[发明专利]一种无人机无源定位降落方法及装置

说明书

本发明公开了一种无人机无源定位降落方法及装置，采用的无源定位模块不需要与GPS等卫星信号进行通信定位，地面移动载具和无人机分别作为通信服务端和通信客户端进行相对位姿信息的实时交互，不会受到信号干扰/无信号的影响，大大提高无人机与移动载具相对定位的稳定性。采用电磁牵引技术在无人机底部和地面移动载具顶端分别布置磁性材料和电磁铁，当两设备相距距离足够近时通电使得两者之间产生相互吸引作用力，使得无人机与移动载具降落点形成相对固定且稳定连接的结构，保证无人机降落后不会受到载具抖动的影响而掉落或撞损。

技术领域

本发明涉及无人机定位导航技术领域，特别是涉及一种空地协同模式下的微小型无人机无源定位降落方法及装置。

背景技术

随着智能无人技术的发展，空地协同工作的模式应用范围越来越广，地面移动载具设备负载能力强、续航时间长，空中无人机设备视野更开阔、探测范围大，两者协同工作优势互补被广泛应用于环境监测、地形勘探、军事打击、应急通信、搜索和救援行动等各个领域。

在空地协同工作过程中，无人机如何自主精准降落至地面移动载具降落平台是当前研究的一大难点，目前主流的降落方法有基于视觉感知的降落和基于卫星定位的降落。基于视觉感知基础上的降落方法易受环境光照、空地距离、对视觉目标的识别精度等因素的影响导致降落成功率低；而基于GPS、北斗等卫星信号定位方式的降落方法易受通信信号干扰的影响，通信时延、卫星信号定位误差较大导致降落精度较差。

申请号202210649462.0的专利文献中记载了一种多信源融合的车载无人机自主降落控制方法及装置。

该装置针对车载无人机在车载起降平台高速移动过程中的自主降落难题，将无人机降落过程分为快速解决、视觉搜索、目标源决策、末端降落四个阶段，将成熟的RTK定位与视觉定位相融合，并摒弃复杂的信息融合算法，通过比较RTK定位模块与视觉定位模块的目标位置可信度并选用目标位置可信度较高定位模块的目标位置信息作为控制车载无人机自主降落的导航信息来源，逐步完成无人机的降落过程。

然而，上述方案中所使用的RTK定位模块是基于卫星信号进行定位，在山区、楼宇建筑等信号质量差的地理位置或电磁干扰环境条件下，存在信号干扰中断/信号不稳定/无信号现象，会对无人机的定位与精准降落造成不良影响。

另外，上述方案中在无人机足够接近车载起降平台时通过切断动力抛降的方式完成降落，该方法在道路崎岖、车载起降平台倾斜或抖动幅度较大时会使得无人机降落不稳，抖动会使得无人机降落地面车载起降平台后掉落或与平台结构发生碰撞。

因此，如何解决空地协同工作模式下，无/弱卫星信号时微小型无人机自主精确降落的问题，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种无人机无源定位降落方法及装置。解决了空地协同工作模式下，无/弱卫星信号时微小型无人机自主精确降落的问题。

本发明提供了如下方案：

一种无人机无源定位降落方法，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I MU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。