CN115402525B - 一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，包括停靠平台、服务器、支撑模块、转向模块、采集模块、锁定模块、交互模块，支撑模块用于对锁定模块进行支撑，锁定模块用于对无人机进行锁定，转向模块用于对锁定模块的位置进行调整，以对不同型号的无人机进行锁定，采集模块对停靠平台上的降落校准标记的图像数据，以触发交互模块对无人机的接管，使得无人机能够降落在停靠平台上，交互模块用于与无人机进行交互，以对无人机的降落过程进行接管。本发明通过采集模块与交互模块的相互配合使得无人机在进行降落的过程中能准确的降落在停靠平台上，具有智能程度高、交互性好、降落平稳性高和定位准确的优点。

Description

一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统

技术领域

本发明涉及与飞机相关联的地面装置技术领域，尤其涉及一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统。

背景技术

现有的无人机特别是旋翼无人机，由于电量有限续航能力往往不能满足巡检的要求，因此检修人员需要每隔一段时间就回收无人机并更换电池，这浪费了宝贵的巡检时间，使巡检的效率大大下降。

如CN108791932B现有技术公开了一种无人机自稳停靠智能平台，在无人机停靠时不能对无人机的停靠点进行准确定位，无人机停靠时容易发生偏斜，也不能在无人机停靠时对其进行充电，不利于提高无人机续航时间。

另一种典型的如CN108016606B的现有技术公开的一种无人机起落架及无人机，目前，许多无人机配备了起落架，用于适应性地降落在起降平台上，在相关技术中，无人机降落时不够平稳，无法使稳定停靠在起降平台上，此外，由于对无人机降落时的定位精度要求较高，需要零偏差降落，操作较为复杂。并且由于经常需要增加智能控制系统，成本较高。另外，目前的无人机起降平台只能适应单一型号的无人机，无法适配多种机型，并且无法同时停靠多个无人机。

为了解决本领域普遍存在智能程度低、无法交互、无法适用性不同型号的无人、降落平稳性较差和定位精度低等等问题，作出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，所述无人机智能停靠仓系统包括停靠平台、服务器，所述无人机智能停靠仓系统还包括支撑模块、转向模块、采集模块、锁定模块、交互模块，所述服务器分别与所述支撑模块、所述转向模块、所述采集模块、交互模块和所述锁定模块连接；

所述支撑模块、转向模块、锁定模块、交互模块均设置在所述停靠平台中；

所述支撑模块用于对所述锁定模块进行支撑，所述锁定模块用于对所述无人机进行锁定，所述转向模块用于对所述锁定模块的位置进行调整，以对不同型号的所述无人机进行锁定，所述采集模块用于对所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，以触发交互模块对所述无人机的接管，使得所述无人机能够降落在所述停靠平台上，所述交互模块用于与所述无人机进行交互，以对所述无人机的降落过程进行接管；

其中，所述采集模块设置在所述无人机上，并采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据；

所述采集模块包括采集单元、以及评估单元，所述采集单元用于采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，所述评估单元根据所述采集单元的图像数据进行评估，以确定所述无人机的是否满足降落条件；其中，所述降落校准标记包括校准圆、以及对称设置在校准圆的圆周上的四个辅助标记圆；

所述采集单元包括采集探头和数据存储器，所述采集探头用于采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，所述数据存储器用于存储所述采集探头的图像数据；

所述评估单元获取降落校准标记的所述图像数据，并对所述图像数据进行处理，其中，所述处理包括灰度化、二值化和边缘提取，以提取出采集探头的采集视觉中的矩形采集区域的边缘像素轮廓、辅助标记圆的边缘像素点A、辅助标记圆的边缘像素点B、辅助标记圆的边缘像素点C、以及辅助标记圆的边缘像素点D，并计算边缘像素点A到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离a₁、a₂、a₃、a₄：

式中，（u_a，v_a）为辅助标记圆的边缘像素点A的像素坐标，（x₁,y₁）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第一个顶点的像素坐标，（x₂,y₂）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第二个顶点的像素坐标，（x₃,y₃）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第三个顶点的像素坐标，（x₄,y₄）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第四个顶点的像素坐标；

对辅助标记圆的边缘像素点B、辅助标记圆的边缘像素点C、辅助标记圆的边缘像素点D到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离分别计算得到b₁、b₂、b₃、b₄、c₁、c₂、c₃、c₄、d₁、d₂、d₃、d₄；

所述评估单元获取所述边缘像素点A到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离a₁、a₂、a₃、a₄、所述边缘像素点B到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离b₁、b₂、b₃、b₄、所述边缘像素点C到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离c₁、c₂、c₃、c₄、所述边缘像素点D到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离d₁、d₂、d₃、d₄计算对准指数Bingo：

若所述对准指数Bingo小于设定接管阈值Takeover，默认所述无人机已经对准所述降落校准标记，则触发所述交互模块对所述无人机的降落过程进行接管，以将无人机停靠在停靠平台上。

可选的，所述支撑模块包括支撑座、停靠板、以及姿势调整单元，所述停靠板用于对所述锁定模块进行支撑，所述姿势调整单元对所述停靠板的倾斜程度进行调整；

所述姿势调整单元包括至少三个调整杆、至少三个伸缩检测件和至少三个调整驱动机构，各个所述调整杆的一端与所述停靠板的底壁铰接，各个所述调整杆的另一端与所述支撑座的上端面铰接，各个所述伸缩检测件分别对各个所述调整杆的伸缩长度进行检测，各个所述调整驱动机构对各个所述调整杆进行驱动，以使得各个所述调整杆进行伸缩动作。

可选的，所述转向模块包括转动腔、以及转向单元，所述转动腔设置在所述停靠平台下方，且所述转动腔用于放置所述转向单元，所述转向单元用于对所述支撑模块的位置进行调整；

所述转向单元包括转向驱动机构、转向检测构件，所述转向驱动机构用于对所述支撑座驱动使得所述支撑座沿着铰接位置进行转动，所述转向检测构件用于对所述支撑座的转动角度进行检测。

可选的，所述锁定模块包括至少三个锁定单元、以及至少三个伸出单元，各个所述锁定单元用于对所述无人机进行锁定，各个所述伸出单元分别用于对各个所述锁定单元的位置进行调整；

所述锁定单元包括锁定头、锁定座、以及磁吸控制构件，所述锁定头设置在所述无人机的下端面上，所述锁定座用于对所述磁吸控制构件进行支撑，所述磁吸控制构件用于对所述锁定头进行吸附；

其中，所述磁吸控制构件设置在所述锁定座上，使得所述锁定座靠近所述锁定头后时与所述锁定头吸附。

可选的，所述伸出单元包括伸出杆、距离检测构件、伸出驱动机构，所述伸出杆的一端与所述锁定单元连接，所述伸出杆的另一端与所述停靠板连接，所述伸出驱动机构与所述伸出杆驱动连接，以驱动所述伸出杆进行伸缩动作；

其中，所述距离检测雷达设置在所述锁定座上，并向所述伸出驱动机构实时反馈所述锁定单元与无人机的距离，以配合所述伸出驱动机构驱动所述伸出杆进行伸出。

可选的，所述距离感应构件包括至少四个距离传感器、以及至少四个存储腔，各个距离传感器用于对所述无人机与停靠平台之间的距离进行检测，各个所述存储腔用于存储各个距离传感器；

其中，各个所述存储腔设置在所述停靠平台的上端面。

可选的，所述交互模块包括交互单元和降落控制单元，所述交互单元用于与所述无人机进行交互，以获取无人机至所述停靠平台的距离、以及所述无人机的降落控制权限，所述降落控制单元根据所述无人机与所述停靠平台的高度对所述无人机的降落过程进行控制，以使得所述无人机能降落在所述停靠平台上。

本发明所取得的有益效果是：

1.通过采集模块与交互模块的相互配合使得无人机在进行降落的过程中能准确的降落在停靠平台上，具有智能程度高、交互性好、降落平稳性高和定位准确的优点；

2.通过姿势调整单元对锁定模块的锁定姿势进行调整，使得锁定模块在对无人机进行锁定的过程中，能与无人机进行柔性的接触，以防止锁定模块与无人机的主体硬性接触造成损伤；

3.通过锁定单元和伸出单元的相互配合，使得无人机在停靠后，对无人机进行锁定，以保证无人机不会偏移或倾覆，提升无人机停靠的安全；

4. 通过伸出单元和锁定单元的相互配合，使得锁定单元在对无人机进行锁定的过程中，能根据无人机的不同位置实施不同的锁定策略，以提升无人机锁定的温度程度和锁定的可靠度，使得整个系统能满足不同型号的无人机的停靠需求，也兼顾无人机的稳定锁定；

5. 通过环境采样子单元与锁定分析子单元的相互配合，使得磁吸控制构件的吸附力度能够被精准的控制，使得无人机能稳定的停靠在停靠平台上，有效的防止无人机的倾覆。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的整体方框示意图。

图2为本发明的评估单元的评估流程示意图。

图3为本发明的环境采样子单元的控制方框示意图。

图4为本发明的无人机降落在停靠平台时的交互场景示意图。

图5为本发明的无人机与降落在停靠平台的应用场景示意图。

图6为本发明的姿势调整单元的结构示意图。

图7为本发明的停靠平台和停靠板的俯视示意图。

图8为图7中A处放大示意图。

图9为本发明的矩形采集区域的边缘像素轮廓、辅助标记圆的边缘像素点A、辅助标记圆的边缘像素点B、辅助标记圆的边缘像素点C、辅助标记圆的边缘像素点D的之间的分布场景示意图。

图10为本发明的分析单元的分析场景示意图。

附图标号说明：1-停靠平台；2-停靠板；3-锁定单元；4-降落校准标记；5-校准圆；6-无人机；7-采集探头；8-伸出杆；9-磁吸头；10-调整杆；11-支撑座；12-交互模块；13-矩形采集区域。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

实施例一。

根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，本实施例提供一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，所述无人机智能停靠仓系统包括停靠平台、服务器，所述无人机智能停靠仓系统还包括支撑模块、转向模块、采集模块、锁定模块、交互模块，所述服务器分别与所述支撑模块、所述转向模块、所述采集模块、交互模块和所述锁定模块连接；

所述支撑模块、转向模块、锁定模块、交互模块均设置在所述停靠平台中；

所述支撑模块用于对所述锁定模块进行支撑，所述锁定模块用于对所述无人机进行锁定，所述转向模块用于对所述锁定模块的位置进行调整，以对不同型号的所述无人机进行锁定，所述采集模块用于对所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，以触发交互模块对所述无人机的接管，使得所述无人机能够降落在所述停靠平台上，所述交互模块用于与所述无人机进行交互，以对所述无人机的降落过程进行接管；

所述无人机智能停靠仓系统还包括中央处理器，所述中央处理器分别与与所述支撑模块、所述转向模块、交互模块和所述锁定模块控制连接，并基于所述中央处理器对所述支撑模块、所述转向模块、所述交互模块和所述锁定模块进行集中控制；

其中，所述采集模块设置在所述无人机上，并采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据；

所述采集模块包括采集单元、以及评估单元，所述采集单元用于采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，所述评估单元根据所述采集单元的图像数据进行评估，以确定所述无人机的是否满足降落条件；其中，所述降落校准标记包括校准圆、以及对称设置在校准圆环上的四个辅助标记圆；

所述采集单元包括采集探头和数据存储器，所述采集探头用于采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，所述数据存储器用于存储所述采集探头的图像数据；

所述评估单元获取降落校准标记的所述图像数据，并对所述图像数据进行处理，其中，所述处理包括灰度化、二值化和边缘提取，以提取出采集探头的采集视觉中的矩形采集区域的边缘像素轮廓、以及辅助标记圆的边缘像素点A、辅助标记圆的边缘像素点B、辅助标记圆的边缘像素点C、辅助标记圆的边缘像素点D，并计算辅助标记圆的边缘像素点A到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离a₁、a₂、a₃、a₄：

式中，（u_a，v_a）为辅助标记圆的边缘像素点A的像素坐标，（x₁,y₁）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第一个顶点的像素坐标，（x₁,y₁）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第二个顶点的像素坐标，（x₁,y₁）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第三个顶点的像素坐标，（x₁,y₁）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第四个顶点的像素坐标；

对辅助标记圆的边缘像素点B、辅助标记圆的边缘像素点C、辅助标记圆的边缘像素点D到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离分别计算得到b₁、b₂、b₃、b₄、c₁、c₂、c₃、c₄、d₁、d₂、d₃、d₄；

所述评估单元获取所述边缘像素点A到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离a₁、a₂、a₃、a₄、所述边缘像素点B到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离b₁、b₂、b₃、b₄、所述边缘像素点C到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离c₁、c₂、c₃、c₄、所述边缘像素点D到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离d₁、d₂、d₃、d₄计算对准指数Bingo：

若所述对准指数Bingo小于设定接管阈值Takeover，默认所述无人机已经对准所述降落校准标记，则触发所述交互模块对所述无人机的降落过程进行接管，以将无人机停靠在停靠平台上；

在上述对辅助标记圆的边缘像素点B、辅助标记圆的边缘像素点C、辅助标记圆的边缘像素点D到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离分别计算得到b₁、b₂、b₃、b₄、c₁、c₂、c₃、c₄、d₁、d₂、d₃、d₄的计算过程中，采用与计算辅助标记圆的边缘像素点A到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离a₁、a₂、a₃、a₄类同的方式进行计算，以得到：

辅助标记圆的边缘像素点B到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离b₁、b₂、b₃、b₄；

辅助标记圆的边缘像素点C到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离c₁、c₂、c₃、c₄；

辅助标记圆的边缘像素点B到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离d₁、d₂、d₃、d₄；

通过所述采集模块与所述交互模块的相互配合使得所述无人机在进行降落的过程中能准确的降落在停靠平台上，且降落的过程中具有智能程度高、交互性好、降落平稳性高和定位准确的优点；

同时，在进行停靠的过程中，需要所述无人机飞行到所述停靠平台的上方，并通过所述采集模块采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，并不断的评估，且当满足所述对准指数Bingo小于设定接管阈值Takeover，默认所述无人机已经对准所述降落校准标记，则通过所述交互模块与所述无人机进行交互，使得所述交互模块能够接管所述无人机的降落，使得所述无人机能够平稳的降落在所述停靠平台上；

值得注意的是，设定的接管阈值Takeover由操作者进行设定，这是本领域的技术人员所熟知的技术手段，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知该技术，因而在本实施例中不再一一赘述；

可选的，所述交互模块包括交互单元和降落控制单元，所述交互单元用于与所述无人机进行交互，以获取无人机至所述停靠平台的距离数据、以及所述无人机的降落控制权限，所述降落控制单元根据所述无人机与所述停靠平台的距离对所述无人机的降落过程进行控制，以使得所述无人机能降落在所述停靠平台上；

其中，所述评估单元在所述对准指数Bingo小于设定接管阈值Takeover后，向所述交互单元发出交互指令，并建立起所述交互单元和所述无人机的控制通道，以实现对所述无人机的控制；

同时，在进行交互的过程中，所述无人机需要将当前与所述停靠平台的实时距离传输至所述交互单元中，使得所述降落控制单元能根据所述无人机与所述停靠平台的实时距离对所述无人机的降落过程进行控制；其中，降落的过程设置为在竖直方向上降落（即，垂直于停靠平台端面垂直起降）；

对于无人机经过与所述降落校准标记对准后，通过交互模块将降落的控制程序传输至无人机上，使得无人机根据降落的控制程序控制所述无人机能够垂直降落在所述停靠平台上，其中，对于垂直降落的控制程序是本领域的技术人员所熟知的技术手段，因而在本实施例中，不再一一赘述；

其中，在所述无人机停靠在所述停靠平台上后，还通过所述锁定模块和所述支撑模块对所述无人机进行辅助支撑，使得所述无人机能够得到稳定的锁定，以防止所述无人机倾斜造成倾覆，引发无人机损伤；

可选的，所述支撑模块包括支撑座、停靠板、以及姿势调整单元，所述停靠板用于对所述锁定模块进行支撑，所述姿势调整单元对所述停靠板的倾斜程度进行调整；

在本实施例中，所述停靠板设置圆环形并嵌套在所述停靠平台的外周，使得在所述无人机降落在所述停靠平台上后，即可对无人机进行辅助的支撑，以配合所述锁定模块对所述无人机进行锁定，使得无人机不会偏移；

所述姿势调整单元包括至少三个调整杆、至少三个伸缩检测件和调整驱动机构，各个所述调整杆的一端与所述停靠板的底壁铰接，各个所述调整杆的另一端与所述支撑座的上端面铰接，各个所述伸缩检测件分别对各个所述调整杆的伸缩长度进行检测，各个所述调整驱动机构对各个所述调整杆进行驱动，以使得各个所述调整杆进行伸缩动作；

同时，通过所述姿势调整单元对所述锁定模块的锁定姿势进行调整，使得所述锁定模块在对所述无人机进行锁定的过程中，能与所述无人机进行柔性的接触，以防止锁定模块与所述无人机的主体硬性接触造成损伤；

另外，所述支撑模块还通过所述转向模块的调整，使得饿所述支撑模块的位置能够被转换，以适应不同型号、不同类型的无人机的停靠需要；

可选的，所述转向模块包括转动腔、以及转向单元，所述转动腔设置在所述停靠平台下方，且所述转动腔用于放置所述转向单元，所述转向单元用于对所述支撑模块的位置进行调整；

所述转向单元包括转向驱动机构、转向检测构件，所述转向驱动机构用于对所述支撑座驱动使得所述支撑座沿着铰接位置进行转动，所述转向检测构件用于对所述支撑座的转动角度进行检测；

所述转向检测构件包括转向识别件、标记盘、以及设置在所述标记盘上若干个定位标记，所述标记盘设置为圆环并嵌套在所述支撑座的外周，使得所述转向驱动机构驱动所述支撑座进行转动时，能检测出支撑座的转动角度；

其中，各个所述定位标记沿着所述标记盘的上端面等间距的分布，所述转向识别件用于对各个位置的所所述定位标记进行识别，立杆用于对所述转向识别件进行支撑；

所述立杆呈一字型，其中，所述立杆的一端与所述支撑座的外壁连接，所述立杆的另一端朝向远离所述支撑座外壁的一侧悬空伸出，且所述转向识别件设置在立杆的端部上，并朝向各个所述定位标记的一侧伸出，以实现对各个所述定位标记进行识别；

在本实施例中，每个定位标记件对应不同的角度，同时，所述中央处理器、所述转向识别件、转向驱动机构形成一个闭环，当所述支撑座需要转向的角度位置与当前的位置存在偏差时，则通过所述中央处理器控制所述转向驱动机构驱动所述支撑座进行转动，使得所述支撑座能够转动到设定的位置，其中，在所述转向驱动机构驱动所述支撑座转动时，所述转向识别件实时采集转动过程中途径的各个所述定位标记，当所述转向识别件识别到对应角度的定位标记后，所述转向识别件向所述中央处理器反馈已经转动到指定位置的控制信号，使得所述中央处理器响应所述控制信号，并控制所述转向驱动机构停止驱动所述支撑座，并保持在当前位置，从而实现对支撑座的角度位置的调整；

可选的，所述锁定模块包括至少三个锁定单元、以及至少三个伸出单元，各个所述锁定单元用于对所述无人机进行锁定，各个所述伸出单元分别用于对各个所述锁定单元的位置进行调整；

所述锁定单元包括锁定头、锁定座、以及磁吸控制构件，所述锁定头设置在所述无人机的下端面上，所述锁定座用于对所述磁吸控制构件进行支撑，所述磁吸控制构件用于对所述锁定头进行吸附；

其中，所述磁吸控制构件设置在所述锁定座上，使得所述锁定座靠近所述锁定头后时与所述锁定头吸附；

在本实施例中，所述锁定座设置为槽状的硅橡胶材质，使得所述锁定座在与所述无人机的外壁进行接触锁定的过程中，不会造成无人机外壁的损伤；

所述磁吸控制构件包括磁吸头、电流控制器，所述磁吸头用于对所述锁定头进行吸附，所述电流控制器用于向所述磁吸头供应不同的电流强度，以实现不同的磁力大小；

同时，所述电流控制器与所述磁吸头电连接，使得所述磁吸头能产生不同的吸附力；在本实施例中，针对不同的型号、以及不同的型号可采用不同的磁力大小进行吸附；

可选的，所述伸出单元包括伸出杆、距离检测构件、伸出驱动机构，所述伸出杆的一端与所述锁定单元连接，所述伸出杆的另一端与所述停靠板连接，所述伸出驱动机构与所述伸出杆驱动连接，以驱动所述伸出杆进行伸缩动作；

其中，所述距离检测雷达设置在所述锁定座上，并向所述伸出驱动机构实时反馈所述锁定单元与无人机的距离，以配合所述伸出驱动机构驱动所述伸出杆进行伸出；

通过所述锁定单元和所述伸出单元的相互配合，使得所述无人机在停靠后，对所述无人机进行锁定，以保证所述无人机不会偏移或倾覆，提升所述无人机停靠的安全；

可选的，所述距离感应构件包括至少四个距离传感器、以及至少四个存储腔，各个距离传感器用于对所述无人机与停靠平台之间的距离进行检测，各个所述存储腔用于存储各个距离传感器；

其中，各个所述存储腔设置在所述停靠平台的上端面；

同时，在吸附的过程中，通过所述距离感应构件对所述锁定座与所述无人机的距离进行反馈，以提升伸出杆伸出距离的精准控制；

通过伸出单元和所述锁定单元的相互配合，使得所述锁定单元在对所述无人机进行锁定的过程中，能根据所述无人机的不同位置实施不同的锁定策略，以提升无人机锁定的温度程度和锁定的可靠度，使得整个系统能满足不同型号的无人机的停靠需求，也兼顾无人机的稳定锁定。

实施例二。

本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，还在于所述锁定单元还包括环境采样子单元、以及锁定分析子单元，所述环境采样子单元用于对所述停靠平台所处的环境进行检测，所述锁定分析子单元根据所述环境采样子单元的数据，对所述磁吸控制构件的吸附力度进行评估，以触发所述磁吸控制构件对无人机的锁定；

所述环境采样子单元包括风力检测传感器和以及数据缓存器，所述风力检测传感器用于对所述停靠平台所处环境的风力进行检测，所述数据缓存器用于缓存所述风力检测传感器测得的检测值Wind；

所述锁定分析单元获取所述风力检测传感器的检测值Wind、以及无人机的自重和荷载的总重量Weight，其中，无人机的自重和荷载的总重量可根据实际情况直接取得，并根据所述风力检测值和重量计算磁力触发量Magnetic：

式中，I为传输在所述磁吸头上的电流，B为磁吸头的磁感应强度，L为为磁吸头的长度，α为磁感应强度与缠绕在所述磁吸头上的通电导线的夹角，τ为调整系数，level为风力检测值为Wind所对应的风力等级；

其中，所述通电导线缠绕在所述磁吸头的杆体上，形成通电线圈，当通过电流I的电流后，促使梭所述磁吸头上产生磁力，从而实现对无人机的吸附。

在本实施例中，所述风力检测传感器设置在所述支撑平台或者转动腔外壁，以检测所述停靠平台所处环境的风力大小；

通过所述环境采样子单元与所述锁定分析子单元的相互配合，使得所述磁吸控制构件的吸附力度能够被精准的控制，使得所述无人机能稳定的停靠在所述停靠平台上，有效的防止无人机的倾覆。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。

Claims (7)

1.一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，所述无人机智能停靠仓系统包括停靠平台、服务器，其特征在于，所述无人机智能停靠仓系统还包括支撑模块、转向模块、采集模块、锁定模块、交互模块，所述服务器分别与所述支撑模块、所述转向模块、所述采集模块、交互模块和所述锁定模块连接；

所述支撑模块、转向模块、锁定模块、交互模块均设置在所述停靠平台中；

所述支撑模块用于对所述锁定模块进行支撑，所述锁定模块用于对所述无人机进行锁定，所述转向模块用于对所述锁定模块的位置进行调整，以对不同型号的所述无人机进行锁定，所述采集模块用于采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，以触发交互模块对所述无人机的接管，使得所述无人机能够降落在所述停靠平台上，所述交互模块用于与所述无人机进行交互，以对所述无人机的降落过程进行接管；

其中，所述采集模块设置在所述无人机上，所述采集模块包括采集单元、以及评估单元，所述采集单元用于采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，所述评估单元根据所述采集单元的图像数据进行评估，以确定所述无人机是否满足降落条件；其中，所述降落校准标记包括校准圆、以及对称设置在校准圆的圆周上的四个辅助标记圆；

所述采集单元包括采集探头和数据存储器，所述采集探头用于采集所述停靠平台上的降落校准标记的图像数据，所述数据存储器用于存储所述采集探头的图像数据；

所述评估单元获取降落校准标记的所述图像数据，并对所述图像数据进行处理，其中，所述处理包括灰度化、二值化和边缘提取，以提取出采集探头的采集视觉中的矩形采集区域的边缘像素轮廓、辅助标记圆的边缘像素点A、辅助标记圆的边缘像素点B、辅助标记圆的边缘像素点C、以及辅助标记圆的边缘像素点D，并计算边缘像素点A到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离a1、a2、a3、a4，其中，所述边缘像素点A、B、C、D分别为所述四个辅助标记圆上的边缘像素点，且边缘像素点A、B、C、D依次顺序排列：

式中，（u_a，v_a）为辅助标记圆的边缘像素点A的像素坐标，（x₁,y₁）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第一个顶点的像素坐标，（x₂,y₂）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第二个顶点的像素坐标，（x₃,y₃）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第三个顶点的像素坐标，（x₄,y₄）为所述矩形采集区域的边缘像素轮廓第四个顶点的像素坐标；

对辅助标记圆的边缘像素点B、辅助标记圆的边缘像素点C、辅助标记圆的边缘像素点D到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离分别计算得到b₁、b₂、b₃、b₄、c₁、c₂、c₃、c₄、d₁、d₂、d₃、d₄；

所述评估单元获取所述边缘像素点A到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离a₁、a₂、a₃、a₄、所述边缘像素点B到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离b₁、b₂、b₃、b₄、所述边缘像素点C到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离c₁、c₂、c₃、c₄、所述边缘像素点D到所述矩形采集区域的边缘像素轮廓四个顶点的距离d₁、d₂、d₃、d₄计算对准指数Bingo：

若所述对准指数Bingo小于设定接管阈值Takeover，默认所述无人机已经对准所述降落校准标记，则触发所述交互模块对所述无人机的降落过程进行接管，以将无人机停靠在停靠平台上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，其特征在于，所述支撑模块包括支撑座、停靠板、以及姿势调整单元，所述停靠板用于对所述锁定模块进行支撑，所述姿势调整单元对所述停靠板的倾斜程度进行调整；

所述姿势调整单元包括至少三个调整杆、至少三个伸缩检测件和至少三个调整驱动机构，各个所述调整杆的一端与所述停靠板的底壁铰接，各个所述调整杆的另一端与所述支撑座的上端面铰接，各个所述伸缩检测件分别对各个所述调整杆的伸缩长度进行检测，各个所述调整驱动机构对各个所述调整杆进行驱动，以使得各个所述调整杆进行伸缩动作。

3.根据权利要求2所述的一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，其特征在于，所述转向模块包括转动腔、以及转向单元，所述转动腔设置在所述停靠平台下方，且所述转动腔用于放置所述转向单元，所述转向单元用于对所述支撑模块的位置进行调整；

所述转向单元包括转向驱动机构、转向检测构件，所述转向驱动机构用于对所述支撑座驱动使得所述支撑座沿着铰接位置进行转动，所述转向检测构件用于对所述支撑座的转动角度进行检测。

4.根据权利要求3所述的一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，其特征在于，所述锁定模块包括至少三个锁定单元、以及至少三个伸出单元，各个所述锁定单元用于对所述无人机进行锁定，各个所述伸出单元分别用于对各个所述锁定单元的位置进行调整；

所述锁定单元包括锁定头、锁定座、以及磁吸控制构件，所述锁定头设置在所述无人机的下端面上，所述锁定座用于对所述磁吸控制构件进行支撑，所述磁吸控制构件用于对所述锁定头进行吸附；

其中，所述磁吸控制构件设置在所述锁定座上，使得所述锁定座靠近所述锁定头后与所述锁定头吸附。

5.根据权利要求4所述的一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，其特征在于，所述伸出单元包括伸出杆、距离检测构件、伸出驱动机构，所述伸出杆的一端与所述锁定单元连接，所述伸出杆的另一端与所述停靠板连接，所述伸出驱动机构与所述伸出杆驱动连接，以驱动所述伸出杆进行伸缩动作；

其中，所述距离检测雷达设置在所述锁定座上，并向所述伸出驱动机构实时反馈所述锁定单元与无人机的距离，以配合所述伸出驱动机构驱动所述伸出杆进行伸出。

6.根据权利要求5所述的一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，其特征在于，所述距离感应构件包括至少四个距离传感器、以及至少四个存储腔，各个距离传感器用于对所述无人机与停靠平台之间的距离进行检测，各个所述存储腔用于存储各个距离传感器；

其中，各个所述存储腔设置在所述停靠平台的上端面。

7.根据权利要求6所述的一种适用于单兵作业的无人机智能停靠仓系统，其特征在于，所述交互模块包括交互单元和降落控制单元，所述交互单元用于与所述无人机进行交互，以获取无人机至所述停靠平台的距离数据、以及所述无人机的降落控制权限，所述降落控制单元根据所述无人机与所述停靠平台的距离对所述无人机的降落过程进行控制，以使得所述无人机能降落在所述停靠平台上。

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