专利汇可以提供一种旋翼无人机动平台自主跟踪起降系统及控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种旋翼无人机动平台自主 跟踪 起降系统及控制方法,包括自主旋翼无人机、移动站GPS/北斗模 块 、动平台 定位 模块、动基站GPS/北斗模块、动平台 无线通信模块 和差分包无线通信模块;自主旋翼无人机与移动站GPS/北斗模块连接;动平台定位模块与动基站GPS/北斗模块连接;自主旋翼无人机与动平台定位模块之间通过动平台无线通信模块进行数据交互;移动站GPS/北斗与动基站GPS/北斗模块通过差分包无线通信模块进行数据交互;利用本技术提供的比较可靠控制方法在实验中旋翼无人机能在时速40km/h移动平台上稳定降落,降落误差半径小于30cm,能使用在无人机场,侦察机回收,舰载起降等技术领域。,下面是一种旋翼无人机动平台自主跟踪起降系统及控制方法专利的具体信息内容。
1.一种旋翼无人机动平台自主跟踪起降系统,其特征在于,包括自主旋翼无人机、移动站GPS/北斗模块、动平台定位模块、动基站GPS/北斗模块、动平台无线通信模块和差分包无线通信模块;自主旋翼无人机与移动站GPS/北斗模块连接;动平台定位模块与动基站GPS/北斗模块连接;自主旋翼无人机与动平台定位模块之间通过动平台无线通信模块进行数据交互;移动站GPS/北斗与动基站GPS/北斗模块通过差分包无线通信模块进行数据交互;
自主旋翼无人机包括飞行控制单元和无人机导航单元;飞行控制单元用于实现使飞机达到预期的位置,速度和姿态,并会实时监测无人机的状态指标;
无人机导航单元用于给飞行控制单元提供无人机的三维空间位置,速度和姿态;
移动站GPS/北斗模块用于接收GPS/北斗信号,并处理来自动基站GPS/北斗模块提供的差分包数据,得到移动站GPS/北斗模块与动基站GPS/北斗模块之间的三维精准相对位置信息,提供给无人机导航单元;
动平台定位模块用于给无人机导航单元提供移动平台的三维空间位置,速度和姿态信息;
动基站GPS/北斗模块用于接收GPS/北斗信号,并提供差分数据包给移动站GPS/北斗模块。
2.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机动平台自主跟踪起降系统,其特征在于,飞行控制单元实时监测的状态指标包括电池电压、飞机间通讯状态和电机饱和状态。
3.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机动平台自主跟踪起降系统,其特征在于,无人机导航单元利用扩展卡尔曼滤波算法解算出飞机的三维空间位置,速度和姿态,并解算出无人机与动平台之间的三维相对位置与速度信息;动平台定位模块利用扩展卡尔曼滤波算法解算出移动平台的三维空间位置,速度和姿态,提供给无人机导航单元使用。
4.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机动平台自主跟踪起降系统,其特征在于,移动站GPS/北斗模块提供的GPS/北斗定位信息和电子罗盘数据通过扩展卡尔曼滤波算法进行融合,解算出飞机的三维空间位置,速度和姿态;动基站GPS/北斗模块提供的GPS/北斗定位信息和电子罗盘数据通过扩展卡尔曼滤波算法进行融合,解算出移动平台的三维空间位置、速度和姿态。
5.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机动平台自主跟踪起降系统,其特征在于,无人机导航单元将飞机的三维空间位置和速度与移动平台的三维空间位置和速度做差得到无人机与移动平台之间的低精度相对位置和速度信息;移动站GPS/北斗模块处理动基站GPS/北斗模块的差分包数据得到高精度相对位置信息。
6.一种旋翼无人机动平台自主跟踪起降系统的控制方法,其特征在于,基于权利要求1至5任意一项所述的一种旋翼无人机动平台自主跟踪起降系统,包括以下步骤:
步骤1,无人机导航单元对低精度相对位置和速度信息与高精度相对位置信息通过扩展卡尔曼滤波算法进行融合,解算出无人机与移动平台之间高精度的三维空间地理坐标系下的相对位置;
步骤2,调整移动平台的车头方向使移动平台坐标系OX轴与地理坐标系OX轴重合;
步骤3,将旋翼无人机放置在移动平台的起降区,调整无人机位置使无人机处于起降平台中心位置;飞行控制单元记录当前的高精度的三维空间相对位置作为无人机与移动平台之间期望的跟随和降落位置;
步骤4,飞行控制单元利用无人机导航单元提供的实时高精度的三维空间相对位置和速度,通过经典PID控制算法在飞行中时刻保持与移动平台相同的水平位置,在降落过程中能准确降落在起降区。
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