CN109032169B - 一种基于激光传导的无人机降落装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机技术领域，更具体地，公开了一种基于激光传导的无人机降落装置，包括无人机和设于降落区域的激光发射定位装置；无人机设有激光接收装置和控制单元，激光接收装置设于无人机下方区域，受控制单元控制，搜索并接收由所述激光发射定位装置发出的激光信号，引导无人机完成降落。无人机先根据GPS信号进行初步定位，再根据降落区域激光发射器发射出来的激光信号引导，进行精准降落，充分利用激光信号穿透性强、聚焦性好的特点。与现有技术相比，本发明具有降落精准、适用性强、抗干扰性能好、方向性好等优势，利于广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，更具体地，涉及一种基于激光传导的无人机降落装置。
背景技术
随着无人机技术的发展，无人机在军用和民用中的应用十分广泛。目前的无人机降落技术主要是GPS定位降落或依靠摄像头视觉判断降落。GPS定位指的是通过GPS信号的传输，无人机搜索降落地点进行降落，但这种方法误差大，精度低，需要确保降落区域有足够大的空间，才能保证无人平稳降落。依靠摄像头视觉判断技术降落则是无人机先根据GPS信号到达降落区域附近，然后在降落区域上放置一张与环境颜色差异大的布或板，利用无人机摄像头识别降落区域的颜色，完成准确降落。但是这种方法适用性差，昏暗、雨天、雾天等情况都不能正常使用。因此，研究一种可精准降落同时适用性大的无人机降落技术具有重要意义。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于激光传导的无人机降落装置，结合GPS定位技术完成降落区域初步搜索，通过激光信号引导无人机完成精准降落，充分利用激光信号穿透性强、聚焦性好的特点，该降落装置具有较强的适用性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种基于激光传导的无人机降落装置，包括无人机，还包括设于降落区域的激光发射定位装置；所述无人机设有激光接收装置和控制单元，所述激光接收装置设于无人机下方区域，受控制单元控制，搜索并接收由所述激光发射定位装置发出的激光信号，引导无人机完成降落。其中，激光接收装置设于无人机在飞行时的下方区域，确保无人机在飞行时，下方区域的激光接收装置可搜索并接收来自地面降落区域的激光信号。控制单元对无人机有控制作用，控制无人机飞行移动，从而使激光接收装置对激光信号进行搜索和接收，然后根据激光信号的引导，控制无人机完成精准降落。由于激光信号本身有数据信息，所以确保无人机准确接收该激光信号才进行降落，避免错误激光信号的影响。
进一步地，所述激光接收装置为五个或以上激光接收头，激光接收头的分布形式为以其中一个激光接收头为对称中心，其余激光接收头呈中心对称设置。激光接收头呈对称设置于无人机下方区域，一般地，机身上各个方向据设有激光接收头，同时始终保证对称中心设有激光接收头，而对称中心则应位于下方区域的中心。设置多个激光接收头是为了使无人机可以更加容易从各个方向搜索激光信号。
进一步地，所述激光发射定位装置包括激光发射器、用于固定激光发射器的固定支架和GPS定位设备。其中，激光发射定位装置内部设有电源。激光发射器固定于固定支架上，整体置于降落区域。GPS定位设备为无人机提供GPS信号，使无人机根据GPS信号先到达降落区域附近，方便搜素激光信号。
进一步地，所述无人机还设有GPS信号探测设备，用于探测GPS定位设备的GPS信号，所述GPS信号探测设备与控制单元电连接。GPS信号探测设备主要用于探测位于降落区域的GPS定位设备GPS信号，控制单元根据所得的GPS信号，控制无人机飞行先到达降落区域附近。
进一步地，所述固定支架为三轴激光定位灯支架，用于固定激光发射器并调整激光发射器的发射角度。三轴激光定位灯支架可进行高度和角度的调节，灵活调整激光发射器的发射方向和角度。
进一步地，所述激光发射器的发射角度范围为水平线以上0-90度。为了方便无人机上的激光接收头搜索激光信号，一般地将激光发射器呈水平线上0-90度发射，方向则可根据需要灵活调节。
进一步地，所述无人机下方区域面积大于20x20mm。由于激光接收头需要一定的安装面积，所以保证无人机下方区域面积充足。
进一步地，所述GPS定位设备为GPS定位器，所述GPS信号探测设备为GPS信号探测仪。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种基于激光传导的无人机降落装置，包括无人机和设于降落区域的激光发射定位装置；无人机设有激光接收装置和控制单元，激光接收装置设于无人机下方区域，受控制单元控制，搜索并接收由所述激光发射定位装置发出的激光信号，引导无人机完成降落。无人机先根据GPS信号进行初步定位，再根据降落区域激光发射器发射出来的激光信号引导，进行精准降落，充分利用激光信号穿透性强、聚焦性好的特点。与现有技术相比，本发明具有降落精准、适用性强、抗干扰性能好、方向性好等优势，利于广泛推广。
附图说明
图1是本发明使用状态参考图。
图2是实施例1中激光接收头分布形式图。
其中，1无人机，2激光发射定位装置，3激光接收头，21激光发射器，22固定支架，23GPS定位设备，4 GPS信号探测设备。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1
如图1-2所示，实施例1提供了一种基于激光传导的无人机降落装置，包括无人机1和设于降落区域的激光发射定位装置2。
其中，激光发射定位装置2包括激光发射器21、用于固定激光发射器21的固定支架22和GPS定位设备23，同时激光发射定位装置2内部设有电源。具体地，固定支架22为三轴激光定位灯支架，用于固定激光发射器21并调整激光发射器21的发射角度，而激光发射器21的发射角度范围为水平线以上0-90度，本实施例中设定发射角度为45度，方向则根据需要灵活调节。
另外，无人机1上设有激光接收装置、控制单元和GPS信号探测设备4，激光接收装置受控制单元控制，设于无人机1下方区域，负责搜索并接收由激光发射定位装置2发出的激光信号，引导无人机1完成降落。具体地，如图2所示，本实施例的无人机1下方区域面积为20x20mm，激光接收装置为五个激光接收头3，根据需要也可以采用更多数量的激光接收头3，方便无人机1从各个方向搜索激光信号，搜索效率更高。而激光接收头3的分布形式为以其中一个激光接收头3为对称中心，其余激光接收头3呈中心对称设置，一般地，对称中心位置为无人机1下方区域的中心。具体地，GPS信号探测设备4与控制单元电连接，主要用于探测位于降落区域的GPS定位设备23的GPS信号。
具体地，GPS定位设备23为GPS定位器，GPS信号探测设备4为GPS信号探测仪。
整个无人机1降落装置的操作方法如下：
首先，确定降落区域，一般降落区域可选择地面、行驶的车辆、船等有足够降落空间的区域。然后，将激光发射定位装置2固定在降落区域，调节固定支架22，设定激光发射器21的方向和角度，接着，打开GPS定位器，发送降落区域的实时GPS信号，并开启激光发射器21，向空中发射特定的激光信号。
然后，无人机1上的GPS信号探测仪探测到实时GPS信号，通过无线传输将GPS定位信息发送至控制单元，控制单元根据GPS定位信息，从而控制无人机1飞行至GPS定位器（即降落区域）附近。同时，控制单元开启激光接收头3对激光信号进行搜索，由于激光发射器21发射的特定激光信号具有数据信息，所以无人机1能够在多种激光信号中搜索，直到任一激光接收头3搜索到正确的激光信号为止，有效避免错误激光信号的影响。
当无人机1上其中一个激光接收头3搜索到激光信号后，控制单元控制无人机1，在激光信号的引导下完成精准降落。另外，若激光发射器21处于持续移动状态，无人机1则跟随移动的激光信号进行降落操作，充分利用了激光信号穿透性强、聚焦性好的特点，尽可能减少天气和环境对无人机1降落的影响。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于激光传导的无人机降落装置，包括无人机(1)，其特征在于：还包括设于降落区域的激光发射定位装置(2)；所述无人机(1)设有激光接收装置和控制单元，所述激光接收装置设于无人机(1)下方区域，受控制单元控制，搜索并接收由所述激光发射定位装置(2)发出的激光信号，引导无人机(1)完成降落；
所述激光发射定位装置(2)包括激光发射器(21)、用于固定激光发射器(21)的固定支架(22)和GPS定位设备(23)；所述激光接收装置包括五个或以上激光接收头(3)，激光接收头(3)的分布形式为以其中一个激光接收头(3)为对称中心，其余激光接收头(3)呈中心对称设置；所述无人机(1)还设有GPS信号探测设备(4)，用于探测GPS定位设备(23)的GPS信号，所述GPS信号探测设备(4)与控制单元电连接；
所述无人机降落时：
打开降落区域的GPS定位设备(23)，发送降落区域的实时GPS信号；并开启所述降落区域的激光发射器(21)发射具有数据信息的特定激光信号；
无人机(1)上的GPS信号探测设备(4)探测到实时GPS信号，通过无线传输将实时GPS信号发送至控制单元，控制单元根据实时GPS信号，从而控制无人机(1)飞行至降落区域的GPS定位设备(23)附近；
所述控制单元开启激光接收头(3)对在多种激光信号中搜索对应的特定激光信号，直到任一激光接收头(3)搜索到正确的激光信号；
当无人机(1)上任一个激光接收头(3)搜索到正确的特定激光信号后，控制单元控制无人机(1)，在所述特定激光信号的引导下完成精准降落；若激光发射器(21)处于持续移动状态，无人机(1)则跟随移动的特定激光信号进行降落操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光传导的无人机降落装置，其特征在于：所述固定支架(22)为三轴激光定位灯支架，用于固定激光发射器(21)并调整激光发射器(21)的发射角度。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光传导的无人机降落装置，其特征在于：所述激光发射器(21)的发射角度范围为水平线以上0-90度。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光传导的无人机降落装置，其特征在于：所述无人机(1)下方区域面积大于20x20mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于激光传导的无人机降落装置，其特征在于：所述GPS定位设备(23)为GPS定位器，所述GPS信号探测设备(4)为GPS信号探测仪。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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