[发明专利]一种无人机自动机场系统

权利要求书

1.一种无人机自动机场系统，其特征在于，包括无人机(1)、停机坪(2)；

所述无人机(1)包括无人机本体(11)、红外信标(12)，所述红外信标(12)安装于无人机本体(11)腹部；

所述停机坪(2)包括安装于底面(3)上的停机坪框架(20)、红外摄像头(21)、机场控制器(22)、起降平台(23)、X轴驱动机构(24)、Y轴驱动机构(25)和旋转机构(26)，所述停机坪框架(20)是由两条X轴边框(200)、两条Y轴边框(201)首尾相接围成的长方体结构，所述X轴驱动机构(24)、Y轴驱动机构(25)分别驱动所述起降平台(23)沿X轴边框(200)、Y轴边框(201)长度方向移动，所述旋转机构(26)驱动所述起降平台(23)旋转，所述红外摄像头(21)安装于起降平台(23)上，当所述无人机(1)飞至机场上方时，所述无人机(1)实现精准降落、停放的步骤如下：

a.所述红外摄像头(21)采集红外信标(12)，检测无人机(1)在基于WGS-84坐标系统下的机场地理坐标系下X轴方向、Y轴方向相素偏移量p_x、p_y；

b.所述无人机(1)通过无线数传方式发送其高度数据至所述机场控制器(22)；

c.所述机场控制器(22)通过机场地理坐标系下X轴方向、Y轴方向相素偏移量与高度数据，计算出所述无人机(1)与所述起降平台(23)相对位置偏差e_x、e_y；

其中计算公式如下：

p_x、p_y为无人机在机场地理坐标系下测量像素偏差转换为位置偏差；

e_x、e_y为无人机与起降平台在机场地理坐标系统下的相对位置偏差；

为无人机偏航角；

d.所述无人机(1)与起降平台(23)相对位置偏差作为起降平台(23)控制输入，通过PID控制算法，所述机场控制器(22)向X轴驱动机构(24)、Y轴驱动机构(25)发出控制指令，驱动所述起降平台(23)沿X轴边框(200)、Y轴边框(201)长度方向移动，直至所述无人机(1)垂直降落到起降平台(23)上；

其中PID算法如下：

其中，u(t)_x，y表示机场控制器(22)向起降平台(23)发出的X轴方向、Y方向移动控制量；

e(t)_x，y表示无人机(1)与起降平台(23)在机场地理坐标系统下在X轴、Y轴方向的分量；

K_p比例系数；

K_I积分系数；

K_D微分系数；

当u(t)_x，y数值均为零时，所述无人机(1)开始垂直降落，直至无人机(1)垂直降落到起降平台(23)上；

e.所述无人机(1)精准降落后，无人机(1)实时计算航向信息，通过数传方式发送给机场控制器(22)，所述机场控制器(22)向旋转机构(26)发出控制指令驱动起降平台(23)旋转，使无人机(1)朝向机场对角线的方向。