[发明专利]一种舰船甲板上无人机自动化部署系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种舰船甲板上无人机自动化部署系统及控制方法，包括控制系统、船体和设于所述船体上的机械臂、无人机放置架和弹射器，其中船体内设有机械臂滑轨，机械臂下端设有机械臂底座与机械臂滑轨滑动连接，并且所述机械臂底座内设有机械臂移动组件，弹射器设于机械臂一侧，无人机放置架设于机械臂另一侧，并且无人机通过所述机械臂拾取在弹射器和无人机放置架间移动，所述机械臂通过所述控制系统控制移动路径，且所述控制系统基于RRT算法进行机械臂移动路径规划。本发明利用机械臂实现无人机拾取转移，且控制系统基于RRT算法对所述机械臂移动路径进行规划，保证机械臂移动精度同时也避免碰撞，从而使整个系统可集成于小型舰船上。

技术领域

本发明涉及无人机回收领域，具体地说是一种舰船甲板上无人机自动化部署系统及控制方法。

背景技术

无人机具有成本低、结构简单、损伤冗余度高等优势，机体携带小载重载荷，即可在对地、对空等复杂作战任务中产生相当大的作用。而面对海上侦察及其他用途，由于无人机自重过小，航程受限，不适宜在远处进行侦察。

舰载甲板上的无人机则克服了无人机自身航程小、航时短的问题，将无人机载于船上，用船将无人机带至侦察范围内，自主弹射多发无人机，可以执行侦察打击等复杂任务，通过这种方式极大地拓展了无人机的作战范围，同时还保留了无人机的作战优势。

现有技术中，美国(极光飞行科学公司，Aurora)公布了一种新的固定翼无人机自主释放与回收装置，并于2017年测试成功，这被称为SideArm的系统，由起重机、滑轨和滑动回收器三部分组成，其通过高精度无人机飞行控制，使飞机上端主钩以一定高度挂至回收器的绳缆上，以达到减速的目的。但上述回收系统体积过于庞大，不适宜小型舰船上进行释放回收工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种舰船甲板上无人机自动化部署系统及控制方法，其利用机械臂实现无人机拾取转移，且控制系统基于RRT算法对所述机械臂移动路径进行规划，保证机械臂移动精度同时也避免碰撞，从而使整个系统可集成于小型舰船上。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种舰船甲板上无人机自动化部署系统，包括控制系统、船体和设于所述船体上的机械臂、无人机放置架和弹射器，其中船体内设有机械臂滑轨，机械臂下端设有机械臂底座与所述机械臂滑轨滑动连接，并且所述机械臂底座内设有机械臂移动组件，弹射器设于机械臂一侧，无人机放置架设于机械臂另一侧，并且无人机通过所述机械臂拾取在弹射器和无人机放置架间移动，所述机械臂通过所述控制系统控制移动路径，且所述控制系统基于RRT算法进行机械臂移动路径规划。

所述机械臂末端设有机械臂吸盘。

所述机械臂移动组件包括电机、齿轮和齿条，其中齿轮通过电机驱动转动，齿条安装于所述机械臂滑轨一侧且与所述齿轮啮合。

所述弹射器包括弹射器滑轨、无人机滑座和弹射器前支脚，其中弹射器滑轨前端通过所述弹射器前支脚支撑，弹射器滑轨后端放置于船体上，无人机滑座与所述弹射器滑轨滑动连接。

所述无人机滑座两侧侧板上均设有卡槽，无人机两侧均设有卡销，且无人机放于无人机滑座上时，所述卡销卡置于对应的卡槽中。

所述无人机滑座侧壁的前端和后端各设有一个卡槽，且两个卡槽高度不同。

所述无人机放置架上设有挂钩，无人机下侧设有挂槽挂于所述挂钩上。

一种根据所述的舰船甲板上无人机自动化部署系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：在船体平面建立平面区域，横纵坐标分别为x，y，选定起始节点为Q_init(i，i)，目标节点为Q_goal(i，i)；