[发明专利]一种垂直起降无人机及其精确定位及避障方法

摘要

本发明属于无人机技术领域，具体为一种用于物流的垂直起降无人机，包括具有旋翼的机身，所述机身的左前部和右前部分别设有指向无人机前方偏下的摄像头，两摄像头间距为定值且光轴平行，摄像头与收货人配备的可调制光信号的强光源相配合；所述机身的前方设置光电传感器；所述机身的上下及四周设置距离传感器；无人机与服务器通过移动通信网络进行无线通信。并提供无人机精确定位及避障方法，尤其适合垂直起降式无人机，能自主避障，其作业精确安全。

主权项

一种垂直起降无人机的精确定位及避障方法，包括如下步骤：步骤一、服务器获取收货地点坐标，依据此坐标获取目标空域坐标及方向参数，使该参数对应位置处于收货地点视线范围内，方向朝向收货地点，高度必须高于周边建筑物高度；步骤二、服务器将目标空域坐标及方向参数添加至无人机任务计划列表并令无人机执行飞行任务；步骤三、无人机飞抵对应空域坐标后向服务器报告已到达目标空域，并开始搜索光信号，同时开始计时，若在货品被确认签收之前计时超出预设值，则跳至步骤十二；步骤四、服务器收到无人机到达目标空域坐标的报告后通过网络通信告知收货对象；步骤五、收货对象使用可调制光信号不断照射空中无人机，该光信号中包括收货方身份信息、货单信息和校验信息；步骤六、无人机利用两个摄像头感应光点，若没有搜索到光点则持续搜索；若搜索到光点则根据搜索到的各个光点在各个摄像头画面的位置计算光点相对于摄像头的横向及纵向角度，再根据两个摄像头的间距计算出有效高亮点数量及各个有效高亮点与各个摄像头的距离及方向；步骤七、根据步骤六得到各个有效高亮点与各个摄像头的距离及方向信息、摄像头俯角及摄像头与光电传感器相对位置信息，无人机获取各个光点相对于光电传感器的方向数据，根据此方向数据控制光电传感器的俯仰和转向轴使光电传感器指向目标光点，并对目标光点进行信息验证，若验证成功则对这个光点保持追踪，若验证失败则对下一个光点进行信息验证；步骤八、无人机将验证成功后的光点设定为目标点，并为该目标点建立三轴空间坐标系，该空间坐标系中一个轴垂直于水平面，然后根据步骤六和步骤七中所得目标点相对于摄像头的方位及距离、摄像头俯角、摄像头安装位置以及无人机俯仰、横滚、方向数据可得目标点与无人机相对方位；步骤九、根据上一步骤中所得数据，无人机的水平朝向始终指向目标点，靠近目标点，并根据距离传感器数据使用侧移和上升下降来与周围的障碍物尽量保持安全距离，但不能低于极限距离，若在无人机接近目标点的过程中光信号中断，则跳至步骤十二；步骤十、当无人机与目标点的距离小于安全距离时，利用声光电或通信的方式提示收货对象接收货品；步骤十一、收货对象使用光信号或网络通信进行电子签收，无人机确认到签收请求后解除货品的锁定，收货对象拾取货品，无人机通过光电传感器感知货品被拾取后通过网络通信向服务器确认货品签收成功，服务器存储电子签收单据并向收货对象抄送；若签收流程未完成，且计时没有超出预设值则返回步骤四；步骤十二、无人机根据距离传感器远离各个方向的障碍物至安全距离，然后提升高度至与目标空域坐标等高，再飞往目标空域坐标；步骤十三、完成任务后，无人机返航至无人机基地进行维护。