一種飛行裝置的自主降落的系統(tǒng)及降落方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛行裝置降落系統(tǒng)及降落方法，尤其涉及一種飛行裝置自主降落系統(tǒng)及降落方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行器的起降是飛行器整個(gè)飛行過(guò)程中最容易發(fā)生故障的階段，飛行器自主降落功能是飛行器自主飛行功能的先決基礎(chǔ)。
[0003]現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)降落方法基本上采用手動(dòng)操控控制端，通過(guò)人工的方式降落無(wú)人機(jī)到指定地點(diǎn)，這種降落方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)自主降落;隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)的自主降落功能的飛行器大多采用了基于圖像數(shù)據(jù)處理的方法來(lái)降落到指定位置上。
[0004]CN104932522A公開(kāi)的自主降落方法是通過(guò)基于拍攝的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)出降落目標(biāo)點(diǎn)的降落位置上，然后形成控制策略。這種采用圖像處理的自主降落方法對(duì)圖像處理的算法要求較高，當(dāng)出現(xiàn)相近且相似的降落位置時(shí)，降落位置的判斷將會(huì)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致無(wú)人機(jī)誤降。而且這種方法容易受到障礙物和光線(xiàn)的干擾。
[0005]基于以上描述的缺陷，有必要發(fā)明一種自主降落方法，使無(wú)人機(jī)精確自主降落到降落位置上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種飛行裝置的自動(dòng)降落系統(tǒng)，包括:距離獲取模塊，用于獲取飛行裝置與目標(biāo)標(biāo)記物之間的距離信息和所述目標(biāo)標(biāo)記物與所述飛行裝置的機(jī)頭部分在當(dāng)前飛行方向上的偏離角度信息;航線(xiàn)設(shè)計(jì)模塊，能夠根據(jù)所述距離信息和所述偏離角度信息來(lái)設(shè)計(jì)飛行裝置的降落航線(xiàn)，控制飛行裝置執(zhí)行降落。
[0007]優(yōu)選地，所述自動(dòng)降落系統(tǒng)還包括無(wú)線(xiàn)測(cè)距模塊，能夠發(fā)送和接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)與降落位置處的所述目標(biāo)標(biāo)記物之間的信號(hào)傳輸;所述距離獲取模塊根據(jù)所述無(wú)線(xiàn)測(cè)距模塊發(fā)送和接收所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)的時(shí)間獲取所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)在空中的傳輸時(shí)間，并基于所述傳輸時(shí)間來(lái)獲得所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0008]優(yōu)選地，所述無(wú)線(xiàn)測(cè)距模塊包括讓第一射頻單元向所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)射第一詢(xún)問(wèn)信號(hào)并接收來(lái)自所述目標(biāo)標(biāo)記物的第一響應(yīng)信號(hào)的第一射頻定位模塊和讓第二射頻單元向所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)射第二詢(xún)問(wèn)信號(hào)并接收來(lái)自所述目標(biāo)標(biāo)記物的第二響應(yīng)信號(hào)的第二射頻定位模塊;其中，所述第一響應(yīng)信號(hào)是所述目標(biāo)標(biāo)記物基于所接收到的所述第一詢(xún)問(wèn)信號(hào)后向所述第一射頻定位單元所發(fā)送的，所述第二響應(yīng)信號(hào)是所述目標(biāo)標(biāo)記物基于所接收到的所述第二詢(xún)問(wèn)信號(hào)后向所述第二射頻定位單元所發(fā)送的;所述第一射頻定位模塊能夠分別記錄所述第一射頻單元發(fā)射所述第一詢(xún)問(wèn)信號(hào)的第一時(shí)間和收到所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)射所述第一響應(yīng)信號(hào)的第二時(shí)間以及所述目標(biāo)標(biāo)記物接收到所述第一詢(xún)問(wèn)信號(hào)的第三時(shí)間和所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)出所述第一響應(yīng)信號(hào)的第四時(shí)間；第二射頻定位模塊能夠分別記錄所述第二射頻單元發(fā)射所述第二詢(xún)問(wèn)信號(hào)的第五時(shí)間和收到所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)射所述第二響應(yīng)信號(hào)第六時(shí)間以及所述目標(biāo)標(biāo)記物接收到所述第二詢(xún)問(wèn)信號(hào)的第七時(shí)間和所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)出所述第二響應(yīng)信號(hào)的第八時(shí)間；其中，所述距離獲取模塊通過(guò)將所述第二時(shí)間和所述第一時(shí)間的差值減去所述第四時(shí)間和所述第三時(shí)間的差值獲取所述第一射頻定位單元的第一傳輸時(shí)間，通過(guò)將所述第六時(shí)間和所述第五時(shí)間的差值減去所述第八時(shí)間和所述第七時(shí)間的差值獲取所述第二射頻定位單元的第二傳輸時(shí)間，基于所述第一傳輸時(shí)間和所述第二傳輸時(shí)間分別獲取所述第一射頻定位單元和第二射頻定位單元與所述目標(biāo)標(biāo)記物之間的第一距離值和第二距離值，并基于所述第一距離值和所述第二距離值以及獲取所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0009]優(yōu)選地，所述第一射頻定位模塊還能夠讓所述第一射頻單元向所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)送第三響應(yīng)信號(hào)和所述第二射頻定位模塊還能夠讓所述第二射頻單元向所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)送第四響應(yīng)信號(hào);所述第一射頻定位模塊還能夠分別記錄所述第三響應(yīng)信號(hào)、發(fā)送所述第三響應(yīng)信號(hào)的第九時(shí)間，以及所述目標(biāo)標(biāo)記物接收到所述第三響應(yīng)信號(hào)的第十一時(shí)間；第二射頻定位模塊還能夠分別記錄所述第四響應(yīng)信號(hào)、發(fā)送所述第四響應(yīng)信號(hào)的第十時(shí)間，以及所述目標(biāo)標(biāo)記物接收到所述第四響應(yīng)信號(hào)的第十二時(shí)間；其中，所述距離獲取模塊還通過(guò)將所述第十一時(shí)間和所述第四時(shí)間的差值減去所述第九時(shí)間和所述第二時(shí)間的差值獲取所述第一射頻定位單元的第三傳輸時(shí)間，將所述第十二時(shí)間和所述第八時(shí)間的差值減去所述第十時(shí)間和所述第六時(shí)間的差值獲取所述第二射頻定位單元的第四傳輸時(shí)間，并基于所述第三傳輸時(shí)間和第四傳輸時(shí)間獲取所述第一射頻定位單元和第二射頻定位單元與所述目標(biāo)標(biāo)記物之間的第三距離值和第四距離值;將所述第一距離值和所述第三距離值相加后除以2作為所述第一射頻定位單元與所述目標(biāo)標(biāo)記物的距離，將所述第二距離值和所述第四距離值相加后除以2后的距離作為所述第二射頻定位單元與所述目標(biāo)標(biāo)記物的距離;所述距離獲取模塊基于所述第一射頻定位單元與所述目標(biāo)標(biāo)記物的距離和所述第二射頻定位單元與所述目標(biāo)標(biāo)記物的距離獲取所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0010]優(yōu)選地，所述自動(dòng)降落系統(tǒng)還包括高度測(cè)量模塊，能夠獲取所述飛行裝置的第一高度;所述距離獲取模塊基于所述第一射頻定位單元與所述目標(biāo)標(biāo)記物的距離、所述第二射頻定位單元與所述目標(biāo)標(biāo)記物的距離、所述第一高度和所述目標(biāo)標(biāo)記物自身的第二高度獲取所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0011]優(yōu)選地，所述第一和第二射頻定位模塊分別具有第一計(jì)時(shí)模塊和第二計(jì)時(shí)模塊，所述第一計(jì)時(shí)模塊能夠記錄所述第一時(shí)間、所述第二時(shí)間和所述第九時(shí)間，所述第二計(jì)時(shí)模塊能夠記錄所述第五時(shí)間、所述第六時(shí)間和所述第十時(shí)間；所述目標(biāo)標(biāo)記物具有第三計(jì)時(shí)模塊，所述第三計(jì)時(shí)模塊能夠記錄所述第三時(shí)間、所述第四時(shí)間、所述第七時(shí)間、所述第八時(shí)間、所述第十一時(shí)間和第十二時(shí)間。
[0012]優(yōu)選地，所述航線(xiàn)設(shè)計(jì)模塊能夠根據(jù)所述飛行裝置的第一高度和所述目標(biāo)標(biāo)記物的第二高度，控制所述飛行裝置豎直飛行，使其高于所述目標(biāo)標(biāo)記物。
[0013]優(yōu)選地，所述航線(xiàn)設(shè)計(jì)模塊控制所述飛行裝置水平飛行至所述目標(biāo)標(biāo)記物的上方，并判斷飛行裝置是否位于所述目標(biāo)標(biāo)記物的上方，當(dāng)所述航線(xiàn)設(shè)計(jì)模塊判斷所述飛行裝置位于所述目標(biāo)標(biāo)記物的上方后，則控制所述飛行裝置豎直降落至所述目標(biāo)標(biāo)記物上。
[0014]優(yōu)選地，所述航線(xiàn)設(shè)計(jì)模塊根據(jù)所述飛行裝置的所述第一高度與所述目標(biāo)標(biāo)記物的所述第二高度的差值和所述飛行裝置與所述目標(biāo)標(biāo)記物之間的距離信息是否相等進(jìn)行判斷所述飛行裝置是否位于所述目標(biāo)標(biāo)記物的上方。
[0015]優(yōu)選地，所述航線(xiàn)設(shè)計(jì)模塊還包括調(diào)整模塊，能夠根據(jù)所述距離信息和所述偏離角度信息調(diào)整所述飛行裝置的飛行方向。
[0016]優(yōu)選地，所述自動(dòng)降落系統(tǒng)還包括拍攝模塊;所述拍攝模塊能夠旋轉(zhuǎn)，能夠從不同方位和視角對(duì)目標(biāo)標(biāo)記物進(jìn)行拍攝并獲取圖像信息;所述航線(xiàn)設(shè)計(jì)模塊能夠根據(jù)所述拍攝模塊的拍攝角度以及拍攝的圖像判斷所述飛行裝置相對(duì)于所述目標(biāo)標(biāo)記物的位置。
[0017]優(yōu)選地，當(dāng)所述航線(xiàn)設(shè)計(jì)模塊判斷飛行裝置位于目標(biāo)標(biāo)記物的上方后，調(diào)整所述拍攝模塊豎直向下并執(zhí)行拍攝，根據(jù)目標(biāo)標(biāo)記物是否在所述拍攝的圖像的中心位置判斷所述飛行裝置是否位于目標(biāo)標(biāo)記物的正上方，最后根據(jù)判斷的結(jié)果控制飛行裝置水平飛行或者豎直下降。
[0018]優(yōu)選地，還包括地面終端模塊，能夠向所述飛行裝置發(fā)送各種參數(shù)或/和各種指令。
[0019]本發(fā)明還提供一種飛行裝置的自動(dòng)降落方法，包括:距離獲取步驟，獲取飛行裝置與目標(biāo)標(biāo)記物之間的距離信息和所述目標(biāo)標(biāo)記物與所述飛行裝置的機(jī)頭部分在當(dāng)前飛行方向上的偏離角度信息;航線(xiàn)設(shè)計(jì)步驟，能夠根據(jù)所述距離信息和所述偏離角度信息來(lái)設(shè)計(jì)飛行裝置的降落航線(xiàn)，控制飛行裝置執(zhí)行降落。
[0020]優(yōu)選地，還包括:無(wú)線(xiàn)測(cè)距步驟，發(fā)送和接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)距離獲取模塊與降落位置處的所述目標(biāo)標(biāo)記物之間的信號(hào)傳輸;在所述距離獲取步驟中，根據(jù)所述無(wú)線(xiàn)測(cè)距步驟中發(fā)送和接收所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)的時(shí)間獲取所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)在空中的傳輸時(shí)間，并基于所述傳輸時(shí)間來(lái)獲得所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0021]優(yōu)選地，所述無(wú)線(xiàn)測(cè)距步驟包括:讓第一射頻單元向所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)射第一詢(xún)問(wèn)信號(hào)并接收來(lái)自所述目標(biāo)標(biāo)記物的第一響應(yīng)信號(hào)和讓第二射頻單元向所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)射第二詢(xún)問(wèn)信號(hào)并接收來(lái)自所述目標(biāo)標(biāo)記物的第二響應(yīng)信號(hào);記錄所述第一射頻單元發(fā)射所述第一詢(xún)問(wèn)信號(hào)的第一時(shí)間和收到所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)射所述第一響應(yīng)信號(hào)的第二時(shí)間以及所述目標(biāo)標(biāo)記物接收到所述第一詢(xún)問(wèn)信號(hào)的第三時(shí)間和所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)出所述第一響應(yīng)信號(hào)的第四時(shí)間；記錄所述第二射頻單元發(fā)射所述第二詢(xún)問(wèn)信號(hào)的第五時(shí)間和收到所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)射所述第二響應(yīng)信號(hào)第六時(shí)間以及所述目標(biāo)標(biāo)記物接收到所述第二詢(xún)問(wèn)信號(hào)的第七時(shí)間和所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)出所述第二響應(yīng)信號(hào)的第八時(shí)間；其中，所述第一響應(yīng)信號(hào)是所述目標(biāo)標(biāo)記物基于所接收到的所述第一詢(xún)問(wèn)信號(hào)后向所述第一射頻定位單元所發(fā)送的，所述第二響應(yīng)信號(hào)是所述目標(biāo)標(biāo)記物基于所接收到的所述第二詢(xún)問(wèn)信號(hào)后向所述第二射頻定位單元所發(fā)送的；其中，在所述距離獲取步驟中，通過(guò)將所述第二時(shí)間和所述第一時(shí)間的差值減去所述第四時(shí)間和所述第三時(shí)間的差值獲取所述第一射頻定位單元的第一傳輸時(shí)間，通過(guò)將所述第六時(shí)間和所述第五時(shí)間的差值減去所述第八時(shí)間和所述第七時(shí)間的差值獲取所述第二射頻定位單元的第二傳輸時(shí)間，基于所述第一傳輸時(shí)間和所述第二傳輸時(shí)間分別獲取所述第一射頻定位單元和第二射頻定位單元與所述目標(biāo)標(biāo)記物之間的第一距離值和第二距離值，并基于所述第一距離值和所述第二距離值以及獲取所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0022]優(yōu)選地，在所述無(wú)線(xiàn)測(cè)距步驟中，讓所述第一射頻單元向所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)送第三響應(yīng)信號(hào)和讓所述第二射頻單元向所述目標(biāo)標(biāo)記物發(fā)送第四響應(yīng)信號(hào);記錄所述第三響應(yīng)