一种飞行装置的自主降落的系统及降落方法_2

文档序号:9726834阅读:来源:国知局
信号、发送所述第三响应信号的第九时间,以及所述目标标记物接收到所述第三响应信号的第十一时间;记录所述第四响应信号、发送所述第四响应信号的第十时间,以及所述目标标记物接收到所述第四响应信号的第十二时间;其中,在所述距离获取步骤中,还通过将所述第十一时间和所述第四时间的差值减去所述第九时间和所述第二时间的差值获取所述第一射频定位单元的第三传输时间,将所述第十二时间和所述第八时间的差值减去所述第十时间和所述第六时间的差值获取所述第二射频定位单元的第四传输时间,并基于所述第三传输时间和第四传输时间获取所述第一射频定位单元和第二射频定位单元与所述目标标记物之间的第三距离值和第四距离值;将所述第一距离值和所述第三距离值相加后除以2作为所述第一射频定位单元与所述目标标记物的距离,将所述第二距离值和所述第四距离值相加后除以2后的距离作为所述第二射频定位单元与所述目标标记物的距离;基于所述第一射频定位单元与所述目标标记物的距离和所述第二射频定位单元与所述目标标记物的距离获取所述距离信息和所述偏离角度信息。
[0023]优选地,还包括:高度测量步骤,获取所述飞行装置的第一高度;在所述距离获取步骤中,基于所述第一射频定位单元与所述目标标记物的距离、所述第二射频定位单元与所述目标标记物的距离、所述第一高度和所述目标标记物自身的第二高度获取所述距离信息和所述偏离角度信息。
[0024]优选地,在所述航线设计步骤中,根据所述飞行装置的第一高度和所述目标标记物的第二高度,控制所述飞行装置竖直飞行,使其高于所述目标标记物。
[0025]优选地,在所述航线设计步骤中,控制所述飞行装置水平飞行至所述目标标记物的上方,并判断飞行装置是否位于所述目标标记物的上方,当所述航线设计模块判断所述飞行装置位于所述目标标记物的上方后,则控制所述飞行装置竖直降落至所述目标标记物上。
[0026]优选地,在所述航线设计步骤中,根据所述飞行装置的所述第一高度与所述目标标记物的所述第二高度的差值和所述飞行装置与所述目标标记物之间的距离信息是否相等进行判断所述飞行装置是否位于所述目标标记物的上方。
[0027]优选地,所述航线设计步骤还包括调整步骤,根据所述距离信息和所述偏离角度信息调整所述飞行装置的飞行方向。
[0028]优选地,还包括:拍摄步骤,从不同方位和视角对目标标记物进行拍摄并获取图像信息;
在所述航线设计步骤中,根据所述拍摄步骤中的拍摄角度以及拍摄的图像判断所述飞行装置相对于所述目标标记物的位置。
[0029]优选地,在所述航线设计步骤中,当判断飞行装置位于目标标记物的上方后,调整拍摄模块竖直向下并执行拍摄,根据判断目标标记物是否位于所述拍摄的图像的中心位置判断所述飞行装置是否位于目标标记物的正上方,最后根据判断的结果控制飞行装置水平飞行或者竖直下降。
[0030]优选地,还包括:参数或/和指令发送步骤,从地面终端模块向所述飞行装置发送各种参数或/和各种指令。
[0031]本发明所提供的飞行装置的自动降落系统,能够精确的实现飞行装置的定点降落,而且不易受到光线等因素的干扰,可以用于一切需要飞行装置与实际物体相接触的作业,例如飞行装置需要充电时将目标标记物放置于充电粧上,或者飞行装置送快递时将目标标记物置于需放置包裹处等等。
【附图说明】
[0032]图1为本发明第一实施例涉及的飞行装置的自主降落系统的结构示意图;
图2为本发明第一实施例所涉及的无线测距模块的结构示意图;
图3为本发明第一实施例所涉及的目标标记物的结构示意图;
图4为本发明第一实施例所涉及的飞行装置的自主降落方法流程图;
图5为本发明第一实施例所涉及的飞行装置探测目标标记物的位置信息的流程图;
图6为本发明例涉及的无线测距模块测量与目标标记物位置的示意图;
图7为本发明第一实施例变更例的飞行装置的自主降落方法流程图;
图8为本发明第二实施例所涉及的飞行装置的自主降落系统的结构示意图;
图9为本发明第二实施例所涉及的飞行装置的自主降落方法流程图。
【具体实施方式】
[0033]下面根据附图所示实施方式阐述本发明。此次公开的实施方式可以认为在所有方面均为例示,不具限制性。本发明的范围不受以下实施方式的说明所限,仅由权利要求书的范围所示,而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。
[0034]在本发明中,可以事先将目标标记物(或追踪器)放置在希望飞行装置降落的位置。通过地面终端向上述飞行装置发送相关的参数和/或指令,上述飞行装置机接收通过地面终端所发送的各种参数和/或包括降落命令在内的各种指令。上述飞行装置在接收到降落命令后探测目标标记物的位置,根据所探测到的目标标记物的位置,飞控系统设计上述飞行装置的降落航线轨迹,上述飞行装置沿航线轨迹降落。
[0035]在降落的过程中,不断重复探测目标标记物的位置和根据所探测到的目标标记物的位置设计飞行装置的降落航线轨迹。
[0036]另外,在本发明中,还可以通过目标标记物和图像的结合来实现降落航线轨迹的设计。比如,在上述过程中,当上述飞行装置探测到目标标记物的位置后,判断上述目标标记物是否处于安装在上述飞行装置上的摄像头的摄像范围之内,如果上述目标标记物处于上述摄像范围之内,则拍摄上述目标标记物。然后,飞控系统根据上述飞行装置探测到目标标记物的位置和上述摄像头所拍摄到的图像设计上述飞行装置的降落航线轨迹,上述飞行装置沿航线轨迹降落。在降落的过程中,不断重复探测目标标记物的位置、判断上述目标标记物是否处于摄像范围之内以及根据上述飞行装置探测到目标标记物的位置和上述摄像头所拍摄到的图像设计降落航线轨迹。
[0037]下面举例说明本发明涉及的飞行装置自主降落系统及降落方法。
[0038]实施例1
图1为本实施例涉及的飞行装置的自主降落系统的结构示意图。所述系统包括位于飞行装置10上的无线测距模块1、核心处理模块2、高度测量模块3、存储模块4以及数据接收模块5,还包括地面控制终端20以及设置于目标位置处的目标标记物30。所述飞行装置10上的各模块之间能够进行通信连接和数据传递。所述飞行装置10优选地为无人机。所述飞行装置10能够通过无线通信方式分别与地面控制终端20和目标标记物30进行数据传输。所述目标标记物30可以通过无线通信方式与所述无线测距模块1进行通信连接,从而实现所述目标标记物30与飞行装置10之间的通信连接。所述地面控制终端20可以位于地面上,例如可以是手机APP或者遥控器等终端设备,地面控制终端20以无线通信的方式与飞行装置10进行通信连接。
[0039]所述无线测距模块1设置于所述飞行装置10上,包括两个相同的射频定位单元11/11’,所述射频定位单元11和11’分别位于所述飞行装置10的不同位置处。优选地,所述射频定位单元11和11’位于飞行装置10正面且分别位于所述飞行装置10的机头部分的两侧位置。优选地,两个射频定位单元11和11’与所述机头部分沿一直线设置。更优选地,所述两个射频定位单元11和11 ’距离机头部分的距离相等。图2为所述射频定位单元11/11 ’的结构示意图。如图2所示所述射频定位单元11/11’包括信号发射单元111、计时单元112、处理单元113、存储单元114和信号接收单元115,所述各单元之间通过数据总线116进行相互的通信连接。其中所述信号发射单元111能够发射无线电信号(即询问信号),所述信号接收单元115能够接收目标标记物30发射的无线电信号,所述处理单元113能够对无线测距模块1所发射和接收到的数据信息进行处理,并根据处理的结果识别特定的射频定位单元发射或接收的无线电信号,同时控制所述信号发射单元111发射无线电信号。所述计时单元112具有计时功能,能够对信号发射单元111发射无线电信号的时间信息和所述信号接收单元115接收到所述目标标记物30所发送的响应信号的时间信息进行记录,所述存储单元114可以存储所述计时单元112所记录的时间信息以及其他数据或信息等,同时所述计时单元112也可以将所记录的时间信息发送到所述核心处理模块2。优选地,所述信号发射单元111为UWB信号发射装置,能够发射UWB信号。上述UWB信号为超宽频信号,具有多频道、高带宽、低功率等优点,工作于3.1GHz?10.6GHz。
[0040]返回图1,所述核心处理模块2能够利用无线测距模块1的射频定位单元11和11’发射和接收无线电信号以及发送和接收相关信息等的时间信息计算飞行装置10距离目标标记物30的距离信息、飞行装置10相对于目标标记物30的俯冲角度信息和目标标记物30与当前飞行方向上的飞行装置10的机头部分的偏离角度,并根据该角度信息调整飞行装置10的飞行方向,并根据飞行装置10和目标标记物30的高度信息设计飞行装置10的飞行轨迹,控制飞行装置10精确的降落至目标标记物30处。同时,所述核心处理模块2能够通过数据接收模块5接收地面控制终端20发送的指令信息并控制射频定位单元11和11’发射或接收无线电信号以及发送和接收相关数据信息等的工作,如控制无线电信号发射的频率、信道、时钟等。
[0041 ] 所述核心处理模块2包括信息处理单元21、调整单元22以及控制单元23。所述信息处理单元21接收无线测距模块1发送无线电信号的时间信息以及其他数据信息,并根据所述接收到的无线电信号的时间信息等计算出目标标记物30与飞行装置10的距离信息、飞行装置10相对于目标标记物30的俯冲角度信息和目标标记物30与当前飞
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