[发明专利]一种无人机海上着陆的船载控制系统

说明书

为了解决现有无人机海上着陆时可能会损坏机体部件的问题，本发明提供一种能够有效地消除对无人机造成损坏的可能性的无人机海上着陆的船载控制系统。本发明根据采集的无人机图像信息、捕捉装置与无人机的距离信息和船舶的摇晃参数信息，确定无人机的位置、无人机最小跟踪距离和预测出的瞄准点的位置，对无人机的轨迹进行修正，保障高精度地引导无人机飞向捕捉装置，进而与捕捉装置上的瞄准点对接，捕捉装置对无人机进行捕捉，实现制动、海上着落，能够有效地消除对无人机造成损坏的可能性。

技术领域

本发明涉及一种控制系统，特别涉及一种无人机海上着陆的船载控制系统，属于无人机海上着陆控制领域。

背景技术

无人机的快速发展决定了其不仅可以用于解决陆地上的问题，而且还可以用于解决海上问题。遗憾的是，目前无人机的海上应用还十分困难。这很大程度上受限于无人机的海上着陆技术。无人机在船舶上着陆受到多种因素的制约，如甲板的尺寸、海浪的大小、风速等。因此，研究无人机在船舶上的应用技术是一个十分有现实意义课题。

当无人机在小型船舶上进行着陆时，船舶将面临着特殊的操作和技术问题，其中，解决无人机着陆设备在船舶上的合理布局问题具有重要意义。例如，铺设跑道，无人机在跑道上完成着陆和后续的制动任务。然而需要考虑一个重要的事实，即，该方案通常需要改变船体的结构，如船上建筑、导航设备、装载设施等等，以便得到必要的安装空间。在多数情况下，这并不总是可以被接受的，特备是对军舰而言，船体结构的改变可能会导致其技术和使用特性的变化。

学者提出了一些用于解决着陆装置在船舶甲板上安装问题方案。第一种着陆方案是在水上平台上进行起降。显而易见，这不会引起船舶结构的不利变化，但会极大地影响其使用性能，同时，这一方法需要安装附加的设备，借助该附加设备实现水上着陆平台的上升，并将其提升到船上。此外，还存在海浪作用下的水上着陆平台的稳定问题，对于上升过程尤为重要。第二种着陆方案是借助于专用的降落伞或气球实现无人机的水上着陆。这种方法最为简单和低成本，但主要缺点是通常需要对海水腐蚀的设备进行修复。第三种着陆方案是在甲板上安装一个特殊的网，借助于这个特殊的网完成无人机的捕捉(着陆)任务。这种方法与前一种方法相比具有以下优点：除了安装在捕捉网络后面悬架上的光电传感器，几乎不需要附加的设备，光电传感器可以确保无人机减速飞向捕捉网。这个方法唯一的缺点是当机身与捕捉网接触时可能会损坏机体部件。一种解决方案是安装特殊的缓冲装置，可以减轻着陆时的冲击作用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有无人机海上着陆时可能会损坏机体部件的问题，本发明提供一种能够有效地消除对无人机造成损坏的可能性的无人机海上着陆的船载控制系统。

本发明的一种无人机海上着陆的船载控制系统，所述控制系统包括：

采集信息接收模块，用于接收无人机的图像信息、捕捉装置与无人机的距离信息和船舶的摇晃参数信息；

无人机位置确定模块，用于根据接收的距离信息和无人机图像信息，确定无人机的位置坐标；

盲视距离估计模块29，用于根据接收的距离信息，估计出无人机最小跟踪距离D_Bli；

瞄准点位置预测模块34，用于根据接收的距离信息和船舶的摇晃参数信息，预测出瞄准点的位置；所述瞄准点设置在捕捉装置上；

固定结构参数存储模块34，用于存储船舶及控制系统结构的常量参数；

轨迹校正信号生成模块30，分别与采集信息接收模块、盲视距离估计模块29、瞄准点位置预测模块和固定结构参数存储模块连接，用以根据确定的无人机位置坐标、估计出的无人机最小跟踪距离、预测出的瞄准点的位置和相应船舶结构的常量参数，获取水平和垂直平面内轨迹校正信号；

无人机根据该轨迹校正信息控制飞行，进而与捕捉装置5上的瞄准点对接，捕捉装置5对无人机进行捕捉。