[发明专利]一种由结构光引导的多旋翼无人机精准降落方法

说明书

本发明公开了一种由结构光引导的多旋翼无人机精准降落方法，包括：S1、将结构光发射器安装在预期降落地点的中心位置，结构光接收器安装在多旋翼无人机上，结构光发射器发射的结构光是圆锥体状的光柱；S2、当无人机与预期降落地点的距离是预设高度时，结构光发射器发射结构光，根据预设高度和无人机基于GPS降落的最大定位误差确定结构光的发射角度；S3、无人机自预设高度下降一指定高度，若检测到结构光信号，继续下降一指定高度，否则，搜索结构光信号直至检测到结构光信号，再继续下降一指定高度，重复本步骤，直至无人机与预期降落地点的距离是停桨高度，关闭无人机旋翼，降落在预期降落地点。本发明提高了多旋翼无人机的降落精度。

技术领域

本发明属于多旋翼无人机降落技术，特别涉及一种由结构光引导的多旋翼无人机精准降落方法，可用于控制多旋翼无人机在GPS定位精度不准、GPS信号弱乃至GPS信号缺失情况下的精准降落。

背景技术

多旋翼无人机的精准降落技术，是为了解决多旋翼无人机自身的基于GPS定位点降落时误差偏大的问题。一般情况下，由于GPS定位的误差问题，多旋翼无人机自身的基于GPS定位的降落技术，落地误差可能达到半径3米甚至更大。而在一些应用中，需要多旋翼无人机的降落点距离实际降落点的误差必须控制在指定的范围内，例如误差半径为0.2米。下文中，所提及的精准降落就是指降落点误差半径必须控制在指定范围内的降落技术。

需要多旋翼无人机精准降落的应用场景很多，一个典型的应用就是多旋翼无人机全自动化飞行任务的管理。在这种飞行任务全自动管理应用中，无人机用户可以先使用软件，例如在无人机的遥控器上设置飞行航点、航线，以及在每个航点所需进行任务，然后设定无人机的降落地点的GPS坐标。之后，无人机按照设定的航点、航线执行任务，一旦执行任务完毕，无人机自动返航到设定的GPS坐标位置。为了配合地面无人机自动管理系统的工作，需要无人机精准降落在预设的位置，且误差必须满足指定的需求。为此，需要多旋翼无人机精准降落技术控制无人机的降落位置满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高多旋翼无人机降落精度的由结构光引导的多旋翼无人机精准降落方法。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：一种由结构光引导的多旋翼无人机精准降落方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、将结构光发射器安装在预期降落地点的中心位置，将结构光接收器安装在多旋翼无人机上，结构光发射器发射的结构光是圆锥体状的光柱；

S2、当无人机与预期降落地点的距离是预设高度时，结构光发射器发射结构光，根据预设高度和无人机基于GPS降落的最大定位误差确定结构光的发射角度；

S3、无人机自预设高度下降一指定高度，若检测到结构光信号，继续下降一指定高度，否则，搜索结构光信号直至检测到结构光信号，再继续下降一指定高度，重复本步骤，直至无人机与预期降落地点的距离是停桨高度，关闭无人机旋翼，降落在预期降落地点。

本发明是对现有多旋翼无人机降落技术进行改进，可以提高多旋翼无人机的降落精度，从而使得降落点误差半径控制在指定范围内，能够适用于多旋翼无人机精准降落的应用场景；本发明使用结构光引导无人机着陆，具有较好的抗干扰能力，而且本发明实现容易，可以应用于多种多旋翼无人机。

本发明所述结构光的发射角度β的计算公式：

式中，H是预设高度，R是无人机基于GPS降落的最大定位误差半径。

为了保证在GPS定位精度下无人机能够在预设高度检测到由预期降落地点发射的结构光信号，可以适当增大结构光的发射角度，即对按照公式⑴计算出的结构光的发射角度β进行修正，得到结构光的修正发射角度β’＝1.05β～1.12β。

本发明无人机搜索结构光信号的方法是：

㈠计算无人机下降的指定高度d：