一种舰船上无人机可精准起降系统及其工作方法与流程

本发明涉及无人机起降技术领域，特别涉及一种舰船上无人机可精准起降系统及其工作方法。

背景技术：

现有的无人机着陆技术，并未见针对于舰船起降的成熟应用方案，无人机起降多采用超声波、红外、光流传感器等技术，测量无人机与地面距里的方式缓慢降落、升起，定高，但对于不稳定的起降平台，上述传感器以及软硬件方案都捉襟见肘。

中国专利申请号为cn201610575276.1公开了一种无人机着陆导航系统及控制方法。解决现有技术中无人机不能准确定点着陆的问题。系统包括无人机、着陆平台，在无人机的四个翼上分别设置有激光接收单元，无人机内设置有无人机gps单元、无人机控制单元和无人机通信单元。着陆平台上摆动设置有第一激光发射单元、第二激光发射单元，着陆平台内设置有平台控制单元、平台通信单元、平台gps单元。该发明通过激光对无人机进行引导，调整位置自动激光接收单元都接收到激光信号，定位无人机下降位置，使得无人机准确降落在着陆平台上，实现了无人机精确定位着陆。此系统在不稳定的着陆平台上不能够满足得无人机准确降落在着陆平台上的要求。

中国专利申请号为cn201611021275.9公开了无人机船载着陆系统，属于无人机着陆技术领域。该发明是为了解决无人机在船舶上着陆时，由于船舶摇晃造成着陆设备的导引精度低的问题。它的捕获装置用于与无人机的可伸缩弹簧钩连接，完成无人机的制动任务；捕获装置和电视摄像机分别借助于延伸横梁安装在船舷外侧，电视摄像机的光轴对准捕获装置的瞄准点；船体倾斜传感器用于采集船舶的船体倾斜信号，船体摇晃修正计算单元接收船体倾斜传感器采集的船体倾斜信号，并计算获得相应伺服装置的控制信号、电视摄像机绕自身光轴的转动信号、捕获装置和电视摄像机分别所在的延伸横梁在垂直平面内的转动信号及捕获装置和电视摄像机在水平面内的转动信号，此系统的无人机起降精度仍然存在着一定的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种舰船上无人机可精准起降系统及其工作方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

一种舰船上无人机可精准起降系统，包括无人机控制系统和舰船信息收集系统，所述无人机控制系统包括无人机多冗余飞控系统、机载姿态检测模块、无线通信模块二、无人机动力系统、视频采集模块和视频采集处理模块，所述视频采集模块与视频采集处理模块电连接在一起，所述机载姿态检测模块、无线通信模块二、无人机动力系统均与无人机多冗余飞控系统电连接在一起，所述舰船信息收集系统包括无线通信模块一、船载姿态检测模块和船载姿态信标装置，所述无线通信模块一与船载姿态检测模块电连接在一起。

优选的，所述无线通信模块一和无线通信模块二为近距离自动连接无线通信模块。

优选的，所述无人机多冗余飞控系统具备多路姿态数据融合叠加，一路为飞行器自身姿态数据，一路为船只姿态数据，一路为视频实时位置数据。

优选的，所述机载姿态检测模块用于检测无人机自身姿态，把自身姿态信号和无人机受到的风力信号传送给无人机多冗余飞控系统。

优选的，所述船载姿态检测模块用于检测舰船的姿态信号，把因舰船晃动和升沉运动的姿态信号通过无线通信模块一和无线通信模块二发送给无人机多冗余飞控系统。

优选的，所述船载姿态信标装置由四个组成矩形的led灯珠组成。

优选的，所述视频采集模块中设有的摄像头安装在无人机上，镜头朝下，通过不断采集船只上的船载姿态信标装置的位置信号，判断飞机与船只甲板面的方位差，辅助矫正姿态。

优选的，所述无人机动力系统受无人机多冗余飞控系统控制，无人机多冗余飞控系统根据船载端无线传回的数据自动匹配调整飞行姿态，使距离、角度和水平度均处于最佳的起降角度，精细化闭环控制，提升无人机的控制稳定性。

一种舰船上无人机可精准起降系统的工作方法，包括以下步骤：

1)通过机载姿态检测模块检测无人机自身姿态，把自身姿态信号和无人机受到的风力信号传送给无人机多冗余飞控系统；

2)通过船载姿态检测模块检测舰船的姿态信号，把因舰船晃动和升沉运动的姿态信号通过无线通信模块一和无线通信模块二发送给无人机多冗余飞控系统；

3)通过视频采集模块不断采集船只上的船载姿态信标装置的位置信号，位置信号通过视频采集处理模块处理后传给无人机多冗余飞控系统；

4)无人机多冗余飞控系统通过收集到的无人机姿态信号、舰船姿态信号和船载姿态信标装置的位置信号控制无人机动力系统调整无人机的飞行姿态，使无人机到舰船的距离、角度和水平度均处于最佳的起降角度，精细化闭环控制，提升无人机的控制稳定性，使无人机平稳的在舰船上的起降平台上起降。

本发明的优点在于：本发明解决了无人机在船舶上因为船只的摇晃造成的擦碰和定位罗盘不稳，无法安全起降的问题，可以使无人机起降的时候位置更加精准，无人机起飞时，可根据舰船的姿态数据，预知规律，调整无人机起飞时机、速度和角度，避免下一刻被甲板打翻，无人机降落时，可根据舰船的姿态数据，获悉船只的准确动向，而视频数据既能够反映当前调整的效果，也能够便于无人机在远处高处尽快定位降落平台，一举多用，同时本系统及方案可用于垂直起降的各类无人机系统。

附图说明

图1为本发明的无人机控制系统原理图。

图2为本发明的舰船信息收集系统原理图。

实施例1

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

一种舰船上无人机可精准起降系统，包括无人机控制系统和舰船信息收集系统，所述无人机控制系统包括无人机多冗余飞控系统、机载姿态检测模块、无线通信模块二、无人机动力系统、视频采集模块和视频采集处理模块，所述视频采集模块与视频采集处理模块电连接在一起，所述机载姿态检测模块、无线通信模块二、无人机动力系统均与无人机多冗余飞控系统电连接在一起，所述舰船信息收集系统包括无线通信模块一、船载姿态检测模块和船载姿态信标装置，所述无线通信模块一与船载姿态检测模块电连接在一起。

在本实施例中，所述无线通信模块一和无线通信模块二为近距离自动连接无线通信模块。

在本实施例中，所述无人机多冗余飞控系统具备多路姿态数据融合叠加，一路为飞行器自身姿态数据，一路为船只姿态数据，一路为视频实时位置数据。

在本实施例中，所述机载姿态检测模块用于检测无人机自身姿态，把自身姿态信号和无人机受到的风力信号传送给无人机多冗余飞控系统。

在本实施例中，所述船载姿态检测模块用于检测舰船的姿态信号，把因舰船晃动和升沉运动的姿态信号通过无线通信模块一和无线通信模块二发送给无人机多冗余飞控系统。

在本实施例中，所述船载姿态信标装置由四个组成矩形的led灯珠组成。

在本实施例中，所述视频采集模块中设有的摄像头安装在无人机上，镜头朝下，通过不断采集船只上的船载姿态信标装置的位置信号，判断飞机与船只甲板面的方位差，辅助矫正姿态。

此外，所述无人机动力系统受无人机多冗余飞控系统控制，无人机多冗余飞控系统根据船载端无线传回的数据自动匹配调整飞行姿态，使距离、角度和水平度均处于最佳的起降角度，精细化闭环控制，提升无人机的控制稳定性。

一种舰船上无人机可精准起降系统的工作方法，包括以下步骤：

1)通过机载姿态检测模块检测无人机自身姿态，把自身姿态信号和无人机受到的风力信号传送给无人机多冗余飞控系统；

2)通过船载姿态检测模块检测舰船的姿态信号，把因舰船晃动和升沉运动的姿态信号通过无线通信模块一和无线通信模块二发送给无人机多冗余飞控系统；

3)无人机多冗余飞控系统通过收集到的无人机姿态信号和舰船姿态信号控制无人机动力系统调整无人机的飞行姿态，使无人机到舰船的距离、角度和水平度均处于最佳的起降角度，精细化闭环控制，提升无人机的控制稳定性，使无人机平稳的在舰船上的起降平台上起降。

实施例2

本实施例的其他步骤同实施例一，不同处在于：

在本实施例中，通过视频采集模块不断采集船只上的船载姿态信标装置的位置信号，位置信号通过视频采集处理模块处理后传给无人机多冗余飞控系统，无人机多冗余飞控系统通过收集到的无人机姿态信号、舰船姿态信号和船载姿态信标装置的位置信号控制无人机动力系统调整无人机的飞行姿态，使无人机到舰船的距离、角度和水平度均处于最佳的起降角度，精细化闭环控制，提升无人机的控制稳定性，使无人机平稳的在舰船上的起降平台上起降。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。