一种无人机起降控制系统及方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机起降控制系统及方法。

背景技术

目前市面上的大部分无人机停机坪多是不可移动的起降平台，适用范围有限，且只能适用于一种无人机机型，同时，无人机降落过程中只考虑对无人机飞行姿态的调整，并不会关注停机坪本身的状态情况，一旦停机坪状态发生变化，而无人机又无法得知停机坪的状态变化情况时，势必会影响无人机的精准起降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机起降控制系统及方法，其包括可移动停机坪，如可移动停机坪等，由此可极大扩展无人机的应用范围，同时对降落在停机坪上的无人机进行调整，且结合停机坪的状态控制无人机的起降，以实现多类型无人机的精准、有序起降。

本发明提供一种。

本发明中的无人机起降控制系统智能化控制程度高，结合可移动停机坪和手持控制终端即可实现对于无人机起降的控制以及位置固定，同时，其还可以针对不同类型无人机的脚架信息改变推杆的运动幅度，使其与该种无人机的脚架规格相适应，可极大扩展无人机的适用范围；此外，在控制无人机降落前考虑可移动停机坪的姿态信息，并对其进行调整，以此满足不同类型无人机的降落条件要求，实现多类型无人机的精准、有序起降。

附图说明

图1是本发明推杆及可移动停机坪的整体结构图；

图2是本发明无人机起降控制系统固定无人机脚架的局部状态示意图；

图3是本发明卡持件的整体结构图；

图4是本发明无人机起降控制系统的整体结构图；

图5是本发明无人机降落阶段的控制流程图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

实施例1：

如图1-2所示，本实施例提供了一种无人机起降控制系统，其包括：

可移动停机坪1，且所述“可移动”通过车载移动等方式实现；

一对平行设置的X向推杆2和一对平行设置的Y向推杆3，其均设置于所述可移动停机坪1的表面上方，用于对降落在可移动停机坪1上的无人机脚架100进行位置固定，且在可移动停机坪1上围成停放无人机的“□”型区域S；且一对X向推杆2可在X向驱动装置的驱动下沿X向相互远离/靠近，一对Y向推杆3可在Y向驱动装置的驱动下沿Y向相互远离/靠近；本实施例中，所述无人机脚架100有2个，且其位置固定时，其长度方向为X向，间距方向为Y向；所述X向驱动装置和/或Y向驱动装置包括电机、传送带、导轨等传动部件，其为现有技术，在此不再赘述；

停机坪控制单元，其连接所述X向驱动装置和/或Y向驱动装置；

以及控制终端(如手持智能控制设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、遥控器等)，其连接所述停机坪控制单元；

所述控制终端产生并发送控制指令至停机坪控制单元，停机坪控制单元根据所述控制指令控制X向驱动装置驱动一对X向推杆2相互远离，和/或，控制Y向驱动装置驱动一对Y向推杆3相互远离，以解除对降落在停机坪上的无人机脚架100的位置固定，使得无人机可飞离停机坪；

或，停机坪控制单元根据所述控制指令控制X向驱动装置驱动一对X向推杆2相互靠近，和/或，控制Y向驱动装置驱动一对Y向推杆3相互靠近，以实现对降落在停机坪上的无人机脚架100的位置固定。

具体的，如图1-3所示，每一Y向推杆3均包括：杆体32以及连接所述杆体32的卡持件31，如C型卡爪等，当一对Y向推杆3相互靠近时，所述卡持件31可对降落在停机坪上的无人机脚架100进行卡持固定，进而对无人机脚架100进行位置固定，以及当一对Y向推杆3相互远离时，自动解除对无人机脚架100的卡持固定。

如图4所示，所述控制终端包括：

无人机通讯模块104，其连接无人机；

无人机飞行控制模块101(如图传数传模块)，其用于产生第一推杆动作指令、第二推杆动作指令以及无人机起降指令；

第一通讯模块102(如433无线通讯模块等)，其分别连接所述起降控制模块101和停机坪控制单元；

以及显示模块103(如显示屏等)，其用于显示所述第一推杆动作指令、第二推杆动作指令以及无人机起降指令中的一种或几种；

所述第一推杆动作指令通过第一通讯模块102发送至停机坪控制单元，所述停机坪控制单元根据所述第一推杆动作指令控制X向驱动装置驱动一对X向推杆2相互远离，和/或，控制Y向驱动装置驱动一对Y向推杆3相互远离，以解除X向推杆2和/或Y向推杆3对降落在停机坪上的无人机脚架100的位置固定；且无人机脚架100的位置固定被解除后，所述无人机飞行控制模块101产生的所述无人机起降指令通过无人机通讯模块104发送至无人机，无人机根据所述无人机起降指令执行起飞动作，以飞离所述可移动停机坪；

以及，飞行中的无人机返航降落到所述可移动停机坪上后，所述第二推杆动作指令通过第一通讯模块102发送至停机坪控制单元，所述停机坪控制单元根据所述第二推杆动作指令控制X向驱动装置驱动一对X向推杆2相互靠近，和/或，控制Y向驱动装置驱动一对Y向推杆3相互靠近，以通过X向推杆2和/或Y向推杆3对降落在停机坪上的无人机脚架100进行位置固定。

所述停机坪控制单元包括：

第二通讯模块201(如433无线通讯模块等)，其连接所述第一通讯模块102；

推杆控制模块202，其连接所述X向驱动装置和/或Y向驱动装置；

以及停机坪升降控制模块203，其用于控制所述可移动停机坪1的升降动作；

所述第一推杆动作指令、第二推杆动作指令均依次经第一通讯模块102、第二通讯模块201发送至所述推杆控制模块202；

所述推杆控制模块202根据第一推杆动作指令控制X向驱动装置驱动一对X向推杆2相互远离，和/或，控制Y向驱动装置驱动一对Y向推杆3相互远离，以解除X向推杆2和/或Y向推杆3对降落在停机坪上的无人机脚架100的位置固定；

以及根据所述第二推杆动作指令控制X向驱动装置驱动一对X向推杆2相互靠近，和/或，控制Y向驱动装置驱动一对Y向推杆3相互靠近，以通过X向推杆2和/或Y向推杆3对降落在停机坪上的无人机脚架100进行位置固定；优选的，所述第二推杆动作指令中包含无人机的类型信息，所述无人机的类型信息包括无人机脚架的规格尺寸参数、类型、无人机重心位置等，所述推杆控制模块202可根据该包含无人机类型信息的第二推杆动作指令控制一对X向推杆2相互靠近时的距离变化幅度，和/或，控制一对Y向推杆3相互靠近时的距离变化幅度，同时，所述显示模块103还用于显示所述无人机的类型信息；例如，若某类型无人机脚架100长度较长，两个脚架之间的间距较大，则该无人机降落在可移动停机坪1(如车载停机坪)上后，其类型信息在显示模块103上显示，同时推杆控制模块202根据其类型信息控制X向推杆2、Y向推杆3小幅靠近即可，以适应该种脚架的规格尺寸设置，反之亦然，由此可实现对多种不同类型无人机的降落需求，拓宽可移动停机坪的适用范围；

由此，本实施例中的无人机起降控制系统可将控制终端、停机坪控制单元以及无人机进行联动，结合可移动停机坪和手持控制终端即可实现对于无人机起降的控制以及位置固定，同时，其还可以针对不同类型无人机的脚架信息改变推杆的运动幅度，使其与该种无人机的脚架规格相适应，可极大扩展无人机的适用范围。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，所述无人机起降控制系统还包括：

第一传感器，其连接所述可移动停机坪1，用于当相互远离的X向推杆2到达预定位点时，和/或相互远离的Y向推杆3到达预定位点时被触发，以产生第一感应信号，以指示已解除X向推杆2和/或Y向推杆3对降落在停机坪上的无人机脚架100的位置固定；且所述控制终端的无人机飞行控制模块101根据所述第一感应信号产生无人机起降指令；

第二传感器，其连接所述可移动停机坪1，用于当相互靠近的X向推杆2到达预定位点时，和/或相互靠近的Y向推杆3到达预定位点时被触发，以产生第二感应信号，以指示X向推杆2和/或Y向推杆3已完成对降落在停机坪上的无人机脚架100的位置固定，所述控制终端的停机坪升降控制模块203根据所述第二感应信号控制所述可移动停机坪1下降。

由此，可通过第一传感器、第二传感器准确检测推杆的位置变化情况，并据此产生对应的感应信号，以根据感应信号实现对无人机起飞以及可移动停机坪升降的控制，提高系统的智能化控制程度。

同时，所述停机坪控制单元还包括：

姿态检测模块204(如IMU模块(即惯性测量单元)等)，其用于获取所述可移动停机坪1的姿态信息，如可移动停机坪1的倾斜角度是否在允许范围内(如倾斜角度在-10°至10°之间)；

定位模块205(如GPS定位模块等)，其用于获取所述可移动停机坪1的位置信息；

以及报警模块206，其连接所述姿态检测模块204和/或定位模块205，用于当所述可移动停机坪1的姿态信息不满足预设起降条件时，如可移动停机坪1的倾斜角度不在-10°至10°之间时，和/或，所述可移动停机坪1未达到预定位置时产生报警信号，并将其发送至所述显示模块103进行显示。

实施例3：

本实施例提供了一种利用实施例3中所述无人机起降控制系统实现的无人机起降控制方法，其包括如下步骤：

无人机起飞：

S1、将无人机放置在可移动停机坪1上，控制X向驱动装置驱动一对X向推杆2相互靠近，和/或，控制Y向驱动装置驱动一对Y向推杆3相互靠近，以实现对降落在可移动停机坪上的无人机脚架100的位置固定；

S2、打开车厢天窗，停机坪升降控制模块203控制可移动停机坪1升起，触发控制终端按钮，无人机飞行控制模块101产生第一推杆动作指令，并通过第一通讯模块102发送至停机坪控制单元的推杆控制模块202；

S3、所述推杆控制模块202根据第一推杆动作指令控制X向驱动装置驱动一对X向推杆2相互远离，和/或，控制Y向驱动装置驱动一对Y向推杆3相互远离，直至相互远离的X向推杆2到达预定位点时，和/或相互远离的Y向推杆3到达预定位点时，所述第一传感器被触发且产生第一感应信号，以指示已解除X向推杆2和/或Y向推杆3对降落在停机坪上的无人机脚架100的位置固定；同时，所述控制终端的无人机飞行控制模块101根据所述第一感应信号产生无人机起降指令；

S4、无人机根据所述无人机起降指令执行起飞动作，以飞离所述可移动停机坪；

以及S5、重复步骤S1-S4，以依次完成若干无人机的起飞；

无人机降落，如图5所示，其包括如下步骤：

S1’、完成可移动停机坪1上电及其外设初始化，检测第一传感器是否被触发，若未被触发，则说明X向推杆2和/或Y向推杆3未处于预定位置，不适合无人机降落，此时产生报警信号A并发送至显示模块103进行显示；若被触发，则说明X向推杆2和/或Y向推杆3在无人机降落前已位于预定位置，进入下一步；

S2’无人机任务执行完毕后，可以在无人机飞行控制模块101上产生返航降落指令，并将其和接收到的无人机的类型信息发送至第二通讯模块201；本实施例中，所述无人机的类型信息可通过其自身搭载的图传数传模块发送至控制终端的无人机飞行控制模块101；

若第二通讯模块201接收到返航降落指令和无人机的类型信息，则姿态检测模块204获取所述可移动停机坪1的姿态信息，如可移动停机坪1的倾斜角度；若可移动停机坪1的姿态信息满足降落条件(如可移动停机坪1的倾斜角度在-10°至10°之间)，则保存无人机的类型信息，并进入下一步；若不满足降落条件，则产生报警信号B并发送至显示模块103进行显示，提醒人员通过车载移动等方式将可移动停机坪1移动至其他地点，如地面较为平整的地点，以对可移动停机坪1的姿态，如倾斜角度等进行调整，直至其满足无人机降落条件时进入下一步；

S3’、控制无人机返航并降落在所述可移动停机坪1上；

S4’、控制终端接收无人机发送的已完成降落的指令，且无人机飞行控制模块101产生第二推杆动作指令，并依次通过第一通讯模块102、第二通讯模块201发送至停机坪控制单元的推杆控制模块202；

S5’、推杆控制模块202根据所述第二推杆动作指令控制X向驱动装置驱动一对X向推杆2相互靠近，和/或，控制Y向驱动装置驱动一对Y向推杆3相互靠近；

若在X向推杆2相互靠近，和/或，Y向推杆3相互靠近的过程中，推杆控制模块202接收到来自控制终端的急停指令，则说明推杆移动过程中出现有异常情况，此时停止X向驱动装置和/或Y向驱动装置的运作，使得X向推杆2和/或Y向推杆3停止运动，且推杆控制模块202产生报警信号C并发送至显示模块103进行显示；

待人员确定异常情况后，控制终端产生继续靠近指令，并将其发送至推杆控制模块202，推杆控制模块202控制所述X向推杆2从停止位置开始继续相互靠近，和/或，Y向推杆3从停止位置开始相互靠近；

或，控制终端产生推杆复位指令，并将其发送至推杆控制模块202，推杆控制模块202控制所述X向推杆2从停止位置开始相互远离，和/或，所述Y向推杆3从停止位置开始相互远离，直至第一传感器被触发，以完成推杆复位，然后控制终端再产生第二推杆动作指令，并将其发送至推杆控制模块202，推杆控制模块202再控制所述X向推杆2相互靠近，和/或，Y向推杆3相互靠近；

同时，X向推杆2和/或Y向推杆3相互靠近的过程中，若检测到推杆触发第二传感器产生的第二感应信号，则说明推杆已完成对降落在停机坪上的无人机脚架100的位置固定；若未检测到推杆触发第二传感器产生的第二感应信号，则说明推杆未到达预定位置，未完成对降落在停机坪上的无人机脚架100的位置固定，此时产生报警信号D并发送至显示模块103进行显示，提醒人员进行异常状况确认，然后控制终端再产生推杆复位指令，并将其发送至推杆控制模块202，推杆控制模块202再控制所述X向推杆2从停止位置开始相互远离，和/或，所述X向推杆2从停止位置开始相互远离，再次完成推杆复位，然后控制终端再产生第二推杆动作指令，并将其发送至推杆控制模块202，推杆控制模块202再控制所述X向推杆2相互靠近，和/或，Y向推杆3相互靠近；如此反复，直至可检测到推杆触发第二传感器产生的第二感应信号，以指示推杆完成对于无人机脚架100的位置固定；

S4’、所述控制终端的停机坪升降控制模块203根据所述第二感应信号控制所述可移动停机坪1下降。

综上所述，本发明中的无人机起降控制系统智能化控制程度高，可将控制终端、停机坪控制单元以及无人机进行联动，结合可移动停机坪和手持控制终端即可实现对于无人机起降的控制以及位置固定，同时，其还可以针对不同类型无人机的脚架信息改变推杆的运动幅度，使其与该种无人机的脚架规格相适应，可极大扩展无人机的适用范围；此外，在控制无人机降落前考虑可移动停机坪的姿态信息，并对其进行调整，以此满足不同类型无人机的降落条件要求，实现多类型无人机的精准、有序起降。

需要说明的是，上述实施例1-3中的技术特征可进行任意组合，所获得的技术方案均属于本申请的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。