一种用于无人机的反向定位降落系统的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种用于无人机的反向定位降落系统。

背景技术：

现有的无人机降落系统均需要在无人机上装配定位装置，包括视觉定位装置、图像识别装置等，通过装配在无人机上的上述定位装置定位降落平台，进而调整无人机的位置进行降落，上述降落系统要求每台无人机都安装上述定位装置，无法适用于所有的无人机，并且极大地增加了无人机的成本，增加了无人机的重量，降低了无人机的续航和载重能力。因此，急需一种无人机降落系统，无需在无人机上安装额外的定位装置，能够适用于所有无人机的降落。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于无人机的反向定位降落系统，能够根据无人机的位置自动调整降落平台的位置，无需在无人机上安装额外的定位装置，能够适用于所有无人机的降落。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于无人机的反向定位降落系统，包括无人机和降落平台，所述降落平台设置有控制单元、视觉采集单元和驱动单元，所述控制单元基于由所述视觉采集单元获取的无人机底部支撑结构的图像来计算所述无人机与所述降落平台的位置关系，并基于该计算的结果来控制所述驱动单元调整所述降落平台的位置。

进一步地，所述所述控制单元基于由所述视觉采集单元获取的无人机底部支撑结构的图像来计算所述无人机与所述降落平台的位置关系，具体为：

所述视觉采集单元获取所述无人机底部支撑结构的图像，并从该图像中获取所述无人机底部支撑结构的端点的水平坐标，计算所有所述端点的水平坐标是否全部位于所述降落平台预设的降落区域内。需要注意的是，端点的水平坐标是指端点在水平面内的坐标。无人机底部支撑结构为无人机的着陆架、起落架或两者的结合，通常为支撑杆或滚轮，当无人机底部支撑结构为滚轮时，端点为滚轮的底部中心点，即滚轮与降落平台的接触点；当无人机底部支撑结构为支撑杆时，端点为支撑杆的边缘点，本领域技术人员能够根据无人机底部支撑结构的具体结构选取合理的端点。

进一步地，所述并基于该计算的结果来控制所述驱动单元调整所述降落平台的位置，具体为：

当存在所述端点的水平坐标未位于所述降落区域内时，所述控制单元控制所述驱动单元调整所述降落平台的水平位置，直至所有所述端点的水平坐标均位于所述降落区域内；

当所有所述端点的水平坐标均位于所述降落区域内时，所述控制单元保持所述驱动单元不动。

进一步地，在所述计算所有所述端点的水平坐标是否全部位于所述降落平台的降落区域内之前，还包括：

根据所述降落平台的实时位置及预设的所述降落区域的大小，获得所述降落区域的坐标范围。

进一步地，所述视觉采集单元包括设置在所述降落平台四周的多个摄像头。

进一步地，所述驱动单元包括竖直驱动机构和水平驱动机构，所述水平驱动机构设置于所述竖直驱动机构的上方。

进一步地，所述竖直驱动机构包括升降平台、升降底座、底座气缸以及位于升降平台与升降底座之间的升降架，所述升降架为两个相互铰接的连杆，所述升降平台的底面设置有第一滑道，所述连杆的顶端滑动连接在第一滑道内，所述升降底座的顶面设置有第二滑道，所述连杆的底端滑动连接在第二滑道内，所述底座气缸设置在升降底座的顶面，所述底座气缸的输出端与至少一个所述连杆的底端连接。

进一步地，所述水平驱动机构包括在水平面上垂直设置的第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构均由电机和丝杠传动机构构成，所述第一驱动机构设置在所述竖直驱动机构上，所述第一驱动机构包括第一驱动电机和由所述第一驱动电机驱动位移的第一传动部件，所述第二驱动机构设置在所述第一传动部件上，所述第二驱动机构包括第二驱动电机和由所述第二驱动电机驱动位移的第二传动部件，所述第二传动部件与所述降落平台的底部连接。

进一步地，所述降落平台设置有位置调节机构，所述位置调节机构包括设置于降落平台四周的四个推杆，每个所述推杆均连接有一推杆驱动机构，所述推杆驱动机构与所述控制单元电连接，所述推杆包括横向推杆和纵向推杆，所述横向推杆和纵向推杆在竖直方向上不处于同一水平面。位置调节机构可将无人机调整至目标位置，便于无人机的停机存放，当然地，当无人机还未落至降落平台时，推杆驱动机构处于收缩状态，推杆靠近降落平台的四周边缘，此时，推杆位于降落区域之外，保证了无人机底部支撑结构不会与推杆发生碰撞。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在降落平台上设置视觉采集单元，根据无人机的位置自动调整降落平台的位置，实现了反向视觉定位，该系统能够适用于所有无人机的降落，无需在无人机上安装额外的定位装置，同时也降低了无人机的成本，提高了无人机的载重和续航能力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作流程示意图；

图3为本发明中降落平台的结构示意图；

图4为本发明中水平驱动机构的结构示意图；

图5为本发明中无人机底部支撑结构的一实施例的结构示意图；

图6为本发明中无人机底部支撑结构的另一实施例的结构示意图；

图7为本发明中竖直驱动机构的结构示意图；

图8为本发明一实施例的电连接框图；

图9为本发明另一实施例的电连接框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图9，一种用于无人机的反向定位降落系统，包括无人机100和降落平台200，降落平台200设置有控制单元300、视觉采集单元400和驱动单元500，降落平台200预设有降落区域210，

其中，视觉采集单元400包括设置在降落平台200四周的多个摄像头410；

其中，驱动单元500包括竖直驱动机构510和水平驱动机构520，水平驱动机构520设置于竖直驱动机构510的上方。

具体地，如图7所示，竖直驱动机构510包括升降平台511、升降底座512、底座气缸513以及位于升降平台511与升降底座512之间的升降架，升降架为两个相互铰接的连杆514，升降平台511的底面设置有第一滑道515，连杆514的顶端滑动连接在第一滑道515内，升降底座512的顶面设置有第二滑道516，连杆514的底端滑动连接在第二滑道516内，底座气缸513设置在升降底座512的顶面，底座气缸513的输出端与至少一个连杆514的底端连接。

具体地，如图4所示，水平驱动机构520包括在水平面上垂直设置的第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构和第二驱动机构均由电机和丝杠传动机构构成，第一驱动机构设置在竖直驱动机构510上，第一驱动机构包括第一驱动电机521和由第一驱动电机521驱动位移的第一传动部件522，第二驱动机构设置在第一传动部件522上，第二驱动机构包括第二驱动电机523和由第二驱动电机523驱动位移的第二传动部件524，第二传动部件524与降落平台200的底部连接。其中，第一传动部件522和第二传动部件524均为丝杠螺母。

在一较佳地实施例中，降落平台200设置有位置调节机构，如图3所示，位置调节机构包括设置于降落平台200四周的四个推杆610，每个推杆610均连接有一推杆驱动机构620，推杆驱动机构620与控制单元300电连接，推杆610包括横向推杆和纵向推杆，横向推杆和纵向推杆在竖直方向上不处于同一水平面。

当无人机100准备降落时，无人机100先悬停与降落平台200上方，竖直驱动机构510将降落平台200升起，之后无人机100开始下降，并执行步骤s1；

步骤s1：视觉采集单元400获取无人机底部支撑结构110的图像，并从该图像中获取无人机底部支撑结构110的端点111的水平坐标，并执行步骤s2；

步骤s2：计算所有端点111的水平坐标是否全部位于降落平台200预设的降落区域210的坐标范围内，

当所有端点111均位于降落区域210内时，执行步骤s3；

当存在端点111的水平坐标未位于降落区域210内时，执行步骤s4；

步骤s3：控制单元300保持水平驱动机构520不动，直至无人机100落至降落平台200；

步骤s4：控制单元300控制水平驱动机构520调整降落平台200的水平位置，并执行步骤s2。

直至无人机100落至降落平台200后，位置调节机构将无人机100推至目标位置，竖直驱动机构510带动降落平台200下降，便于无人机100的停机存放，当然地，当无人机100还未落至降落平台200时，推杆驱动机构620处于收缩状态，推杆610靠近降落平台200的四周边缘，此时，推杆610位于降落区域210之外，保证了无人机底部支撑结构110不会与推杆610发生碰撞。

无人机底部支撑结构110为无人机的着陆架、起落架或两者的结合，通常为支撑杆112或滚轮113，如图5和图6所示，当无人机底部支撑结构110为滚轮113时，端点111为滚轮113的底部中心点，即滚轮113与降落平台200的接触点；当无人机底部支撑结构110为支撑杆112时，端点111为支撑杆112的边缘点，本领域技术人员能够根据无人机底部支撑结构110的具体结构选取合理的端点111。

无人机100在降落时无法保持完美的垂直下降，总是会发生稍许的位置偏移，本发明通过实时调整降落平台200的位置来承接无人机100，保证了无人机100的顺利降落。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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