无人机着陆引导系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及领域无人机领域，特别涉及无人机着陆引导系统。
【背景技术】
[0002] 随着无人机市场的成熟，无人机的应用越来越广泛，怎样方便可靠地在野外的简 易机场起降无人机，特别是安全可靠的降落无人机，已经成为无人机应用的新的技术课题。
[0003] 现有无人机降落主要依靠机载GPS(Global Positioning System，全球定位系统） 传感器和机载计算机完成。在无人机飞行过程中，机载GPS传感器随时检测无人机的GPS 信息，机载计算机控制无人机降落高度和速度，机载计算机还根据机载GPS传感器检测到 的GPS信息和机场的GPS信息制定返航航线。由于现有的无人机降落主要依靠GPS信息， 因此GPS的定位精度便成为无人机能否安全返航的主要因素。由于GPS系统对民用开放的 精度较低，其位置的定位精度约为〇 5m，其高度定位精度为4m，实践证明，对于无人机这样 高速的目标来说，仅仅依靠精度为米级别的传感器降落，出现坠地、擦伤或者划出跑道的情 况比比皆是。
[0004] 可见，现有技术中，通过GPS传感器实现无人机降落时，无人机可能会出现坠地、 擦伤或者划出跑道的情况，无人机无法安全可靠的降落。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了无人机着陆引导系统，能够保证无人机安全准确的降落在跑道上， 缓解无人机降落时坠地、擦伤或者划出跑道的问题。
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了无人机着陆引导系统，所述系统包括着陆引导转 塔和操控显示台，所述着陆引导转塔与所述操控显示台信号连接，所述着陆引导转塔设置 于无人机的降落跑道上，所述着陆引导转塔包括：
[0007] 多光谱传感器，所述多光谱传感器的初始瞄准方向沿所述降落跑道的延伸方向， 且与所述降落跑道平行，所述多光谱传感器用于瞄准所述无人机，并计算所述多光谱传感 器的瞄准中心与所述无人机的跟踪中心之间的像素差；
[0008] 与所述多光谱传感器连接的转塔平台，用于根据所述像素差与所述多光谱传感器 的瞄准焦距，调整所述多光谱传感器的瞄准方向，以使所述多光谱传感器的瞄准中心与所 述无人机的跟踪中心重合；以及将所述多光谱传感器的当前瞄准方向发送至所述操控显示 台；
[0009] 所述操控显示台用于根据所述多光谱传感器的当前瞄准方向、所述无人机的GPS 信息、所述着陆引导转塔的GPS信息和所述无人机的规划航线的航点信息，计算所述无人 机相对于所述规划航线的位置调整量，并将所述位置调整量发送至所述无人机，以引导所 述无人机着陆。
[0010] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，所述 多光谱传感器包括PSD传感器；
[0011] 所述PSD传感器用于瞄准所述无人机上的PSD光源，并输出所述PSD传感器的瞄 准中心与所述PSD光源的跟踪中心与之间第一像素差，并将所述第一像素差发送至所述转 塔平台。
[0012] 结合第一方面第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第二种可能 的实施方式，其中，所述多光谱传感器包括摄像机，与所述摄像机连接的多光谱图像跟踪 板；
[0013] 所述摄像机用于拍摄所述无人机，并将所述无人机的拍摄数据发送至所述多光谱 图像跟踪板；
[0014] 所述多光谱图像跟踪板用于根据所述无人机的拍摄数据计算所述摄像机的拍摄 中心与所述无人机的跟踪中心之间的第二像素差，并将所述第二像素差发送至所述转塔平 台。
[0015] 结合第一方面第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第三种可能 的实施方式，其中，所述多光谱传感器还包括光学接口板，所述光学接口板用于为所述PSD 传感器和所述摄像机供电，并完成所述转塔平台和所述PSD传感器、所述转塔平台和所述 摄像机之间的通讯。
[0016] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第四种可能的实施方式，其中，所述 转塔平台包括伺服控制板，分别与所述伺服控制板连接的电机和角度传感器；
[0017] 所述伺服控制板用于根据所述像素差与所述多光谱传感器的瞄准焦距，计算所述 多光谱传感器与所述无人机之间的偏差角度，并根据所述偏差角度向所述电机发送电机控 制信号；
[0018] 所述电机用于在所述电机控制信号的控制下带动所述着陆引导转塔旋转，以调整 所述多光谱传感器的瞄准方向，使所述多光谱传感器的瞄准中心与所述无人机的跟踪中心 重合；
[0019] 所述角度传感器用于检测所述多光谱传感器的当前瞄准方向；
[0020] 所述伺服控制板还用于采集所述多光谱传感器的当前瞄准方向，并将所述多光谱 传感器的当前瞄准方向发送至所述操控显示台。
[0021] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，所述 操控显示台包括数据解算板，与所述数据解算板连接的上位机；
[0022] 所述上位机用于接收无人机地面站发送的所述无人机的GPS信息和所述无人机 的规划航线的航点信息，并接收所述转塔平台发送的所述多光谱传感器的当前瞄准方向， 并确定所述着陆引导转塔的GPS信息；所述上位机还将所述无人机的GPS信息、所述无人机 的规划航线的航点信息、所述多光谱传感器的当前瞄准方向以及所述着陆引导转塔的GPS 信息发送至所述数据解算板；
[0023] 所述数据解算板用于根据所述多光谱传感器的当前瞄准方向、所述无人机的GPS 信息、所述着陆引导转塔的GPS信息和所述无人机的规划航线的航点信息，计算所述无人 机相对于所述规划航线的位置调整量，并将所述位置调整量通过所述上位机发送至所述无 人机地面站，以引导所述无人机着陆。
[0024] 结合第一方面第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第六种可能 的实施方式，其中，所述操控显示台还包括操控手柄，用于在用户的操控下生成操控指令， 并将所述操控指令通过所述上位机发送给所述转塔平台，以使所述转塔平台根据所述操控 指令进行相应的控制。
[0025] 结合第一方面第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第七种可能 的实施方式，其中，所述操控显示台还包括显示器，用于显示所述无人机的图像数据、所述 多光谱传感器的瞄准中心、所述转塔平台的状态信息和所述多光谱传感器的状态信息。
[0026] 结合第一方面第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第八种可能 的实施方式，其中，所述摄像机包括红外摄像机和/或可见光摄像机。
[0027] 结合第一方面、第一方面第一种至第八种可能的实施方式，本发明实施例提供了 第一方面第九种可能的实施方式，其中，所述着陆引导转塔放置在所述降落跑道的中心位 置，所述着陆引导转塔的方位零位对准所述降落跑道的中心，所述着陆引导转塔的俯仰零 位平行于所述降落跑道所在地平面。
[0028] 对于无人机而言，每个无人机都具有规划航线，当无人机按照规划航线着陆时，能 够保证着陆的准确性和安全性。本实施例中，通过操控显示台能够计算出无人机相对于规 划航线的位置调整量，并将该位置调整量发送至无人机。无人机根据其自身相对于规划航 线的位置调整量，能够调整飞行的高度和位置，从而使自身尽量按照规划航线着陆。可见， 通过本实施中的系统能够使无人机尽量按照规划航线着陆，从而保证无人机安全准确的降 落在跑道上，缓解无人机降落时坠地、擦伤或者划出跑道的问题。
【附图说明】
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对 范围的限定，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 些附图获得其他相关的附图。
[0030] 图1示出了本发明实施例提供的无人机着陆引导系统的第一种结构示意图；
[0031] 图2示出了本发明实施例提供的无人机着陆引导系统的第二种结构示意图；
[0032] 图3示出了本发明实施例提供的数据解算板的计算原理示意图；
[0033] 图4示出了本发明实施例提供的无人机着陆引导系统的应用场景示意图。
【附图说明】 [0034] ：
[0035] 着陆引导转塔10,操控显示台20,无人机地面站30,无人机40。
【具体实施方式】
[0036] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0037] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附 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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例 的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，