申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2021-07-14

公开（公告）日：2022-12-02

公开（公告）号：CN113433962B

主分类号：G05D1/08

分类号：G05D1/08;G05D1/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.12.02#授权;2021.10.15#实质审查的生效;2021.09.24#公开

摘要：本发明公开了一种空中飞行平台自动化无人机回收系统和方法，解决了无人机导航信号易受干扰，回收时损耗大的问题。系统的飞行控制子系统以相机和激光雷达的信息为输入，导航无人机到达平台下方，回收装置两机械臂末端合拢，夹住无人机顶端的伸缩杆，实现无人机回收。方法有设计空中飞行平台自动化无人机回收系统；系统初始化；回收中无人机自主导航；无人机在平台下进行定位和位置校准；回收装置抓取无人机。本发明在导航期间以视觉信息和激光雷达为输入，根据无人机与平台间距离选择不同的模式，减小了信号干扰。嵌有压力传感器的抓手设计，减小了回收时的损耗。应用于无人机空中回收。

主权项：1.一种空中飞行平台自动化无人机回收系统，包括有空中飞行平台和被回收的无人机，空中飞行平台下方安装有回收装置，无人机两侧机翼的对称中心处垂直向上安装有伸缩杆，伸缩杆顶端设有定位卡扣；所述回收装置通过液压缸控制柱塞驱动活动臂抓取伸缩杆，回收装置是由带有柱塞的液压缸和两个对称结构的活动臂组成的抓取装置，通过液压缸外壳上部与空中飞行平台连接，活动臂的短臂和长臂配合进行抓取，长臂抓取端安装有抓手结构，抓手结构为扇形结构，其特征在于，在扇形内侧装有压力传感器，总体形成一个有收口的抓取装置；柱塞的下端端面部贴有定位靶标图像；激光雷达安装在空中飞行平台上，无人机上安装有飞行控制子系统和相机；所述相机分别安装在无人机两侧机翼和伸缩杆顶端；飞行控制子系统以多个相机和激光雷达的信息为输入，控制无人机到达空中飞行平台的回收装置下方的预定位置，实现无人机回收；定位模块包括有根据无人机与空中飞行平台之间的距离远近划分的远距离定位模块、中距离定位模块和平台下定位与校准模块，根据无人机与空中飞行平台间的距离不同，选择使用不同的定位模块计算回收过程中无人机的实时位置信息；所述远距离定位模块，用于在无人机距离空中飞行平台远距离时即超出激光雷达的检测范围获取无人机的位置信息，以安装在无人机左右两侧机翼上的相机获取的视觉信息为输入；包括单目估距子模块、双目测距子模块、目标检测子模块；在无人机导航模式的远端模式时选择单目估距子模块和目标检测子模块的组合，在无人机导航模式的近端模式时选择双目测距子模块和目标检测子模块的组合；计算回收过程中无人机的远距离位置信息，并将其传输给飞行控制模块；所述中距离定位模块，用于在无人机处于激光雷达的检测范围内时获取无人机的位置信息；在无人机导航模式的中距离模式时，以激光雷达实时获取的环境信息为输入，使用雷达目标检测算法计算无人机的中距离位置信息，并通过无线通信模块将该中距离位置信息传输给飞行控制模块；所述平台下定位与校准模块，用于在无人机处于空中飞行平台下方时获取无人机的位置信息；在无人机进行平台下定位和校准时，以安装在伸缩杆顶端的相机获取的靶标图像信息为输入，使用靶标检测算法将其转化为无人机到靶标的实时位置信息并传输给飞行控制模块。

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