CN112099533A - 自动起飞降落的车载无人机、***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动起飞降落的车载无人机、***及方法，包括车载控制站、降落台与无人机；通过在无人机内部设置定位模块，起飞时，车载控制站向无人机发送一键起飞指令，无人机接收指令并自动起飞，降落时，定位模块对移动中的车载位置进行预判定位，这样可以使用户在车载进行移动时，坐在车内通过车载控制站控制无人机从车顶的降落台自动起飞执行任务，任务执行完成后，通过定位模块对移动车载进行预判定位，使无人机预估车载即将到达的位置，从而自动降落到车载的降落台上，实现无人机在移动车载上的自动起飞与降落。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种自动起飞降落的车载无人机、***及方法。
背景技术
近几年，无人机在民用航拍方面快速发展，然而现有的无人机起降大多都是在静止的地面上进行的。如今，只能在静止地面上起降的无人机已经不能满足广大用户的需求，众多用户期望在汽车上也能使用无人机，能够让无人机在移动的汽车上进行自动起飞与降落。因此，有必要开发一种能够在移动的汽车上进行起降的自动起飞降落的车载无人机***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动起飞降落的车载无人机、***及方法，使用户可以在移动的车载内控制无人机起飞及降落，完成基于车载的无人机侦察、监测等任务。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动起飞降落的车载无人机***，包括车载控制站、降落台与无人机；所述车载控制站设置在车内，用于获取所述无人机的实时数据并控制所述无人机起飞降落； 所述降落台与所述车载控制站、所述无人机通过开关传感器通讯连接，所述降落台设置在车载顶部； 所述无人机包括第一通信装置与定位模块，起飞时，所述车载控制站通过所述第一通信装置向所述无人机发送一键起飞指令，所述无人机接收一键起飞指令并自动起飞，降落时，所述定位模块对移动中的车载位置进行预判定位操作，使所述无人机自动降落在所述降落台上。
作为优选，所述车载控制站包括第二通信装置与反馈模块，所述第二通信装置与所述第一通信装置进行持续的数据交换，所述反馈模块实时刷新所述第二通信装置的交换数据并反馈给所述车载控制站。
作为优选，所述无人机顶部设有螺旋桨，所述无人机接收一键起飞指令后，先进行垂直起飞，再进行常规飞行，在所述垂直起飞中，所述螺旋桨向上倾斜旋转将所述无人机拉离所述降落台，升空后，再将螺旋桨转为水平状态用于执行所述常规飞行。
作为优选，所述降落台上设有辅助无人机站稳的机械臂，所述开关传感器控制所述机械臂在无人机起飞时松开，在所述无人机降落时握紧所述无人机，辅助所述无人机降落在所述降落台上。
作为优选，所述定位模块包括远程预判定位操作与近程预判定位操作，降落时，所述定位模块先执行所述远程预判定位操作，当无人机的高度下降到一定值时，再开始执行近程预判定位操作。
作为优选，在所述远程预判定位操作中，采用GPS***获取移动车载的经纬度信息，并根据经纬度信息计算所述无人机当前位置与移动车载之间的距离，使所述无人机往移动车载的经纬度位置靠拢。
作为优选，在所述近程预判定位操作中，采用复合传感器对所述降落台分别进行水平位置定位与垂直位置定位，结合水平位置定位与垂直位置定位计算出移动车载的移动速度，并对移动车载的位移方向进行识别与预判。
作为优选，所述无人机还包括调整装置，所述调整装置根据所述复合传感器计算出的移动车载的移动速度，在所述无人机降落时，将所述无人机的飞行速度调整到与车载移动速度一致。
一种自动起降车载无人机，包括车载平台与无人机，所述车载平台上设有用于无人机停靠的降落台与控制无人机自动起飞降落的车载控制站，所述无人机包括第一通信装置与定位模块，起飞时，所述车载控制站通过所述第一通信装置向所述无人机发送一键起飞指令，所述无人机接收一键起飞指令并自动起飞，降落时，所述定位模块对移动中的车载位置进行预判定位操作，使所述无人机自动降落在所述降落台上。
一种自动起飞降落的车载无人机方法，包括以下步骤：
在移动车载顶部设置降落仓，所述降落仓上设有辅助无人机降落的机械臂；
执行完飞行任务后，无人机开始自动降落；
无人机内部设有定位模块，在自动降落中，所述定位模块对移动车载的位置与位移方向进行预判定位；
无人机自动降落在所述降落台上。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种自动起飞降落的车载无人机、***及方法，包括车载控制站、降落台与无人机；车载控制站设置在车内，用于获取无人机的实时数据并控制无人机起飞降落；降落台与车载控制站、无人机通过开关传感器通讯连接，降落台设置在车载顶部；无人机包括通信装置与定位模块，起飞时，车载控制站通过通信装置向无人机发送一键起飞指令，无人机接收指令并自动起飞，降落时，定位模块对移动中的车载位置进行预判定位，使无人机自动降落在降落台上，这样可以使用户在车载进行移动时，坐在车内通过车载控制站控制无人机从车顶的降落台自动起飞执行任务，任务执行完成后，通过定位模块对移动车载进行预判定位，使无人机预估车载即将到达的位置，从而自动降落到车载的降落台上，实现无人机在移动车载上的自动起飞与降落。
附图说明
图1为本实施例涉及的自动起飞降落的车载无人机***。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
具体为一种自动起飞降落的车载无人机***，请参阅图1，包括车载控制站1、降落台2与无人机3；车载控制站1设置在车内，用于获取无人机3的实时数据并控制无人机3的起飞降落；降落台2与车载控制站1、无人机3通过开关传感器21通讯连接，降落台2设置在车载顶部；无人机3包括第一通信装置31与定位模块32，起飞时，车载控制站1通过第一通信装置31向无人机3发送一键起飞指令，无人机3接收指令并自动起飞，降落时，定位模块32对移动车载4位置进行预判定位，使无人机3自动降落在降落台2上；通过定位模块32对移动车载4的预判定位，使无人机3预估移动车载4即将到达的位置，从而自动降落到移动车载4的降落台2上，实现无人机3在移动车载4上的自动起飞与降落。
在本实施例中，车载控制站1包括第二通信装置13与反馈模块11，第二通信装置13与第一通信装置31进行持续的数据交换，反馈模块11实时刷新第二通信装置13的交换数据并反馈给车载控制站1，车载控制站1内设置有第二通信装置13，第二通信装置13与无人机3内的第一通信装置31互相通讯，从而使用户能够在车载内部通过车载控制站1直接操控无人机的起飞与降落，具体的，数据交换信息包括无人机3的飞行高度，飞行时处于的经纬度，电量信息，飞行路线等情况，并且数据交换信息能够实时刷新，这样能够使用户通过车载控制站1随时了解到无人机3的工作状态，还能使无人机3对移动车载4保持持续关注，更优的，反馈模块3实时刷新数据，能使得无人机3自动悬停。
更优的，车载控制站1还包括一键返航模块12，一键返航模块12发送返航指令至第一通信装置31，使正在执行飞行任务的无人机3接收到返航指令后即刻开启返航模式返回降落台2，通过设置一键返航模块12，能够防止意外情况发生时，比如天气恶劣、无人机电量不足等紧急情况发生时，强制停止无人机3的飞行任务，使无人机3即刻返回降落台2上，从而减少无人机3在恶劣环境下出现损害、丢失的情况发生，也方便用户灵活的操控无人机3。
在本实施例中，无人机3顶部设有螺旋桨，无人机3接收一键起飞指令后，先进行垂直起飞，再进行常规飞行，在垂直起飞中，螺旋桨向上倾斜旋转将无人机3拉离降落台2，升空后，再将螺旋桨转为水平状态用于执行常规飞行，具体的，螺旋桨倾斜旋转时会带动装在无人机3翼尖上的两台发动机，发动机也向上倾斜，将无人机3拉离降落台2，达到一定高度后，发动机和螺旋桨转至水平方向，再进行常规飞行，需要说明的是，在垂直起飞时，无人机3的机身始终保持水平姿态，这样能够在降落台2面积很小的情况下，使无人机3正常起飞，且采用这种倾转旋翼式垂直起飞方式，能够降低无人机3在起飞时的耗油率。
在本实施例中，降落台2上设有辅助无人机3站稳的机械臂22，开关传感器21控制机械臂22在无人机3起飞时松开，在无人机3降落时握紧无人机3，辅助无人机3降落在降落台2上，具体的，起飞时，用户通过车载控制器1对无人机3发送一键起飞指令，此时降落台2的开关传感器21能够感应到无人机3的工作状态，此时开关传感器21控制机械臂22松开无人机3的脚架，使无人机3从降落台2上起飞，执行飞行任务，需要说明的是，车载控制站1内安装有地图，用户能够控制无人机3飞行到地图中的任意地方，且能够设置无人机3的飞行模式与飞行路线，当无人机3执行完飞行任务后，准备降落时，开关传感器21能够控制机械臂22，使机械臂22握紧无人机3的脚架，从而辅助无人机3稳定的降落在降落台2上且不会因为移动车载4的移动速度或颠簸出现被吹走或导致无人机3机身倾斜的情况发生。
在本实施例中，定位模块32包括远程预判定位操作321与近程预判定位操作322，降落时，定位模块32先执行远程预判定位操作321，当无人机的高度下降到一定值时，再开始执行近程预判定位操作322，由于无人机在执行飞行任务时，与移动车载的距离过大，若只采用一种精准定位模式，会加快无人机的油电消耗，且导致定位精准度低，因此本实施例在降落时，先进行远程预判的定位操作，在此操作过程中，只需定位出移动车载的大概位置与方向，使无人机向移动车载的大概位置移动，当高度下降到一定值时，再启动近程预判定位操作，这样能够提高定位模式32的定位精度，且减少油电消耗。
在本实施例中，远程预判定位操作321时，采用GPS***获取移动车载4的经纬度信息，并根据经纬度信息计算无人机3当前位置与移动车载4之间的距离，使无人机3往移动车载4的经纬度位置靠拢，通过采用GPS***，能够使无人机3不限距离的对移动车载4进行定位，从而使得无人机3不会因为与移动车载4距离过大而导致跟踪丢失的情况发生。
在本实施例中，近程预判定位操作322时，采用复合传感器对降落台分别进行水平位置定位与垂直位置定位，结合水平位置定位与垂直位置定位计算出移动车载的移动速度，并对移动车载的位移方向进行识别与预判，通过设置复合传感器对移动车载4的水平位置定位与垂直位置定位，能够减小定位模式32计算的理想距离与实际距离之间的误差，从而提高定位模式32对移动车载4定位的精准度；
更优的，在本实施例中，复合传感器包括激光传感器、超声波传感器与光学传感器，激光传感器对移动车载进行垂直位置计算，工作时，由激光发射二极管对准目标（移动车载4）发射激光脉冲，经目标（移动车载4）反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到激光传感器的接收器，被接收器接收后成像到光学传感器上；本实施例中的激光传感器采用激光测距传感器，激光测距传感器通过记录并处理从激光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，测定目标距离，即通过记录并处理激光脉冲从激光发射二极管对移动车载4发出到返回所用的时间，来测量移动车载4与无人机3之间的垂直距离；
光学传感器检测移动车载4的位移、移动速度与加速度，并对移动车载4的水平距离、位移方向进行识别与预判，在本实施例中，光学传感器采用光电传感器，在受到可见光照射后，光学传感器即产生光电效应，根据移动车载4阻挡光通量的多少来测量移动车载4的位移、移动速度与加速度，且能够持续测量，从而使无人机3对移动车载4的水平移动方向进行预判；超声波传感器能够对无人机3周围的环境进行探测，并将探测信号传输至车载控制站1，超声波传感器主要采用直接反射式的检测模式，位于超声波传感器前面的被检测物通过将发射的声波部分的发射回超声波传感器的接收器，从而使超声波传感器检测到被测物，超声波传感器接收到反射波通过计算该声波的传播时间可以计算出无人机3与被测物之间的距离，使得无人机3与被测物距离过近时，自动避障，防止无人机3与被测物相撞，本实施例中的超声波传感器对透明或有色物体，金属或非金属物体，固体、液体、粉状物质均能检测，且检测性能几乎不受任何环境条件的影响，包括烟尘环境和雨天，降落时，超声波传感器能够对落地仓2上的机械臂22进行检测，当处于机械臂22的附近时，开启悬停模式，使的机械臂22抓紧无人机3的脚架，辅助无人机降落到降落台上，需要说明的是，本实施例中的激光传感器、超声波传感器与光学传感器是同时使用且相互通讯的，这样能够实现复合传感器对移动车载的精准定位。
在本实施例中，无人机3还包括调整装置33，调整装置33根据定位模块32计算出的移动车载4的移动速度，在无人机3降落时，将无人机3的飞行速度调整到与车载移动速度一致，具体的，调整装置33接收复合传感器发送的移动车载4的移动速度，在无人机3降落时，将无人机3的飞行速度调整到与车载移动速度一致；由于运动是绝对的，静止是相对的，宇宙间所有的物体都在运动，且我们说某物体静止，一定是指它相对于某个参照物是静止的，因此当移动车载4的移动速度与无人机3的飞行速度达到一致，使其相对速度为0时，移动车载4与无人机3才能相对静止，这样能够防止无人机3与降落台2相撞，且当相对速度为零降落时，无人机3盘旋在降落台2的上空，机械臂22此时能够握住无人机3的脚架，当无人机3被机械臂22握紧后，会缓慢降下其飞行速度直至零并稳定落在降落台2上。
更优的，无人机3还能够自动跟踪，车载控制站1通过第二通信装置13与第一通信装置31信号连接，使无人机3自动跟随移动车载4飞行，具体的，车载控制站1内部设有自动跟踪模式，用户选择自动跟踪模式后，无人机3通过定位模块32对移动车载4的精准定位，自行跟随移动车载4移动，从而对移动车载4经过的环境进行监测。
本发明还提供了一种自动起飞降落的车载无人机3，包括车载平台与无人机3，车载平台上设有用于无人机停靠的降落台2与控制无人机3起飞降落的车载控制站1，无人机3包括第一通信装置31与定位模块32，起飞时，车载控制站1通过第一通信装置31向无人机3发送一键起飞指令，无人机3接收一键起飞指令并自动起飞，降落时，定位模块32对移动中的车载位置进行预判定位，使无人机3自动降落在降落台3上，实现无人机3在移动车载4上的自动起飞与降落。需要说明的是，此处的车载平台不仅限于车载，也可用于船载等任意能够操控无人机的平台。
一种自动起飞降落的车载无人机方法，包括以下步骤：
车载控制站1设置在车内，向无人机发送一键起飞指令，无人机接收一键起飞指令并自动起飞；
在移动车载4顶部设置降落仓2，降落仓2上设有辅助无人机3降落的机械臂33；
执行完飞行任务后，无人机3开始自动降落；
无人机3内部设有定位模块32，在自动降落中，定位模块32对移动车载4的位置与位移方向进行预判定位；当无人机3降落到移动车载4附近时，机械臂33握紧无人机3的脚架，辅助无人机3降落在降落台2上。
本发明的优势在于：通过在车载内部设置车载控制站与在无人机内部设置定位模块，使用户在移动的同时能够操控无人机，起飞时，车载控制站通过第二通信装置与第一通信装置向无人机发送一键起飞指令，无人机接收指令并自动起飞，降落时，定位模块对移动中的车载位置进行预判定位，使无人机自动降落在降落台上，这样可以使用户在车载进行移动时，坐在车内通过车载控制站控制无人机从车顶的降落台自动起飞执行任务，任务执行完成后，通过定位模块对移动车载进行预判定位，使无人机预估车载即将到达的位置，从而自动降落到车载的降落台上，实现无人机在移动车载上的自动起飞与降落。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动起飞降落的车载无人机***，其特征在于，包括车载控制站、降落台与无人机；
所述车载控制站设置在车内，用于获取所述无人机的实时数据并控制所述无人机起飞降落；
所述降落台与所述车载控制站、所述无人机通过开关传感器通讯连接，所述降落台设置在车载顶部；
所述无人机包括第一通信装置与定位模块，起飞时，所述车载控制站通过所述第一通信装置向所述无人机发送一键起飞指令，所述无人机接收一键起飞指令并自动起飞，降落时，所述定位模块对移动中的车载位置进行预判定位操作，使所述无人机自动降落在所述降落台上。
2.根据权利要求1所述的自动起飞降落的车载无人机***，其特征在于，所述车载控制站包括第二通信装置与反馈模块，所述第二通信装置与所述第一通信装置进行持续的数据交换，所述反馈模块实时刷新所述第二通信装置的交换数据并反馈给所述车载控制站。
3.根据权利要求1所述的自动起飞降落的车载无人机***，其特征在于，所述无人机顶部设有螺旋桨，所述无人机接收一键起飞指令后，先进行垂直起飞，再进行常规飞行，在所述垂直起飞中，所述螺旋桨向上倾斜旋转将所述无人机拉离所述降落台，升空后，再将螺旋桨转为水平状态用于执行所述常规飞行。
4.根据权利要求1所述的自动起飞降落的车载无人机***，其特征在于，所述降落台上设有辅助无人机站稳的机械臂，所述开关传感器控制所述机械臂在无人机起飞时松开，在所述无人机降落时握紧所述无人机，辅助所述无人机降落在所述降落台上。
5.根据权利要求1所述的自动起飞降落的车载无人机***，其特征在于，所述定位模块包括远程预判定位操作与近程预判定位操作，降落时，所述定位模块先执行所述远程预判定位操作，当无人机的高度下降到一定值时，再开始执行近程预判定位操作。
6.根据权利要求5所述的自动起飞降落的车载无人机***，其特征在于，在所述远程预判定位操作中，采用GPS***获取移动车载的经纬度信息，并根据经纬度信息计算所述无人机当前位置与移动车载之间的距离，使所述无人机往移动车载的经纬度位置靠拢。
7.根据权利要求5所述的自动起飞降落的车载无人机***，其特征在于，在所述近程预判定位操作中，采用复合传感器对所述降落台分别进行水平位置定位与垂直位置定位，结合水平位置定位与垂直位置定位计算出移动车载的移动速度，并对移动车载的位移方向进行识别与预判。
8.根据权利要求7所述的自动起飞降落的车载无人机***，其特征在于，所述无人机还包括调整装置，所述调整装置根据所述复合传感器计算出的移动车载的移动速度，在所述无人机降落时，将所述无人机的飞行速度调整到与车载移动速度一致。
9.一种自动起飞降落的车载无人机，包括车载平台与无人机，所述车载平台上设有用于无人机停靠的降落台与控制无人机自动起飞降落的车载控制站，所述无人机包括第一通信装置与定位模块，起飞时，所述车载控制站通过所述第一通信装置向所述无人机发送一键起飞指令，所述无人机接收一键起飞指令并自动起飞，降落时，所述定位模块对移动中的车载位置进行预判定位操作，使所述无人机自动降落在所述降落台上。
10.一种自动起飞降落的车载无人机方法，包括以下步骤：
车载控制站设置在车内，向无人机发送一键起飞指令，无人机接收一键起飞指令并自动起飞；
在移动车载顶部设置降落仓，降落仓上设有辅助无人机降落的机械臂；
执行完飞行任务后，无人机开始自动降落；
无人机内部设有定位模块，在自动降落中，定位模块对移动车载的位置与位移方向进行预判定位；当无人机降落到移动车载附近时，机械臂握紧无人机的脚架，辅助无人机降落在降落台上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201218 |