CN116968958A - 一种基于单兵移动的无人机集成起降平台系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于单兵移动的无人机集成起降平台系统,与现有技术比较,本发明的无人机集成起降平台系统包括机巢、设置于所述机巢上的贯通口、从贯通口移出至机巢外部的接收平台、设置于所述接收平台上用于以对无人机在接收平台的位置进行调节的位置调节模块、和设置于所述接收平台上以对位于接收平台上的无人机进行固定的固定模块。本发明通过图像处理和几何运算等技术,实现精确定位无人机在支撑板上的位置坐标,同时实现吸附装置对无人机接收位置的精确调节。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域,尤其涉及一种基于单兵移动的无人机集成起降平台系统。
背景技术
无人机集成起降是指无人机能够在特定的设备上进行起飞和降落操作。这些设备可以是固定的,如起降甲板或跑道,也可以是移动的,如车辆或船只。无人机集成起降技术的优点包括减少人为干预和误操作的风险,提高操作的效率和安全性,同时也可以扩展无人机的应用范围。目前,无人机集成起降技术已经被广泛应用于军事和民用领域。例如,军方使用无人机进行舰载机的补给和轰炸任务;民用领域则可以将无人机用于巡检、物流配送等方面。随着无人机技术的不断发展和完善,无人机集成起降技术将得到更广泛的应用和发展。
如现有技术公开的CN108791931B,无人机降落缓冲技术通过减震弹簧的对起降板的在无人机接收过程中,起到缓冲作用。但是这种无人机降落伞设置装置的方法,在无人机降落时,不能精准确定无人机在起降板的降落位置,进而容易造成对无人机集成降落储放的难度。
为了解决本领域普遍存在不能适用于不同型号的无人机、对无人机降落接收的位置不精准的问题,作出了本发明。
发明内容
本发明的目的在于,针对目前本领域所存在的不足,提出了一种基于单兵移动的无人机集成起降平台系统。
为了克服现有技术的不足,本发明采用如下技术方案:
一种基于单兵移动的无人机集成起降平台系统,所述无人机集成起降平台系统包括机巢、设置于所述机巢上的贯通口、从贯通口移出至机巢外部的接收平台、设置于所述接收平台上用于以对无人机在接收平台的位置进行调节的位置调节模块、和设置于所述接收平台上以对位于接收平台上的无人机进行固定的固定模块,
所述机巢内部为容腔,且所述贯通口设置于机巢的其中一面机巢壁上并且所述贯通口与容腔连通设置,以所述贯通口所在的机巢壁为配合壁,
所述接收平台包括水平设置的支撑板、两个分别设置于所述机巢内壁以对支撑板进行活动支撑的导轨、至少一个用于提高所述支撑板的稳定性的稳定机构、和驱动所述支撑板往返贯穿所述贯通口的移动驱动机构,
两个导轨对称设置于的不同面的机巢内壁上,所述支撑板的两侧沿分别活动配合至两个导轨上,进而实现所述支撑板相对所述贯通口进行水平往返移动。
进一步的,所述稳定机构包括设置于所述配合壁上且与容腔连通设置的支撑口、滚动配合于所述支撑口的上口壁的上滚轮、滚动配合于所述支撑口的下口壁的下滚轮、水平贯穿支撑口设置的移动板、设置于所述移动板的位于机巢内部一端的限位板、一端固定于所述移动板上且另一端固定至所述支撑板上的连接板、和设置于所述配合壁上且相对朝机巢内部凹陷设置的配合槽。
进一步的,所述位置调节模块包括对无人机进行吸附固定的吸附装置、设置于所述支撑板内以对吸附机构进行放置的放置槽、固定于所述放置槽的腔底壁的升降台、嵌设于所述机巢上以对接收平台所停留的无人机进行图像获取的微型摄像头、对微型摄像头拍摄的图像信息进行分析处理以获得无人机在支撑板的相应位置的位置获取单元、基于历史经验对支撑板和无人机的不同姿态的图像特性进行储存记录的数据库、和水平设置于所述升降台上的水平板,所述升降台用于驱动水平板在放置槽内进行升降移动。
进一步的,所述吸附装置包括壳体、固定于壳体底部以驱动壳体进行移动的移动小车、固定于壳体的上壳壁的升降装置、设置于所述升降装置上方的抵接块、嵌设于所述抵接块中部的电磁吸附装置、竖直贯穿抵接块上下方的贯穿通道、连通于所述贯穿通道的上通道口的吸附嘴、与贯穿通道的下通道口连通设置的连通管道、与所述连通管道连通设置进而驱动吸附嘴产生负压的负压风机、和敷设于抵接块的部分上块壁的橡胶层。
进一步的,所述固定模块包括设置于所述支撑的上板壁的用于对无人机的起落架进行卡接的卡合槽、横设于所述卡合槽内的活动板、和驱动所述活动板在卡合槽内进行升降移动的伸缩杆件。
本发明所取得的有益效果是:
1.在所述支撑板被移动驱动机构驱出至贯穿口外部以对无人机进行接收过程中,通过所述稳定机构有效提高支撑板对无人机的支撑强度,同时提高支撑板在水平移动过程中的稳定性。
2.本发明通过图像处理和几何运算等技术,实现精确定位无人机在支撑板上的位置坐标,从而实现后续吸附装置对无人机的精确转移操作,同时位置调节模块通过吸附装置和放置槽实现对无人机进行吸附固定,进而保证对无人机位置调节过程中的稳定性和安全性。
3.本发明利用电磁吸附技术吸附无人机外壁,不会对无人机造成任何损坏或破坏,同时适用于多种类型和规格的无人机,具有较高的适应性。
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为本发明的基于单兵移动的无人机集成起降平台系统的模块化示意图。
图2为本发明的无人机集成起降平台系统的部分结构正视示意图。
图3为本发明的无人机集成起降平台系统的部分结构侧视示意图。
图4为本发明的支撑板的部分结构俯视示意图。
图5为本发明的的结构示意图。
附图标号说明:1-支撑口;2-下滚轮;3-上滚轮;4-移动板;5-连接板;6-支撑板;7-导轨;8-贯通口;9-机巢;10-配合槽;11-限位板;12-固定壁;13-无人机;14-起落架;15-卡合槽;16-伸缩杆件;17-升降台;18-放置槽;19-水平板;20-活动板。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合其实施例,对本发明进行进一步详细说明;要指出的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限制本案。对于本领域技术人员而言,在查阅以下详细描述之后,本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。并且关于附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一:结合附图1、附图2、附图3、附图4和附图5,本实施例构造了一种基于单兵移动的无人机集成起降平台系统,一种基于单兵移动的无人机集成起降平台系统,所述无人机集成起降平台系统包括机巢、设置于所述机巢上的贯通口、从贯通口移出至机巢外部的接收平台、设置于所述接收平台上用于以对无人机在接收平台的位置进行调节的位置调节模块、和设置于所述接收平台上以对位于接收平台上的无人机进行固定的固定模块;
所述机巢内部为容腔,且所述贯通口设置于机巢的其中一面机巢壁上并且所述贯通口与容腔连通设置,以所述贯通口所在的机巢壁为配合壁;
所述接收平台包括水平设置的支撑板、两个分别设置于所述机巢内壁以对支撑板进行活动支撑的导轨、至少一个用于提高所述支撑板的稳定性的稳定机构、和驱动所述支撑板往返贯穿所述贯通口的移动驱动机构;
两个所述的导轨分别设置于的两面相对设置的机巢内壁上,所述支撑板的两侧沿分别活动配合至两个导轨上,进而实现所述支撑板相对所述贯通口进行水平往返移动;
所述稳定机构包括设置于所述配合壁上且与容腔连通设置的支撑口、滚动配合于所述支撑口的上口壁的上滚轮、滚动配合于所述支撑口的下口壁的下滚轮、水平贯穿支撑口设置的移动板、设置于所述移动板的位于机巢内部一端的限位板、一端固定于所述移动板上且另一端固定至所述支撑板上的连接板、和设置于所述配合壁上且相对朝机巢内部凹陷设置的配合槽,所述支撑板、连接板、移动板和限位板之间一体化连接配合;
所述配合槽为包括至少一个开口,所述配合槽与容腔互相隔绝独立设置,且以所述配合槽的开口为凹陷口,所述连接板能够完全容纳于所述配合腔处,且在所述移动板从支撑口朝机巢外部移动时,连接板被移动板同步从放置腔驱出至机巢外部;
所述支撑口相应位于贯穿口下方,所述上滚轮滚动抵接至移动板的上板壁,所述下滚轮滚动抵接至移动板的下板壁,进而在上滚轮和下滚轮的配合下,提高所述移动板在贯穿口水平往返移动的稳定性;
以与贯通口相对设置的机巢内壁为固定壁,所述移动驱动机构包括若干个其中一端固定于所述固定壁上且另一端固定至所述支撑板上的伸缩驱动设备,进而在所述伸缩驱动设备的伸长作业下,所述支撑板被驱动至沿导轨从支撑口滑出,同时所述移动板被同步驱动至朝所述支撑口外部移动;
在所述支撑板被移动驱动机构驱出至贯穿口外部以对无人机进行接收过程中,通过所述稳定机构有效提高支撑板对无人机的支撑强度,同时提高支撑板在水平移动过程中的稳定性。
实施例二:结合附图1、附图2、附图3、附图4和附图5,除了包含以上实施例的内容以外,还在于,所述位置调节模块包括对无人机进行吸附固定的吸附装置、设置于所述支撑板内以对吸附机构进行放置的放置槽、固定于所述放置槽的腔底壁的升降台、嵌设于所述机巢上以对接收平台所停留的无人机进行图像获取的微型摄像头、对微型摄像头拍摄的图像信息进行分析处理以获得无人机在支撑板的相应位置的位置获取单元、基于历史经验对支撑板和无人机的不同姿态的图像特性进行储存记录的数据库、和水平设置于所述升降台上的水平板,所述升降台用于驱动水平板在放置槽内进行升降移动;
所述放置槽为设置于支撑板上板壁的中部区域的开口槽结构,在所述升降台下降至第一水平高度时,所述水平板位于放置槽内部,且吸附装置支撑于水平板上方同时吸附装置完全位于放置槽内部,在升降台上升至第二水平高度时,所述水平板的上板壁与所述支撑板的上板壁位于同一水平高度设置,同时吸附装置被驱出至放置槽外部;
所述位置获取模块通过下列步骤完成:
S101:接收微型摄像头采集图像作为处理图像,
S102:对处理图像进行去噪、滤波、灰度化、二值化处理以获得预处理图像,
S103:通过FasterR-CNN、YOLO、和/或SSD物体检测算法,将预处理图像分割成若干个区域,对每个区域进行特征提取和分类,并将每个区域分别与数据库内的无人机特征和接收板特征进行匹配,以将预处理图像中无人机以及支撑板的图形进行分类,
S104:确定预处理图像中无人机的位置和大小,并且根据微型摄像头的预设视角和焦距,计算出无人机在预处理图像中的实际尺寸,
S105:获取无人机在预处理图像中的像素坐标,并根据微型摄像装置的预设视角和安装位置,基于几何运算计算获得无人机在支撑板上实际的位置坐标,
S106:将位置坐标发送至吸附装置;
本发明通过图像处理和几何运算等技术,实现精确定位无人机在支撑板上的位置坐标,从而实现后续吸附装置对无人机的精确转移操作,同时位置调节模块通过吸附装置和放置槽实现对无人机进行吸附固定,进而保证对无人机位置调节过程中的稳定性和安全性。
实施例三:结合附图1、附图2、附图3、附图4和附图5,除了包含以上实施例的内容以外,还在于,所述吸附装置包括壳体、固定于壳体底部以驱动壳体进行移动的移动小车、固定于壳体的上壳壁的升降装置、设置于所述升降装置上方的抵接块、嵌设于所述抵接块中部的电磁吸附装置、竖直贯穿抵接块上下方的贯穿通道、连通于所述贯穿通道的上通道口的吸附嘴、与贯穿通道的下通道口连通设置的连通管道、与所述连通管道连通设置进而驱动吸附嘴产生负压的负压风机、和敷设于抵接块的部分上块壁的橡胶层;
所述橡胶层上依次设置有贯穿通道的上通道口连通设置的开孔,进而橡胶层不影响所述吸附嘴与贯穿通道的连通情况,所述电磁吸附装置嵌设于抵接块中部以使得所述抵接块的上块壁产生电磁吸附力,其中所述抵接块竖直贯穿设置有若干个贯穿通道,且所述抵接块上的吸附嘴的数量与贯穿通道的数量相同,所述移动小车为现有技术的万向agv小车;
在所述吸附装置接收到所述无人机的位置坐标时,升降台上升至第二水平高度,同时万向agv小车定向根据位置坐标移动至无人机下方的水平板上,进一步升降装置进行伸长作业直至吸附嘴抵接至无人机外壁同时将无人机朝上举起以使得无人机的起落架离开支撑板,同时电磁吸附装置开始吸附作业以对无人机外壁进行吸附,以提高壳体与无人机之间的吸附固定强度,进一步万向agv小车定向移动回水平板处,进一步,吸附装置和电磁吸附装置停止作业,升降装置收缩作业,升降台下降至第一水平高度,以将吸附机构收纳至所述放置槽内,同时将无人机转移至支撑板的预设接收位置上;
所述固定模块包括设置于所述支撑的上板壁的用于对无人机的起落架进行卡接的卡合槽、横设于所述卡合槽内的活动板、和驱动所述活动板在卡合槽内进行升降移动的伸缩杆件,其中所述伸缩杆件的底部竖直固定至卡合槽的槽底壁,且所述伸缩杆件的顶部固定至所述活动板的下板壁,进而在所述伸缩杆件的伸缩驱动下实现驱动活动板在凹槽内进行升降移动作业,所述卡合凹槽包括相对位于上端的开口端、位于底部的凹槽底壁、和与凹槽底壁邻接设置的侧槽壁;
且以所述活动板上板壁与支撑板上板壁处于同一水平面时为固定模块的支撑状态,以伸缩杆件以预设收缩长度进而使得活动板上板壁相对位于支撑板上板壁的预设距离下方时为固定模块的卡合状态;
在所述卡合状态下,所述起落架的底部能够卡接配合至所述凹槽内部,进而实现将无人机卡合固定至所述支撑板上,且所述卡合槽的数量由本领域技术人员根据所接收的无人机的起落架数量进行设置,在此不作限制;
在所述吸附装置将无人机转移至支撑板的预设接收位置时,无人机支撑架分别对应支撑于各活动板上,进一步固定模块被驱动至卡合状态时,以实现将无人机卡合固定于所述支撑板上;自动化程度高:该无人机吸附系统是基于自动化技术实现的,能够实现无人干预的自动吸附无人机的操作,大大提高了操作的效率和准确性。
本发明利用电磁吸附技术吸附无人机外壁,不会对无人机造成任何损坏或破坏,同时适用于多种类型和规格的无人机,具有较高的适应性。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明,但是应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法,系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略,替换或添加各种过程或组件。例如,在替代配置中,可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法,和/或可以添加,省略和/或组合各种部件。而且,关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合,如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外,随着技术发展其中的元素可以更新,即许多元素是示例,并不限制本公开或权利要求的范围。并且应当理解,在阅读了本发明的记载的内容之后,技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (5)
1.一种基于单兵移动的无人机集成起降平台系统,其特征在于,所述无人机集成起降平台系统包括机巢、设置于所述机巢上的贯通口、从贯通口移出至机巢外部的接收平台、设置于所述接收平台上用于以对无人机在接收平台的位置进行调节的位置调节模块、和设置于所述接收平台上以对位于接收平台上的无人机进行固定的固定模块,
所述机巢内部为容腔,且所述贯通口设置于机巢的其中一面机巢壁上并且所述贯通口与容腔连通设置,以所述贯通口所在的机巢壁为配合壁,
所述接收平台包括水平设置的支撑板、两个分别设置于所述机巢内壁以对支撑板进行活动支撑的导轨、至少一个用于提高所述支撑板的稳定性的稳定机构、和驱动所述支撑板往返贯穿所述贯通口的移动驱动机构,
两个导轨对称设置于不同面的机巢内壁上,所述支撑板的两侧沿分别活动配合至两个导轨上,进而实现所述支撑板相对所述贯通口进行水平往返移动。
2.如权利要求1所述的无人机集成起降平台系统,其特征在于,所述稳定机构包括设置于所述配合壁上且与容腔连通设置的支撑口、滚动配合于所述支撑口的上口壁的上滚轮、滚动配合于所述支撑口的下口壁的下滚轮、水平贯穿支撑口设置的移动板、设置于所述移动板的位于机巢内部一端的限位板、一端固定于所述移动板上且另一端固定至所述支撑板上的连接板、和设置于所述配合壁上且相对朝机巢内部凹陷设置的配合槽。
3.如权利要求2所述的无人机集成起降平台系统,其特征在于,所述位置调节模块包括对无人机进行吸附固定的吸附装置、设置于所述支撑板内以对吸附机构进行放置的放置槽、固定于所述放置槽的腔底壁的升降台、嵌设于所述机巢上以对接收平台所停留的无人机进行图像获取的微型摄像头、对微型摄像头拍摄的图像信息进行分析处理以获得无人机在支撑板的相应位置的位置获取单元、基于历史经验对支撑板和无人机的不同姿态的图像特性进行储存记录的数据库、和水平设置于所述升降台上的水平板,所述升降台用于驱动水平板在放置槽内进行升降移动。
4.如权利要求3所述的无人机集成起降平台系统,其特征在于,所述吸附装置包括壳体、固定于壳体底部以驱动壳体进行移动的移动小车、固定于壳体的上壳壁的升降装置、设置于所述升降装置上方的抵接块、嵌设于所述抵接块中部的电磁吸附装置、竖直贯穿抵接块上下方的贯穿通道、连通于所述贯穿通道的上通道口的吸附嘴、与贯穿通道的下通道口连通设置的连通管道、与所述连通管道连通设置进而驱动吸附嘴产生负压的负压风机、和敷设于抵接块的部分上块壁的橡胶层。
5.如权利要求4所述的无人机集成起降平台系统,其特征在于,所述固定模块包括设置于所述支撑的上板壁的用于对无人机的起落架进行卡接的卡合槽、横设于所述卡合槽内的活动板、和驱动所述活动板在卡合槽内进行升降移动的伸缩杆件。
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