[发明专利]一种通用型无人机车载自主降落装置

说明书

技术领域

本发明涉及无人机车载领域，尤其涉及一种通用型无人机车载自主降落装置。

背景技术

为了实现无人机车载自主降落，无人机机体自身需要具备：1、需要挂载采集停机坪或者靶标及场景图像的载荷；2、无人机具有对靶标检测和跟踪的程序，以及无人机导引控制程序。

现有技术中，不具有车载自主降落功能的各类常规型无人机，如需改造成具有车载自主降落功能的无人机，需要在无人机上挂载云台及相机载荷，同时也需要额外增加或更改适配自主起降的云台控制策略、无人机对停机坪的检测与跟踪程序和无人机的飞行导引控制程序。同时，车载自主降落功能，需采用图像检测算法和目标跟踪算法对图像中的停机坪或者靶标进行图像检测和跟踪，运算量大、算法耗时长，对处理器运算能力有较高要求，并非所有常规型无人机的处理器都能满足，因此，上述改造方式繁琐复杂且缺乏通用性。

发明内容

针对上述不具有车载自主降落功能的常规型无人机，本发明提供一种通用型无人机车载自主降落装置。

本发明提供一种通用型无人机车载自主降落装置，包括：微型云台和中央处理电路板；所述微型云台包括：微型相机模组，其用于在无人机自主降落时采集车载停机坪及其周围场景的图像信息；其特征在于：所述无人机车载自主降落装置又包括：外部电气接口，设置在所述中央处理电路板上，作为数据传输接口和供电接口，通过电连接装置接头与无人机电连接。

优选的，所述微型云台还包括支撑板，所述中央处理电路板通过紧固件固定在所述支撑板上；所述支撑板包括设置在其上的外部机械连接结构，所述外部机械连接结构与无人机机械连接，用于将无人机车载自主降落装置整体固定在无人机机身上。

优选的，所述中央处理电路板上还设置有：第一接口，与微型云台连接，用于所述中央处理电路板获取所述微型云台各轴的角速度和加速度数据，以及输出控制信号控制所述微型云台转动；

优选的，所述中央处理电路板上还设置有：第二接口，与微型云台连接，用于所述中央处理电路板获取所述微型云台上所述微型相机模组采集的图像信息。

优选的，所述中央处理电路板，包括：车载停机坪检测与跟踪单元，检测与跟踪所述图像信息中所述车载停机坪的位置；控制指令生成单元，生成遥控器遥感量形式的无人机飞行控制指令，引导无人机自主降落至车载停机坪上。

优选的，所述无人机飞行控制指令包括：第一阶段飞行控制指令，是以车载停机坪的GPS位置为参考量，以无人机的GPS位置为反馈量，以获取的无人机的横向速度和纵向速度为中间反馈量计算生成，引导无人机飞行至车载停机坪正上空；第二阶段飞行控制指令，是以所述微型云台的横滚姿态角和俯仰姿态角为参考量，以无人机的横向速度和纵向速度为中间反馈量计算生成，引导无人机从车载停机坪正上空降落直至停在停机坪上。

优选地，所述第一阶段飞行控制指令包括摇杆控制横向分量，其生成步骤包括：以车载停机坪的GPS位置为参考量，无人机的GPS位置为反馈量，两者进行差值运算得到GPS位置误差量；将所述GPS位置误差量作为第一PID控制器的输入，经所述第一PID控制器运算得到速度参考量；将所述速度参考量分解为速度参考量横向分量和速度参考量纵向分量；将所述速度参考量横向分量与无人机的横向速度进行差值运算，得到横向差值量；将所述横向差值量作为第二PID控制器的输入，经所述第二PID控制器运算得到所述摇杆控制横向分量。

优选地，所述第一阶段飞行控制指令包括摇杆控制纵向分量，其生成步骤包括：以车载停机坪的GPS位置为参考量，无人机的GPS位置为反馈量，两者进行差值运算得到GPS位置误差量；将所述GPS位置误差量作为第一PID控制器的输入，经所述第一PID控制器运算得到速度参考量；将所述速度参考量分解为速度参考量横向分量和速度参考量纵向分量；将所述速度参考量纵向分量与无人机的纵向速度进行差值运算，得到纵向差值量；将所述纵向差值量作为第三PID控制器的输入，经所述第三PID控制器运算得到所述摇杆控制纵向分量。

优选的，所述第二阶段飞行控制指令包括摇杆控制横向分量，其生成步骤包括：将所述横滚姿态角与0度参考值进行差值运算得到第一差值量；将所述第一差值量作为第四PID控制器的输入，经所述第四PID控制器运算得到横向速度参考量；将所述横向速度参考量与获取的所述无人机横向速度进行差值运算得到第二差值量；将所述第二差值量作为第五PID控制器的输入，经所述第五PID控制器运算得到所述摇杆控制横向分量。