[实用新型]基于多模导航的无人机着陆引导系统

说明书

本实用新型公开了一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，属于无人机飞行导航技术领域，适用于垂直起降型无人机。系统包括停机位和停机位基准点，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。本方法利用无线电测向、视觉引导、卫星定位及数据融合，引导无人机自动着陆于指定停机位。提高无人机自主着陆的精度和可靠性，减少了盲降的风险，具有良好的抗干扰性。可用于在固定平台和移动平台上的无人机着陆引导。

技术领域

本实用新型涉及一种无人机着陆引导系统，具体地涉及一种应用多模导航的无人机着陆引导系统。属于无人机飞行导航技术领域。

背景技术

无人机(Unmanned aerial vehicle)与载人飞机相比，具有重量轻、人员伤亡风险小、机动性好、机舱设计简单等特点，除了在军事上的应用前景，其在民用领域也逐渐显露头角。无人机导航技术主要包括惯性导航、雷达导航、GPS导航、微波导航和视觉导航等。其中，随着计算机视觉和图像采集技术、光学测量技术、高速实时处理及存储技术的发展，基于视觉信息的导航技术近年成为研究热点，并具有设备简单、功耗低、体积小、自主无源等优点，并且不依赖地面和空中的导航设备，尤其是不受制于GPS限制(GPS导航系统利用导航卫星进行导航定位，存在信号易受干扰、分辨精度和技术垄断等问题)。在电子对抗方面具有较大优势。

为了保证无人机顺利完成任务，实现无人机的稳定导航是关键。导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线飞行。未来无人机的发展要求障碍回避、物资或武器投放、自动进场着陆等功能，需要高精度、高可靠性、高抗干扰性能。传统的导航系统中一般使用惯导系统、GPS系统以及复合其他系统完成导航。而惯导系统中惯性器件具有累积误差，且对初始值过于敏感；GPS系统中GPS信号并不是总是可获取的(如指定着陆地点位于狭窄的楼宇之间、丛林、狭小空间或其他容易造成GPS遮挡的位置)，并且即使GPS信号是可以获取，其精度往往不能总是满足无人机导航的需要，尤其是着陆的需要。因此多种导航技术结合的模式将是未来发展的方向。着陆导航是无人机飞行中的重要阶段，因进场着陆受飞行高度、气象和地理环境等诸多因素的影响，精确可靠自动化的助降方法成为无人机技术中的关键研究内容之一。在无人机导航中着陆导航尤为重要，对无人机回收以及与地面作业衔接都具有重大的意义。无人机着陆是一个需要精准精确控制的过程，而自主着陆技术可以使这一过程自动完成。无人机自主着陆是指无人机依赖机载的导航设备和飞行控制系统来进行定位导航并最终控制无人机降落至指定地点的过程。

随着各类应用场合对运动载体导航定位精度要求的提高，单一的导航系统己经难以满足需求。所以需要一种可靠的方法将多种导航系统组合在一起，实现多种信息源的融合互补，以提高导航系统的整体精度和可靠性。

融合了视觉导航技术的复合导航系统，不仅能够弥补惯性导航、GPS导航的缺陷，提高导航精度，减少了盲降的风险，而且视觉导航抗干扰性更好且属于被动传感器。

多模复合信息融合定位与导航技术实质上是一种多传感器组合导航系统。多种传感器可以获得多种信息源，信息融合技术将这些冗余测量信息进行有机地信息融合，在一定准则下进行自动检测、相关、分析、组合和估计，以获得单个传感器无法获得的有价值的精准定位信息，从而获得高精度、高可靠性的定位与导航信息。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型构建一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，利用无线电测向、视觉引导、卫星定位及数据融合，引导无人机自动着陆于指定停机位。

一种基于多模导航的无人机着陆引导系统，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，