[发明专利]基于UWB的无人机精准引导及自动降落方法

说明书

本发明公开了一种基于UWB的无人机精准引导及自动降落方法，涉及无人机引导及精准降落技术领域，该方法是利用UWB技术实现无人机精准引导及精准降落，在静止或者移动平台的四周放置三个及三个以上的UWB模块，基站模块越多，移动站在基站的平台上的位置越精准，该方法基于成本和精确度考虑选择四个UWB放置四周，当一个UWB出现问题时，其余模块一定能够定位，精度会下降但不影响定位及降落，在恶劣环境实现精准定位。在无人机执行规划好的任务回预先设置的HOME点时，由GPS引导到一定范围(一般为7m)后UWB生效(UWB定位范围为15米)，获得无人机精准位置，从而进行引导并实现精准、自动降落。

技术领域

本发明涉及无人机引导及精准降落技术领域，特别涉及一种基于UWB的无人机精准引导及自动降落方法。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务，目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用。无人机的降落技术直接影响到无人机的顺利回收，影响到无人机的使用寿命。

目前常见的无人机引导及降落技术有两种，其一是图像识别技术，该技术有两种实现方法：一种方法是，使用无人机机载图像识别设备识别地面目标降落点，获得目标降落点与无人机的相对位置，来引导无人机降落。另一种方法是，使用置于的地面的图像识别设备识别无人机相对于降落点的位置，来引导无人机降落。但是，图像识别技术容易受到环境光照、背景纹理等因素的影响，识别率不高，无法做到高可靠、全天候的无人机精准降落。其二是GPS定位技术，然而由于GPS信号穿透力差，极易受地面建筑物和树丛的影响而失效，且GPS误差范围大，无法达到厘米级定位，无法实现精准降落。

传统的定位技术是GPS定位或者北斗定位，但其精度太差，受环境影响严重，只能大范围引导，无法实现精准定位并实现自动降落。其次，图像引导定位技术有以下几种缺陷：1、精度高但受环境影响较大；2、定位范围小；3、无人机姿态的变化导致定位距离发生较大的变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于UWB的无人机精准引导及自动降落方法，针对现有无人机精准引导及精准降落方法可靠性低、受遮挡严重、无法实现全天候降落的缺陷，采用UWB定位技术实现操作简单、具有穿透性、精度高、全天候的无人机精准降落。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

该基于UWB的无人机精准引导及自动降落方法包括无人机和移动及固定降落平台，无人机的任意位置安装配置完成的无人机端UWB模块，提供5V电源，使其正常工作，通过串口将移动站的位置信息发给无人机，移动及固定降落平台四角分别安装有a0号UWB基站、a1号UWB基站、a2号UWB基站、a3号UWB基站，提供5V电源，使其UWB模块正常工作，用来定位移动站的位置，移动及固定降落平台中心处设有平台降落目标点，无人机执行任务后由GPS引导到预先设置的HOME点的范围内(7M)，由于GPS误差原因无法提供精准引导，此时无人机端UWB模块得到基站发来的信息从而得到无人机在移动及固定降落平台上的位置信息，实现无人机精准引导，将无人机引导到移动及固定降落平台目标点正上方后，从而实现精准降落。

方案组成部分：

1、降落平台组成：降落平台中部为目标降落点，静止平台或者移动平台四周安装配置完成的UWB基站，提供5V电源，使其UWB模块正常工作，用来定位移动站的位置。

2、无人机组成：无人机的任意位置安装配置完成的移动站UWB模块，提供5V电源，使其正常工作，通过串口将移动站的位置信息发给无人机