[发明专利]多无人机充电停机坪区引导降落管理系统

说明书

本发明涉及一种多无人机充电停机坪区引导降落管理系统，包括：无人机端，设置有微处理器和光束收发器，光束收发器设置在无人机的底部，能够在微处理器的控制下垂直向下发射光束，并能够将接收到的来自停机坪端的光信号传送至微处理器；停机坪端，每个停机坪端设置有微处理器和光束收发器，光束收发器设置在停机坪上，能够在微处理器的控制下垂直向上发射光束，并能够将接收到的来自无人机端的光信号传送至微处理器；管理服务器端，用于通过各个停机坪端对各个无人机进行引导降落的管理，管理服务器在每一个监测周期内仅对一个停机坪端进行管理。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体设计出一套基于红外或可见光束的多无人机充电停机坪区引导降落管理系统。

背景技术

红外光束测距，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离。随着LED光源技术的发展和进步，具有高亮度、低功耗、长寿命等优点的白光LED已有逐渐取代日光灯和白炽灯的趋势。由于白光LED通信调制便捷、响应迅速，在无害辐射、保密、稳定性等方面与紫外、射频等方式相比优势明显，成为一种新兴的可见光通信(VLC)方式，正在逐步推广到室内定位领域。现有红外与LED光束测距方法能够维持信道的稳定性，可操作性强，但是对于室内水平移动目标的定位采样需求缺乏针对性模型，单光源单接收器条件下的射频信号的获取处理研究较少。

目前，无线充电的无人机停机坪已经进入量产阶段，该类停机坪将停机坪替换为充电板，可以实现无人机停靠后，无需导线即可实现实时充电，大大简化了充电流程。但是随着消防、交通、灾害等同一场景中使用多无人机的需求量加大，该停机坪难以满足多无人机停靠充电需求，且现有无线充电停机坪多无人机停靠的位置和稳定性存在更多要求，对停靠偏移的无人机难以有效进行感应充电。而在多无人机降落阶段大多要依靠操作员主观经验遥控执行，现有自动控制降落的精度也难以对停机坪较小范围的面积进行准确定位，容易出现多个操作员抢坪位，或者多无人机降落时间距过近空中相撞坠落，造成损失。在无线充电、周围用电设备、电磁场可能会对遥控或自动降落进行干扰或屏蔽无线电信号的前提下，研究服务多无人机的停机坪区域，实现无干扰、易感应、省能量的降落引导管理，避免或减小上述问题的措施，成为了多无人机降落引导管理体系设计中面临的很大的挑战。

发明内容

本发明提出的方法中，以红外或LED可见光束的光束收发组合系统为基础，在各无人机底部、各停机坪中心位置分别安装光束收发器，两收发器之间按照二进制闪烁频率通信，为服务多无人机停靠充电，将多停机坪建成多个分布组，坪区则由多个坪组构成，从而实现对多无人机的飞行状态、坐标报告、降落引导方案制定和指令传达，确保多无人机停靠位置准确安全。技术方案如下：

一种多无人机充电停机坪区引导降落管理系统，包括：

无人机端，每个无人机自身能够获取包括三维坐标、飞行速度与方向信息在内的状态信息，无人机还设置有微处理器和光束收发器，光束收发器设置在无人机的底部，能够在微处理器的控制下垂直向下发射光束，并能够将接收到的来自停机坪端的光信号传送至微处理器；

停机坪端，每个停机坪端设置有微处理器和光束收发器，光束收发器设置在停机坪上，能够在微处理器的控制下垂直向上发射光束，并能够将接收到的来自无人机端的光信号传送至微处理器；无人机端和停机坪端通过各自的微处理器和光束收发器进行光通信，实现停机坪发出指令与无人机状态反馈；每个停机坪端的微处理器还与管理服务器通过无线通信或有线连接方式相连。

管理服务器端，用于通过各个停机坪端对各个无人机进行引导降落的管理，管理服务器在每一个监测周期内仅对一个停机坪端进行管理，完成对码、通信、报告与申请降落此停机坪的无人机的飞行状态、三维坐标的停机坪报送的数据，管理服务器将降落方案指令也发送至该坪，其他坪报送数据丢弃；下一监测周期时各坪重新竞争报送；当同一监测周期内，多个停机坪端收发器仅发现唯一无人机时，管理服务器指令与该无人机最近距离的机位负责引导降落和停靠充电。