[发明专利]复杂动态颠簸条件下无人自主飞行器自动降落及回收系统

说明书

本发明公开了一种复杂动态颠簸条件下无人自主飞行器自动降落及回收系统，其利用安装在无人机上的双目摄像机进行降落平台定位，并引导无人机向降落平台降落；在运载体上安装姿态可调整的降落平台，运载体检测无人机姿态，基于无人机姿态调整降落平台的台面姿态，使得降落平台姿态匹配无人机降落时的姿态，使其降落过程更加平稳可靠，解除了传统无人机自由着降技术对于降落平台处于运动平稳状态的限制；本发明进一步利用电磁铁固定已降落的无人机，使其停靠牢固，不随降落平台运动而掉落，并可随时通过控制电磁铁来释放无人机起飞，解决了无人机着降后难以稳定随运载体运动的问题。

技术领域

本发明属于无人飞行器领域，涉及一种复杂动态颠簸条件下无人自主飞行器自动降落及回收系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机，即UAV(unmanned aerial vehicle)或UAS(unmannedaircraft system)，是利用无线电遥控设备和自主程序控制装置操纵的不载人飞机。较之载人飞机，无人机的应用能够有效扩大活动范围，提高工作时间，在军事、科研、政府、商业活动及个人消费品等领域都有很大的应用空间。

然而多数无人机都具有续航能力不足的问题，飞行时间短成为了其大规模应用的一个阻碍。因此开发出具有实际价值的无人机降落及回收技术是非常有意义的。

目前研究较多的方向是为无人机配备自主导航设备，可以自动寻找并识别降落点进行自主降落的方法，但是该方法主要针对于城市环境或开阔空间场景，并且要求降落平台为固定状态或平稳运动状态，便于无人机进行降落动作。但是在现实世界中，使用无人机的时候往往是处于人类难以涉足的地区，这部分地区的环境多数并不理想，甚至有时候还要求使用车辆、船舶等设备作为降落平台，这就需要无人机具有在平台进行复杂移动的条件下可以进行降落的能力。同时，在山林等应用场景下，由于路况环境颠簸复杂，还需要研发相应的无人机回收固定技术来使无人机的降落与停靠更加稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复杂动态颠簸条件下无人自主飞行器自动降落及回收系统，解决了传统无人机定点着降技术中要求降落平台运动状态平稳的问题，在一定程度上扩大了无人自主飞行器协同有(无)人车、船工作的应用领域。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种复杂动态颠簸条件下无人自主飞行器自动降落及回收系统，该系统包括无人机和运载体，本发明的特点是：无人机上安装有双目摄像机；运载体上安装有姿态可调整的降落平台；

无人机利用双目摄像机进行降落平台定位，并引导无人机向降落平台降落；

运载体检测无人机姿态，控制降落平台姿态匹配无人机降落时的姿态。

优选地，所述无人机利用双目摄像机进行降落平台定位，并引导无人机向降落平台降落为：通过利用双目摄像机定位出降落平台中心点相对于无人机的三维坐标，并通过无人机飞控单元，引导无人机向三维坐标绝对值减小的方向进行运动。

优选地，所述运载体上安装有摄像机，通过视觉技术检测无人机姿态。

优选地，所述运载体上安装的摄像机为红外摄像机，无人机上设有标记点；红外摄像机发射红外光线，标记点在红外光线下强烈反光，通过识别算法提取标记点的空间位置信息，进而得到无人机姿态。

优选地，所述降落平台上安装电磁铁，用于固定和释放无人机。

优选地，所述降落平台上进一步设置压力传感器；当压力传感器所测数值大于该设定阈值时，认为无人机已经降落在降落平台上，此时控制电磁铁吸附住无人机；若无人机准备起飞，则控制电磁铁消除磁力，以释放无人机起飞。

优选地，所述降落平台为六自由度并联机器人。

优选地，所述运载体为无人车、有人车或无人船。

有益效果：