[发明专利]多旋翼无人机回收辅助导航装置及方法

权利要求书

1.多旋翼无人机回收辅助导航装置，其特征在于，包括含有半球形凹槽的壳体(1)，壳体(1)的半球形凹槽内壁表面安装有半球形LED安装支架(2)，半球形LED安装支架(2)上安装有红黄绿LED信号指示灯单元(3)，红黄绿LED信号指示灯单元(3)上表面安装有半球形柔光罩(4)；壳体(1)的半球形凹槽开口处安装有无人机起降平台(5)。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机回收辅助导航装置，其特征在于，红黄绿LED信号指示灯单元(3)包括有若干个红色LED信号指示灯灯带(3-1)、若干个黄色LED信号指示灯灯带(3-2)及若干个绿色LED信号指示灯灯带(3-3)；若干个绿色LED信号指示灯(3-3)灯带、若干个黄色LED信号指示灯(3-2)灯带及若干个红色LED信号指示灯(3-1)灯带及以半球形LED安装支架(2)的最低点为圆心依次呈环带状分布。

3.根据权利要求2所述的多旋翼无人机回收辅助导航装置，其特征在于，三种颜色的LED信号指示灯灯带的数量分配为绿色占20％，黄色占50％，红色占30％。

4.根据权利要求3所述的多旋翼无人机回收辅助导航装置，其特征在于，采用菲尼尔透镜作为无人机起降平台(5)。

5.多旋翼无人机回收辅助导航方法，其特征在于，采用如权利要求4所述的装置，具体按照以下步骤实施：

步骤1、起飞前无人机放置于无人机起降平台(5)的上表面，并由飞控系统记录当前空间位置信息；无人机起飞后红黄绿LED信号指示灯单元(3)在地面直流电源和控制电路的驱动下以预先设定的工作频率或频率组合开始闪烁，光线经由柔光罩(4)和无人机起降平台(5)向不同的水平方位角空间投射特定颜色的信号灯光；

步骤1中，h＝h₀+Δh，式中Δh为无人机上升高度，由三角函数可知Δh＝tanα·l，式中α为预先测量得到的红色信号光源最小水平观测角度，进而得到h＝h₀+tanα·l；

步骤2、无人机起飞，飞行过程中，当导航系统受到干扰或失效后，根据无人机飞行控制系统已记录的飞行距离l和起飞绝对高度h₀计算的结果上升至预定返航高度h，上升至预定返航高度h后，无人机将摄像头锁定至前进方向，并向下偏转至负α，水平360°旋转机身寻找以预先设定的频率或频率组合闪烁的红色信号光源，当发现信号光源后，无人机停止水平转动并控制摄像头将红色信号光源锁定至图像中心位置，无人机开始水平向光源位置飞行，当无人机与红色信号光源水平夹角达到测量得到的黄色信号光源的最小可视水平角度β时，此时摄像头观测到的信号光源将转换为黄色信号光源，无人机降低飞行速度继续向黄色信号光源飞行；当无人机与黄色信号光源水平夹角达到测量得到的绿色信号光源的最小可视水平角度γ时，此时摄像头观测到的信号光源将转换为绿色信号光源，无人机开始垂直降低飞行高度，下降过程中无人机与信号光源的水平夹角将在β与γ不断变换，无人机观测的光源信号为黄色时应停止垂直下降的并向装置中心移动，直至信号光源转换为绿色，如此循环，直至无人机降落置无人机起降平台(5)的中心位置。