[发明专利]一种警用车载无人机监测系统与控制方法

摘要

本发明公开一种警用车载无人机监测系统及控制方法，通过在警用车辆上配备多旋翼无人机在道路拥挤或存在交叉路口的情况下应用无人机高视野的特点通过无人机机载摄像头感知警用车辆所在位置处前方道路环境信息，通过无线图传模块将感知得到的道路环境信息传输给警用车辆内的警务人员，进而保证追踪目标始终位于警务人员视野范围内，同时通过在警用车辆车顶配备雷达传感器，实时感知无人机与警用车辆之间的角度信息、距离信息以及无人机的速度信息，通过提出的滑模跟随控制算法精准计算出无人机偏航控制量以及俯仰控制量，并通过无线通信模块将相应的控制量传输给无人机，进而精准的控制无人机保持与警用车辆同步前行。

主权项

1.一种警用车载无人机监测系统，包括车载部分与无人机部分；车载部分具有车体上安装的车载处理器；无人机部分包括无人机与无人机上搭载的飞控系统；其特征在于：车载部分还包括警用车辆顶部安装的无人机起降机坪、雷达传感器；无人机部分还包括无人机上搭载的云台、摄像头模块；所述车载部分中，无人机起降机坪用于无人机的停靠；雷达传感器用来实时获取无人机位置信息，包括无人机距离警用车辆的距离、无人机距离地面的高度、无人机飞行速度与无人机投影在警用车辆平面内与警用车辆间的横向与纵向位置夹角；车载处理器用于向飞控系统发送无人机启动与停靠命令,且用于接收雷达传感器获取数据，并进行处理，得到无人机与警用车辆的横向与纵向位置偏移量，进一步得到无人机的俯仰和偏航控制量，并将俯仰和偏航控制量连同无人机位置信息一并发送至无人机部分中的飞控系统，进而由无人机部分中的飞控系统实现无人机的俯仰控制以及偏航控制，使无人机始终位于警用车辆前部上方指定位置；所述无人机部分中，云台上安装有摄像头模块；摄像头模块包括摄像头与图传模块；摄像头用来在无人机飞行过程中实时获取道路的图像信息，实现对被跟踪车辆的拍摄；图传模块用来将摄像头获取的道路信息传输给车载处理器；车载部分还包括无人机固定锁紧装置，用于实现无人机在无人机起降机坪上的固定锁紧；无人机固定锁紧装置包括丝杠与推杆；其中，丝杠为四根，两两为一组，轴线均沿警用车辆车前后方向；其中，一组丝杠位于无人机起降机坪前部，通过轴承安装在无人机起降机坪两侧设计的支架上；另一组丝杠位于无人机起降机坪后部，同样通过轴承安装在无人机起降机坪两侧设计的支架上；推杆为两根，令其为前部推杆与后部推杆，分别螺纹套接在位于前部与后部的两组丝杠上；通过伺服电机驱动前部两根丝杠同步转动，使前部推杆向后移动；通过伺服电机驱动后部两根丝杠同步转动，使后部推杆向前移动；当无人机降落在无人机起降机坪时，由伺服电机驱动两根推杆相对运动，使无人机降落架前端与后端卡紧在两根推杆与无人机起降机坪间，实现无人机的固定锁紧。