CN113485386A - 一种引导无人机精准降落的方法和*** - Google Patents

一种引导无人机精准降落的方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种引导无人机精准降落的方法和***，涉及无人机控制领域。该方法包括：通过第二定位信标获取停机坪的位置信息，根据所述位置信息和无人机所在的位置规划飞行路线，根据所述飞行路线飞行到达预设地点，根据所述预设地点与所述停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划所述无人机的降落路线，根据所述降落路线进行无人机降落，本方案通过第二定位信标和无人机所在的位置远距离返程线路规划，根据所述预设地点与所述停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划所述无人机的降落路线，实现近距离引导，无人机自动精准降落，在小面积且数量众多的停机坪中也能实现精准降落。

Description

一种引导无人机精准降落的方法和***
技术领域
本发明涉及无人机控制领域，尤其涉及一种引导无人机精准降落的方法和***。
背景技术
目前无线充电的无人机停机坪已经进入量产阶段,该类停机坪将停机坪替换为充电板,可以实现无人机停靠后,无需导线即可实现实时充电,大大简化了充电流程。但是该停机坪对无人机停靠的位置和稳定性存在要求,对停靠偏移的无人机难以有效进行感应充电。而在无人机降落阶段大多要依靠操作员主观经验遥控执行,现有自动控制降落的精度也难以对停机坪较小范围的面积进行准确定位。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种引导无人机精准降落的方法和***。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种引导无人机精准降落的方法，包括：
S1，通过第二定位信标获取停机坪的位置信息，根据所述位置信息和无人机所在的位置规划飞行路线；
S2，根据所述飞行路线飞行到达预设地点；
S3，根据所述预设地点与所述停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划所述无人机的降落路线；
S4，根据所述降落路线进行无人机降落。
本发明的有益效果是：本方案通过第二定位信标和无人机所在的位置远距离返程线路规划，根据所述预设地点与所述停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划所述无人机的降落路线，实现近距离引导，无人机自动精准降落，在小面积且数量众多的停机坪中也能实现精准降落。
进一步地，还包括：
在所述停机坪的边缘设置多个第一定位信标；
根据充电口的位置，设置多个所述第一定位信标的排布方式；
在多个所述第一定位信标中标记主信标和从信标；
在所述停机坪设置第二定位信标；所述第二定位信标包括：定位模块和远程通信模块。
采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过多个第一定位信标的排布方式控制无人机在停机坪的停机位置和停机方向，便于与停机坪中的充电口对准。
进一步地，所述S3具体包括：
通过所述排布方式确定所述停机坪范围，计算出无人机的降落地点；
根据所述排布方式中所述主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；
结合所述降落地点、所述降落方向以及所述预设地点规划出所述降落路线。
采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过排布方式确定所述停机坪范围，计算出无人机的降落地点，根据所述排布方式中所述主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；实现无人机在停机坪的精准降落。
进一步地，所述通过第二定位信标获取停机坪的位置信息具体包括：
通过所述定位模块获取所述停机坪的位置信息；
通过远程通信模块将所述位置信息发送给无人机。
进一步地，还包括：通过所述主信标的状态信息，判断所述停机坪是否处于空闲状态。
采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过主信标的状态信息，无人机可以判断出停机坪是否处于空闲状态，避免在繁忙时段无人机在停机坪上空拥堵，提高无人机的降落效率。
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
一种引导无人机精准降落的***，包括：飞行路线规划模块、飞行模块、降落路线规划模块和降落模块；
所述飞行路线规划模块用于通过第二定位信标获取停机坪的位置信息，根据所述位置信息和无人机所在的位置规划飞行路线；
所述飞行模块用于根据所述飞行路线飞行到达预设地点；
所述降落路线规划模块用于根据所述预设地点与所述停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划所述无人机的降落路线；
所述降落模块用于根据所述降落路线进行无人机降落。
本发明的有益效果是：本方案通过第二定位信标和无人机所在的位置远距离返程线路规划，根据所述预设地点与所述停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划所述无人机的降落路线，实现近距离引导精准降落，在小面积的停机坪中也能进行准确降落。
进一步地，还包括：定位信标设置模块，用于在所述停机坪的边缘设置多个第一定位信标；
根据充电口的位置，设置多个所述第一定位信标的排布方式；
在多个所述第一定位信标中标记主信标和从信标；
在所述停机坪设置第二定位信标；所述第二定位信标包括：定位模块和远程通信模块。
采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过多个第一定位信标的排布方式控制无人机在停机坪的停机位置和停机方向，便于与停机坪中的充电口对准。
进一步地，所述降落路线规划模块具体用于通过所述排布方式确定所述停机坪范围，计算出无人机的降落地点；
根据所述排布方式中所述主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；
结合所述降落地点、所述降落方向以及所述预设地点规划出所述降落路线。
采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过排布方式确定所述停机坪范围，计算出无人机的降落地点，根据所述排布方式中所述主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；实现无人机在停机坪的精准降落。
进一步地，所述飞行路线规划模块用于通过所述定位模块获取所述停机坪的位置信息；
通过远程通信模块将所述位置信息发送给无人机。
进一步地，还包括：判断模块，用于通过所述主信标的状态信息，判断所述停机坪是否处于空闲状态。
采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过主信标的状态信息，无人机可以判断出停机坪是否处于空闲状态，避免在繁忙时段无人机在停机坪上空拥堵，提高无人机的降落效率。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的一种引导无人机精准降落的方法的流程示意图；
图2为本发明的实施例提供的一种引导无人机精准降落的结构框图；
图3为本发明的其他实施例提供的第一定位信标的排布方式示意图；
图4为本发明的其他实施例提供的设置第一定位信标和第二定位信标流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种引导无人机精准降落的方法，包括：
S1，通过第二定位信标获取停机坪的位置信息，根据位置信息和无人机所在的位置规划飞行路线；
在某一实施例中，在S1之前还包括：在停机坪的边缘设置多个第一定位信标；其中停机坪的边缘可以表示无人机停放位置的最大外接圆。
根据充电口的位置，设置多个第一定位信标的排布方式；
在多个第一定位信标中标记主信标和从信标；
在另一实施例中，第一定位信标的排布方式可以包括：至少n个第一定位信标n≥3，为奇数，将n个第一定位信标安装在最大外接圆上，根据无人机的充电口的方向确定无人机的停靠方向，确定好停靠方向后，在对应方向的第一定位信标上标记主信标，越靠近主信标的位置信标的分布就越密集，第一定位信标的排布方式可以如图3所示，图中分布在圆周的都是第一定位信标，实心的为标记主信标的第一定位信标，空心的为标记从信标的第一定位信标，根据主信标的位置确定停机方向。
在某一实施例中，第一定位信标可以是红外光束收发器或者可见光收发器，也可以是超高频收发器，根据排布方式安装在停机坪***，在无人机底部同样装有对应的收发器；需要说明的是，在停机坪和无人机还设置有控制收发器行为的高频芯片微处理器，用以将停机坪询问信息、指令和停机坪的状态信息，无人机状态、坐标，确认准确停靠成功结束与失败报警。
在停机坪设置第二定位信标；第二定位信标包括：定位模块和远程通信模块。在某一实施例中，定位模块可以包括：GPS模块或GSM模块；远程通信模块可以包括：4G模块，5G模块、LoRa或GPRS。
S2，根据飞行路线飞行到达预设地点；在某一实施例中，预设地点可以是以停机坪为中心的圆形空域的边缘，该圆的且能满足无人机减速转弯所需的空域面积。
S3，根据预设地点与停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划无人机的降落路线；
在某一实施例中，通过排布方式确定停机坪范围，计算出无人机的降落地点；需要说明的是，根据第一定位信标的排布方式所圈出的范围确定边界，根据机身大小结合边界获得无人机的停机位置，也就是无人机的降落地点。
根据排布方式中主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；在某一实施例中，如图3所示，图中分布在圆周的都是第一定位信标，实心的为标记主信标的第一定位信标，空心的为标记从信标的第一定位信标，根据主信标的位置确定停机方向即图中箭头方向。
结合降落地点、降落方向以及预设地点规划出降落路线。
S4，根据降落路线进行无人机降落。
在某一实施例中，降落路线规划可以通过服务台根据降落地点、降落方向以及预设地点进行规划然后发送给无人机执行，也可以是无人机根据自身处理器器根据降落地点、降落方向以及预设地点计算降落路线，然后根据降落路线进行无人机的飞行控制，实现降落。
本方案通过第二定位信标和无人机所在的位置远距离返程线路规划，根据预设地点与停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划无人机的降落路线，实现近距离引导精准降落，在小面积的停机坪中也能进行准确降落。
优选地，在上述任意实施例中，如图4所示，还包括：
S110，在停机坪的边缘设置多个第一定位信标；
S111，根据充电口的位置，设置多个第一定位信标的排布方式；
S112，在多个第一定位信标中标记主信标和从信标；
S113，在停机坪设置第二定位信标；第二定位信标包括：定位模块和远程通信模块。
本方案通过多个第一定位信标的排布方式控制无人机在停机坪的停机位置和停机方向，便于与停机坪中的充电口对准。
优选地，在上述任意实施例中，S3具体包括：
通过排布方式确定停机坪范围，计算出无人机的降落地点；
根据排布方式中主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；
结合降落地点、降落方向以及预设地点规划出降落路线。
本方案通过排布方式确定停机坪范围，计算出无人机的降落地点，根据排布方式中主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；实现无人机在停机坪的精准降落。
优选地，在上述任意实施例中，通过第二定位信标获取停机坪的位置信息具体包括：
通过定位模块获取停机坪的位置信息；
通过远程通信模块将位置信息发送给无人机。
优选地，在上述任意实施例中，还包括：通过主信标的状态信息，判断停机坪是否处于空闲状态。在某一实施例中，第一定位信标可以为红外光束收发器或者可见光收发器，也可以是超高频收发器，通过停机坪收发器将停机坪的状态信息发送给无人机，无人机根据该状态信息判断停机坪是否空闲。例如：在停机坪的状态信息中，设置状态位，状态位为1则表示停机坪处于空闲，状态位为0则表示该停机坪属于繁忙状态，不接收新无人机的停靠。无人机根据接收到的停机坪状态信息，进行解析，获得状态位信息来判断停机坪的状态。在某一实施例中，状态位的信息可以与停机坪中充电口的状态信息进行关联，充电口的状态空闲是判断停机坪空闲的条件之一。
本方案通过主信标的状态信息，无人机可以判断出停机坪是否处于空闲状态，避免在繁忙时段无人机在停机坪上空拥堵，提高无人机的降落效率。
在某一实施例中，如图2所示，一种引导无人机精准降落的***，包括：飞行路线规划模块1101、飞行模块1102、降落路线规划模块1103和降落模块1104；
飞行路线规划模块1101用于通过第二定位信标获取停机坪的位置信息，根据位置信息和无人机所在的位置规划飞行路线；
飞行模块1102用于根据飞行路线飞行到达预设地点；
降落路线规划模块1103用于根据预设地点与停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划无人机的降落路线；
降落模块1104用于根据降落路线进行无人机降落。
本方案通过第二定位信标和无人机所在的位置远距离返程线路规划，根据预设地点与停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划无人机的降落路线，实现近距离引导精准降落，在小面积的停机坪中也能进行准确降落。
优选地，在上述任意实施例中，还包括：定位信标设置模块，用于在停机坪的边缘设置多个第一定位信标；
根据充电口的位置，设置多个第一定位信标的排布方式；
在多个第一定位信标中标记主信标和从信标；
在停机坪设置第二定位信标；第二定位信标包括：定位模块和远程通信模块。
本方案通过多个第一定位信标的排布方式控制无人机在停机坪的停机位置和停机方向，便于与停机坪中的充电口对准。
优选地，在上述任意实施例中，降落路线规划模块1103具体用于通过排布方式确定停机坪范围，计算出无人机的降落地点；
根据排布方式中主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；
结合降落地点、降落方向以及预设地点规划出降落路线。
本方案通过排布方式确定停机坪范围，计算出无人机的降落地点，根据排布方式中主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；实现无人机在停机坪的精准降落。
优选地，在上述任意实施例中，飞行路线规划模块1101用于通过定位模块获取停机坪的位置信息；
通过远程通信模块将位置信息发送给无人机。
优选地，在上述任意实施例中，还包括：判断模块，用于通过主信标的状态信息，判断停机坪是否处于空闲状态。
本方案通过主信标的状态信息，无人机可以判断出停机坪是否处于空闲状态，避免在繁忙时段无人机在停机坪上空拥堵，提高无人机的降落效率。
可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部可选实施方式。
需要说明的是，上述各实施例是与在先方法实施例对应的产品实施例，对于产品实施例中各可选实施方式的说明可以参考上述各方法实施例中的对应说明，在此不再赘述。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种引导无人机精准降落的方法，其特征在于，包括：
S1，通过第二定位信标获取停机坪的位置信息，根据所述位置信息和无人机所在的位置规划飞行路线；
S2，根据所述飞行路线飞行到达预设地点；
S3，根据所述预设地点与所述停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划所述无人机的降落路线；
S4，根据所述降落路线进行无人机降落。
2.根据权利要求1所述的一种引导无人机精准降落的方法，其特征在于，还包括：
在所述停机坪的边缘设置多个第一定位信标；
根据充电口的位置，设置多个所述第一定位信标的排布方式；
在多个所述第一定位信标中标记主信标和从信标；
在所述停机坪设置第二定位信标；所述第二定位信标包括：定位模块和远程通信模块。
3.根据权利要求2所述的一种引导无人机精准降落的方法，其特征在于，所述S3具体包括：
通过所述排布方式确定所述停机坪范围，计算出无人机的降落地点；
根据所述排布方式中所述主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；
结合所述降落地点、所述降落方向以及所述预设地点规划出所述降落路线。
4.根据权利要求2所述的一种引导无人机精准降落的方法，其特征在于，所述通过第二定位信标获取停机坪的位置信息具体包括：
通过所述定位模块获取所述停机坪的位置信息；
通过远程通信模块将所述位置信息发送给无人机。
5.根据权利要求2或3所述的一种引导无人机精准降落的方法，其特征在于，还包括：通过所述主信标的状态信息，判断所述停机坪是否处于空闲状态。
6.一种引导无人机精准降落的***，其特征在于，包括：飞行路线规划模块、飞行模块、降落路线规划模块和降落模块；
所述飞行路线规划模块用于通过第二定位信标获取停机坪的位置信息，根据所述位置信息和无人机所在的位置规划飞行路线；
所述飞行模块用于根据所述飞行路线飞行到达预设地点；
所述降落路线规划模块用于根据所述预设地点与所述停机坪上的第一定位信标的相对位置，规划所述无人机的降落路线；
所述降落模块用于根据所述降落路线进行无人机降落。
7.根据权利要求6所述的一种引导无人机精准降落的***，其特征在于，还包括：定位信标设置模块，用于在所述停机坪的边缘设置多个第一定位信标；
根据充电口的位置，设置多个所述第一定位信标的排布方式；
在多个所述第一定位信标中标记主信标和从信标；
在所述停机坪设置第二定位信标；所述第二定位信标包括：定位模块和远程通信模块。
8.根据权利要求7所述的一种引导无人机精准降落的***，其特征在于，所述降落路线规划模块具体用于通过所述排布方式确定所述停机坪范围，计算出无人机的降落地点；
根据所述排布方式中所述主信标的位置信息，计算出无人机的降落方向；
结合所述降落地点、所述降落方向以及所述预设地点规划出所述降落路线。
9.根据权利要求7所述的一种引导无人机精准降落的***，其特征在于，所述飞行路线规划模块用于通过所述定位模块获取所述停机坪的位置信息；
通过远程通信模块将所述位置信息发送给无人机。
10.根据权利要求7或8所述的一种引导无人机精准降落的***，其特征在于，还包括：判断模块，用于通过所述主信标的状态信息，判断所述停机坪是否处于空闲状态。
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