无人机停机坪控制方法及装置与流程

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机停机坪控制方法及装置。

背景技术：

无人机是指未搭载操作人员的一种空中飞行器，机上安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够实现自动飞行或远程引导。目前常见的无人机采用垂直升降的方式进行起飞和着陆，但是由于无人机在飞行过程中会受到风力的影响引起机身倾斜，或着陆时的地形不够平坦，导致无人机无法平稳着陆，从而造成机身损坏。所以，现有技术中存在着无人机不能保证平稳降落，容易损坏的问题。

技术实现要素：

基于此，为解决传统技术中无人机不能保证平稳降落，容易损坏的技术问题，特提出了一种无人机停机坪控制方法。

一种无人机停机坪控制方法，包括：

检测到第一无人机飞入预设的距离范围时，向所述第一无人机发送飞行姿态请求；

获取所述第一无人机返回的飞行姿态，所述飞行姿态包括所述第一无人机的飞行方向和飞行角度，所述飞行角度包括第一俯仰角和第一翻转角；

根据所述获取的飞行姿态调节停机坪姿态，所述停机坪姿态包括第二俯仰角和第二翻转角；

在将所述停机坪姿态调节至与所述第一无人机的飞行姿态相同时，向所述第一无人机发送允许停靠的信息，以使所述第一无人机在接收到所述允许停靠的信息时，停靠至所述停机坪。

可选的，在所述检测到第一无人机飞入预设的距离范围之前，还包括：

获取所述第一无人机停靠的请求信息，通过距离传感器测量所述第一无人机与所述停机坪的距离。

可选的，所述将所述停机坪姿态调节至与所述第一无人机的飞行姿态相同包括：

所述停机坪位于所述第一无人机的飞行方向上，调节所述停机坪的第二俯仰角至与所述第一无人机的第一俯仰角相同，调节所述停机坪的第二翻转角至与所述第一无人机的第一翻转角相同。

可选的，所述停机坪位于所述第一无人机的飞行方向上包括：

向所述第一无人机发送所述停机坪的位置信息，使得所述第一无人机根据所述位置信息调节所述飞行方向至所述停机坪位于所述第一无人机的飞行方向上。

可选的，所述方法还包括：

在所述接收所述第一无人机停靠后，接收到第二无人机停靠的请求信息时，向第二无人机返回无法停靠的应答信息。

此外，为解决传统技术中无人机不能保证平稳降落，容易损坏的技术问题，特提出了一种无人机停机坪控制装置。

一种无人机停机坪控制装置，包括：

飞行姿态请求模块，用于在检测到第一无人机飞入预设的距离范围时，向所述第一无人机发送飞行姿态请求；

飞行姿态获取模块，用于获取所述第一无人机返回的飞行姿态，所述飞行姿态包括所述第一无人机的飞行方向和飞行角度，所述飞行角度包括第一俯仰角和第一翻转角；

停机坪姿态调节模块，用于根据所述获取的飞行姿态调节停机坪姿态，所述停机坪姿态包括第二俯仰角和第二翻转角；

停靠确认模块，用于在将所述停机坪姿态调节至与所述第一无人机的飞行姿态相同时，向所述第一无人机发送允许停靠的信息，以使所述第一无人机在接收到所述允许停靠的信息时，停靠至所述停机坪。

可选的，所述装置还包括停靠请求获取模块，用于在所述检测到第一无人机飞入预设的距离范围之前，获取所述第一无人机停靠的请求信息，通过距离传感器测量所述第一无人机与所述停机坪的距离。

可选的，所述停机坪姿态调节模块还用于调节所述停机坪的第二俯仰角至与所述第一无人机的第一俯仰角相同，调节所述停机坪的第二翻转角至与所述第一无人机的第一翻转角相同。

可选的，所述停机坪姿态调节模块还用于向所述第一无人机发送所述停机坪的位置信息，使得所述第一无人机根据所述位置信息调节所述飞行方向至所述停机坪位于所述第一无人机的飞行方向上。

可选的，所述停靠请求获取模块还用于在所述接收所述第一无人机停靠后，接收到第二无人机停靠的请求信息时，向第二无人机返回无法停靠的应答信息。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

在检测到无人机停靠前，通过向无人机发送姿态请求信息，获取无人机的实时飞行姿态，包括无人机的飞行方向和角度，从而根据无人机的飞行姿态调节停机坪的俯仰角和翻转角，使得停机坪姿态与即将降落的无人机姿态相同，保证无人机可以平稳降落在停机坪上，避免损坏无人机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中一种无人机停机坪的示意图；

图2为一个实施例中一种无人机停机坪控制方法的流程图；

图3为一个实施例中一种无人机飞行姿态的示意图；

图4为一个实施例中一种无人机飞行姿态的示意图；

图5为一个实施例中一种停机坪姿态的示意图；

图6为一个实施例中一种停机坪姿态的示意图；

图7为一个实施例中一种无人机飞行姿态和停机坪姿态的示意图；

图8为一个实施例中一种无人机停机坪控制装置的结构图；

图9为一个实施例中运行上述无人机停机坪控制方法的计算机系统的硬件架构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决传统技术中无人机不能保证平稳降落，容易损坏的技术问题，特提出了一种无人机停机坪控制方法。本实施例中的停机坪包括面板、调节支架和控制器，如附图1所示，其中，面板与调节支架相连，调节支架与控制器连接，面板中内置有传感器可以测量停机坪的角度，并将测量结果发送至控制器，而控制器根据所接收到的信号通过调节支架，对停机坪的角度进行调节。

参照附图2，该方法的执行包括以下步骤：

步骤S102：检测到第一无人机飞入预设的距离范围时，向所述第一无人机发送飞行姿态请求。

步骤S104：获取所述第一无人机返回的飞行姿态，所述飞行姿态包括所述第一无人机的飞行方向和飞行角度，所述飞行角度包括第一俯仰角和第一翻转角。

在本实施例中，所述停机坪上设置有通讯模块，可以与无人机进行通讯，在接收到无人机发送的进行停靠的请求信息时，启动距离传感器测量无人机到停机坪的距离，当该距离小于一定的阈值时，向即将停靠的无人机发送飞行姿态请求，其中，无人机的飞行姿态包括飞行方向和飞行角度，飞行角度包括第一俯仰角和第一翻转角。如图3和图4所示，第一俯仰角为无人机沿着飞行方向上机身与水平面的夹角，第一翻转角为无人机垂直飞行方向上机身与水平面的夹角。

无人机的飞行方向可以通过内置在无人机上的磁力计传感器获得。磁力计传感器又称为地磁、磁感器，可用于通过测试磁场强度和方向，得到设备与东西南北四个方向的夹角，获取设备的运动方向。俯仰角和翻转角可以通过陀螺仪进行测量。在无人机内部还包括加速计，通过测量无人机在某个轴向的受力情况，来感知任意方向上的加速度，可以获得无人机的位移。

在一个实施例中，无人机在降落之前向停机坪发送停靠请求信息，停机坪在接收到该停靠请求信息后，通过距离传感器测得该无人机到停机坪的距离为10m，设停机坪允许停靠的距离阈值为5m，此时无人机到停机坪的距离在该阈值以外，停机坪继续进行距离检测。假设后续检测到无人机与停机坪之间的距离为4m，小于设定的距离阈值，此时停机坪向无人机发送指令，请求获取无人机的实时飞行姿态。无人机将通过磁力计、陀螺仪等传感器获取的飞行方向、飞行角度信息发送给停机坪。在本实施例中，可以通过一定的试验统计无人机在降落过程中保持飞行姿态不变的飞行距离，根据该距离值设置停机坪的允许停靠的距离阈值，从而使得无人机与停机坪停靠过程姿势配合更为精确。

步骤S106：根据所述获取的飞行姿态调节停机坪姿态，所述停机坪姿态包括第二俯仰角和第二翻转角。

步骤S108：在将所述停机坪姿态调节至与所述第一无人机的飞行姿态相同时，向所述第一无人机发送允许停靠的信息，以使所述第一无人机在接收到所述允许停靠的信息时，停靠至所述停机坪。

在本实施例中，停机坪在接收到无人机发送的飞行姿态后，根据无人机的第一俯仰角和第一翻转角的大小，调节停机坪姿态，使得第二俯仰角与无人机的第一俯仰角相同，停机坪的第二翻转角与无人机的第一翻转角相同。如图5和图6所示，第二俯仰角为沿着无人机的飞行方向上停机坪的面板与水平面的夹角，第二翻转角为垂直于无人机的飞行方向上停机坪面板与水平面的夹角。例如，如图7中所示，无人机在接近停机坪的过程中，保持飞行姿态不变，且无人机上的传感器测得的第一俯仰角为偏离水平面向下20度，第一翻转角为偏离水平面向下5度。停机坪在接收到无人机的飞行姿态后，读取出其中的第一俯仰角和第一翻转角的值，并调节停机坪姿态与无人机飞行姿态相同，即调节第二俯仰角为偏离水平面向下20度，调节第二翻转角为偏离水平面向下5度，之后向无人机发送允许停靠的信息，接收无人机停靠。这样无人机在保持原来的飞行轨迹降落时，可以准确地降落在停机坪上，避免损坏。

在本实施例中，无人机在降落过程中，停机坪向无人机发送位置信息。无人机在接收到停机坪的位置信息之后，根据该位置信息以及无人机的飞行轨迹，判断停机坪是否处于无人机的飞行方向上。如果停机坪恰好位于无人机的飞行方向上，则无人机保持原来的飞行轨迹继续飞行；如果停机坪在无人机的飞行方向以外，那么，无人机根据停机坪的位置与其飞行轨迹的偏差，及时调整飞行方向，校正轨迹，使得无人机可以准确地降落在停机坪上。例如，无人机在接近停机坪的过程中，距离停机坪4m处，获取到停机坪的位置信息为经度114度，纬度26度，根据无人机的实时飞行方向计算的飞行轨迹判断，无人机在到达停机坪时会有0.5m的偏差，此时无人机的控制系统对其飞行方向进行修正，使得停机坪位于无人机的飞行方向上。

在一个实施例中，停机坪在接收无人机停靠后，接收到第二无人机停靠的请求信息时，向第二无人机返回无法停靠的应答信息。例如，停机坪上已经停靠了无人机A，此时另一架无人机B正向停机坪飞来，当无人机B检测到停机坪时，向停机坪发送停靠请求，那么此时停机坪则向无人机B返回无法停靠的信息，拒绝无人机B的停靠请求，从而避免多个无人机停靠而停机坪空间不足导致无人机损坏的问题。

在一个实施例中，停机坪还可以通过广播方式，向周围的无人机发送广播信号，检测是否有无人机即将停靠。例如，在停机坪和无人机的通讯信息的编码中加入一个识别位，如停机坪发出的信息中该识别位为“0”时，表示停机坪上此时没有无人机停靠，而该识别位为“1”时，表示停机坪上此时已经接受无人机停靠，不允许其他无人机降落到该停机坪上；而对于无人机返回的应答信息中，如果该识别位为“0”，表示无人机不准备停靠在该停机坪上，如果该识别位为“1”，则表示该无人机即将停靠在该停机坪上，从而提高通讯效率。

在另一个实施例中，以下结合一个具体的应用场景来陈述本发明的执行过程。在该应用场景中，停机坪的允许停靠的距离阈值为3m，在接收到无人机C的停靠请求时，检测到无人机C距离停机坪3m，向无人机C发送飞行姿态请求。

无人机C在接收到停机坪的飞行姿态请求时，根据传感器测得的第一俯仰角为偏离水平面向下15度，第一翻转角为偏离水平面向下10度，并将该飞行姿态数据发送给停机坪。

停机坪在接收到无人机C的飞行姿态后，读取出其中的第一俯仰角和第一翻转角的值，分别为偏离水平面向下15度和偏离水平面向下10度，根据该数据调节停机坪姿态与无人机飞行姿态相同，即调节第二俯仰角为偏离水平面向下15度，调节第二翻转角为偏离水平面向下10度。之后向无人机发送允许停靠的信息，接收该无人机停靠。

之后停机坪接收到无人机D的停靠请求，此时由于停机坪上已经停靠了无人机C，停机坪则向无人机D返回无法停靠的信息。

此外，为解决传统技术中无人机不能保证平稳降落，容易损坏的技术问题，特提出了一种无人机停机坪控制装置，如图8所示，上述无人机停机坪控制装置包括飞行姿态请求模块102，飞行姿态获取模块104，停机坪姿态调节模块106，停靠确认模块108，停靠请求获取模块110，其中：

飞行姿态请求模块102，用于在检测到第一无人机飞入预设的距离范围时，向所述第一无人机发送飞行姿态请求；

飞行姿态获取模块104，用于获取所述第一无人机返回的飞行姿态，所述飞行姿态包括所述第一无人机的飞行方向和飞行角度，所述飞行角度包括第一俯仰角和第一翻转角；

停机坪姿态调节模块106，用于根据所述获取的飞行姿态调节停机坪姿态，所述停机坪姿态包括第二俯仰角和第二翻转角；

停靠确认模块108，用于在将所述停机坪姿态调节至与所述第一无人机的飞行姿态相同时，向所述第一无人机发送允许停靠的信息，以使所述第一无人机在接收到所述允许停靠的信息时，停靠至所述停机坪。

可选的，所述装置还包括停靠请求获取模块110，用于在所述检测到第一无人机飞入预设的距离范围之前，获取所述第一无人机停靠的请求信息，通过距离传感器测量所述第一无人机与所述停机坪的距离。

可选的，所述停机坪姿态调节模块106还用于调节所述停机坪的第二俯仰角至与所述第一无人机的第一俯仰角相同，调节所述停机坪的第二翻转角至与所述第一无人机的第一翻转角相同。

可选的，所述停机坪姿态调节模块106还用于向所述第一无人机发送所述停机坪的位置信息，使得所述第一无人机根据所述位置信息调节所述飞行方向至所述停机坪位于所述第一无人机的飞行方向上。

可选的，所述停靠请求获取模块110还用于在所述接收所述第一无人机停靠后，接收到第二无人机停靠的请求信息时，向第二无人机返回无法停靠的应答信息。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

在检测到无人机停靠前，通过向无人机发送姿态请求信息，获取无人机的实时飞行姿态，包括无人机的飞行方向和角度，从而根据无人机的飞行姿态调节停机坪的俯仰角和翻转角，使得停机坪姿态与即将降落的无人机姿态相同，保证无人机可以平稳降落在停机坪上，避免损坏无人机。

在一个实施例中，如图9所示，展示了一种运行上述无人机停机坪控制方法的基于冯诺依曼体系的计算机系统的终端10。该终端设备可包括通过系统总线连接的外部输入接口1001、处理器1002、存储器1003和输出接口1004。其中，外部输入接口1001可选的可至少包括网络接口10012。存储器1003可包括外存储器10032(例如硬盘、光盘或软盘等)和内存储器10034。输出接口1004可至少包括显示屏10042等设备。

具体的，上述处理器1002用于执行如下步骤：

检测到第一无人机飞入预设的距离范围时，向所述第一无人机发送飞行姿态请求；

获取所述第一无人机返回的飞行姿态，所述飞行姿态包括所述第一无人机的飞行方向和飞行角度，所述飞行角度包括第一俯仰角和第一翻转角；

根据所述获取的飞行姿态调节停机坪姿态，所述停机坪姿态包括第二俯仰角和第二翻转角；

在将所述停机坪姿态调节至与所述第一无人机的飞行姿态相同时，向所述第一无人机发送允许停靠的信息，以使所述第一无人机在接收到所述允许停靠的信息时，停靠至所述停机坪。

可选的，在所述检测到第一无人机飞入预设的距离范围之前，还包括：

获取所述第一无人机停靠的请求信息，通过距离传感器测量所述第一无人机与所述停机坪的距离。

可选的，所述将所述停机坪姿态调节至与所述第一无人机的飞行姿态相同包括：

所述停机坪位于所述第一无人机的飞行方向上，调节所述停机坪的第二俯仰角至与所述第一无人机的第一俯仰角相同，调节所述停机坪的第二翻转角至与所述第一无人机的第一翻转角相同。

可选的，所述停机坪位于所述第一无人机的飞行方向上包括：

向所述第一无人机发送所述停机坪的位置信息，使得所述第一无人机根据所述位置信息调节所述飞行方向至所述停机坪位于所述第一无人机的飞行方向上。

可选的，所述方法还包括：

在所述接收所述第一无人机停靠后，接收到第二无人机停靠的请求信息时，向第二无人机返回无法停靠的应答信息。

在本实施例中，本方法的运行基于计算机程序，该计算机程序的程序文件存储于前述基于冯诺依曼体系的计算机系统10的外存储器10032中，在运行时被加载到内存储器10034中，然后被编译为机器码之后传递至处理器1002中执行，从而使得基于冯诺依曼体系的计算机系统10中形成逻辑上的飞行姿态请求模块102，飞行姿态获取模块104，停机坪姿态调节模块106，停靠确认模块108，停靠请求获取模块110。且在无人机停机坪控制方法执行过程中，输入的参数均通过外部输入接口1001接收，并传递至存储器1003中缓存，然后输入到处理器1002中进行处理，处理的结果数据或缓存于存储器1003中进行后续地处理，或被传递至输出接口1004进行输出。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。