[发明专利]一种无人飞行器的定点降落指引方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种无人飞行器的定点降落指引方 法及系统。

背景技术

随着我国飞行技术的发展，无人飞行器的应用正在推广普及，但要真正的实 现无人机的应用还有很多问题需要解决，精确定点降落就是目前面临的困难之 一。

目前无人机的导航主要依靠卫星定位技术，但是卫星导航定位的精度一般在 5米的范围内，较好的能到达2.5米，这样的精度，对于需要精确返回特定位置 的任务就难以接受。

中国发明专利公开号CN204845675U公开了一种无人采样飞行器，但没有 提及飞行器精确降落到车载平台的方法；中国发明专利公开号CN105182994A 公开了一种基于视觉的定点降落方法，该方法是用摄像机和图像处理软件，系统 复杂、成本高、易受环境光线影响识别等弊端。因此，有必要对现有的降落方式 进行革新，以提高降落的精度及使用成本。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种成本低，稳定性好且定位精度 高的无人飞行器的定点降落指引方法；与此同时，本发明还提供了一种无人飞行 器的定点降落指引系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种无人飞行器的定点降落指引方法，其包括以下步骤：

(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。

优选的是，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：