[发明专利]一种无人机自主着舰方法及系统

说明书

本发明公开了一种无人机自主着舰方法及系统，所述方法包括以下步骤：模式判断步骤，实时判断无人机处于任务模式还是目标搜寻模式；航点移动步骤，当所述无人机处于所述任务模式时，控制所述无人机按照线路航行到达指定着舰区域，且切换为目标搜寻模式；识别目标步骤，当所述无人机处于所述目标搜寻模式时，控制所述无人机搜寻正确的着舰标识；引导着舰步骤，控制所述无人机根据融合算法逐渐靠近所述着舰标识；以及着舰步骤，控制所述无人机着舰于舰船。

技术领域

本发明涉及无人飞行技术领域，更具体地，涉及一种无人机自主着舰方法及系统。

背景技术

无人机在舰船上成功降落是一项非常复杂的控制任务，由于舰船可能一直在运动，且速度不固定，也就导致无人机的自主着舰难度很大。经过多年的发展研究，目前国内外无人机应用的自主着舰导航系统主要有全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)、光电导航系统、视觉导航系统以及组合导航系统等导航系统。而目前常见的这些无人机自主着舰系统及方法由于单目视觉而导致在着舰过程中存在精度上的缺陷。

因此，有必要研发一种无人机自主着舰的方法及系统，来提高无人机在自主着舰过程中的精度。

发明内容

本发明提供一种无人机自主着舰方法及系统，通过多个传感器的融合定位算法，提高无人机自主着舰时的精度。

本发明提供一种无人机自主着舰方法，包括以下步骤：模式判断步骤，实时判断无人机处于任务模式还是目标搜寻模式；航点移动步骤，当所述无人机处于所述任务模式时，控制所述无人机按照线路航行到达指定着舰区域，且切换为目标搜寻模式；识别目标步骤，当所述无人机处于所述目标搜寻模式时，控制所述无人机搜寻正确的着舰标识；引导着舰步骤，控制所述无人机根据融合算法逐渐靠近所述着舰标识；以及着舰步骤，控制所述无人机着舰于舰船。

进一步地，还包括实时监控步骤，实时监控所述无人机的位姿状态及着舰状态。

进一步地，在所述航点移动步骤中：当所述无人机每到达一个航点后，判断所述航点是否为最后一个航点，若是，则使所述无人机切换至所述目标搜寻模式。

进一步地，所述识别目标步骤包括以下步骤：图像采集步骤，获取一着舰图像，所述着舰图像由所述无人机下视相机采集；标识检测步骤，获取一着舰标识，所述着舰标识由所述无人机对所述着舰图像进行图像处理检测获得；以及标识判断步骤，判断所述着舰标识与预设的正确标识是否相同，若是，执行所述引导着舰步骤；若否，更新图像并重新检测所述图像中是否存在所述正确的着舰标识，并返回图像采集步骤；其中，若一段时间后仍检测不到所述正确的着舰标识，则控制无人机升高高度以获取能够检测到所述正确的着舰标识的图像。

进一步地，在所述引导着舰步骤中，当所述无人机与所述着舰标识的相对位置小于设定值时，执行所述着舰步骤。

进一步地，在所述引导着舰步骤中，当所述无人机在逐渐靠近所述着舰标识的过程中丢失所述着舰标识时，执行所述识别目标步骤。

进一步地，所述引导着舰步骤包括以下步骤：数据采集步骤，采集各传感器原始数据；数据转换步骤，将所述原始数据转换至相对坐标系；数据检验步骤，对所述转换后的数据进行有效性检验；获取最终状态估计值步骤，通过子卡尔曼滤波器得到所述传感器的下一状态估计值，并在主滤波器中根据各子滤波器的数据分配系数计算最终状态估计值；

进一步地，在所述引导着舰步骤中还包括INS定期矫正步骤，使用所述最终状态估计值与INS输出值的误差值来定期校正INS。

进一步地，在所述引导着舰步骤中，通过所述融合算法获得估计值后，通过符号判断所述无人机的移动方向，再通过PID调控原理获得所述无人机在一方向上的微小步长，之后使所述无人机在所述方向上移动所述微小步长，直到所述无人机达到降落标准后执行所述着舰步骤。