CN109521800A - 一种旋翼无人机定点降落方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种旋翼无人机定点降落方法及基站，定点降落方法包括以下步骤：无人机控制系统控制无人机飞行至降落平台的待降落区域的上空；定位摄像系统寻找降落平台上的参考标识并进行识别；无人机控制系统控制无人机向参考标识的正上空处飞行；无人机开始进行第一个下降阶段的降落，并自行作平移调整；当无人机进入第二个下降阶段的降落，无人机不再作主动平移调整，平台控制系统向控制移动驱动机构对降落平台进行平移调整，使无人机与降落平台的参考标识始终对准，同时无人机与降落平台逐渐靠近，最终降落在降落平台上。本发明能够确保降落平台上的参考标识始终保持在无人机的识别范围内，保证无人机能够准确且快速地进行定点降落。

Description

一种旋翼无人机定点降落方法及基站

技术领域

本发明涉及一种无人机降落方法，具体涉及一种旋翼无人机定点降落方法。

背景技术

随着技术的进步，无人机技术已经越来越成熟，并且已经广泛应用到军事、农业、航拍等领域中。基于电池驱动的无人机存在的一个最重要的问题是电能不足以让无人机长时间飞行，如旋翼机目前续航或滞空时间约20分钟左右，这个时间长度对旋翼机在较多行业领域的应用存在严重不足。尽管电池技术的发展，电能容量有所提高，但并没有取得实质性突破，在各种无人机载荷不断增加服务于行业领域的过程中，电池容量仍不够支撑无人机的长续航或滞空，这严重制约了无人机的发展，是无人机应用推广的一个公认的问题。另一方面，无人机通常是依靠GPS或其他导航系统进行飞行，因为受到气候环境、地理环境等影响，民用GPS等导航系统存在误差约3-5米，旋翼无人机降落到小型平台上时，就无法利用GPS实现，不能确保旋翼无人机能够准确降落到位小型平台上。

为解决上述问题，现有技术中出现了一种通过识别图形的方法实现无人机的准确降落；例如，申请公布号为CN105652887A的发明专利申请文件公开了一种“采用二级图形识别的无人机降落方法”，具体公开了无人机首先通过识别基站上的第一级图形进行下降，当下降到一定高度时无人机切换为对第二级图形的识别，从而提高了无人机降落的精度，确保无人机能够定点降落到基站中；但是，仍存在以下问题：

无人机在识别第一级图形前需要通过GPS导航飞行至待降区，由于GPS导航的定位误差较大，无人机只能飞行至基站的附近，再通过图形识别的方式寻找基站的准确位置，从而才能飞行到基站的垂直上空，才可以进一步进行定点降落；在这过程中，无人机通过识别图形进行下降飞行，但在无人机下降到一定高度且与图形具有横向偏差时，无人机需要进行横向的飞行，此时，为了得到横向移动的动力，旋翼无人机需要倾斜一定的角度来获得动力，这个过程中无人机上的摄像头的位置会随无人机一起改变，导致基站上的图形不在无人机的识别范围内，此时无人机需要重新对图形进行识别才能进行进一步的横移，如此不断地反复多次调整，无人机才能飞行至基站图形的正上方进行降落，这样的降落方式不仅效率低，且降落精度差，难以实现无人机的定点降落；在实际操作中为了加快无人机的降落速度，当无人机下降到一定高度时，工作人员通过控制系统关闭无人机的动力，使得无人机直接垂直掉落，这样虽然能够加快无人机的降落速度，但对无人机的损坏大，且降落精度低。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机定点降落方法，该方法能够确保降落平台上的参考标识始终保持在无人机的识别范围内，从而保证无人机能够准确地进行定点降落。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)无人机控制系统启动返航指令流程，向无人机发出返航降落信号，无人机根据导航系统的指引飞行至降落平台的待降落区域的上空附近；

(2)无人机中的定位摄像系统开始寻找降落平台上的参考标识并进行识别；

(3)当在定位摄像系统的可视范围内识别到降落平台上的完整参考标识后，无人机控制系统根据参考标识的所在位置进行航线规划，并控制无人机向参考标识的正上空处飞行；

(4)无人机到达参考标识的正上空后，开始进行第一个下降阶段的降落，无人机控制系统控制无人机在下降过程中自行作平移调整，以确保在下降过程中无人机与参考标识对准；

(5)当无人机下降到与降落平台相距设定的高度时，进入第二个下降阶段的降落，无人机不再作主动平移调整，无人机控制系统持续地将无人机与降落平台的位置偏差信息传输到平台控制系统中，平台控制系统根据位置偏差信息向用于驱动降落平台移动的移动驱动机构发送执行信号，移动驱动机构根据执行信号对降落平台进行平移调整，使无人机与降落平台的参考标识始终对准，同时无人机与降落平台逐渐靠近，并最终降落在降落平台上，完成定点降落。

本发明的一个优选方案，当无人机进入到第二下降阶段时，无人机不再主动下降，持续停留在同一高度上，所述移动驱动机构驱动降落平台作水平移动的同时，驱动降落平台竖直向上移动，逐渐向无人机靠近，无人机最终在降落平台向上迎合过程中降落在降落平台的指定位置上。

对于旋翼无人机来说，当无人机离地面距离较近(例如20-50厘米)时，一般会出现动力学的地面效应，亦即旋翼产生的向下气流到达地面后，反向向上流动，作用在无人机上，使得无人机发生晃动，而且距离降落平台越近，影响越大，成为影响无人机精确降落的又一重要因素。上述优选方案是在第二降落阶段中无人机与降落平台逐渐靠近的第一种方式，通过降落平台主动上升的方式，由于降落平台的面积相对地面较小，且降落平台在高度方向上离开了地面，降落平台两侧具有较宽阔的空间，无人机产生的向下的气流作用在降落平台后，能够快速向两侧流动，从而能够减轻气流对无人机稳定性的影响，使得无人机能够更加准确地降落在降落平台的指定位置上，并且通过降落平台向上移动，也能够快速使得无人机降落在降落平台上，缩短降落的时间。

本发明的一个优选方案，当无人机进入到第二下降阶段时，在降落平台作平移调整的同时，无人机继续下降，逐渐靠近降落平台，最终降落在降落平台的指定位置上。上述优选方案是在第二降落阶段中无人机与降落平台逐渐靠近的第二种方式，无人机下降在该过程中，不再作平移调整，通过降落平台的移动确保无人机能够与降落平台上的参考标识对准，通过无人机主动降落的方式靠近降落平台，从而同样能够让无人机精确地降落到降落平台的指定位置上。

本发明的一个优选方案，当无人机进入到第二下降阶段时，移动驱动机构驱动降落平台作平移调整的同时，驱动降落平台向上移动；与此同时，无人机也主动下降，无人机与降落平台逐渐相互靠近，最终无人机降落在降落平台的指定位置上。上述优选方案是在第二降落阶段中无人机与降落平台逐渐靠近的第三种方式，在无人机的第二下降阶段过程中，降落平台与无人机同时移动相互靠近，从而有效缩短无人机到达降落平台的时间，使得无人机能够更加快速降落到降落平台的指定位置上。

本发明的一个优选方案，所述第一下降阶段按时间顺序划分为多个下降单元阶段，无人机从第一个下降单元阶段到最后一个下降单元阶段的下降速度依次减慢。为了提高无人机的降落速度，当无人机距离降落平台较远时，无人机与降落平台上的参考标识之间横向位置允许的误差较大，无人机的定位摄像系统也较为容易捕捉到降落平台上的参考标识，采用高速下降，能够提高无人机的降落速度；而当无人机不断接近降落平台时，无人机与降落平台上的参考标识之间允许的横向位置误差越来越小，通过让无人机的下降速度逐渐减慢，能够保证无人机的下降精度。因此，将无人机的下降过程分有多个下降阶段，并且无人机的下降速度依次减慢，在确保下降速度的同时，确保定位摄像系统能够准确持续地对参考标识进行识别追踪，顺利完成无人机的下降。

本发明的一个优选方案，在步骤(2)中，当定位摄像系统无法寻找到降落平台上的参考标识时，无人机控制系统控制无人机沿“九宫格”航线飞行移动，具体为：将定位摄像系统的视场范围分为九个格子，该九个格子按照九宫格的方式排列，所述无人机按顺利依次在九个格子的范围内进行降落平台的寻找；若仍然没有寻找到降落平台，无人机控制系统控制无人机上升，扩大寻找范围继续寻找，直至寻找到降落平台为止。

一种用于旋翼无人机定点降落的基站，其特征在于，包括降落平台、用于驱动降落平台在水平面内移动的移动驱动机构以及平台控制系统；所述降落平台上设有用于无人机识别的参考标识；所述平台控制系统与无人机的无人机控制系统进行通信连接。

优选地，所述降落平台上设有多个导流孔。所述导流孔能够进一步将旋翼带来的气流往下疏通，降低了气流通过降落平台时的阻挡，从而减弱反向往上气流对无人机的影响，确保无人机能够平稳地降落在降落平台上。

优选地，所述降落平台包括固定台以及运动台，所述运动台的面积比固定台小，且所述固定台上设有用于容纳运动台的避让槽，所述移动驱动机构与运动台连接。

优选地，所述降落平台上的参考标识由多个相同形状的图案构成，这些图案由外到内设置且逐渐缩小。设置这样的参考标识有利于无人机在垂直下降过程中对参考标识的识别，当无人机下降到一定高度时，定位摄像系统无法识别位于最外侧的图案，但能够通过识别位于内侧的相同形状的图案作为参考标识，从而提高了无人机的降落精度。

优选地，所述降落平台上的参考标识由多个相同形状的图案构成，这些图案从大到小依次等距排列在降落平台上。由于某些无人机可能还有工作用摄像机(例如航拍无人机)，其一般挂在云台上，而云台一般是安装在无人机中间下部靠下的位置，此时，定位摄像机一般放在无人机机体靠边的位置上(如机臂上)，这样就能够避免工作用摄像机和定位摄像机的安装冲突。而将参考标识从大到小依次等距排列设置，能够与设置在无人机靠边位置上的摄像头对应，便于无人机能够在上空较高定位时识别较大的参考标识，而接近降落平台时则可以识别较小的参考标识，在降落的最后阶段，要求最小的参考标识在摄像头的正下方，这样让摄像头更容易捕捉到最小的参考标识，提高降落的速度和精度。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、由于降落平台设置于地面上，其水平调整的速度以及精度均远大于无人机在空中自行水平调整的速度和精度，因此通过降落平台的移动调整来与无人机配合，能够让无人机始终与降落平台上的参考标识对准，确保无人机能够根据参考标识的位置准确下降，提高降落时的位置精度。

2、在最后的下降过程中，由于无人机无需主动做水平方向位置调整，从而不会出现因为无人机主动调整水平位置而出现的参考标识脱离视场、机体摇晃不定的情况，使得无人机能够快速降落到降落平台上，无人机降落的时间大大减小，无人机作业效率得以大大提升。

附图说明

图1为本发明的旋翼无人机定点降落方法的流程示意图。

图2为本发明的旋翼无人机定点降落方法的算法流程示意图。

图3为本发明的旋翼无人机定点降落方法的第一个实施方式的流程框图。

图4-图6为本发明的旋翼无人机定点降落基站的第一个实施方式中的结构简图，其中，图4为主视图，图5为侧视图，图6为俯视图。

图7-图8为本发明的旋翼无人机定点降落基站的第二个实施方式中的结构简图，其中，图7为主视图，图8为俯视图。

图9为本发明的旋翼无人机定点降落基站的第四个实施方式中的俯视结构简图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

参见图1-图6，本实施例的旋翼无人机定点降落方法，包括以下步骤：

(1)无人机控制系统根据事先设定的工作任务完成程度、无人机电池电能不足或无人机出现意外状况等情况下启动返航指令流程，向无人机发出返航降落信号，无人机根据GPS导航系统的指引飞行至降落平台的待降落区域的上空附近，当然也可以采用其他导航系统，如北斗卫星导航系统。

此时无人机与地面基站的降落平台之间可能存在3-5m的位置误差，而后续的定位可由近距离高精度定位系统完成，如UWB系统或RTK系统进行定位，所述UWR系统和RTK系统的定位精度一般可达10cm量级，能保证无人机降落在平台上，但不能保证精准降落，因此最后的准确降落由图像识别处理完成。

(2)无人机中的定位摄像系统开始寻找降落平台上的参考标识1并进行识别。其中，无人机在指定的高度开始以“弓形”或“螺旋形”路径寻找降落平台上的参考标识1并进行识别和定位。所述定位摄像系统包括定位摄像机、处理器(CPU)、电源等，处理器中设置有图像处理软件，对获取的图片进行图像处理。

当定位摄像系统无法寻找到降落平台时，无人机控制系统控制无人机沿“九宫格”航线飞行移动，具体为：将定位摄像系统的视场范围分为九个格子，该九个格子按照九宫格的方式排列，所述无人机依次在九个格子的范围内进行降落平台的寻找；若仍然没有寻找到降落平台，无人机控制系统控制无人机上升，扩大寻找范围，沿“十六宫格”或“二十五宫格”航线飞行，按N2增加，(N＝3，4，5，......)，直到找到降落平台；根据GPS通常误差范围、无人机机载摄像机像素和视场角、无人机高度，可判断出扩大搜索范围的高限，终止扩大范围的飞行，降低高度再次重复寻找过程，如再次不成功，再降低高度，直到寻找到降落平台。

在寻找过程中，根据GPS的误差范围和定位摄像系统的视场角，设定无人机返回到GPS降落点上空的高度，确保降落平台整体能够进入定位摄像系统的视场范围(如视场角全角为90度时，无人机高度为H，则视场范围所对应的区域半径为H，GPS的误差范围应小于H，或适当冗余)。

(3)当在定位摄像系统的可视范围内识别到降落平台上的完整参考标识1后，无人机控制系统根据参考标识1的位置、尺寸、分辨率(相邻像素对应的视场角度)并结合高度等参数解算出无人机平移的距离和方位，这通过几何关系可以计算，具体地，当知道无人机距离降落平台的高度、定位摄像系统中摄像机的视场角全角和分辨率后，相邻像素对应的视场角度可以计算出来，因而参考标识1在视场中的位置也可以计算出来，从而可以计算无人机当前所在位置与理想位置之间的水平偏移量，同时结合无人机的姿态参数和参考标识1在视场中朝向，可以知道无人机当前姿态与理想姿态之间的偏差量，据此制定具体航线，向参考标识1的正上空飞行。

(4)无人机到达参考标识1的正上空后，开始下降；在第一下降阶段中，无人机的下降过程分为多个下降单元阶段(一般为3个或4个)，且无人机从第一个下降单元阶段到最后一个下降单元阶段的下降速度依次减慢。在下降过程中，当无人机下降到距离降落平台20-50cm时(根据降落平台的结构、环境以及降落平台和无人机大小等调整高度的上下限)，无人机控制系统控制无人机在下降过程中自行作平移调整，以确保在下降过程中无人机与参考标识1对准。

在无人机与降落平台的精准定位过程中，需要运用优化算法才能较好地实现精准降落。本实施例中的降落算法是根据串级比例控制器(PID的P控制器)进行优化计算。速度计算方法是：首先根据图像处理计算出的位置偏差，运用比例控制器计算目标速度(预定速度)；如：偏差为1m，则目标速度为1m/s，当相距为0.1m时，目标速度为0.1m/s，这样使得无人机越靠近降落平台，无人机的下降速度越小。加速度计算方法是：根据计算出的目标速度与实际速度，运用比例控制器计算目标加速度(预定加速度)；如：目标速度为1m/s²，实际速度为0m/s，则目标加速度为1m/s²；当目标速度为0.1m/s，实际速度为1m/s时，目标加速度为-0.9米/m/s²，这样就会使得无人机越靠近降落平台，无人机的下降速度越小)。角度的偏差是通过偏航角度调整实现，基本原理与上述控制流程相同，差别仅为上述为距离偏差，而偏航角度调整为角度偏差；另外，通过上述计算的结果，计算姿态偏差，实现无人机的位置调整。

如考虑更复杂的姿态控制等因素，可采用简化的反步法(BACKSTEPPING)实现偏移修正。有“过冲”的情况，可重复上述优化算法，最终实现无人机在平台正上方的对准，并下降到最后的降落段。

(5)当无人机下降到第二下降阶段时(此时无人机距离降落平台20-30cm)，无人机不再作平移调整，且不继续下降，稳定保持在距离降落平台20-30cm的高度位置上；无人机控制系统将位置偏差信息发送至平台控制系统，平台控制系统根据位置偏差信息的相关数据向移动驱动机构发送对应的X方向移动信号以及Y方向移动信号，移动驱动机构驱动降落平台进行X方向以及Y方向的水平移动，促使降落平台随无人机的移动而移动，确保降落平台上的参考标识1保持与无人机对准；与此同时，平台控制系统向移动驱动机构发送Z方向移动信号，移动驱动机构驱动降落平台沿Z方向竖直向上移动，不断向上靠近无人机。

在无人机保持在某一高度时，在地面效应和自然风力等干扰因数下，无人机仍然会进行一定幅度的水平移动调整(无人机的水平移动精度大约为5cm)，以确保基体的稳定性，因此为了让无人机能够准确地降落在降落平台的指定位置上，降落平台需要根据无人机的偏移而进行平移调整，才能确保无人机与降落平台上的参考标识1对准，从而保证无人机能够降落在降落平台的指定位置上。

(6)当降落平台上升到距离无人机大约10cm时，降落平台不再作X方向和Y方向的水平移动，保持Z方向的竖直向上移，快速靠近无人机，同时无人机也作断电处理，最终无人机稳定且准确地降落在降落平台上，实现精准降落。

在无人机降落过程中，根据实际降落情况，无人机可在非常接近降落平台时选择直接断电处理，直接掉落在降落平台的指定位置上。此时由于无人机非常靠近降落平台，因此选择断电处理也能够保证无人机的降落精度。当然，也可以选用降落平台一直上升，直至与无人机接触为止，无人机再做断电处理。

无人机在下降过程中，一般会出现空气动力学的地面效应，气候环境导致的随机风力和固定风力的干扰产生，无人机很难稳定地一直保持竖直向下降落，因此在下降过程中无人机需要进行平移调整，需要倾斜才能分配水平动力，由于无人机的飞行特性，调整完成后制动也需要反向倾斜，并有突然性(平移调整的驱动过程难以平缓过渡)，此时，定位摄像系统中的摄像机随无人机的机体倾斜而造成视场晃动(摆动)，参考标识可能脱离视场。另一方面，无人机平移调整的动力学特点，使其角度倾斜进行平移调整的误差，将远大于视觉定位的精度，这都会导致无人机无法准确降落到指定位置上；另外，随机风速的干扰会使无人机处于反复调整状态，致使下降过程耗时很长甚至无法完成。而通过降落平台主动上升的方式，同时配合无人机的平移调整，能够减轻地面效应和其他外界因数对无人机稳定性的影响，从而能够保证无人机准确降落在降落平台的指定位置上，并且通过降落平台向上移动，能够快速使得无人机降落在降落平台上，提高降落速度。

上述旋翼无人机定点降落方法中，定位摄像系统的工作过程参见图2：

在定位摄像系统工作时(寻找参考标识1或进行定位)，定位摄像机按设定的时间间隔获取相片频，并传输到图像处理软件中；接着图像处理软件对接收的相片频进行处理，首先提取相片中的颜色信息，构成色块，随后提取色块的轮廓以及特征点，与参考标识1进行对比，并且找出相似度最高的轮廓和特征点的位置比例关系，作出判断；若相似结果高于设定阈值，则进一步通过轮廓图形的顶点计算图案中心的像素坐标，通过坐标变换计算出地面实际坐标，求出无人机与参考标识1中心的水平距离、高度和偏角，最后无人机根据指定的航线飞行或降落；若相似结果低于设定阈值，无人机则按设定“九宫格”航线飞行，继续寻找参考标识并进行图像处理的识别。

参见图4-图6，本实施例的无人机定点降落方法的基站，包括平台控制系统、降落平台以及用于驱动降落平台移动的移动驱动机构；所述降落平台上设有参考标识1；所述平台控制系统与无人机控制系统进行通信连接。平台控制系统可以由本地计算机构成，通过无线网络通讯模块与无人机控制系统进行无线通讯；平台控制系统包括处理器、存储器、电源等模块，处理器根据无人机控制系统发送过来的位置偏差信息生产移动驱动机构的控制系统，并控制移动驱动机构运动以进行水平方向的位置调整。

参见图4和图5，所述降落平台上设有多个导流孔5。所述导流孔5能够进一步将旋翼带来的气流往下疏通，降低了气流通过降落平台时的阻挡，从而减弱反向往上气流对无人机的影响，确保无人机能够平稳地降落在降落平台上。在此过程中，运用PID等先进的算法，优化无人机的降落过程，提高抗干扰的能力。

参见图4-图6，所述降落平台包括固定台3以及运动台4，所述运动台4的面积比固定台3小并设置于固定台3内部的中心，且所述固定台3上设有用于容纳运动台4的避让槽2，所述移动驱动机构与运动台4连接。本实施例中，只有固定台3设有导流孔5，当然所述固定台3和运动台4上均可设有所述导流孔5，以便提高导流的效果。为了便于无人机能够寻找到参考标识1，一般都会将参考标识1的图案设置得较大，同时基站的部分零件也会设置在降落平台上，因此需要很大的降落平台(一般长2m，宽2m)；若移动驱动机构直接驱动整个降落平台进行水平和升降移动去迎合无人机，体积较大的降落平台则无法实现快速与无人机对准，同时无人机控制系统的位置偏差信息发送到平台控制系统的过程中会存在一定的延迟(0.5秒左右)，因此，体积较大的降落平台在配合无人机的定位时会存在产生较大的滞后，而对于在空中保持高度飞行的无人机来说，若无法快速降落，在自然风力或其他外界因数下很容易出现较大的位置偏差，从而导致无人机无法准确降落到降落平台的指定位置上。而通过面积比固定台3小的运动台4作为与无人机对位且降落的平台，在移动驱动机构的驱动下，运动台4能够快速且准确地移动到位，并且能够减轻移动驱动机构的负载，提高移动精度的同时降低了成本；另外，在实际设置过程中，只需要运动台4的面积足够无人机降落即可，因此运动台4在上升过程中，相比于整个降落平台上升来说，能够有效地减轻气流的反向对无人机的稳定性影响，更加有利于无人机能够准确地降落到运动台4上；当无人机降落到运动台4上后，在移动驱动机构的驱动下，运动台4可以返回到与固定台3同一高度上，也可以下降到固定台3以下的位置处，缩进固定台3的下方，再进行后续的充电或其他处理。

所述运动台4的底部设有缓冲弹簧，无人机的降落架上设有缓冲元件。在无人机需要断电降落在运动台4上时，通过缓冲弹簧和缓冲元件的作用能够提高无人机降落在运动台4上时的稳定性，避免无人机与运动台4直接发生硬性碰撞，发生较大的震动，减小冲击，对无人机起保护作用。

参见图6，所述降落平台上的参考标识1由多个形状相同但大小不同的图案构成，这些图案由外到内设置且逐渐缩小。设置这样的参考标识1有利于无人机在垂直下降过程中对参考标识1的识别，当无人机下降到一定高度时，定位摄像系统无法识别位于最外侧的图案，但能够通过识别位于内侧的相同形状的图案作为参考标识1，从而提高了无人机的降落精度。

所述降落平台上设有照明灯，这样能够让无人机在黑夜或光度较差的环境中快速寻找到降落平台，从而确定参考标识1的位置，进而实现定点降落。另外，无人机上也可设置照明灯，以便无人机在黑夜环境中飞行时将周围环境照亮，以便无人机的定位摄像系统对环境进行识别，确保正常飞行。

参见图4-图6，所述移动驱动机构包括X驱动机构8、Y驱动机构6以及Z驱动机构7；其中，本实施例的X驱动机构8以及Y驱动机构6均由电机和丝杠传动机构构成；所述移动驱动机构还包括中间连接台9，该中间连接台9设置在运动台4的下方，所述Z驱动机构7的动力输出轴与中间连接台9连接，所述X驱动机构8设置在中间连接台9上，所述Y驱动机构6设置在X驱动机构8的X丝杆螺母8-2上，由X电机8-1驱动X丝杆螺母8-2移动；所述运动台4与Y驱动机构6的Y丝杠螺母6-2连接，由Y电机6-1驱动Y丝杠螺母6-2移动。所述Z驱动机构7可以由气缸构成，或由电机和丝杠传动机构构成，或者由其他线性动力机构构成。

另外，在中间连接台与Y驱动机构之间设有导向机构10，该导向机构10的导轨固定设置在中间连接台9上，导向机构10的滑块与Y驱动机构6的底部连接。通过导向机构10的设置，提高Y驱动机构6的移动精度，从而提高运动台4的移动精度。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：

参见图7和图8，当无人机下降到第二下降阶段时，无人机不再作平移调整，在降落平台作平移调整的同时，无人机继续下降，逐渐靠近降落平台，最终降落在降落平台的指定位置上。在无人机下降过程中，不再作平移调整，通过降落平台的移动确保无人机能够与降落平台上的参考标识对准，通过无人机主动降落的方式靠近降落平台，从而同样能够让无人机精确地降落到降落平台的指定位置上。由于运动台4需要作平移移动，因此固定台3上的避让槽2需要设置更大，让运动台4有足够的空间移动。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：

当无人机下降到第二下降阶段时，无人机不再作平移调整，移动驱动机构驱动降落平台作平移调整的同时，驱动降落平台向上移动；与此同时，无人机下降，无人机与降落平台逐渐相互靠近，最终无人机降落在降落平台的指定位置上。在无人机的第二下降阶段过程中，降落平台与无人机同时移动靠近，从而有效缩短无人机到达降落平台的时间，使得无人机能够更加快速降落到降落平台的指定位置上。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于：

参见图9，所述降落平台上的参考标识1由多个相同形状的图案构成，这些图案从大到小依次等距排列在降落平台上。由于某些无人机可能还有工作用摄像机(例如航拍无人机)，其一般挂在云台上，而云台一般是安装在无人机中间下部靠下的位置，此时，定位摄像机一般放在无人机机体靠边的位置上(如机臂上)，这样就能够避免工作用摄像机和定位摄像机的安装冲突。而将参考标识1从打到校依次等距排列设置，能够与设置在无人机靠边位置上的摄像头对应，便于无人机能够在上空较高定位时识别较大的参考标识1，而接近降落平台时则可以识别较小的参考标识1。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)无人机控制系统启动返航指令流程，向无人机发出返航降落信号，无人机根据导航系统的指引飞行至降落平台的待降落区域的上空附近；

(2)无人机中的定位摄像系统开始寻找降落平台上的参考标识并进行识别；

(3)当在定位摄像系统的可视范围内识别到降落平台上的完整参考标识后，无人机控制系统根据参考标识的所在位置进行航线规划，并控制无人机向参考标识的正上空处飞行；

(4)无人机到达参考标识的正上空后，开始进行第一个下降阶段的降落，无人机控制系统控制无人机在下降过程中自行作平移调整，以确保在下降过程中无人机与参考标识对准；

(5)当无人机下降到与降落平台相距设定的高度时，进入第二个下降阶段的降落，无人机不再作主动平移调整，无人机控制系统持续地将无人机与降落平台的位置偏差信息传输到平台控制系统中，平台控制系统根据位置偏差信息向用于驱动降落平台移动的移动驱动机构发送执行信号，移动驱动机构根据执行信号对降落平台进行平移调整，使无人机与降落平台的参考标识始终对准，同时无人机与降落平台逐渐靠近，并最终降落在降落平台上，完成定点降落。

2.根据权利要求1所述的旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，当无人机进入到第二下降阶段时，无人机不再主动下降，持续停留在同一高度上，所述移动驱动机构驱动降落平台作水平移动的同时，驱动降落平台竖直向上移动，逐渐向无人机靠近，无人机最终在降落平台向上迎合过程中降落在降落平台的指定位置上。

3.根据权利要求1所述的旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，当无人机进入到第二下降阶段时，在降落平台作平移调整的同时，无人机继续下降，逐渐靠近降落平台，最终降落在降落平台的指定位置上。

4.根据权利要求1所述的旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，当无人机进入到第二下降阶段时，移动驱动机构驱动降落平台作平移调整的同时，驱动降落平台向上移动；与此同时，无人机也主动下降，无人机与降落平台逐渐相互靠近，最终无人机降落在降落平台的指定位置上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，所述第一下降阶段按时间顺序划分为多个下降单元阶段，无人机从第一个下降单元阶段到最后一个下降单元阶段的下降速度依次减慢。

6.根据权利要求1所述的旋翼无人机定点降落方法，其特征在于，在步骤(2)中，当定位摄像系统无法寻找到降落平台上的参考标识时，无人机控制系统控制无人机沿“九宫格”航线飞行移动，具体为：将定位摄像系统的视场范围分为九个格子，该九个格子按照九宫格的方式排列，所述无人机按顺利依次在九个格子的范围内进行降落平台的寻找；若仍然没有寻找到降落平台，无人机控制系统控制无人机上升，扩大寻找范围继续寻找，直至寻找到降落平台为止。

7.一种用于权利要求1-6任一项所述的旋翼无人机定点降落方法中的旋翼无人机定点降落基站，其特征在于，包括降落平台、用于驱动降落平台在水平面内移动的移动驱动机构以及平台控制系统；所述降落平台上设有用于无人机识别的参考标识；所述平台控制系统与无人机的无人机控制系统进行通信连接。

8.根据权利要求7所述的旋翼无人机定点降落基站，其特征在于，所述降落平台上设有多个导流孔。

9.根据权利要求8所述的旋翼无人机定点降落基站，其特征在于，所述降落平台包括固定台以及运动台，所述运动台的面积比固定台小，且所述固定台上设有用于容纳运动台的避让槽，所述移动驱动机构与运动台连接。

10.根据权利要求9所述的旋翼无人机定点降落基站，其特征在于，所述降落平台上的参考标识由多个相同形状的图案构成，这些图案从大到小依次等距排列在降落平台上。