[发明专利]一种无人机海上着陆的船载控制系统

权利要求书

1.一种无人机海上着陆的船载控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

采集信息接收模块，用于接收无人机的图像信息、捕捉装置(5)与无人机的距离信息和船舶的摇晃参数信息；

无人机位置确定模块，用于根据接收的距离信息和无人机图像信息，确定无人机的位置坐标；

盲视距离估计模块(29)，用于根据接收的距离信息，估计出无人机最小跟踪距离；

瞄准点位置预测模块，用于根据接收的距离信息和船舶的摇晃参数信息，预测出瞄准点的位置；所述瞄准点设置在捕捉装置(5)上；在瞄准点的预测位置确定模块(27)中，通过下面的方程确定瞄准点在当前时刻t的预测位置Y_Pr，Z_Pr：

其中，t_k表示无人机飞抵瞄准点的时刻；t_k由当前时刻瞄准点（18）到无人机的距离D_A(t)以及无人机与船进近的相对速度V_AH共同确定：

t_k＝D_A(t)/V_AH；

Z_γmax，Z_ψmax，Y_γmax，Y_hmax表示瞄准点在水平面内和垂直面内的谐振幅值；ω_γ，ω_ψ，ω_h表示摇晃的频率；表示摇晃观测初始时刻或其他指定时刻t的相位角；

固定结构参数存储模块(34)，用于存储船舶及控制系统结构的常量参数；

轨迹校正信号生成模块(30)，分别与采集信息接收模块、盲视距离估计模块(29)、瞄准点位置预测模块和固定结构参数存储模块连接，用以根据确定的无人机位置坐标、估计出的无人机最小跟踪距离、预测出的瞄准点的位置和相应船舶结构的常量参数，获取水平和垂直平面内轨迹校正信号；其中，在盲视距离估计模块(29)中确定瞄准点标识的盲视距离，盲视距离是为满足下述条件的最小距离：从无人机线性坐标确定模块(25)信号输出端获取的Y_A(t)，Z_A(t)值和从瞄准点的预测位置确定模块(27)信号输出端获取的瞄准点位移预测Y_Pr(t)，Z_Pr(t)值传输给轨迹校正信号生成模块(30)；在轨迹校正信号生成模块(30)中生成无人机与瞄准点间的角偏差和Δψ(t)；

进而，生成了无人机飞行轨迹校正信号和ψ_Cor(t)；

其中，Ky_ψ分别为角和ψ控制环的反馈系数；D_Bli为无人机的最小跟踪距离；Θ_ψ和分别表示图像采集装置(6)视野在水平和垂直方向上的尺寸；图像采集装置(6)的光轴相对于瞄准点的位移用二维坐标(Y₁，Z₁)表示；弹簧钩相对于信号指示灯中心在水平面内的偏移量为Z_Φ，而在垂直平面内的偏移量为Y_Φ；X_A、Y_A和Z_A-无人机在空间面内的坐标；K_yθ为无人机轨迹校正时垂直平面校正角的反馈系数；K_yψ为无人机轨迹校正时水平平面校正角的反馈系数；

无人机根据该轨迹校正信息控制飞行，进而与捕捉装置(5)上的瞄准点对接，捕捉装置(5)对无人机进行捕捉。

2.根据权利要求1所述的无人机海上着陆的船载控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：图像采集装置(6)、测距仪(7)、横梁(8)和摇晃参数测量模块(14)；

图像采集装置(6)、测距仪(7)、捕捉装置(5)均安装在横梁(8)的一端，横梁(8)的另一端固定在船舶上，该横梁(8)能在水平和垂直平面内转动；

图像采集装置(6)，用于采集无人机的图像信息；

测距仪(7)，用于测量与无人机的距离；根据该距离及测距仪与捕捉装置(5)的距离，获得捕捉装置(5)与无人机的距离信息；

摇晃参数测量模块(14)，用于采集船舶的摇晃参数信息；

捕捉装置(5)捕捉到无人机后，通过横梁(8)的转动使无人机海上着陆。