[发明专利]适用于烟囱内部作业的飞行平台定位装置和定位方法

权利要求书

1.一种适用于烟囱内部作业的飞行定位方法，其特征在于：

方法采用飞行平台定位装置，飞行平台定位装置包括半封闭空间内部作业无人机(S1)、辅助定位装置(S2)、基于旋翼无人机的中继器(S3)和地面监控站(S4)；半封闭空间内部作业无人机(S1)上安装有辅助定位装置(S2)，半封闭空间内部作业无人机(S1)经中继器(S3)与地面监控站(S4)连接；

所述半封闭空间内部作业无人机(S1)包括多轴飞行器支架(13)和安装多轴飞行器支架(13)上的飞行控制器(18)、飞行执行机构(17)、电源系统(10)、下承载板(11)、一体式云台相机(12)、加速度计(5)、陀螺仪(6)、电子罗盘(7)、气压计(14)、数传模块(8)和图传模块(9)；一体式云台相机(12)上装载摄像头，飞行执行机构(17)布置在多轴飞行器支架(13)周围各角处，多轴飞行器支架(13)上安装有加速度计(5)、陀螺仪(6)、电子罗盘(7)、气压计(14)和飞行控制器(18)，飞行执行机构(17)、加速度计(5)、陀螺仪(6)、电子罗盘(7)和气压计(14)均连接到飞行控制器(18)；多轴飞行器支架(13)中设有下承载板(11)，下承载板(11)底面安装有一体式云台相机(12)，下承载板(11)上安装有数传模块(8)、图传模块(9)和电源系统(10)，数传模块(8)、图传模块(9)、一体式云台相机(12)和电源系统(10)均与飞行控制器(18)连接；

所述的中继器(S3)包括数传中继器(15)和图传中继器(16)，数传模块(8)、图传模块(9)分别经数传中继器(15)和图传中继器(16)与地面监控站(S4)无线通信连接；

所述辅助定位装置(S2)包括辅助定位装置支架(4)以及安装在辅助定位装置支架(4)上的辅助定位处理器(3)、存储模块(19)、电源管理模块(20)、二维环形激光雷达(1)和四路超声波传感器(2)；辅助定位装置支架(4)固定安装在多轴飞行器支架(13)上，四路超声波传感器(2)布置在辅助定位装置支架(4)周围侧面；二维环形激光雷达(1)布置在辅助定位装置支架(4)顶面，辅助定位装置支架(4)中安装有辅助定位处理器(3)、存储模块(19)和电源管理模块(20)，辅助定位处理器(3)和飞行控制器(18)通讯连接，辅助定位处理器(3)分别与存储模块(19)、电源管理模块(20)、二维环形激光雷达(1)和四路超声波传感器(2)连接；

所述方法包括：

1)所述飞行平台定位装置由空中从烟囱顶端竖直进入烟囱内部，通过二维环形激光雷达(1)和四路超声波传感器(2)获取飞行平台定位装置在水平面所处位置的二维空间信息；

2)通过机载电子罗盘(7)获取飞行平台定位装置机头正前方向的绝对角度信息，通过辅助定位处理器(3)对所获取的二维空间信息和绝对角度信息进行融合解算得到飞行平台定位装置在烟囱为坐标系下的二维平面坐标点(x',y')；

3)通过一体式云台相机(12)的摄像头结合烟囱已知总高度获取飞行平台定位装置在烟囱内部距离烟囱底部的第一高度信息，通过气压计(14)获取飞行平台定位装置相对地面的第二高度信息，通过辅助定位处理器(3)对两个高度信息进行融合，获得飞行平台定位装置在烟囱内部作业时距离地面的绝对高度h；

4)组合步骤2)获得的二维平面坐标点和步骤3)获得的绝对高度获得飞行平台定位装置以烟囱为坐标系下的空间位置(x',y'，h)。