[实用新型]基于多模导航的无人机着陆引导系统

权利要求书

1.一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，包括停机位和停机位基准点，以及设置在停机位附近的合作灯阵、供电单元、无线电信标发射器、卫星定位模块I和通信模块I；以及设置于无人机上的着陆引导模块和卫星定位模块II，所述无人机是垂直起降型无人机，其中，

停机位，是无人机降落的指定位置；停机位基准点是停机位范围内的指定点，用于着陆引导计算，停机位基准点的位置应保证当无人机降落后无人机位于停机位范围内；

合作灯阵，是固定于停机位附近的具有特定排列组合方式的灯阵，用于配合无人机着陆引导模块引导无人机降落于指定停机位上；合作灯阵由多个圆形发光体组成；所述排列组合方式指处于点亮状态的各圆形发光体的排列方式，圆形发光体的数量大于4；合作灯阵的排列组合方式具有方向性；

无线电信标发射器，设置在停机位附近，用于发射特定规律的无线电信号供无人机的无线电测向模块接收和检测；

卫星定位模块I，用于测量停机位基准点的卫星定位数据；

合作灯阵、无线电信标、卫星定位模块II与停机位基准点的相对位置保持不变；

通信模块I用于将卫星定位模块I的数据发送给无人机的着陆引导模块或无人机地面遥控系统；

供电单元，用于为合作灯阵、无线电信标发射器、卫星定位模块I和通信模块I提供电源；

着陆引导模块固定在无人机上，包括机载摄像头、无线电测向模块、机载解算模块、通信模块II；机载摄像头、无线电测向模块、卫星定位模块II分别与机载解算模块相连，机载解算模块与通信模块II相连，其中，

机载摄像头固定在无人机上，且其光轴保持下视，用于拍摄停机位及其附近图像；

无线电测向模块，用于接收和检测无线电信标信号及其强度，并发送给机载解算模块；

卫星定位模块II用于获得无人机当前的位置信息；

机载解算模块，用于根据无线电测向模块检测到的无线电信标信号及其强度、机载摄像头拍摄的图像、目标地面停机位基准点的卫星定位数据、无人机当前位置的卫星定位数据进行数据融合计算，生成朝向目标停机位的着陆引导飞行路线；并将该路线经通信模块II发送给无人机飞行控制系统；

通信模块II用于与无人机飞行控制系统、无人机地面遥控系统及通信模块I进行数据交换。

2.根据权利要求1所述的一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，停机位设置在合作灯阵之外，且停机位与最近的一个圆形发光体的边缘之间的距离大于备降无人机机身最大长度。

3.根据权利要求1所述的一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，合作灯阵还包括灯阵控制器；各圆形发光体分别通过灯阵控制器与供电单元连接；灯阵控制器用于控制各圆形发光体的亮灭。

4.根据权利要求1所述的一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，合作灯阵的每个圆形发光体的直径至少为300mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，所述圆形发光体是由条状LED灯带盘绕而成的实心圆形发光体，其排列时圆心之间的间距大于等于半径的3倍。

6.根据权利要求1所述的一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，每个LED灯盘的光度大于等于113000lm。

7.根据权利要求1所述的一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，当停机位设置于移动平台时，所述停机位还包括固定装置，用于将无人机降落后将其固定在停机位上。

8.根据权利要求1所述的一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，停机位基准点与合作灯阵的距离由机载摄像头光轴与垂直方向的夹角确定。

9.根据权利要求1所述的一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，通信模块II与无人机飞行控制系统之间采用全双工RS422协议并经光电隔离进行连接。

10.根据权利要求1所述的一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，其特征在于，机载解算模块包括依次连接的差分缓冲放大器、ADC、光电隔离器，还包括恒流源和比较器；比较器启动恒流源给机载摄像头、无线电测向模块供电；

机载解算模块还包括信号处理单元、FPGA、FLASH、PROM、数据压缩和存储模块，所述信号处理单元与FPGA、FLASH分别相连，FPGA还与数据压缩和存储模块、光电隔离器、卫星定位模块II、无线电测向模块相连；其中FPGA用于完成数据的AD采集和数据缓存，并为机载摄像头、卫星定位模块II、无线电测向模块、通信模块II、ADC和信号处理单元读写提供时序和逻辑控制；信号处理单元用于完成数据融合计算；PROM是FPGA程序存储器；数据压缩和存储模块用于对FPGA采集的数据进行压缩和存储。