[发明专利]一种无人机无源定位降落方法及装置

权利要求书

1.一种无人机无源定位降落方法，其特征在于，包括：

通过无源定位模块确定无人机当前时刻在以地面移动载具中心为零点的空间三维坐标系上的相对位置；

根据所述相对位置确定所述无人机相对所述地面移动载具的距离值；

根据所述距离值与距离阈值的关系确定降落阶段，包括：

确定所述距离值大于远距离阈值，所述无人机基于所述无源定位模块的实时定位信息，执行快速逼近降落阶段；

确定所述距离值小于远距离阈值且大于近距离阈值，所述无人机通过视觉辅助定位模块及IMU位姿估计系统，执行稳降阶段；

确定所述距离值小于近距离阈值，所述无人机通过强电磁牵引模块，执行牵引落地阶段。

2.根据权利要求1所述的无人机无源定位降落方法，其特征在于，所述无源定位模块包括设置于所述无人机上的无源定位信号标签以及设置于所述地面移动载具上的信号接收基站阵列；所述信号接收基站阵列包括成目标排列方式间隔分布的至少四个信号接收基站。

3.根据权利要求1所述的无人机无源定位降落方法，其特征在于，所述快速逼近降落阶段包括：

确定所述距离值大于所述远距离阈值，确定所述无人机以正常飞行速度从当前位置直线飞行至所述地面移动载具正上方相距所述远距离阈值处并保持与所述地面移动载具的相对静止。

4.根据权利要求1所述的无人机无源定位降落方法，其特征在于，所述视觉辅助定位模块包括设置于所述无人机的伺服云台上的相机以及设置于所述地面移动载具上的视觉定位标识图。

5.根据权利要求4所述的无人机无源定位降落方法，其特征在于，所述强电磁牵引模块包括设置于所述无人机的起落架上的若干强磁材料以及设置于所述地面移动载具上的与若干所述强磁材料一一对应的若干电磁铁。

6.根据权利要求5所述的无人机无源定位降落方法，其特征在于，所述远距离阈值包括所述相机能够清晰捕获到所述视觉定位标识图的最远距离；所述近距离阈值包括所述强电磁牵引模块的电磁牵引力大小能够等同或大于所述无人机自身重力的距离。

7.根据权利要求4所述的无人机无源定位降落方法，其特征在于，所述稳降阶段包括：

确定运算周期，在每个所述运算周期内执行所述相机对所述视觉定位标识图的捕获并解算出图像定位坐标；

结合所述伺服云台的姿态角度和所述无人机IMU姿态信息进行坐标矩阵变换得到所述无人机当前相对于所述地面移动载具的当前位置信息；

将所述当前位置信息、无源定位模块反馈的位置信息分别与预测位置信息进行比较得到两者可信度；

确定高可信度者作为真实坐标指导所述无人机稳降过程，以使所述无人机从真实坐标以固定速度向地面移动载具零点坐标方向位移。

8.根据权利要求7所述的无人机无源定位降落方法，其特征在于，所述预测位置通过上一周期无人机坐标真实值和其速度矢量计算得出。

9.根据权利要求5所述的无人机无源定位降落方法，其特征在于，所述牵引落地阶段包括：

确定所述距离值小于近距离阈值，所述电磁铁通过电流产生磁吸力，以便所述磁吸力作用于所述强磁材料使两者呈现相互靠拢趋势；

控制所述无人机逐渐减小旋翼转速，完成降落与固连过程。

10.一种无人机无源定位降落装置，其特征在于，包括：

相对位置确定单元，用于通过无源定位模块确定无人机当前时刻在以地面移动载具中心为零点的空间三维坐标系上的相对位置；

距离值计算单元，用于根据所述相对位置确定所述无人机相对所述地面移动载具的距离值；

降落阶段确定单元，用于根据所述距离值与距离阈值的关系确定降落阶段，包括：

快速逼近降落子单元，用于确定所述距离值大于远距离阈值，所述无人机基于所述无源定位模块的实时定位信息，执行快速逼近降落阶段；

稳降子单元，用于确定所述距离值小于远距离阈值且大于近距离阈值，所述无人机通过视觉辅助定位模块及IMU位姿估计系统，执行稳降阶段；

牵引落地子单元，用于确定所述距离值小于近距离阈值，所述无人机通过强电磁牵引模块，执行牵引落地阶段。