CN110941282A - 一种用于无人机着陆的控制方法、系统、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种用于无人机着陆的控制方法、系统、设备及可读存储介质，多个无人机在短时间内进入管制空域时，通过部署在目的地附近的监控站，自动协助无人机完成着陆，在此过程中，监控站会根据无人机进入管制空域的顺序、无人机自身状态、目的地区域附近的实时动态以及人为提升优先权等因素综合考虑，自动计算出着陆顺序，可避免人为因素导致的错误，并且减少人为成本，保证无人机安全着陆、提升无人机着陆效率。因此，该用于无人机着陆的控制系统和方法，通过监控站和无人机之间的信号传输和协调控制进行无人机的着陆，不需要人工干预即可完成多个无人机的有序着陆，具有自动、高效、安全等优势。

Description

一种用于无人机着陆的控制方法、系统、设备及可读存储介质

技术领域

本发明属于无人机自主控制领域，特别涉及一种用于无人机着陆的控制方法、系统、设备及可读存储介质。

背景技术

近些年，无人机发展迅速，并服务于大量企业和个人。在应用无人机的过程中，容易出现大量的无人机同时到达特定位置的情况，这可能导致无人机干扰彼此的飞行，以及干扰正常商用无人机的使用，从而造成在某些空域大量无人机的拥挤现象。为了安全起见，需要对某些预设空域进行监管。例如，调节机场周围、职业体育赛事的空域等，以便限制预设空域内的无人机，使其在管制空域内有序降落至预设目的地，防止出现意外情况。

此外，无人机不能随意就地降落，因为某些空域或者位置不允许飞行或降落。通常，在允许无人机降落的区域，需要无人机自带的导航设备，并进行人工干预才能使无人机降落至目的地。但随着无人机数量的增加，仅通过人工干预或个体无人机自带的导航设备，很难使大量的无人机在预设空域内有序、安全地降落到目的地。因此，迫切需要一种能够使多个无人机高效、有序降落的控制系统和方法。

发明内容

针对多架无人机在预设空域内有序、安全地降落到目的地难度大的问题，本发明提供了一种用于无人机着陆的控制方法、系统、设备及可读存储介质，在大量无人机进入预设管制空域时，能够自动控制无人机安全有序地降落在预设目的地的着陆区。

本发明采用如下技术方案来实现：

一种用于无人机着陆的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、向进入着陆区附近管制空域的无人机发送管制信号；

步骤2、接收无人机发送的管制信号的反馈信号；

步骤3、根据反馈信号，向无人机发送着陆模式信号；

步骤4、无人机根据着陆模式信号机切换至着陆模式，并在着陆区着陆。

优选的，步骤1中，无人机进入管制区域后搜索管制信号，搜索到管制信号后发送反馈信号。

优选的，步骤3中，当多个无人机发送反馈信号时，按照无人机进入管制区域的先后顺序，对每个无人发送着陆模式信号，使多个无人机按照进入管制区域的先后顺序，并沿着各自的着陆轨迹在着陆区依次着陆。

本发明还提供了上述用于无人机着陆的控制方法的控制系统，包括部署在无人机着陆区的监控台；

监控站包括相交互的着陆协调控制单元和通讯单元；

通讯单元，用于与无人机进行通讯；

着陆协调控制单元，用于根据无人机发送的管制区域的反馈信号，向无人机发送着陆模式信号，使无人机根据着陆模式信号在着陆区着陆。

优选的，所述着陆模式信号包括着陆模式切换指令和着陆控制指令；

着陆模式切换指令，用于使无人机由飞行模式切换至着陆模式；

着陆控制指令包括着陆顺序指令和着陆轨迹；

着陆顺序指令，用于控制无人机的着陆顺序；

着陆轨迹指令，用于使无人机按照着陆轨迹降落至着陆区。

优选的，所述通讯单元接收到无人机的反馈信号后，向陆协调控制单元发送激活指令，使着陆协调控制单元产生着陆模式信号，通讯单元将着陆模式信号发送给无人机。

本发明还提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现用于无人机着陆的控制方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现用于无人机着陆的控制方法的步骤。

本发明具有如下有益的技术效果：

本发明提供的一种用于无人机着陆的控制方法，通过监控站给无人机发送管制信号，并根据无人机的反馈信号给进入管制区域的无人机发送着陆模式信号，使无人机在着陆区进行安全着陆，通过监控台与无人机实时通讯，并对无人机的着陆进行控制，避免因为进入着陆区数量较多，导致着陆干涉的问题。

进一步，当多个无人机在短时间内进入管制空域时，通过部署在目的地附近的监控站，自动协助无人机完成着陆，在此过程中，监控站会根据无人机进入管制空域的顺序、无人机自身状态、自动计算出着陆顺序，可避免人为因素导致的错误，并且减少人为成本，保证无人机安全着陆、提升无人机着陆效率。

本发明提供了一种用于无人机着陆的控制系统，包括通讯单元和着陆协调控制单元，通讯单元与进入管制区域的无人机进行通讯，并根据无人机的反馈信号，给无人机发送着陆模式信号，使无人在管制区域按照设定的着陆顺序和着陆轨迹在着陆区安全着陆，采用陆协调控制单元对无人机的着陆进行协调控制，可避免人为因素导致的错误，并且减少人为成本，保证无人机安全着陆、提升无人机着陆效率。该用于无人机着陆的控制系统，通过监控站和无人机之间的信号传输和协调控制进行无人机的着陆，不需要人工干预即可完成多个无人机的有序着陆，具有自动、高效、安全等优势。

附图说明

图1是无人机着陆的控制系统；

图2是无人机着陆示意图；

图3是无人机着陆的控制方法。

图中：1为无人机，2为管制空域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参照图1，一种用于无人机着陆的控制系统，包括监控站和至少一架无人机1。

监控站部署在无人机的着陆区附近。

监控站包含着陆协调控制单元和通讯单元，着陆协调控制单元和通讯单元连接。

着陆协调控制单元用于产生向无人机发送的着陆模式信号。

着陆模式信号包括着陆模式切换指令和着陆控制指令。

着陆模式切换指令，用于使无人机由飞行模式切换至着陆模式。

着陆控制指令包括着陆顺序指令和着陆轨迹。

着陆顺序指令，用于控制无人机的着陆顺序。

着陆轨迹，用于使无人机按照着陆轨迹降落至着陆区。

通讯单元用于与无人机进行通讯。

通讯单元即为设置在监控站的通讯设备。

无人机1具有正常飞行模式和着陆模式两种模式，在正常飞行模式下，无人机以已知的惯常方式导航飞行到着陆区的管制空域2，在着陆模式下，无人机从管制空域2降落至着陆区。

无人机包含无人机通讯设备、信号传感器、位置传感器、操作控制单元和动力系统。

操作控制单元分别与无人机通讯设备、信号传感器、位置传感器和动力系统连接。

无人机通讯设备，用于与监控站进行通讯。

信号传感器，用于监测监控站发送的管制信号和着陆模式信号。

位置传感器，用于无人机定位。

操作控制单元，用于存储着陆控制指令，并控制动力系统的运行。

参照图2和3，一种用于无人机着陆的控制方法，包括如下步骤：

步骤1、无人机在正常飞行模式下开始任务，根据预存储在操作控制单元中的飞行控制指令进行操作和飞行，以已知的惯常方式导航飞行到着陆区附近的管制空域2；

步骤2、当无人机进入着陆区附近的管制空域时，无人机的信号传感器搜索监控站发出的管制信号，若没有监测到管制信号，则按照正常飞行模式继续飞行，并持续监测管制信号，若监测到管制信号，则通过无人机通讯设备向监控站发送反馈信号。

例如，管制空域2可以由距着陆区中心的径向距离r限定，为半球形，也可以是半球以外的形状，如圆柱形或圆锥形。

步骤3、监控站通讯设备接收到反馈信号之后，向着陆协调控制单元发送激活指令，着陆协调控制单元产生着陆模式信号，并通过监控站通讯设备发送至无人机。

所述反馈信号包括无人机的位置信息，以及无人机的状态参数，例如，无人机电量。

步骤4、无人机信号传感器接收到着陆模式信号之后，传输至操作控制单元，将无人机从正常飞行模式切换至着陆模式，同时，着陆模式信号中的着陆控制指令被存储在操作控制单元中。

在该着陆模式下，无人机持续接收新的着陆模式信号并进行更新。

步骤5、

无人机的操作控制单元依据着陆控制指令控制动力系统运行，在目的地进行着陆，在此过程中不断将位置传感器的位置信息通过无人机通讯设备发送至监控站，直至完成着陆。

当多个无人机着陆时，监控站通讯设备接收多个无人机的反馈信号，着陆协调控制单元查看当前着陆管制区域内受控无人机的情况，按照无人机进入管制区域的先后顺序自动排列后，产生陆模式信号，并通过监控站通讯设备发送至多个无人机，其包含的着陆控制指令可使多个无人机有序着陆。

着陆控制指令定义了无人机的着陆序列和着陆轨迹，使无人机按照着陆序列，并沿着各自的着陆轨迹有序着陆，避免发生碰撞的问题。

若着陆无人机数量较多，避免无人机在着陆时发生碰撞，着陆控制指令还包括悬停时间指令，使无人机在特定高度停留若干时间，以协调各无人机着陆过程。

例如，着陆控制指令可以使无人机在特定的高度(例如100英尺)上发起预定时间(例如30秒)的飞行，然后无人机降落到较低的高度(例如50英尺)达预定时间(例如20秒)，然后才能接近着陆区进行着陆区。若着陆无人机数量较少，则直接进入着陆区按照着陆模式信号进行着陆。

本发明提供了一种用于无人机着陆的控制系统和方法，当多个无人机在短时间内进入管制空域时，通过部署在目的地附近的监控站，自动协助无人机完成着陆，在此过程中，监控站会根据无人机进入管制空域的顺序、无人机自身状态、目的地区域附近的实时动态以及人为提升优先权等因素综合考虑，自动计算出着陆顺序，可避免人为因素导致的错误，并且减少人为成本，保证无人机安全着陆、提升无人机着陆效率。因此，该用于无人机着陆的控制系统和方法，通过监控站和无人机之间的信号传输和协调控制进行无人机的着陆，不需要人工干预即可完成多个无人机的有序着陆，具有自动、高效、安全等优势。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述用于无人机着陆的控制方法的步骤。其中，所述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD))等。

在示例性实施例中，还提供了一种纠终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述用于无人机着陆的控制方法的步骤。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

Claims (8)

1.一种用于无人机着陆的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、向进入着陆区附近管制空域的无人机发送管制信号；

步骤2、接收无人机发送的管制信号的反馈信号；

步骤3、根据反馈信号，向无人机发送着陆模式信号；

步骤4、无人机根据着陆模式信号机切换至着陆模式，并在着陆区着陆。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人机着陆的控制方法，其特征在于，步骤1中，无人机进入管制区域后搜索管制信号，搜索到管制信号后发送反馈信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人机着陆的控制方法，其特征在于，步骤3中，当多个无人机发送反馈信号时，按照无人机进入管制区域的先后顺序，对每个无人发送着陆模式信号，使多个无人机按照进入管制区域的先后顺序，并沿着各自的着陆轨迹在着陆区依次着陆。

4.一种基于权利要求1-3任一项用于无人机着陆的控制方法的控制系统，其特征在于，包括部署在无人机着陆区的监控台；

监控站包括相交互的着陆协调控制单元和通讯单元；

通讯单元，用于与无人机进行通讯；

着陆协调控制单元，用于根据无人机发送的管制区域的反馈信号，向无人机发送着陆模式信号，使无人机根据着陆模式信号在着陆区着陆。

5.根据权利要求4所述的用于无人机着陆的控制方法的控制系统，其特征在于，所述着陆模式信号包括着陆模式切换指令和着陆控制指令；

着陆模式切换指令，用于使无人机由飞行模式切换至着陆模式；

着陆控制指令包括着陆顺序指令和着陆轨迹；

着陆顺序指令，用于控制无人机的着陆顺序；

着陆轨迹指令，用于使无人机按照着陆轨迹降落至着陆区。

6.根据权利要求5所述的用于无人机着陆的控制方法的控制系统，其特征在于，所述通讯单元接收到无人机的反馈信号后，向陆协调控制单元发送激活指令，使着陆协调控制单元产生着陆模式信号，通讯单元将着陆模式信号发送给无人机。

7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。

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