[发明专利]无人机机器人协同操作系统

说明书

技术领域

本发明是一种协同操作系统，特别是用于无人机与机器人之间，机器人能稳定操控机器人及降落平台并使无人机能平稳降落至机器人上的系统。

背景技术

无人飞行载具，一般称之为无人机，其为不需要驾驶员登机驾驶的各式遥控飞行器。无人机因为成本较低，高机动性及其操作或控制端不须出现在指定操作及降落用户域降落的区域内，因此广受利用。无人机一般在军事侦查、作战时使用，或是对大区域的摄像或是录像用，亦可以在农业上喷洒药品中使用。无人飞行载具遥控技术已成熟发展，从单一无人机控制到多个无人机的控制，都有许多文献被提出，例如现有技术中所呈现的多个无人机的协同着陆方式。其利用多个无人机上的传感器，搜索无人机自身位置和着陆坐标，并利用自身位置和着陆坐标推算出着陆坐标吸引力及着陆地标排斥力，再利用此两者推算出单一无人机着陆时之运动轨迹；之后再运用AdHo通信网路，组合单个无人机着陆时之运动轨迹，以整合并算出多个无人机群的集体动线，以使整个无人机群能得到最佳降落位置。

再者，无人飞行载具并非真的「无人」控制，一般作法是，控制者将预先撰写的控制程序植入无人飞行载具上的芯片，无人飞行载具再依照此控制程序动作，或是控制者无法以肉眼直视无人飞行载具的状况下控制无人飞行载具。但以机器人控制无人机的飞行则是一种新兴的研究。机器人包括一切模拟人类行为、思想或其他生物的机械。机器人可有自主的行为，机器人的运用亦在多方面，举凡工厂的制造、战场上的侦查及商场接待等等，但早期的机器人仅有初步的构想，或是机械手臂等等单独一台设备被独立化制造。但近年来随技术的提升，目前机器人已经商业化，已有商品大量制造及销售，如日本软银Pepper即是一个很好的例子。

在美国亦有无人机及机器人的协同操作实例。于2017年2月，美国明尼苏达州一名业余的程序设计师，使用一台由软银机器人(Softbank Japan)公司所推出的消费型并可程序化的机器人产品Nao V5操控一架由大疆创新(China)公司所制作的Phantom 2无人机。此人将使用Nao V5机器人原厂所附的软件Dialog，将程序植入机器人后，机器人便能使用简易型的手持式遥控器，以握把简单的、任意的操控无人机的飞行方向，但是无人机不到几分钟的时间随即坠毁。

综上所述，虽然无人机的操作、起飞及降落，机器人单独式的运作，以及机器人可以简单的操作无人机的飞行，但是整合机器人与无人机的更进一步协同操作，例如可以长时间性的，机器人可以单独控制无人机，并使无人机能够平稳、并顺利的降落在机器人预设指定地点，例如平坦的空地、危险的区域，甚至如同回力镖，无人机从机器人所附设的平台上起飞执行任务后可再次降落在平台上，这些都是现有技术所缺乏的。

发明内容

为改进背景技术所提及的缺陷，本发明提供一种无人机机器人协同操作系统，由机器人及无人机构成，机器人具有机体、导航组件及第一无线通信设备，无人机具有机身、控制组件及第二无线通信设备，其特征在于：机器人机体设有平台，且平台具有多个固定器；以及机器人利用第一无线通信设备与无人机的第二无线通信设备无线通信连接，当无人机于空中飞行，且要降落在机器人的平台时，藉由机器人利用导航组件并透过第一无线通信设备提供机器人的第一姿态位置信息及平台的姿态信息至无人机，无人机的控制组件透过第二无线通信设备提供第二姿态位置信息至机器人以产生协同作业，控制组件根据机器人的第一姿态位置信息及无人机的第二姿态位置信息做为机器人及无人机之间相对位置的控制量及平台的姿态信息，使得根据相对位置的控制量及平台的姿态信息将无人机降落至机器人的平台上，并藉由在机器人的平台上的所述多个固定器，将无人机固定于机器人的平台。

优选的，机器人还配置有光伏模块。

优选的，第一无线通信设备与第二无线通信设备是采用输出功率为0.5W-2W范围的数传电台。

优选的，机器人的平台上设有与无人机对接的充电界面，机器人经由此充电接口对无人机进行充电。

优选的，固定器为锁紧卡扣。

优选的，固定器为输出力矩为50kg·cm的舵机。

优选的，平台具有六个方向的自由度。

优选的，平台可倾斜相对于水平线的30度的倾斜角度。

优选的，无人机机器人协同操作系统包含判定装置，判定装置根据无人机与机器人的相对位置的控制量及平台的姿态信息将无人机降落至机器人的平台上时，判定无人机是否可以降落。