[发明专利]一种无人飞行器的定点降落指引方法及系统

权利要求书

1.一种无人飞行器的定点降落指引方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)指引系统搭建：设置一个正方形的着陆区域，在着陆区域的四个角上 各安装一个边角超声波接收装置，在着陆区域的中心安装一个中心超声波接收装 置，在飞行器腹部中心安装一个超声波发送装置；将四个边角超声波接收装置及 中心超声波接收装置连接至一地面定位计算机，将地面定位计算机与飞行器的控 制器进行通信连接；

(2)确认飞行器的位置：当飞行器返航至着陆区域附近后，由飞行器超声 波发送装置发送一组信号，地面定位计算机根据边角超声波接收装置及中心超声 波接收装置接收到的信号，实现飞行器位置的确认；

(3)调整飞行器的水平位置：地面定位计算机根据飞行器的具体位置，计 算飞行器的水平移动位置，并发送至飞行器的控制器引导飞行器到达着陆区域正 上方；

(4)飞行器垂直降落：当飞行器到达着陆区域正上方后，地面定位计算机 发送信号给飞行器控制器，引导飞行器垂直降到着陆区域上。

2.根据权利要求1所述无人飞行器的定点降落指引方法，其特征在于：所 述步骤(2)中确认飞行器的位置如下：

沿着陆区域的对角线建立坐标系oxyz，对角线长为a毫米；启动超声波发 送装置并发送一组信号，边角超声波接收装置及中心超声波装置接收超声波发送 装置发出的同一帧信号，并测出收到同一帧信号的时间，由地面定位计算机的定 时器记录；四个边角超声波接收装置的坐标记为A₁、A₂、A₃、A₄，接收到的当 前时间值记为t₁、t₂、t₃、t₄；中心超声波接收装置的坐标记为A₀，接收到的当前 时间值记为t₀，时间单位均为微妙；

坐标系以1us超声波距离单位表示0.34mm，四个角在坐标轴上，中心在坐 标原点，四个角的坐标分别为A₁(b,0),A₂(0,b),A₃(-b,0),A₄0,-b)，其中b＝a/0.34us， 记超声波速度v＝0.34(mm/us)，飞行器以时间表示的位置坐标P(x,y,z)建立模 型：

(x-b)2+y2+z2=(t1-t)2(x+b)2+y2+z2=(t3-t)2x2+(y-b)2+z2=(t2-t)2x2+(y+b)2+z2=(t4-t)2x2+y2+z2=(t0-t)2]]>

其中：t表示发送超声波的开始时间；

求解得发送超声波开始时间为：

t=Σi=14[ti2-t02]-4b22Σi=14[ti-t0]=Σi=14ti2-4t02-4b22[Σi=14ti-4t0];]]>

微秒；

微秒；

微秒；

以上为坐标系oxyz的坐标(Ox＝OA₁,Oy＝OA₂)；

获得飞行器离着陆中心距离为Po＝(t₀-t)微秒；

飞行器离着陆中心的水平距离微秒；

飞行器高度h＝z微秒。