[发明专利]飞行器着陆引导模块式组合灯阵

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于飞行器着陆引导的灯阵，具体地涉及一种可自由排列 的LED灯阵。属于飞行导航设备。

背景技术

飞行器导航技术主要包括惯性导航、雷达导航、GPS导航、微波导航和视 觉导航等。其中，随着计算机视觉和图像采集技术、光学测量技术、高速实时 处理及存储技术的发展，基于视觉信息的导航技术近年成为研究热点，并具有 设备简单、功耗低、体积小、自主无源等优点，并且不依赖地面和空中的导航 设备，尤其是不受制于GPS限制(GPS导航系统利用导航卫星进行导航定位， 存在信号易受干扰、分辨精度和技术垄断等问题)。在电子对抗方面具有较大优 势。

着陆导航是飞行器尤其是无人机飞行中的重要阶段，因进场着陆受飞行高 度、气象和地理环境等诸多因素的影响，精确可靠自动化的助降方法成为无人 机技术中的关键研究内容之一。按照摄像机安装位置的不同，可把视觉助降系 统分为：基于地基信息的无人机着陆导航系统、基于人工标志物的机载着陆导 航系统和基于自然场景的机载着陆导航系统。地基助降系统通过地面已经标定 号的摄像设备同步拍摄无人机图像，提取特征点或合作标志，计算位置和姿态 并反馈给控制系统控制着陆。机载助降系统通过安装在无人机上的摄像机获得 地面引导标志的图像，通过位姿估计测算无人机飞行状态和相对于着陆点的位 置和方位，经控制系统实施助降引导。

机载助降系统中的地面引导标志大多采用地面信号布，即视觉导航机载助 降系统通常需要地面实现铺设具有特殊形状的着陆指示信号布作为地面合作标 志。无人直升机通过识别信号布的图像的特征，修正自身的水平位移和航向。 国内外相关研究机构在视觉助降方面的研究集中于选择着陆指示信号布所包含 的地面合作标志形状、利用视觉图像几何参数等信息解算无人机位置姿态，获 得导航定位参数。合作目标检测算法应具有较高的实时性和抗噪声特性，设计 合作目标要求该标志包含足够的信息使得计算机视觉系统可以利用这些信息提 取无人机自主着陆所需的相对位置和姿态信息，且该标志应容易识别，容易与 其他物体和环境进行区分，同时当然也希望图案比较简单，以便提升视觉引导 系统的处理速度。

在上述提到的现有地面合作标志多采用涂覆在信号布上的反光涂料或红外 涂料特定图案，受能见度影响较大，且这类特定图案的参数和排列关系固定， 当需要引导飞行器在不同着陆地点降落时则多数无能为力，如何能使得地面合 作标志模块化多元化高效化，并且易于利用图案的排列关系对应不同的着陆地 点，对于飞行器尤其是无人机着陆引导具有至关重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明构建一种飞行器着陆引导模块式组合灯阵，包 括多个深色灯架、多个LED灯盘、压力传感器、通信模块、供电模块、电源开 关；其中，

所述每个深色灯架为正方形结构；每个深色灯架的边缘具有可互相配合的 安装部件，用于多个深色灯架进行彼此拼接；每个灯架的边缘包括压力传感器， 压力传感器与通信模块相连，用于获得各深色灯架的组合方式并发送给无人机 或无人机地面控制站；

每个深色灯架设置有一个LED灯盘，所述LED灯盘固定于深色灯架中心；

所述LED灯盘是采用LED构成的圆形发光体；深色灯架的边长大于等于 LED灯盘的半径的3倍；每个LED灯的直径至少为300mm；

拼接使用时，所述深色灯架的数量大于4；

每个LED灯盘都具有独立的供电模块和电源开关，供电模块和电源开关也 固定在深色灯架上；供电模块用于为LED灯盘、压力传感器、通信模块供电， 电源开关用于开启和关闭供电模块。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明将视觉助降引导所需的地 面合作标志采用多LED灯盘灯架进行单元化模块化结构进行实现，其结构适合 进行插合拼接，因此支持灯架的多种排列组合方式，以对应多个着陆地点(每 种组合方式对应一个地址)，使用灵活方便，扩大了地址空间，利于进行不同地 址的视觉引导，有效提高了飞行器尤其是无人机助降引导效率和可靠性。

附图说明

图1是本发明组合使用时的状态示意图；

图2是单个深色灯架示意图；

图3是安装部件采用凸起和凹进，以及带有插销和锁扣的示意图。

图4是当深色灯架边缘的安装部件凹进和凸起是彼此互相配合的楔形凸起 和燕尾槽时的侧视图；

其中，1-深色灯架，2-LED灯盘，3-凸起，4-凹进，5-压力传感器，6-插销， 7-锁扣。

具体实施方式