[发明专利]一种基于多无人艇协同的水上飞机降落系统和方法

权利要求书

1.一种基于多无人艇协同的水上飞机降落系统，其特征在于，包括无人艇定位模块、无人艇环境感知模块、无人艇协同控制模块、无人艇激光模块、通信模块和水上飞机视觉感知模块；所述的无人艇定位模块、无人艇环境感知模块、无人艇协同控制模块、无人艇激光模块均安装在无人艇（1）上，所述的通信模块分别安装在无人艇（1）上和水上飞机（10）上，所述水上飞机视觉感知模块安装在水上飞机（10）上；所述的无人艇定位模块由GPS定位单元（2）和惯导单元（5）组成，用于对无人艇的定位和姿态控制；所述无人艇环境感知模块由摄像头单元（4）、激光雷达单元（6）和声呐单元（9）组成，用于感知水面和水下的环境情况，确保水上飞机（10）的降落跑道安全可靠；所述的无人艇协同控制模块是根据各无人艇（1）反馈的环境信息建立水面跑道的控制系统，运行算法指挥各无人艇（1）运动到指定位置完成水面跑道的建立；所述的无人艇激光模块由激光发射单元（7）和激光接收单元（8）组成，用于生成水上飞机（10）的水面跑道；所述的通信模块由天线单元（3）组成，用于无人艇（1）上和水上飞机（10）的通讯；水上飞机视觉感知模块位于水上飞机（10）上，用于检测水面跑道的具体位置信息。

2.一种基于多无人艇协同的水上飞机降落方法，使用权利要求1所述的基于多无人艇协同的水上飞机降落系统，其特征在于，具体步骤如下：

S01，无人艇群接收任务指令：无人艇群接收到控制中心发送的水上飞机（10）降落任务，确定该任务执行环节周围的四艘无人艇（1）执行该任务；

S02，无人艇群感知环境信息：指定的各无人艇（1）利用自带的GPS定位单元（2）运动到指定区域，通过摄像头单元（4）、激光雷达单元（6）和声呐单元（9）组成的无人艇环境感知模块进行环境信息的获取，并将获取到的该区域的环境信息通过天线单元（3）传至无人艇协同控制模块，用于其判断和决策；

S03，无人艇协同控制模块判断该区域能否降落：无人艇协同控制模块根据各无人艇（1）上传的环境信息判断该区域能否降落，若该区域不能降落，则无人艇群继续搜索确定能够降落的区域；若该地域所有区域都不能降落则返回不能降落的信息；

S04，无人艇协同控制模块生成跑道信息：无人艇协同控制模块根据各无人艇（1）上传的环境信息运行算法计算出能够降落的跑道信息，用于水上飞机的降落；

S05，无人艇群运动到指定位置：无人艇群根据无人艇协同控制模块生成的跑道信息，利用自带的GPS定位单元（2）运动到指定的位置，同时利用惯导单元（5）调整自身姿态，为生成水面跑道做好准备；

S06，无人艇（1）发射激光形成跑道光柱：无人艇（1）达到指定位置后，由激光发射单元（7）发射激光光束至另一艘无人艇（1）的激光接收单元（8），至少两艘无人艇（1）形成一条激光束作为跑道的一侧，至少四艘无人艇（1）能够形成水面降落跑道的两侧；

S07，无人艇（1）发送降落指令至水上飞机（10）：水面跑道确定后无人艇（1）发送能够降落的指令给水上飞机（10），告知水面跑道已经建立成功，准备降落；

S08，水上飞机视觉感知模块确定跑道信息：水上飞机（10）接收到降落的指令后启动水上飞机视觉感知模块，对该区域的水面激光跑道进行感知，确定水面跑道的具体位置信息，准备降落；

S09，水上飞机（10）顺利自主降落，结束任务：水上飞机（10）和水面跑道一切准备就绪后，水上飞机（10）顺利安全降落，任务完成，各无人艇继续执行其他任务。