[发明专利]系留无人机精确降落控制系统及方法

说明书

一种系留无人机精确降落控制系统及方法，该系统包括：系留缆、张力传感器、系留收线电机、控制电路、无人机飞行控制模块和激光高度计，该控制方法，通过循环分阶段方式进行误差修正的方式一键降落。本发明利用系留无人机线缆结合线缆拉力控制、飞行控制模块以及无人机实时控制技术通过多重误差矫正来实现系留无人机在小平台上的高精度降落。本发明不依赖于GPS等卫星定位系统的前提下，减小起降平台面积，实现真正可便携的系留无人机系统。提高了系留无人机在实际应用中的可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及的是一种飞行器控制领域的技术，具体是一种系留无人机精确降落控制系统及方法。

背景技术

系留无人机一般都是依靠GPS或其它卫星定位来实现定位，尤其在降落的时候，无法实现高精度定位降落。因此，无论是无人机或者是系留无人机，只要是依靠卫星辅助定位，都无法在小面积的区域内实现稳定降落。由于上述特点，导致系留无人机的起降平台不能太小，从而带有起降平台的系留无人机系统也无法实现便携式。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种系留无人机精确降落控制系统及方法，利用系留无人机线缆结合线缆拉力控制、飞行控制模块以及无人机实时控制技术通过多重误差矫正来实现系留无人机在小平台上的高精度降落。本发明不依赖于GPS等卫星定位系统的前提下，减小起降平台面积，实现真正可便携的系留无人机系统。提高了系留无人机在实际应用中的可靠性和安全性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种系留无人机精确降落控制系统，包括：系留缆、张力传感器、系留收线电机、控制电路、无人机飞行控制模块和激光高度计，其中：张力传感器采集无人机系留电缆上的实时张力信息并输出至控制电路，控制电路分别向系留收线电机发出控制电平进行收线实现实时调节与控制，向无人机飞行控制模块发出飞行指令控制无人机进行定高、定点、降落动作，激光高度计采集无人机高度信息并输出至无人机飞行控制模块以便在低空进行高精度高度姿态修正。

本发明涉及上述系统的控制方法，通过循环分阶段方式进行误差修正的方式一键降落，具体包括：

步骤1)当飞机降落到第1阶段高度点h1的时候控制电路通过飞控协议(MAVLINK)控制飞机飞行模式改变为定高模式；控制器确认飞机处于定高模式后，控制系留收线电机进行慢速收线，随着系留缆的收紧，缆绳上的张力会慢慢增加，当缆绳张紧后飞机会慢慢往出线口进行滑动；控制电路继续降低收线电机的转速同时通过张力传感器实时监测线缆张力，当线缆张力增加到设定值F1后系统将拉力保持一段时间t1，即实现第1阶段的s1高精度降落修正。

所述的定高模式下飞机高度只按照激光高度计进行定高飞行，水平XY方向是出于滑动状态，由于GPS、罗盘的误差会出现离开中心预计降落点的XY轴的水平方向误差s1的误差，但是系统一旦进入了高精度激光高度计定高后，这个h1的误差小于等于1cm。

所述的第1阶段的高度点h1的高度设定为小于激光高度计的有效范围内(一般10米以内)。

步骤2)控制电路通过飞控协议(MAVLINK)发出系留无人机降落指令，此时无人机将进行下降运动，当无人机下降到H2高度后进入第2阶段修正，即控制电路再次通过飞控协议(MAVLINK)使得系留无人机进入定高模式，再次重复步骤步骤1的矫正定位来进行s2的矫正。

步骤3)当无人机下降到Hn高度后进入阶段n修正，即再次重复步骤步骤1)进行n次修正，通过n次矫正，系留无人机最终会达到预计降落点的上方且距离目的地的误差为Sn。

步骤4)控制电路发出无人机降落命令，同时直接控制系留收缆电机进行最后的收线拖拽进行误差Sn的降落修正，最终将系留无人机拖拽到降落中心点。

技术效果