[发明专利]一种基于动基座的无人机控制方法及其系统

说明书

本发明提供一种基于动基座的无人机控制方法及其系统，该方法包括起飞过程、跟随过程、降落过程，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。本发明的系统采用上述的方法进行无人机控制。本发明可以实现动基座平台上无人机的平稳起飞、跟随过程和精准降落三个功能需求，从而降低移动平台上无人机的使用难度。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种基于动基座的无人机控制方法以及应用该方法的无人机控制系统。

背景技术

随着无人机技术的飞速发展，无人机由于具有重量轻、尺寸小、成本低、机动性高、隐蔽性好等特点，飞行时间可以相当长，特别适宜于执行危险性很大的任务，因此被广泛地应用到各个领域。

常规无人机一般分为固定翼和多旋翼两种。固定翼无人机具有飞行速度快、续航时间长和航程远的优点，但在起降过程中需要利用跑道进行滑跑，而且无法进行空中悬停；多旋翼无人机可以进行垂直起降，对起降场地没有特殊要求，也可以进行空中悬停，但是飞行速度和续航时间都难以和固定翼无人机相比。

目前无人机存在：(1)动基座起飞难、(2)动基座跟随难、(3)动基座精准降落难等缺点。

(1)、现有无人机只能在地面或静止物体表面起飞，即静基座起飞，飞行运动轨迹参考惯性坐标系。在动基座上起飞，完全脱离基座表面前，机架与基座之间存在相互作用力，导致无人机不能像在空中一样正常调整位置与速度，容易造成位置-速度控制器中积分控制量的积累，产生大的加速度给定量，导致无人机起飞姿态过大，容易侧翻；另一问题就是在颠簸或者晃动大的动基座平台上，飞行器容易滑落平台。

(2)、现有无人机无法获取地面动基座的运动状态，不能实现自动化的动基座跟飞功能。必须要时刻进行人工介入操控，才能实现无人机对动基座的同步飞行。

(3)、飞行任务结束后也只能返航至起飞点，或者降落在通过地面站指定的静止平台表面上，无法自动化返航至动基座正上方并最终实现动基座上可靠的精准降落。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可以实现动基座平台上无人机的平稳起飞、跟随过程和精准降落三个功能需求，从而降低移动平台上无人机的使用难度的基于动基座的无人机控制方法。

本发明的另一目的在于提供一种可以实现动基座平台上无人机的平稳起飞、跟随过程和精准降落三个功能需求，从而降低移动平台上无人机的使用难度的基于动基座的无人机控制系统。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的一种基于动基座的无人机控制方法，其包括起飞过程、跟随过程、降落过程，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。

进一步的方案中，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。