[发明专利]无人机车载起降系统、可车载起降无人机及降落方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机车载起降系统、可车载起降无人机及降落方法。

背景技术

近几年，无人机在民用航拍方面快速发展，然而现有的无人机起降大多都是在静止的地面上进行的。如今，只能在静止地面上起降的无人机已经不能满足广大用户的需求，众多用户期望在汽车上也能使用无人机，能够让无人机在运动的汽车上进行起降，并利用其探测汽车周围的影像信息。

因此，有必要开发一种能够在运动的汽车上进行起降的无人机车载起降系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机车载起降系统、可车载起降无人机及降落方法，其可以在机动汽车上控制无人机起飞及降落，完成基于车载的无人机侦察、监测等任务。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无人机车载起降系统，包括车载停机坪、车载控制模块和无人机；所述车载停机坪可分离的设置在机动车顶部，所述停机坪的上表面设置有供无人机识别与跟踪的停机坪标识；所述车载控制模块设置在车内，可供用户进行操作；所述无人机，包括：搭载了相机的云台装置，所述相机用于实时采集图像，所述云台装置能够调整所述相机的角度，并获得所述相机的角度信息；智能导引装置，用于在无人机接收到降落指令时，执行GPS导引操作；在所述GPS导引操作中，所述智能导引装置根据停机坪的GPS位置和速度数据、无人机的GPS位置和速度数据，生成指引无人机飞行至停机坪上空的无人机控制回路指令信号。

优选地，所述智能导引装置生成所述无人机控制回路指令信号的运算式为：；

其中，Pc表示停机坪的GPS位置，Pd表示无人机的GPS位置；

增益系数K表示停机坪速度的线性函数，具体表示为：，Vc为停机坪的速度，K1和Kc的参数值由无人机响应的快速性和稳定性确定。

优选地，所述智能导引装置在所述GPS导引操作完成后，使所述相机指向所述停机坪，根据所述相机采集的图像控制所述无人机从停机坪上空下降的视觉导引操作。

优选地，所述视觉导引操作包括视觉粗导引操作和末端精细导引操作，所述智能导引装置在视觉导引操作中先执行视觉粗导引操作，当无人机的高度下降到一定值时开始执行末端精细导引操作。

优选地，在所述视觉粗导引操作中，所述智能导引装置控制所述相机，使得所述停机坪标识位于相机所拍摄图像的中心，并根据所拍摄图像中的停机坪标识与图像中心之间的偏移量来控制所述无人机的飞行轨迹。

优选地，所述停机坪标识的正中心设置有着陆点标志；

在所述末端精细导引操作中，所述智能导引装置控制所述相机，使得所述停机坪标识上的着陆点标志位于相机所拍摄图像的中心，并根据所拍摄图像中的着陆点标志与图像中心之间的偏移量来控制所述无人机的飞行轨迹。

优选地，所述智能导引装置根据以下运算式控制所述无人机的下降速度：，其中，V表示无人机垂向下降速度，h表示无人机距离停机坪的高度。

优选地，所述停机坪标识包括不同图案的色块，其中，其底色为与车体颜色不同的第一颜色，外部包围第二颜色的边框，内部具有中心区域。

优选地，所述中心区域包括“H”型标识，靶标正中心有“十”字标识。

优选地，所述无人机具有自动起降脚架，自动起降脚架末端与停机坪上分别设置有相互配合的魔术贴；

所述自动起降脚架包括可伸缩的杆，可在最长伸出位置和最短缩回位置之间移动，当无人机起飞时，可伸缩的杆伸长，使得无人机脚架末端的魔术贴与停机坪上的魔术贴分离。

一种可车载起降无人机，包括：

搭载了相机的云台装置，所述相机用于实时采集图像，所述云台装置能够调整所述相机的角度，并获得所述相机的角度信息；

智能导引装置，用于在无人机接收到降落指令时，执行GPS导引操作；

在所述GPS导引操作中，所述智能导引装置根据停机坪的GPS位置和速度数据、无人机的GPS位置和速度数据，生成指引无人机飞行至停机坪上空的无人机控制回路指令信号。

一种无人机车载降落方法，包括以下步骤：

在机动车顶部设置可分离的车载停机坪，所述停机坪的上表面设置有供无人机识别与跟踪的停机坪标识；

通过车载控制模块给无人机发出降落指令；

无人机接收到降落指令时，执行GPS导引操作；