本發(fā)明涉及一種無人機降落系統(tǒng)，尤其涉及一種無人機光引導降落系統(tǒng)。

背景技術：

隨著無人機技術特別是多旋翼無人機技術的發(fā)展，無人機產品在通信、電力、航拍、農業(yè)等領域都得到了廣泛的運用。

無人機的自動起飛和飛行控制目前已經較為成熟，可以依靠無人機的飛控系統(tǒng)與衛(wèi)星導航想結合來實現，無人機的自主精準降落是目前較難解決的一個問題。

《一種基于單幅跑道圖像的無人機降落位姿測量新方法》《國防科技大學學報》2008年第1期公開了一種基于單幅跑道圖像視覺的無人機自主降落方法，其方法是是通過分析機載攝像機系統(tǒng)對著陸區(qū)域的成像，獲取無人機降落過程中的位置和姿態(tài)參數，當無人機已經位于降落下滑道內并下降至較低高度時，由于無法繼續(xù)在圖像中同時獲得跑道和其他參考標志的情況下，僅利用單幅跑道圖像計算得到無人機降落的位姿參數，來提供無人機飛控系統(tǒng)完成無人機自主降落，不足之處是需要在無人機上安裝記載攝像設備，并要經過復雜的圖像處理和算法來識別降落位置，設備較為復雜。

技術實現要素：

為了解決以上問題本發(fā)明提供了一種結構簡單，成本低，引導降落精度高的無人機光引導降落系統(tǒng)。

為了解決以上問題，本發(fā)明采用了以下技術方案：

一種無人機光引導降落系統(tǒng)，包括光電方位誤差接收裝置和地面降落點光引導平臺。地面降落點光引導平臺發(fā)射一束光信號，位于無人機機腹下的光電方位誤差接收裝置接收引導光信號，并對接收到的信號進行比較和處理，得到降落偏離誤差，控制無人機飛控系統(tǒng)，沿著光波束降落在指定地點。

所述的光電方位誤差接收裝置包括光電接收器、方位比較器；所述的光電接收器包括光濾波器、光電變換器、電濾波器、解碼器、信號識別器。地面降落點光引導平臺發(fā)射引導光波束，在光電接收器中，先經過光濾波器，濾除地面和空中其余的光干擾信號，，減小誤探測概率，再由光電變換器將引導光信號變?yōu)殡娦盘枺辉陔姙V波器中，濾除無用的噪聲和干擾信號，以提高信號探測的靈敏度；解碼器對接收信號進行解碼，解調出地面降落點光引導平臺發(fā)射引導光信號中所包含的編碼信息，配合信號識別器來識別是否為己方降落引導信號以及是否為本機的降落信(引導多架無人機降落時)號，識別結果電信號輸出，供后端方位比較器進行方位比較；無人機在光束引導下降過程中，若偏離引導光束，光電方位誤差接收器接收光引導信號，經過方位比較器提取出無人機降落方位偏差；根據方位偏差信號，控制無人機進行降落姿態(tài)控制，無人機飛回引導光束照射范圍內，直至無人機完成降落。

所述的方位比較器包括2n個x方位比較器和2n個y方位比較器,n≥1；無人機在光束引導下降過程中，若偏離引導光束，光電方位誤差接收器接收光引導信號，經過x方位比較器和y方位比較器提取出無人機水平方向兩維的降落方位偏差。當然在同一水平面上，不同的角度都可以設置方位比較器。

一種無人機光引導降落方法，包括以下內容：

無人機進入降落區(qū)域：無人機進入降落區(qū)域，地面降落點光引導平臺發(fā)射引導光波束，光波束照射覆蓋整個無人機。

引導光信號接收識別：地面降落點光引導平臺發(fā)射引導光波束，在光電接收器中，先經過光濾波器，濾除地面和空中其余的光干擾信號，再由光電變換器將引導光信號變?yōu)殡娦盘?；在電濾波器中，濾除無用的噪聲和干擾信號；解碼器對接收信號進行解碼，解調出地面降落臺發(fā)射引導光信號中所包含的編碼信息，配合信號識別器來識別是否為己方降落引導信號以及是否為本機的降落信號，識別結果電信號輸出，供后端方位比較器進行方位比較。

光電方位誤差提取：無人機在光束引導下降過程中，若偏離引導光束，光電方位誤差接收器接收光引導信號，經過方位比較器提取出無人機水平方向降落方位偏差。

無人機降落姿態(tài)修正：無人機根據光電方位誤差接收器輸出的降落方位偏差信號，控制無人機進行降落姿態(tài)控制，無人機飛回引導光束照射范圍內，直至無人機完成降落。

所述的方位比較器包括2n個x方位比較器和2n個y方位比較器,n≥1；無人機在光束引導下降過程中，若偏離引導光束，光電方位誤差接收器接收光引導信號，經過x方位比較器和y方位比較器提取出無人機水平方向兩維的降落方位偏差。

有益效果：

本發(fā)明成本低：本發(fā)明摒棄了成本高的記載攝像系統(tǒng)和復雜的圖像實時處理系統(tǒng)，運用簡單的光敏器件和簡單的比較電路來實現降落方位誤差的獲取，達到提供精準控制無人機降落的目的。

本發(fā)明降落精度高：本發(fā)明運用地面一定發(fā)散角的光束引導，最終降落點在引導光源處，實現無人機精準定點降落。

本發(fā)明引導實現方式簡單：無人機自行沿光束降落，無需復雜的引導通信設備。

本發(fā)明多機同時降落：通過不同引導光源和無人機配對不同信號編碼的方式，實現無人機群的獨立定點降落。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的光束引導降落示意圖。

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的光電方位誤差接收器原理示意圖。

圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的光電接收器原理示意圖。

圖4為本發(fā)明系統(tǒng)的光引導精準降落控制原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1至4所示，本發(fā)明提供了一種無人機光引導降落系統(tǒng)，包括光電方位誤差接收裝置和地面降落點光引導平臺。地面降落點光引導平臺發(fā)射一束光信號，位于無人機機腹下的光電方位誤差接收裝置接收引導光信號，并對接收到的信號進行比較和處理，得到降落偏離誤差，控制無人機飛控系統(tǒng)，沿著光波束降落在指定地點。

所述的光電方位誤差接收裝置包括光電接收器、2個x方位比較器和2個y方位比較器。所述的光電接收器包括光濾波器、光電變換器、電濾波器、解碼器、信號識別器。

地面降落點光引導平臺發(fā)射引導光波束，在光電接收器中，先經過光濾波器，濾除地面和空中其余的光干擾信號，再由光電變換器將引導光信號變?yōu)殡娦盘枺辉陔姙V波器中，濾除無用的噪聲和干擾信號；解碼器對接收信號進行解碼，解調出地面降落點光引導平臺發(fā)射引導光信號中所包含的編碼信息，配合信號識別器來識別是否為己方降落引導信號以及是否為本機的降落信號，識別結果電信號輸出，供后端的2個x方位比較器和2個y方位比較器進行方位比較。

無人機在光束引導下降過程中，若偏離引導光束，光電方位誤差接收器接收光引導信號，經過2個x方位比較器提取出無人機水平面x方向的降落方位偏差，經過2個y方位比較器提取出無人機水平面y方向的降落方位偏差。

根據方位偏差信號，控制無人機進行降落姿態(tài)控制，無人機飛回引導光束照射范圍內，直至無人機完成降落。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不限制于本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明涉及一種無人機光引導降落系統(tǒng)及方法，其地面降落點光引導平臺發(fā)射引導光波束，在光電接收器中，先經過光濾波器，濾除地面和空中其余的光干擾信號，再由光電變換器將引導光信號變?yōu)殡娦盘枺辉陔姙V波器中，濾除無用的噪聲和干擾信號；解碼器對接收信號進行解碼，解調出地面降落點光引導平臺發(fā)射引導光信號中所包含的編碼信息，配合信號識別器來識別是否為己方降落引導信號以及是否為本機的降落信號，識別結果電信號輸出，供后端方位比較器進行方位比較。

技術研發(fā)人員：黃波
受保護的技術使用者：中國電子科技集團公司第十四研究所
技術研發(fā)日：2017.07.19
技術公布日：2017.10.20