[发明专利]一种基于动基座的无人机控制方法及其系统

权利要求书

1.一种基于动基座的无人机控制方法，包括起飞过程、跟随过程、降落过程，其特征在于：

所述起飞过程包括以下步骤：

解锁无人机，并检测无人机当前水平方向上的水平位置及垂直方向上的当前高度；

判断所述水平位置和当前高度是否达到起飞条件，如是，控制无人机弹起起飞，并进入起飞状态；

所述跟随过程通过动基座基站采集动基座平台的运动状态，并与无人机之间进行数据透传，无人机接收动基座平台运动状态后，进行位置、速度环的协同飞行控制；

所述降落过程通过无人机对动基座平台进行与定位与检测，根据动基座平台的实时位置进行返航路径规划，引导无人机返航至动基座平台上方做同步飞行，在下降阶段进行相对位置控制并精准降落在动基座平台上。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在检测无人机当前水平方向上的水平位置及垂直方向上的当前高度之前，还包括：

在无人机脚架上安装电磁铁机构，由无人机飞控触发电磁铁驱动电路进行控制，当电磁铁机构处于通电状态时，产生吸住动基座平台铁质表面的磁力。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述判断所述水平位置和当前高度是否达到起飞条件，具体包括：

在触发起飞指令后，无人机飞控的高度控制器生效，无人机飞控的水平控制器保持无效，在高度控制器生效后，无人机的期待高度从当前位置开始上升，高度控制器输出的油门控制量会持续上升，电磁铁机构产生的吸力使无人机吸住动基座平台表面，无人机姿态给定量为当前姿态，无人机姿态随动基座平台表面晃动；

在确定高度控制器输出的油门控制量大于起飞油门设定值时，触发电磁铁机构断电指令；

在电磁铁机构断电后，无人机快速脱离动基座平台表面弹起起飞，高度控制器继续生效，期待高度持续上升，水平控制器保持无效，无人机姿态给定量为0值，无人机姿态保持平稳起飞，无人机脱离动基座平台表面，在确定无人机高度大于设定高度值后，水平控制器生效，无人机姿态给定量为水平控制器输出量，完成动基座起飞动作。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：

在垂直方向上，通过高度控制器建立垂向控制模型，高度控制器包括垂向位置P控制器、垂向速度P控制器、垂向加速度PI控制器，无人机通过组合导航系统获取当前高度、当前垂向速度与当前垂向加速度，向垂向控制模型输入期待高度，当触发起飞指令后，期待高度从当前位置开始按斜坡信号增加，并依次经过垂向位置P控制器、垂向速度P控制器、垂向加速度PI控制器后，生成油门控制量，以控制无人机起飞。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：

在水平方向上，通过水平控制器建立水平控制模型，水平控制器包括水平位置P控制器、水平速度PI控制器，无人机通过组合导航系统获取当前水平位置、当前水平速度与当前水平加速度，向水平控制模型输入期待水平位置；

在触发起飞前，水平位置P控制器和水平速度PI控制器无效，无人机姿态给定量根据当前无人机姿态来确定，即无人机随动基座平台摇摆晃动发生姿态变化；

在触发起飞后，到达起飞高度设定值前，水平位置P控制器以及水平速度PI控制器保持无效，无人机姿态给定量根据0值而定，即无人机起飞后保持姿态水平；

在无人机到达起飞高度设定值后，水平位置P控制器以及水平速度PI控制器生效，期待水平位置通过水平位置P控制器以及水平速度PI控制器，生成水平加速度控制量，并转换为无人机姿态给定量，进行无人机姿态控制，至此无人机在动基座平台起飞结束。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：

在水平方向上，根据起飞状态设置有三种不同形式的水平控制器，并根据起飞状态的不同进行水平控制器不同的形式切换，其中，对应的三种起飞状态分别为触发起飞前、触发起飞后到达起飞高度设定值前、到达起飞高度设定值后。