬臂，每个悬臂上均设有一高功率定位灯和一GPS/无线通信天线，所述控制模块、高功率定位灯及GPS/无线通信天线均与直流电源模块连接，控制模块还与高功率定位灯及GPS/无线通信天线连接；

所述降落辅助吊舱包括外壳、透明整流罩、前视摄像模块、超声波测距摄像集成模块、微处理模块、电源模块、锚点、固定单元及GPS/无线通信模块，所述微处理模块内置路径算法，该路径算法可根据两地的GPS位置信息或灯光信号生成飞行路径；所述透明整流罩对接在外壳的前端；所述前视摄像模块设置在透明整流罩内，所述超声波测距摄像集成模块、微处理模块、电源模块及固定单元均位于外壳内；外壳底部开设一测距窗口和固定窗口，所述超声波测距摄像集成模块由相互连接的超声波测距雷达和对地摄像头组成，该对地摄像头朝下设置在测距窗口处；所述固定单元包括若干个可从固定窗口伸出的固定伸缩抓；所述外壳顶部设有用于与无人机飞行控制芯片通信的通信接口，上述外壳顶部还设置若干个用于将降落辅助吊舱固定在无人机底部的锚点，所述GPS/无线通信模块固定于外壳后端；

所述前视摄像模块、微处理模块、固定单元及GPS/无线通信模块均与电源模块连接，所述微处理模块还与前视摄像模块、固定单元及GPS/无线通信模块分别连接；所述地面降落基站与降落辅助吊舱的GPS/无线通信模块均用于GPS信号接收及无线信号收发。

所述地面降落基站的主体框架呈圆形，工作平台则为圆环形，工作平台以主体框架的圆形边为轨道可旋转地设置在主体框架上，所述金属着陆网也可以随工作平台旋转。