[发明专利]一种楼顶无人机空投的主动式视觉引导方法

说明书

楼顶无人机空投的主动式视觉引导方法，属于无人机空投领域，为了解决无人机货物空投中的引导距离太近、结构复杂、自动化程度不高的问题，微控制器根据固定翼无人机的飞行高度，控制直流电机驱动传送带运动，固定在传送带上的连接器在水平方向移动，进而从两侧将支撑杆推起，当十字LED显示面阵的中心点随支撑杆升至指定高度时，电机停止转动，无人机根据十字白色LED面阵在图像中的大小和位置调整飞行路线，可向固定翼无人机发出精确的视觉引导信号及空投点指示信号，从而提高固定翼无人机楼顶区域不降落空投的精确度。

技术领域

本发明属于无人机空投领域，涉及一种固定翼无人机楼顶空投主动式视觉引导装置及方法。

背景技术

随着我国社会经济的发展，人民生活水平的提高，小件货物的快速、远距离运输需求越来越多。同时，我国的无人机产业蓬勃发展，以旋翼和固定翼无人机为代表的无人机物流生产企业日益增多。固定翼无人机相比旋翼无人机在运送货物时具有飞行距离远、飞行速度快以及载重量大等特点，无论是在日常的小件货物物流领域，还是空投救灾应急物品领域，固定翼无人机都具有不可比拟的天然优势。而且随着5G通信技术的大范围普及、无人机飞控技术的日益成熟、涡轮/涡扇发动机推重比、寿命及小型化等关键技术指标的不断提高，可以预见基于中小型固定翼无人机的小件货物远程运输方式会成为我国智能物流行业的重要组成部分。目前利用固定翼无人机运输小件货物一般通过空投伞降或无人机着陆两种方式。空投伞降需要有一定的伞降高度，伞降着陆点受风向、风速影响较大，且降落伞造价和回收成本高昂；以着陆方式运送货物时，需要有长距离平坦地面配合固定翼无人机起降，同时无人机的频繁起降会产生大量的能源消耗及带来诸多安全隐患。同时随着我国城市化进程的不断加快，城市建筑的高度和密度不断增大，以目前的技术和装置，中小型固定翼无人机几乎无法在城市中用于小件货物的安全传送。尤其是坐落在城市中心的医院和政府等单位部门，对小件物品(例如药品、血液或文件等)的传递时间有着非常苛刻的要求，依靠汽车运送会受到路程和路况的影响；依靠多旋翼无人机运送会受到载重量和飞行距离的影响。因此，未来依靠中小型固定翼无人机进行小件货物的快速运输(载重小于10公斤，航程350公里内)会有很大的市场前景，尤其是在人口密集的城市地区。本发明设计了一种安装在城市建筑物楼顶的，用来对固定翼无人机楼顶空投进行指示的装置，可很大程度上提高固定翼无人机楼顶空投的准确性。

发明内容

为了解决无人机货物空投中的引导距离太近、结构复杂、自动化程度不高的问题，本发明提出如下技术方案：

一种楼顶无人机空投的主动式视觉引导方法，在整个飞行过程中，固定翼无人机、物流站、楼顶空投主动式视觉引导装置以及楼顶接收装置都保持实时通信，当固定翼无人机飞达建筑物的前几分钟，在微控制器的控制下，防护箱打开，装置整体处于外露状态，微控制器根据固定翼无人机的飞行高度，控制直流电机驱动传送带运动，固定在传送带上的连接器在水平方向移动，进而从两侧将支撑杆推起，当十字LED显示面阵的中心点随支撑杆升至指定高度时，电机停止转动，无人机根据十字白色LED面阵在图像中的大小和位置调整飞行路线，根据红色LED面阵在图像中的位置调整飞行高度。

进一步的，整个空投过程固定翼无人机、引导装置及物流站都保持实时通信，当固定翼无人机距离引导装置200-250米距离时，电机转动带动支撑杆下落至最低处；线激光发生器，安装在楼顶无障碍矩形飞行空间的短边，垂直向上发射650nm的红色一字激光，作用是对固定翼无人机指示具体的货物投递点，固定翼无人机在楼顶进行不降落的货物投递；固定翼无人机空投结束，并飞向下个目的地。

进一步的，视觉引导工作结束，在微控制器的控制下，防护箱关闭，即前、后箱体由180度至0度闭合，使装置整体处于封闭状态；LED显示阵列所有灯光熄灭，电动推杆伸出至最长位置处，连接在电动推杆最顶端的支撑杆正好将LED显示陈列完全收回至防护箱内，防护箱关闭上盖，至此完成固定翼无人机楼顶空投指示任务。