车载无人机自主起降平台系统的制作方法

本发明属于无人机起降装置技术领域，具体涉及一种车载无人机自主起降平台系统。

背景技术：

在未来战争中，各类无人机在高、中、低空和远、中、近程中将分别执行侦查预警、跟踪定位、中继通信、精确制导、信息对抗和战场搜救等任务，在军事领域的应用范围将不断扩大和拓展。无人机具有机动性能灵活、在高空中视场角大、侦查区域广等优点，但是，对于小型无人机普遍存在载重少，可挂载的任务负载少，续航时间和续航里程短等缺点。因此，实现无人机与车辆之间的联合应用，可以补偿小型无人机的缺点。要实现联合应用，首先需要解决无人机在颠簸不平路面运行的车辆上安全起飞、精准降落和可靠固定收纳等问题。

针对无人机在颠簸不平路面运行的车辆上安全起飞、精准降落和可靠固定收纳等问题，目前国内外均无有效地解决方案。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，如何提供一种稳定性好、能有效实现无人机在颠簸不平路面运行的车辆上安全起飞、精准降落和可靠固定收纳的车载无人机自主起降平台系统。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种车载无人机自主起降平台系统，其包括：

设置于车辆1上的无人机收纳装置2；

设置于无人机收纳装置2上的装载平台升降装置3；

设置于装载平台升降装置3上的无人机装载平台4；

设置于无人机装载平台4上的无人机锁止装置5和无人机自主起降控制系统；

其中，通过所述装载平台升降装置3将搭载有无人机6的无人机装载平台4从无人机收纳装置2中升起，无人机锁止装置5开启，无人机6在无人机自动起降控制系统的控制作用下实现自主起降。

其中，所述无人机自主起降控制系统包括：

视觉导航装置，其装载于无人机上，用于获取车辆所在环境实时情况信息，并能将车辆所在环境实时情况信息传输给操控终端；

环境监测装置，其装载于车辆上，用于获取车辆周围实时气象状况信息，并将车辆周围实时气象状况信息传输给操控终端；

车辆综合惯性监控装置，其装载于车辆上，用于获取车辆运行信息情况，并将车辆运行信息传输给操控终端；

无人机飞行控制装置，其装载于无人机上，用于获取无人机高度、无人机姿态信息、无人机位置信息，将无人机高度、姿态、位置信息信息传输给操控终端；

操控终端，其在无人机起飞过程中，用于根据车辆周围实时气象状况信息和车辆运行信息，判断是否适合起飞；若当前不适合起飞，则继续等待安全起飞时机或直接取消飞行任务；若当前适合起飞，操控终端控制无人机锁止装置5开启，并驱动无人机飞行控制装置对无人机进行控制，无人机安全起飞；

所述操控终端用于在无人机降落过程中，接收所述无人机高度信息、姿态信息、位置信息、车辆所在环境实时情况信息、车辆周围实时气象状况信息、车辆运行信息，进行信息融合运算，判断是否符合降落条件，当符合降落条件时，操控终端驱动无人机飞行控制装置对无人机进行控制，实现精准降落，无人机降落就位后，无人机锁止装置5对无人机进行固定，装载平台升降装置3将搭载无人机6的无人机装载平台4装载到无人机收纳装置2中，完成整个无人机降落。

其中，所述车载无人机自主起降平台系统还包括：无线通讯模块；

所述无线通讯模块用于在车载环境监测装置、车辆综合惯性监控装置与操控终端之间，以及在无人机载视觉导航装置、无人机飞行控制装置与操控终端之间，实现通讯功能。

其中，所述装载平台升降装置3包括：剪叉式主体结构和伸缩工作台、液压中心站及升降控制系统；

所述剪叉式主体结构用于保证伸缩工作台的刚强度，所述液压中心站及升降控制系统用于控制伸缩工作台的升降，保证搭载无人机6的无人机装载平台4装入无人机收纳装置2中。

其中，所述无人机锁止装置5包括：锁止装置控制器、驱动电机和锁止机构；

所述锁止装置控制器用于控制所述驱动电机开启和闭合所述锁止结构，实现固定和解脱无人机。

其中，所述视觉导航装置内含视频跟踪器、测距机和自动变焦电视的光电转塔，用于获取的车辆的周围环境信息、距离信息。

其中，所述测距机的测距方式为激光测距。

其中，所述环境监测装置为：用于获取车辆周围风速值、风向、气温和海拔信息的气象传感器。

其中，所述车辆综合惯性监控装置为：用于获取车辆所在位置信息、车辆姿态信息和车辆运行状态信息的综合惯性装置。

其中，所述操控终端用于实现实时监控、信息融合、指令传输、航迹规划等，并生成日志文件保存至本地硬盘。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明所提供的车载无人机自主起降平台系统，能有效解决无人机在颠簸不平路面运行的车辆上安全起飞、精准降落和可靠固定收纳的问题。

附图说明

图1为本发明的车载无人机自主起降平台示意图。

图2为本发明的无人机自主起降平台系统示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车载无人机自主起降平台系统，如图1及图2所示，其包括：

设置于车辆1上的无人机收纳装置2；

设置于无人机收纳装置2上的装载平台升降装置3；

设置于装载平台升降装置3上的无人机装载平台4；

设置于无人机装载平台4上的无人机锁止装置5和无人机自主起降控制系统；

其中，通过所述装载平台升降装置3将搭载有无人机6的无人机装载平台4从无人机收纳装置2中升起，无人机锁止装置5开启，无人机6在无人机自动起降控制系统的控制作用下实现自主起降。

其中，所述无人机自主起降控制系统包括：

视觉导航装置，其装载于无人机上，用于获取车辆所在环境实时情况信息，并能将车辆所在环境实时情况信息传输给操控终端；

环境监测装置，其装载于车辆上，用于获取车辆周围实时气象状况信息，并将车辆周围实时气象状况信息传输给操控终端；

车辆综合惯性监控装置，其装载于车辆上，用于获取车辆运行信息情况，并将车辆运行信息传输给操控终端；

无人机飞行控制装置，其装载于无人机上，用于获取无人机高度、无人机姿态信息、无人机位置信息，将无人机高度、姿态、位置信息信息传输给操控终端；

操控终端，其在无人机起飞过程中，用于根据车辆周围实时气象状况信息和车辆运行信息，判断是否适合起飞；若当前不适合起飞，则继续等待安全起飞时机或直接取消飞行任务；若当前适合起飞，操控终端控制无人机锁止装置5开启，并驱动无人机飞行控制装置对无人机进行控制，无人机安全起飞；

所述操控终端用于在无人机降落过程中，接收所述无人机高度信息、姿态信息、位置信息、车辆所在环境实时情况信息、车辆周围实时气象状况信息、车辆运行信息，进行信息融合运算，判断是否符合降落条件，当符合降落条件时，操控终端驱动无人机飞行控制装置对无人机进行控制，实现精准降落，无人机降落就位后，无人机锁止装置5对无人机进行固定，装载平台升降装置3将搭载无人机6的无人机装载平台4装载到无人机收纳装置2中，完成整个无人机降落。

其中，所述车载无人机自主起降平台系统还包括：无线通讯模块；

所述无线通讯模块用于在车载环境监测装置、车辆综合惯性监控装置与操控终端之间，以及在无人机载视觉导航装置、无人机飞行控制装置与操控终端之间，实现通讯功能。

其中，所述装载平台升降装置3包括：剪叉式主体结构和伸缩工作台、液压中心站及升降控制系统；

所述剪叉式主体结构用于保证伸缩工作台的刚强度，所述液压中心站及升降控制系统用于控制伸缩工作台的升降，保证搭载无人机6的无人机装载平台4装入无人机收纳装置2中。

其中，所述无人机锁止装置5包括：锁止装置控制器、驱动电机和锁止机构；

所述锁止装置控制器用于控制所述驱动电机开启和闭合所述锁止结构，实现固定和解脱无人机。

其中，所述视觉导航装置内含视频跟踪器、测距机和自动变焦电视的光电转塔，用于获取的车辆的周围环境信息、距离信息。

其中，所述测距机的测距方式为激光测距。

其中，所述环境监测装置为：用于获取车辆周围风速值、风向、气温和海拔信息的气象传感器。

其中，所述车辆综合惯性监控装置为：用于获取车辆所在位置信息、车辆姿态信息和车辆运行状态信息的综合惯性装置。

其中，所述操控终端用于实现实时监控、信息融合、指令传输、航迹规划等，并生成日志文件保存至本地硬盘。

实施例1

本实施例所采用的技术方案是：该系统包括设置于车辆1上的无人机收纳装置2、设置于2上的装载平台升降装置3、设置于3上的无人机装载平台4、设置于4上的无人机锁止装置5和无人机自主起降控制系统。通过装载平台升降装置3将无人机6从无人机收纳装置2中升起，无人机锁止装置5开启，无人机6在自动起降控制系统的作用下实现自主起降，所述无人机自主起降控制系统包括

装载于无人机上，用于获取车辆所在环境实时情况，并能将信息传输给操控终端的视觉导航装置；

装载于车辆上，用于获取车辆周围实时气象状况，并将信息传输给操控终端的环境监测装置；

装载于车辆上，用于获取车辆运行信息情况，并将信息传输给操控终端的车辆综合惯性监控装置；

装载于无人机上，用于获取无人机高度、姿态、位置信息情况，并控制无人机自主起降和自主飞行，同时将信息传输给操控终端的无人机飞行控制装置；

用于向无人机和车辆发送和接受信息、并进行信息融合处理的操控终端；

用于在车辆与操控终端、无人机与操控终端通讯的无线通讯模块；

进一步地，所述装载平台升降装置3包括剪叉式主体结构和伸缩工作台、液压中心站及控制系统，所述剪叉式主体结构为了保证伸缩工作台的刚强度，所述液压中心站及控制系统用于控制伸缩工作台的升降，保证无人机装入无人机收纳装置2中。

进一步地，所述无人机锁止装置(5)包括锁止装置控制器、驱动电机和锁止机构，通过所述锁止装置控制器控制所述驱动电机开启和闭合所述锁止结构，实现固定和解脱无人机支架。

进一步地，所述视觉导航装置是内含视频跟踪器、测距机和自动变焦电视的光电转塔，获取的车辆的周围环境信息、距离信息等。

进一步地，所述测距机的测距方式为激光测距。

进一步地，所述环境监测装置是用于获取车辆周围风速值、风向、气温和海拔等信息的气象传感器。

进一步地，所述车辆综合惯性监控装置是用于获取车辆所在位置信息、车辆姿态信息和车辆运行状态信息的综合惯性装置。

进一步地，所述的无人机飞行控制装置通过获取无人机高度、姿态和位置等信息，将信息发送给所述操控终端，所述操控终端将其信息与所述视觉导航装置的信息、所述环境监测装置的信息和所述车辆综合惯性监控装置的信息进行多信息融合，最终将飞行指令发给所述无人机飞行控制装置，实现无人机的自主飞行和精准降落。

进一步地，所述操控终端实现实时监控、信息融合、指令传输、航迹规划等，并生成日志文件保存至本地硬盘。

实施例2

本实施例包括设置于车辆1上的无人机收纳装置2、设置于2上的装载平台升降装置3、设置于3上的无人机装载平台4、设置于4上的无人机锁止装置5和无人机自主起降控制系统。

通过装载平台升降装置3将无人机6从无人机收纳装置2中升起，无人机锁止装置5开启，无人机6在自动起降控制系统的作用下实现自主起降；

所述无人机自主起降控制系统包括：

装载于无人机上，用于获取车辆所在环境实时情况，并能将信息传输给操控终端的视觉导航装置；

装载于车辆上，用于获取车辆周围实时气象状况，并将信息传输给操控终端的环境监测装置；

装载于车辆上，用于获取车辆运行信息情况，并将信息传输给操控终端的车辆综合惯性监控装置；

装载于无人机上，用于获取无人机高度、姿态、位置信息情况，并控制无人机自主起降和自主飞行，同时将信息传输给操控终端的无人机飞行控制装置；

用于向无人机和车辆发送和接受信息、并进行信息融合处理的操控终端；

用于在车辆与操控终端、无人机与操控终端通讯的无线通讯模块。

所述装载平台升降装置3包括剪叉式主体结构和伸缩工作台、液压中心站及控制系统，所述剪叉式主体结构为了保证伸缩工作台的刚强度，所述液压中心站及控制系统用于控制伸缩工作台的升降，保证无人机装入无人机收纳装置2中。所述无人机锁止装置5包括锁止装置控制器、驱动电机和锁止机构，通过所述锁止装置控制器控制所述驱动电机开启和闭合所述锁止结构，实现固定和解脱无人机支架。

所述视觉导航装置是内含视频跟踪器、测距机和自动变焦电视的光电转塔，获取的车辆的周围环境信息、距离信息等。所述测距机的测距方式为激光测距。所述环境监测装置是用于获取车辆周围风速值、风向、气温和海拔等信息的气象传感器。所述车辆综合惯性监控装置是用于获取车辆所在位置信息、车辆姿态信息和车辆运行状态信息的综合惯性装置。所述的无人机飞行控制装置通过获取无人机高度、姿态和位置等信息，将信息发送给所述操控终端，所述操控终端将其信息与所述视觉导航装置的信息、所述环境监测装置的信息和所述车辆综合惯性监控装置的信息进行多信息融合，最终将飞行指令发给所述无人机飞行控制装置，实现无人机的自主飞行和精准降落。所述操控终端实现实时监控、信息融合、指令传输、航迹规划等，并生成日志文件保存至本地硬盘。

在本发明中，无人机起飞降落过程是人在回路的自主起降过程，具体过程如下。

起飞过程：根据无人机的作战任务计划开始执行飞行任务，无人机操作员控制装载平台升降装置，将无人机从收纳装置中升起，操控终端首先根据环境监测装置和车辆综合惯性监控装置监测到的风速、风向、气温、海拔以及车辆姿态、运行状态等信息，判断是否适合起飞。若当前信息不适合起飞，则智能判断是否继续等待安全起飞时机或直接取消飞行任务；若适合起飞，操控终端通过无线通讯模块控制无人机锁止装置开启，无人机判断到锁止开启后，则安全起飞。

降落过程：当无人机执行完任务后准备降落时，无人机上的视觉导航装置开启，监测车辆周围的实时情况，为无人机精准降落提供可视化的视频图像。操控终端根据环境监测装置和车辆综合惯性装置监测风速、风向、气温、海拔以及车辆姿态、运行状态等信息，判断是否符合降落条件，当符合降落条件时，车辆综合惯性装置监测的位置信息、车辆姿态和运行状态信息等不断更新迭代，通过无线通讯模块发送给操控终端，操控终端将相应的准确位置信息不断发送给无人机飞行控制装置，最终实现无人机精准降落，无人机降落就位后，无人机锁止装置对无人机进行固定，装载平台升降装置将无人机装载到无人机收纳装置中，完成整个无人机降落。

至此，本发明提供一种车载无人机自主起降平台系统，能有效解决无人机在颠簸不平路面运行的车辆上安全起飞、精准降落和可靠固定收纳的问题。

并且，本发明可应用于军事作战领域。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。