RU2739636C1 - Method of landing of an uav on a landing platform - Google Patents

Method of landing of an uav on a landing platform Download PDF

Info

Publication number
RU2739636C1
RU2739636C1 RU2020124512A RU2020124512A RU2739636C1 RU 2739636 C1 RU2739636 C1 RU 2739636C1 RU 2020124512 A RU2020124512 A RU 2020124512A RU 2020124512 A RU2020124512 A RU 2020124512A RU 2739636 C1 RU2739636 C1 RU 2739636C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
landing
uav
platform
pad
point
Prior art date
Application number
RU2020124512A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Муса Музагитович Галимов
Роман Викторович Федоренко
Александр Сергеевич Климчик
Original Assignee
Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" filed Critical Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис"
Priority to RU2020124512A priority Critical patent/RU2739636C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2739636C1 publication Critical patent/RU2739636C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/18—Visual or acoustic landing aids
    • B64F1/20—Arrangement of optical beacons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to method of landing UAV on landing platform. For landing UAV on landing platform UAV finds location of landing platform, determines planned point of landing on landing platform located on landing platform, tracks location of landing UAV relative to its location and flight parameters, based on obtained data, determines in real time expected UAV touchdown point and orientation of UAV in space at moment of touchdown, displaces the landing pad to the expected landing point of the UAV and changes the spatial orientation of the landing pad in accordance with the expected spatial orientation of the landing UAV.
EFFECT: higher accuracy, reliability and safety of landing of UAV on landing platform.
7 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к способу приземления БПЛА вертикального взлета и посадки на посадочную платформу и может быть использовано для создания посадочных платформ для приема, хранения и обслуживания БПЛА.The invention relates to a method for landing a vertical take-off UAV and landing on a landing platform and can be used to create landing platforms for receiving, storing and maintaining UAVs.

Известны технические решения, в которых раскрыт способ приземления БПЛА вертикального взлета и посадки на посадочную платформу, при котором БПЛА находит местоположение посадочной платформы, определяет точку приземления и приземляется на посадочную площадку, а после приземления БПЛА посадочная платформа позиционирует и закрепляет БПЛА на посадочной площадке и производит необходимое обслуживание (US 20140319272 А1, WO 2017221235 А1, CN 106904288 В).Known technical solutions, which disclose a method of landing UAVs with vertical take-off and landing on a landing platform, in which the UAV finds the location of the landing platform, determines the landing point and lands on the landing pad, and after the UAV lands, the landing platform positions and fixes the UAV on the landing pad and produces required service (US 20140319272 A1, WO 2017221235 A1, CN 106904288 B).

Известен способ приземления БПЛА вертикального взлета и посадки при котором, посадочная платформа устанавливается на точку приземления БПЛА, а БПЛА находит местоположение посадочной платформы, определяет точку приземления и приземляется на посадочную площадку (WO 2017185378 A1). После приземления БПЛА посадочная платформа позиционирует и закрепляет БПЛА на посадочной площадке и производит необходимое обслуживание.There is a known method of landing UAVs with vertical take-off and landing in which the landing platform is installed on the landing point of the UAV, and the UAV finds the location of the landing platform, determines the landing point and lands on the landing pad (WO 2017185378 A1). After the UAV lands, the landing platform positions and fixes the UAV on the landing site and performs the necessary maintenance.

Недостатком данного способа является невысокая точность и надежность приземления при сложных метеорологических условиях и при приземлении на посадочную платформу, находящуюся на подвижном объекте. БПЛА стремится приземлиться на точку приземления и иметь при приземлении горизонтальную ориентацию, требуемое направление и невысокую вертикальную скорость приземления. Однако, вследствие таких неблагоприятных факторов, как плохая видимость, порывистый ветер, недостаточная точность определения точки приземления, несовершенство управления и т.п. БПЛА совершает неточное приземление, его вертикальная скорость может отличаться от требуемой и БПЛА при приземлении может иметь ориентацию в пространстве отличную от ориентации посадочной площадки. Это может удлинить время позиционирования и закрепления БПЛА после приземления, привести к жесткому приземлению и возможному отскоку БПЛА после приземления, также имеется риск повреждения стоек шасси БПЛА при посадке его с наклоном к горизонту.The disadvantage of this method is the low accuracy and reliability of landing in difficult meteorological conditions and when landing on a landing platform located on a moving object. The UAV seeks to land on the landing point and have a horizontal orientation, the required direction and a low vertical landing speed when landing. However, due to such unfavorable factors as poor visibility, gusty winds, insufficient accuracy in determining the landing point, imperfect control, etc. The UAV makes an inaccurate landing, its vertical speed may differ from the required one and the UAV upon landing may have a spatial orientation different from the orientation of the landing pad. This can lengthen the time for positioning and fixing the UAV after landing, lead to a hard landing and a possible rebound of the UAV after landing, and there is also a risk of damage to the landing gear of the UAV when landing with an inclination to the horizon.

Техническая проблема заключается в:The technical problem is:

- повышении точности и надежности приземления БПЛА на посадочную платформу.- improving the accuracy and reliability of UAV landing on the landing platform.

- повышении безопасности приземления для БПЛА путем обеспечения безударного приземления на все стойки шасси БПЛА и исключения отскоков БПЛА после приземления.- increasing the safety of landing for UAVs by ensuring a shockless landing on all landing gear of the UAV and eliminating UAV rebounds after landing.

- повышении быстродействия посадочной платформы после приземления БПЛА на посадочную площадку путем немедленного закрепления БПЛА после приземления с последующим позиционированием.- increasing the speed of the landing platform after the UAV has landed on the landing site by immediately fixing the UAV after landing with subsequent positioning.

- обеспечении посадки при сильном ветре или при движении посадочной платформы.- ensuring landing in strong winds or when the landing platform is moving.

Технический результат обеспечивает способ приземления БПЛА на посадочную платформу, заключающийся в том, что БПЛА находит местоположение посадочной платформы, определяет планируемую точку приземления на посадочной площадке, расположенной на посадочной платформе, и приземляется на посадочную площадку, в соответствии с предложенным решением в процессе приземления БПЛА посадочная платформа отслеживает местоположение приземляющегося БПЛА относительно своего расположения и параметры полета, на основании полученных данных определяет в реальном времени ожидаемую точку приземления БПЛА и ориентацию БПЛА в пространстве на момент приземления, затем перемещает посадочную площадку в ожидаемую точку приземления БПЛА и изменяет ее пространственную ориентацию в соответствии с ожидаемой пространственной ориентацией приземляющегося БПЛА.The technical result provides a method for UAV landing on a landing platform, which consists in the fact that the UAV finds the location of the landing platform, determines the planned touchdown point on the landing site located on the landing platform, and lands on the landing pad, in accordance with the proposed solution during the landing of the UAV landing the platform monitors the location of the landing UAV relative to its location and flight parameters, based on the data received, determines in real time the expected point of UAV landing and the orientation of the UAV in space at the time of landing, then moves the landing pad to the expected point of UAV landing and changes its spatial orientation in accordance with the expected spatial orientation of the landing UAV.

Кроме того, непосредственно перед приземлением БПЛА посадочная площадка может осуществлять движение вниз, удерживая разность вертикальных скоростей БПЛА и посадочной площадки не более заданной величины.In addition, immediately before the UAV lands, the landing pad can move downward, keeping the difference in the vertical velocities of the UAV and the landing pad no more than a given value.

Кроме того, непосредственно перед приземлением БПЛА посадочная площадка может осуществлять движение вниз, при этом разность вертикальных скоростей БПЛА и посадочной площадки стремится к нулю к моменту касания БПЛА посадочной площадки.In addition, immediately before the UAV lands, the landing pad can move downward, while the difference in the vertical velocities of the UAV and the landing pad tends to zero by the time the UAV touches the landing pad.

Кроме того, с момента приземления БПЛА до завершения захвата БПЛА захватными устройствами посадочная площадка начинает торможение с заданной величиной направленного вверх ускорения, а после полного торможения посадочная площадка сохраняет заданное ускорение и начинает движение вверх.In addition, from the moment the UAV lands until the end of the UAV capture by the grippers, the landing pad begins to decelerate with a preset value of upward acceleration, and after full deceleration, the landing pad retains the preset acceleration and begins to move upward.

Кроме того, при наличии ветра, посадочная платформа с момента приземления БПЛА до момента захвата может удерживать наклон посадочной площадки в сторону ветра.In addition, in the presence of wind, the landing platform, from the moment the UAV lands until the moment of capture, can keep the landing platform tilted towards the wind.

Кроме того, дополнительно посадочная платформа может определять величину возможного отклонения БПЛА от ожидаемой точки приземления и изменяет в реальном времени диаметр отверстия захватного устройства на величину возможного отклонения БПЛА от ожидаемой точки приземления.In addition, the landing platform can additionally determine the value of the possible deviation of the UAV from the expected landing point and changes in real time the diameter of the gripper hole by the amount of the possible deviation of the UAV from the expected landing point.

Кроме того, после приземления БПЛА на посадочную площадку сначала происходит захват БПЛА, а затем позиционирование.In addition, after the UAV lands on the landing site, the UAV is first captured and then positioned.

Сущность изобретения раскрывается следующим графическим материалом.The essence of the invention is disclosed in the following graphic material.

На фиг. 1а схематично изображен вид сверху расположения БПЛА и посадочной платформы в момент подлета БПЛА к посадочной платформе.FIG. 1a schematically shows a top view of the location of the UAV and the landing platform at the time the UAV approaches the landing platform.

На фиг 1б изображен вид по стрелке А фиг. 1а.FIG. 1b shows a view along arrow A of FIG. 1a.

На фиг. 2а изображен БПЛА вид сверху.FIG. 2a shows the UAV top view.

На фиг. 2б изображен вид по стрелке Б фиг 2а.FIG. 2b shows a view along arrow B of Fig. 2a.

На фиг. 3а изображена посадочная платформа, вид сверху.FIG. 3a shows the landing platform, top view.

На фиг. 3б изображен вид по стрелке В фиг. 3а.FIG. 3b shows a view along arrow B of FIG. 3a.

На фиг. 4а схематично изображен вид сверху расположения БПЛА и посадочной платформы в момент определения планируемой точки приземления БПЛА. На фиг. 4, изображен вид по стрелке Г фиг. 4а.FIG. 4a schematically shows a top view of the location of the UAV and the landing platform at the time of determining the planned landing point of the UAV. FIG. 4, a view along arrow D of FIG. 4a.

На фиг. 5 схематично изображен вариант расположения БПЛА и посадочной платформы на завершающем этапе процесса приземления БПЛА на посадочную площадку.FIG. 5 schematically shows a variant of the location of the UAV and the landing platform at the final stage of the UAV landing process on the landing pad.

На фиг. 6а и 6б представлена схема расположения БПЛА и посадочной платформы после приземления БПЛА на посадочную площадку до момента захвата БПЛА захватным устройством.FIG. Figures 6a and 6b show the layout of the UAV and the landing platform after the UAV has landed on the landing area until the UAV is captured by the gripper.

На фиг. 7 представлена схема расположения БПЛА и элементов конструкции посадочной платформы после позиционирования БПЛА.FIG. 7 shows the layout of the UAV and the elements of the landing platform after positioning the UAV.

Для понимания сущности технического решения использованы терминология и обозначения в соответствии с ГОСТ 20058-80. Принята нормальная земная система координат OgXgYgZg, ось OgYg которой направлена вверх по местной вертикали, а направление осей OgXg и OgZg определяют плоскость земли. Под местной вертикалью понимают прямую, совпадающую с направлением силы тяжести.To understand the essence of the technical solution, the terminology and designations were used in accordance with GOST 20058-80. The normal terrestrial coordinate system OgXgYgZg is adopted, the OgYg axis of which is directed upward along the local vertical, and the direction of the OgXg and OgZg axes determine the plane of the earth. Local vertical means a straight line coinciding with the direction of gravity.

На фиг. 1а схематично изображен вид сверху расположения БПЛА 1 и посадочной платформы 2 в момент подлета БПЛА 1 к посадочной платформе 2. На фиг. 1б изображен вид по стрелке А фиг. 1а. Для ориентации сторон БПЛА 1 в пространстве на нем изображена маркировка 3 в виде стрелки, которая направлена от хвоста к носу БПЛА 1. Поз. 4 изображено направление полета БПЛА 1, штрихпунктирная линия показывает планируемую траекторию 5 полета БПЛА 1 на ближайшее расстояние. Планируемая траектория 5 полета может быть как прямолинейной, так и криволинейной. На фиг. 1а планируемая траектория 5 полета прямолинейная. Поз 6 обозначена граница поля 7 обзора средств 8 обзора (см. фиг. 1б) (видеокамера, направленная антенна и т.п.) БПЛА 1 при приземлении. Величина поля 7 обзора средств 8 обзора БПЛА 1 при приземлении зависит от установленных на БПЛА 1 средств 8 обзора (видеокамера, направленная антенна и т.п.) и от высоты полета БПЛА 1. На фиг. 1б средство 8 обзора представлено в виде видеокамеры.FIG. 1a schematically shows a top view of the location of the UAV 1 and the landing platform 2 at the time of the approach of the UAV 1 to the landing platform 2. FIG. 1b shows a view along arrow A of FIG. 1a. To orient the sides of the UAV 1 in space, it shows marking 3 in the form of an arrow, which is directed from the tail to the nose of the UAV 1. Pos. 4 shows the direction of flight of the UAV 1, the dash-dotted line shows the planned trajectory 5 of the flight of the UAV 1 at the nearest distance. The planned flight trajectory 5 can be either straight or curved. FIG. 1a, the planned flight path 5 is straight. Pos 6 denotes the boundary of the field 7 of the review of the means 8 of the review (see Fig. 1b) (video camera, directional antenna, etc.) of the UAV 1 upon landing. The magnitude of the field of view 7 of the review means 8 of the UAV 1 upon landing depends on the review means 8 installed on the UAV 1 (video camera, directional antenna, etc.) and on the flight altitude of the UAV 1. FIG. 1b, the viewer 8 is presented in the form of a video camera.

Посадочная платформа 2 установлена в начальной точке Og нормальной земной системы координат OgXgYgZg. На посадочной платформе 2 установлен маркер 9 или иное устройство, по которому БПЛА 1 определяет место приземления и выполняет ориентацию БПЛА 1 относительно сторон посадочной платформы 2. На посадочной платформе 2 установлена посадочная площадка 10, которая содержит захватные устройства 11, которые выполнены, например, в виде ирисовых диафрагм или любых других устройств известных из уровня техники. На поверхности посадочной площадки 10 нанесена аналогичная что и на БПЛА 1 маркировка 3 в виде стрелки, которая показывает направление сторон БПЛА 1 после приземления и позиционирования на посадочной площадке 10. Маркировка 3 нанесена на графические изображение БПЛА 1 и посадочной площадки 10 только для ориентации и простоты понимания описания технического решения и могут отсутствовать на реальном БПЛА 1 и посадочной площадке 10.Lander 2 is installed at the starting point Og of the normal earth coordinate system OgXgYgZg. A marker 9 or other device is installed on the landing platform 2, by which the UAV 1 determines the landing place and performs the orientation of the UAV 1 relative to the sides of the landing platform 2. On the landing platform 2, a landing platform 10 is installed, which contains gripping devices 11, which are made, for example, in in the form of iris diaphragms or any other devices known from the prior art. On the surface of the landing pad 10, there is a marking 3 similar to that of UAV 1 in the form of an arrow, which shows the direction of the sides of the UAV 1 after landing and positioning on the landing pad 10. Marking 3 is applied to the graphic image of the UAV 1 and the landing pad 10 only for orientation and simplicity understanding of the description of the technical solution and may be absent on the real UAV 1 and landing site 10.

Планируемая точка приземления БПЛА 1 на посадочную площадку 10 обозначена буквой L, и она находится в точке Og начала нормальной земной системы координат OXgZg (см. фиг. 1а). Однако, местоположение планируемой точки L приземления может быть выбрано иным и отличаться от точки Og начала нормальной земной системы координат OXgZg.The planned landing point of the UAV 1 on the landing pad 10 is designated by the letter L, and it is located at the point Og of the origin of the normal earth coordinate system OXgZg (see Fig. 1a). However, the location of the planned landing point L may be different and different from the point Og of the origin of the normal earth coordinate system OXgZg.

На фиг. 1а линия планируемой траектории 5 БПЛА 1 проходит мимо планируемой точки L приземления БПЛА1 на посадочной площадке 10. Это означает, что БПЛА 1 летит не точно. Величина ошибки составляет 8.FIG. 1a, the line of the planned trajectory 5 of the UAV 1 passes by the planned landing point L of the UAV1 on the landing pad 10. This means that the UAV 1 does not fly accurately. The error is 8.

На фиг. 2а изображен БПЛА 1 вид сверху, на фиг. 2б - вид по стрелке Б фиг 2а.FIG. 2a shows the UAV 1 top view, FIG. 2b is a view along arrow B of Fig. 2a.

БПЛА 1 содержит шасси 12 и средство 8 обзора (видеокамера, направленная антенна и т.п.), которая представлена в виде видеокамеры. БПЛА 1 содержит также не изображенные на фиг. 2а и 2б датчики ориентации БПЛА 1 в пространстве, скорости полета, состояния элементов питания, обзорные видеокамеры или лидары и другие устройства, бортовой компьютер и т.п., который обеспечивают прокладку маршрута полета, полет в условиях окружающей обстановки, ориентацию в пространстве и т.п.UAV 1 contains a chassis 12 and a viewing means 8 (video camera, directional antenna, etc.), which is presented in the form of a video camera. UAV 1 also contains not shown in FIG. 2a and 2b sensors for the orientation of the UAV 1 in space, flight speed, battery status, surveillance cameras or lidars and other devices, an on-board computer, etc., which ensure the laying of a flight route, flight in the environment, orientation in space, etc. .P.

Для БПЛА 1 принята связанная система координат OXZ, осями которой являются продольная ось ОХ, нормальная ось OY и поперечная ось OZ фиксированные относительно беспилотного летательного аппарата.For UAV 1, an associated coordinate system OXZ is adopted, the axes of which are the longitudinal axis OX, the normal axis OY and the transverse axis OZ fixed relative to the unmanned aerial vehicle.

Продольная ось ОХ связанной системы координат, расположенная в плоскости симметрии БПЛА 1 и направлена от хвостовой к носовой части БПЛА 1.The longitudinal axis OX of the associated coordinate system, located in the plane of symmetry of UAV 1 and directed from the tail to the nose of the UAV 1.

Нормальная ось OY связанной системы координат, расположенная в плоскости симметрии БПЛА 1 и направлена к верхней части БПЛА 1.The normal OY axis of the associated coordinate system, located in the plane of symmetry of UAV 1 and directed towards the top of UAV 1.

Поперечная ось OZ связанной системы координат, перпендикулярная плоскости OXY и направленная к правой части БПЛА 1.Transverse axis OZ of the associated coordinate system, perpendicular to the OXY plane and directed to the right side of the UAV 1.

Начало осей координат О расположено в центре корпуса БПЛА 1.The origin of the coordinate axes O is located in the center of the UAV body 1.

Направление маркировки 3 в виде стрелки совпадает с направлением оси ОХ.The direction of marking 3 in the form of an arrow coincides with the direction of the OX axis.

В полете и при приземлении БПЛА 1 может иметь различную угловую ориентацию и различные скорости вращения относительно нормальной земной системы координат OgXgYgZg (на фиг. 2а, 2б не показано).In flight and upon landing, the UAV 1 can have different angular orientations and different speeds of rotation relative to the normal earth coordinate system OgXgYgZg (not shown in Figs. 2a, 2b).

На фиг. 3а изображена посадочная платформа 2, вид сверху, на фиг. 3б изображен вид по стрелке В фиг. 3а.FIG. 3a shows the landing platform 2, top view, FIG. 3b shows a view along arrow B of FIG. 3a.

Посадочная платформа 2 содержит посадочную площадку 10, на которой расположены захватные устройства 11. Посадочная площадка 10 может перемещаться по посадочной платформе 2 в горизонтальной плоскости OgXgZg и вертикально вдоль оси OgYg, а также изменять свою ориентацию в пространстве.The landing platform 2 contains a landing platform 10, on which gripping devices 11 are located. The landing platform 10 can move along the landing platform 2 in the horizontal plane OgXgZg and vertically along the OgYg axis, as well as change its orientation in space.

В предоставленном на фиг. 3а и 3б варианте захватные устройства 11 выполнены, в виде ирисовых диафрагм, установленных по местам приземления стоек шасси 12 БПЛА 1. Захватные устройства 11 имеют отверстия 13 для приема стоек шасси 12 БПЛА 1.In the embodiment shown in FIG. 3a and 3b, the gripping devices 11 are made in the form of iris diaphragms installed at the landing sites of the landing gear 12 of the UAV 1. The gripping devices 11 have holes 13 for receiving the landing gear 12 of the UAV 1.

Посадочная платформа 2 также содержит маркер 9 или иное устройство, по которому БПЛА 1 производит ориентацию при приземлении на посадочную площадку 10.The landing platform 2 also contains a marker 9 or other device by which the UAV 1 makes orientation when landing on the landing pad 10.

Для посадочной площадки принята связанная система координат, осями которой являются продольная ось O1X1, нормальная ось O1Y1 и поперечная ось O1Z1. Начало осей координат 01 расположено в центре посадочной площадки 10.For the landing site, an associated coordinate system is adopted, the axes of which are the longitudinal axis O1X1, the normal axis O1Y1 and the transverse axis O1Z1. The origin of coordinate axes 01 is located in the center of landing pad 10.

Продольная ось O1X1 и поперечная ось O1Z1 расположены в плоскости посадочной площадки 10 с началом в центре посадочной площадки 10.The longitudinal axis O1X1 and the transverse axis O1Z1 are located in the plane of the landing pad 10 with the origin in the center of the landing pad 10.

Нормальная ось O1Y1 направлена от центра посадочной площадки 10 вверх.The normal axis O1Y1 is directed upward from the center of the landing pad 10.

Маркировка 3 в виде стрелки направлена вдоль оси координат O1X1.Marking 3 in the form of an arrow is directed along the coordinate axis O1X1.

Посадочная площадка 10 может иметь различную угловую ориентацию и различные скорости вращения относительно нормальной земной системы координат OgXgYgZg (на фиг. 3а, 3б не показано).The landing pad 10 can have different angular orientations and different speeds of rotation relative to the normal earth coordinate system OgXgYgZg (not shown in Figs. 3a, 3b).

В исходном состоянии посадочная площадка 10 установлена горизонтально, на минимальной высоте Н0, при этом нормальная ось O1Y1 совпадает с вертикальной осью OYg, продольная ось OX1 параллельна оси OgXg, поперечная ось O1Z1 БПЛА 1 параллельна оси OgZg нормальной земной системы координат.In the initial state, the landing pad 10 is installed horizontally, at a minimum height H0, while the normal axis O1Y1 coincides with the vertical axis OYg, the longitudinal axis OX 1 is parallel to the OgXg axis, and the transverse axis O1Z1 of the UAV 1 is parallel to the OgZg axis of the normal earth coordinate system.

Помимо указанных устройств посадочная платформа 2 содержит также датчики, контроллерную систему управления, устройства зарядки или замены аккумуляторов, устройства обслуживания БПЛА 1 в промежутках между полетами и т.п.которые не изображены на фиг. 3а и 3б:In addition to these devices, the landing platform 2 also contains sensors, a controller control system, devices for charging or replacing batteries, devices for servicing the UAV 1 in the intervals between flights, etc., which are not shown in FIG. 3a and 3b:

На фиг. 4а схематично изображен вид сверху расположения БПЛА 1 и посадочной платформы 2 в момент определения планируемой точки приземления и приземления БПЛА 1.FIG. 4a schematically shows a top view of the location of the UAV 1 and the landing platform 2 at the time of determining the planned landing point and landing of the UAV 1.

Посадочная платформа 2 находится в поле 7 обзора установленных на БПЛА 1 средств обзора 8 (видеокамера, направленная антенна и т.п.). После определения планируемой точки приземления БПЛА 1 ориентируется по маркеру 9 и стремится приземлиться на посадочную площадку 10 на планируемую точку L приземления, которая находится в точке Og начала нормальной земной системы координат OgXgZg.The landing platform 2 is located in the field of view 7 installed on the UAV 1 viewing means 8 (video camera, directional antenna, etc.). After determining the planned touchdown point, the UAV 1 is guided by marker 9 and seeks to land on the landing pad 10 at the planned touchdown point L, which is at the point Og of the origin of the normal earth coordinate system OgXgZg.

Поз. 5 обозначена планируемая траектория полета приземляющегося БПЛА 1, которая заканчивается в точке в планируемой точке L приземления, которая совпадает с точкой Og начала нормальной земной системы координат OgXgZg, поз 14 обозначена ожидаемая (расчетная) траектория полета приземляющегося БПЛА 1, которая заканчивается в ожидаемой точке L1 приземления БПЛА 1 с координатами δXg, δZg. Местоположение точки О1 начала связанной системы координат O1X1Z1 посадочной площадки 10 совпадает с местоположением точки L1 ожидаемого приземления БПЛА 1 на посадочную площадку 10. При смене ожидаемой точки L1 приземления БПЛА 1 на посадочную площадку 10 посадочная площадка меняет местоположение так, чтобы точки L1 и О1 совпали.Pos. 5 indicates the planned flight path of the landing UAV 1, which ends at a point at the planned landing point L, which coincides with the point Og of the origin of the normal earth coordinate system OgXgZg, 14 indicates the expected (calculated) flight path of the landing UAV 1, which ends at the expected point L1 landing of UAV 1 with coordinates δXg, δZg. The location of the point O1 of the origin of the associated coordinate system O1X1Z1 of the landing pad 10 coincides with the location of the point L1 of the expected landing of the UAV 1 on the landing pad 10. When the expected point L1 of the landing of the UAV 1 on the landing pad 10 is changed, the landing pad changes its location so that the points L1 and O1 coincide.

Векторы скорости перемещения посадочной площадки 10 показаны в виде стрелок V1xg, V1zg.The vectors of the speed of movement of the landing pad 10 are shown as arrows V1xg, V1zg.

Высота H1 показывает максимальную высоту расположения посадочной площадки 10.Height H 1 indicates the maximum height of the landing pad 10.

Ψ - угол рыскания БПЛА 1, Ψ1 - угол рыскания посадочной площадки 10. Угол крена θ БПЛА 1, угол крена θ1 посадочной площадки 10, угол тангажа γ БПЛА 1 и угол тангажа γ1 посадочной площадки 10 не могут быть отображены на фиг. 4а и 4б.Ψ is the yaw angle of the UAV 1, Ψ1 is the yaw angle of the landing pad 10. The roll angle θ of the UAV 1, the roll angle θ1 of the landing pad 10, the pitch angle γ of the UAV 1 and the pitch angle γ1 of the landing pad 10 cannot be displayed in FIG. 4a and 4b.

Отверстие 13 захватного устройства 11 раскрыто на величину D, что соответствует диаметру ожидаемого кругового отклонения стоек шасси 12 БПЛА1 от ожидаемой точки L1 приземления.The opening 13 of the gripper 11 is opened by a value D, which corresponds to the diameter of the expected circular deviation of the landing gear struts 12 of the UAV1 from the expected landing point L1.

На фиг. 5 схематично изображен вариант расположения БПЛА 1 и посадочной платформы 2 на завершающем этапе процесса приземления БПЛА 1 на посадочную площадку 10.FIG. 5 schematically shows a variant of the location of the UAV 1 and the landing platform 2 at the final stage of the UAV 1 landing on the landing pad 10.

Посадочная платформа 2 находится в поле 7 обзора установленных на БПЛА 1 средств обзора 8 (видеокамера, направленная антенна и т.п.). БПЛА 1 ориентируется по маркеру 9 и стремится приземлиться на посадочную площадку 10 на планируемую точку L (не показана) приземления, которая находится в точке Og начала нормальной земной системы координат OgXgZg.The landing platform 2 is located in the field of view 7 installed on the UAV 1 viewing means 8 (video camera, directional antenna, etc.). UAV 1 is guided by marker 9 and seeks to land on the landing pad 10 at the planned landing point L (not shown), which is located at the point Og of the origin of the normal earth coordinate system OgXgZg.

Посадочная платформа опускает посадочную площадку с вертикальной скоростью V1yg.The landing platform lowers the landing platform at a vertical speed V1yg.

Скорость сближения БПЛА 1 с посадочной площадкой 10.The speed of approach of the UAV 1 with the landing pad 10.

V=Vyg-V1yg,V = Vyg-V1yg,

где Vyg - скорость вертикального движения БПЛА 1;where Vyg is the speed of vertical movement of the UAV 1;

V1yg - скорость вертикального движения посадочной площадки 10;V1yg is the speed of vertical movement of the landing pad 10;

V - скорость сближения БПЛА 1 с посадочной площадкой 10. Кроме того, показаны векторы скоростей движения БПЛА 1 Vzg, Vyg и векторы скоростей движения посадочной площадки 10 V1zg и V1yg.V is the speed of approach of the UAV 1 with the landing pad 10. In addition, the vectors of the motion velocities of the UAV 1 Vzg, Vyg and the vectors of the velocities of the motion of the landing pad 10 V1zg and V1yg are shown.

На фиг. 6а и 6б представлена схема расположение БПЛА 1 и посадочной платформы 2 с момента приземления БПЛА 1 на посадочную площадку 10 до момента захвата БПЛА 1 захватными устройствами 11. V1yg - скорость вертикального движения посадочной площадки 10, W1yg - ускорение движения посадочной площадки 10. На фиг. 6а отверстия 13 захватных устройств 11 открыты, на фиг. 6б захватные устройства 11 в процессе закрытия и отверстие 13 частично закрыты.FIG. 6a and 6b show the layout of the UAV 1 and the landing platform 2 from the moment the UAV 1 lands on the landing pad 10 until the UAV 1 is captured by the grippers 11. V1yg is the vertical movement speed of the landing pad 10, W1yg is the acceleration of the landing pad 10. FIG. 6a, the openings 13 of the grippers 11 are open, in FIG. 6b, the grippers 11 during the closing process and the opening 13 are partially closed.

На фиг. 7 представлена схема расположения БПЛА 1 и элементов конструкции посадочной платформы 2 после приземления БПЛА 1 на посадочную площадку 10, захвата стоек шасси 12 БПЛА 1 захватными устройствами 11 и позиционирование БПЛА 1.FIG. 7 shows a diagram of the location of the UAV 1 and structural elements of the landing platform 2 after the UAV 1 lands on the landing pad 10, the capture of the landing gear 12 of the UAV 1 with grippers 11 and the positioning of the UAV 1.

Осуществление способа.Implementation of the method.

Способ приземления БПЛА 1 вертикального взлета и посадки на посадочную платформу 2 заключается в следующем.The method of landing the UAV 1 vertical takeoff and landing on the landing platform 2 is as follows.

БПЛА 1 находит посадочную платформу 2 (фиг. 1а, 1б) по заданным до полета координатам места расположения посадочной платформы 2 или координатам, которые направляет посадочная платформа 2, или пеленгуя сигнал, идущий от посадочной платформы 2. БПЛА 1 прилетает на заданную координату с определенной погрешностью. Важно, чтобы при этом посадочная платформа 2 или элементы, по которым БПЛА 1 идентифицирует место приземления оказались в поле 7 обзора установленных на БПЛА 1 средств обзора 8. В противном случае БПЛА 1 придется вести дополнительный поиск посадочной платформы 2 тем или иным способом.UAV 1 finds the landing platform 2 (Fig. 1a, 1b) according to the coordinates of the location of the landing platform 2 set before the flight or the coordinates sent by the landing platform 2, or by taking a bearing signal from the landing platform 2. The UAV 1 arrives at a given coordinate from a certain error. It is important that in this case the landing platform 2 or the elements by which the UAV 1 identifies the landing site were in the field of view 7 of the survey means 8 installed on the UAV 1. Otherwise, the UAV 1 will have to conduct an additional search for the landing platform 2 in one way or another.

Посадочная платформа 2 может вести себя пассивно или направлять свои координаты или сигнал для пеленгации. Посадочная площадка 10 установлена на посадочной платформе 2 горизонтально в исходном состоянии на минимальной высоте Но, захватные устройства 11 установлены по местам расположения стоек шасси 12 при приземлении БПЛА 1 и находятся в состоянии максимального раскрытия.Lander 2 can behave passively or send its coordinates or signal for direction finding. The landing pad 10 is installed on the landing platform 2 horizontally in the initial state at a minimum height Ho, the grippers 11 are installed at the locations of the landing gear 12 when the UAV 1 lands and are in a state of maximum disclosure.

Ось O1Y1 посадочной площадки 10 совпадает с вертикальной осью OgYg, продольная ось OX1 (не показана) посадочной площадки 10 параллельна оси OgXg (не показана), поперечная ось 01Z1 посадочной площадки 10 параллельна оси OgZg нормальной земной системы координат.The axis O1Y1 of the landing pad 10 coincides with the vertical axis OgYg, the longitudinal axis OX 1 (not shown) of the landing pad 10 is parallel to the axis OgXg (not shown), the transverse axis 01Z1 of the landing pad 10 is parallel to the axis OgZg of the normal earth coordinate system.

Посадочная платформа 2 могут быть установлены сигнальные средства, излучающие, например, в видимом, ИК, радио диапазоне, для повышения вероятности ее обнаружения и более точного определения сенсорами БПЛА 1.The landing platform 2 can be equipped with signaling means, emitting, for example, in the visible, infrared, radio range, to increase the probability of its detection and more accurate determination by the UAV 1 sensors.

После нахождения посадочной платформы 2 БПЛА 1 начинает обмен данными с посадочной платформой 2, определяет планируемую траекторию полета 5 и планируемую точку L приземления БПЛА 1 на посадочной площадке 10 (фиг. 4а) и приступает к приземлению. При приземлении БПЛА 1 ориентируется по маркеру 9.After finding the landing platform 2, the UAV 1 begins to exchange data with the landing platform 2, determines the planned flight path 5 and the planned landing point L of the UAV 1 at the landing site 10 (Fig. 4a) and proceeds to land. Upon landing, the UAV 1 is guided by marker 9.

Посадочная платформа 2 в процессе приземления БПЛА 1 отслеживает местоположение БПЛА 1, получая и обрабатывая в реальном времени данные о параметрах полета БПЛА 1:The landing platform 2 in the process of landing UAV 1 tracks the location of UAV 1, receiving and processing data on the flight parameters of UAV 1 in real time:

- местоположении и высоте полета приземляющегося БПЛА 1 относительно расположения посадочной платформы 2, т.е. начала нормальной земной системы координат OgXgYgZg;- the location and flight altitude of the landing UAV 1 relative to the location of the landing platform 2, i.e. the origin of the normal terrestrial coordinate system OgXgYgZg;

- вертикальной Vyg и горизонтальной Vxg, Vzg скоростях движения БПЛА 1 в нормальной земной системы координат OgXgZgYg и соответственно ускорении Wxg, Wzg, Wyg;- vertical Vyg and horizontal Vxg, Vzg velocities of UAV 1 in the normal earth coordinate system OgXgZgYg and, accordingly, acceleration Wxg, Wzg, Wyg;

- углах ориентации БПЛА 1 в пространстве (углы рыскания ψ, тангажа θ и крена γ) и угловых скоростях вращения БПЛА 1;- angles of orientation of UAV 1 in space (angles of yaw ψ, pitch θ and roll γ) and angular speeds of rotation of UAV 1;

- метеорологических условиях: температура, освещенность наличие осадков, видимости, скорость ветра;- meteorological conditions: temperature, illumination, precipitation, visibility, wind speed;

- данные о собственном движении посадочной платформы 2 и т.п.- data on the proper movement of the landing platform 2, etc.

Данные о полетных параметрах могут быть получены с бортового контроллера БПЛА 1 и/или установленных на посадочной платформе 2 датчиков слежения за приземляющимся БПЛА 1. Метеорологические условия могут быть получены от установленной на посадочную платформу 2 или ближайшей метеостанции. Если посадочная платформа 2 установлена на подвижном объекте метеостанция может быть также установлена на подвижном объекте.Flight parameters data can be obtained from the UAV 1 onboard controller and / or the tracking sensors for the landing UAV 1 installed on the landing platform 2. Meteorological conditions can be obtained from the UAV 1 installed on the landing platform or the nearest weather station. If the landing platform 2 is installed on a moving object, the weather station can also be installed on a moving object.

На основании полученных данных посадочная платформа 2 в реальном времени определяет ожидаемую траекторию движения 14 и координату ожидаемой точки L1 приземления БПЛА 1 на посадочную площадку 10 (фиг. 4а) в нормальной земной системе координат OgXgZg, отклонение от ожидаемой точки приземления, вертикальную и горизонтальную скорости движения БПЛА 1, ориентацию БПЛА в пространстве на момент приземления и его угловые скорости вращения на момент приземления.Based on the data obtained, the landing platform 2 in real time determines the expected trajectory of movement 14 and the coordinate of the expected point L1 of the landing of the UAV 1 on the landing pad 10 (Fig.4a) in the normal terrestrial coordinate system OgXgZg, the deviation from the expected point of touchdown, vertical and horizontal speed of movement UAV 1, the orientation of the UAV in space at the time of landing and its angular rotation rates at the time of landing.

Координаты ожидаемой точки L1 приземления БПЛА 1, ожидаемое отклонение, вертикальная и горизонтальная скорости движения БПЛА 1, углы ориентации БПЛА 1 в пространстве и его угловые скорости вращения на момент приземления рассчитываются исходя из динамики БПЛА 1, методом экстраполяции линии движения БПЛА 1 на уровень поверхности посадочной площадки 10 или другими методами.The coordinates of the expected point L1 of the UAV 1 landing, the expected deviation, the vertical and horizontal velocities of the UAV 1, the angles of orientation of the UAV 1 in space and its angular rotational speeds at the time of landing are calculated based on the dynamics of the UAV 1, by extrapolating the line of movement of the UAV 1 to the level of the landing 10 sites or other methods.

Затем посадочная платформа 2 перемещает посадочную площадку 10 на координаты ожидаемой точки L1 приземления БПЛА 1 на посадочную площадку 10. Одновременно посадочная платформа 2 изменяет пространственную ориентацию посадочной площадки 10 таким образом, чтобы углы ориентации посадочной площадки 10 в пространстве (углы рыскания ψ1, тангажа θ1 и крена γ1 (не показаны)) соответствовали ожидаемым углам ориентации БПЛА1 в пространстве на момент приземления (углы рыскания ψ, тангажа θ и крена γ (не показаны)). Это обеспечивает параллельность приземляющегося БПЛА 1 и посадочной площадки 10, что дает возможность одновременного приземления всех стоек шасси 12 на поверхность посадочной площадки 10.Then the landing platform 2 moves the landing pad 10 to the coordinates of the expected landing point L1 of the UAV 1 to the landing pad 10. At the same time, the landing platform 2 changes the spatial orientation of the landing pad 10 so that the orientation angles of the landing pad 10 in space (yaw angles ψ1, pitch θ1 and roll γ1 (not shown)) corresponded to the expected angles of orientation of the UAV1 in space at the time of landing (angles of yaw ψ, pitch θ and roll γ (not shown)). This ensures the parallelism of the landing UAV 1 and the landing pad 10, which makes it possible to simultaneously land all landing gear struts 12 on the surface of the landing pad 10.

По мере изменения координат ожидаемой точки L1 приземления БПЛА 1 на посадочную площадку 10 в нормальной земной системе координат посадочная площадка 10 перемещается на новые ожидаемые координаты ожидаемой точки L1 приземления, изменяет пространственную ориентацию в соответствии с ожидаемой пространственной ориентацией приземляющегося БПЛА 1. Дополнительно посадочная платформа 2 определяет величину возможного отклонения БПЛА 1 от ожидаемой точки L1 приземления и изменяет в реальном времени диаметр D отверстия 13 захватного устройства 11 на величину возможного отклонения БПЛА 1 от ожидаемой точки L1 приземления. Все указанные действия происходят в реальном времени в процессе приземления БПЛА 1, и поэтому посадочная площадка 10 совершает непрерывное движение, перемещаясь в каждый момент на новую ожидаемую точку L1 приземления и принимая новую ориентацию в пространстве. Это позволяет принять приземляющийся БПЛА 1 на посадочную площадку 10 с минимальной ошибкой.As the coordinates of the expected landing point L1 of the UAV 1 change to the landing pad 10 in the normal earth coordinate system, the landing pad 10 moves to the new expected coordinates of the expected landing point L1, changes the spatial orientation in accordance with the expected spatial orientation of the landing UAV 1. Additionally, the landing platform 2 determines the value of the possible deviation of the UAV 1 from the expected point L1 of the landing and changes in real time the diameter D of the hole 13 of the gripper 11 by the value of the possible deviation of the UAV 1 from the expected point L1 of the landing. All these actions take place in real time during the landing of the UAV 1, and therefore the landing pad 10 makes continuous movement, moving at each moment to a new expected landing point L1 and taking a new orientation in space. This makes it possible to receive the landing UAV 1 to the landing pad 10 with minimal error.

Учитывая, что посадочная площадка 10 в момент приземления расположена параллельно приземляющемуся БПЛА 1, приземление будет происходить на все стойки шасси 12 БПЛА 1 одновременно или с очень коротким промежутком времени между касаниями стоек шасси 12. Это снижает время между касанием первой и последней стойкой шасси 12 БПЛА 1 посадочной площадки 10 (время приземления БПЛА 1). В свою очередь приземление БПЛА 1 на все стойки шасси 12 одновременно снижает нагрузки на отдельные стойки шасси 12, снижая тем самым вероятность их разрушения или деформации.Considering that the landing pad 10 at the moment of landing is located parallel to the landing UAV 1, the landing will occur on all landing gear 12 of the UAV 1 simultaneously or with a very short time interval between touches of the landing gear 12. This reduces the time between the touch of the first and last landing gear 12 of the UAV 1 landing pad 10 (UAV 1 landing time). In turn, the landing of the UAV 1 on all landing gear legs 12 simultaneously reduces the loads on individual landing gear legs 12, thereby reducing the likelihood of their destruction or deformation.

БПЛА 1 продолжает приземление, ориентируясь по маркеру 9, и стремится приземлиться на планируемую точку L приземления на посадочную площадку 10, которая находится в точке Og начала нормальной земной системы координат OgXgZg.UAV 1 continues landing, guided by marker 9, and seeks to land at the planned landing point L on the landing pad 10, which is located at the point Og of the origin of the normal earth coordinate system OgXgZg.

Непосредственно перед приземлением, т.е. касанием шасси 12 БПЛА 1 посадочной площадки 10 посадочная платформа 2 (фиг. 5) начинает опускать посадочную площадку 10 вниз со скоростью V1yg, что снижает скорость сближения V БПЛА 1 с поверхностью посадочной площадки 10.Immediately before landing, i.e. touching the landing gear 12 of the UAV 1 of the landing pad 10, the landing platform 2 (Fig. 5) begins to lower the landing pad 10 downward at a speed V1yg, which reduces the approach speed V of the UAV 1 with the surface of the landing pad 10.

V=Vyg-V1yg,V = Vyg-V1yg,

где V - скорость сближения БПЛА 1 с поверхностью посадочной площадки 10.where V is the speed of approach of the UAV 1 with the surface of the landing pad 10.

При высокой скорости сближения V БПЛА 1 с поверхностью посадочной площадки 2 возможен отскок БПЛА 1 от поверхности посадочной площадки 10 или сильный удар, который может повредить шасси 12 БПЛА 1.At a high speed of approach V of the UAV 1 with the surface of the landing pad 2, a rebound of the UAV 1 from the surface of the landing pad 10 or a strong impact is possible, which can damage the chassis 12 of the UAV 1.

Скорость V1yg опускания посадочной площадки 10 выбирают таким образом, чтобы скорость V сближения БПЛА 1 к посадочной площадке 10 составляла не более максимально допустимой величины V max, которая гарантирует приземление БПЛА 1 на посадочную площадку 10 без отскока БПЛА 1 от поверхности посадочной площадки 10, т.е.The speed V1yg of the descent of the landing pad 10 is chosen so that the speed V of the approach of the UAV 1 to the landing pad 10 is no more than the maximum permissible value V max, which guarantees the UAV 1 landing on the landing pad 10 without the UAV 1 bouncing from the surface of the landing pad 10, i.e. e.

V≤V max,V≤V max,

где V max - максимальная допустимая скорость сближения БПЛА 1 с посадочной площадкой 10, при котором не происходит отскока БПЛА 1 от поверхности посадочной площадки 10 и повреждения стоек шасси 12. Данная величина может быть определена для конкретного БПЛА 1 при приземлении на конкретную посадочную площадку 10 опытным путем.where V max is the maximum allowable approach speed of the UAV 1 with the landing pad 10, at which there is no rebound of the UAV 1 from the surface of the landing pad 10 and damage to the landing gear 12. This value can be determined for a specific UAV 1 when landing on a specific landing pad 10 by an experimental by way.

Лучший результат дает такой способ приземления, при котором по мере приближения к БПЛА 1 к поверхности посадочной площадки 10 разность вертикальных скоростей БПЛА 1 Vyg и посадочной площадки 10 Vyg1, т.е. скорость сближения V БПЛА 1 с поверхностью посадочной площадки 10 стремится к нулю. В этом случае реализуется безударное приземление БПЛА 1.The best result is obtained by such a landing method, in which, as the UAV 1 approaches the surface of the landing pad 10, the difference in the vertical velocities of the UAV 1 Vyg and the landing pad 10 Vyg1, i.e. the speed of approach V of the UAV 1 with the surface of the landing pad 10 tends to zero. In this case, the unstressed landing of the UAV 1 is realized.

Снижение скорости сближения БПЛА 1 с поверхностью посадочной площадки 10 непосредственно перед приземлением позволяет снизить нагрузку на стойки шасси 12 БПЛА 1 и исключить отскок БПЛА 1 после касания стоек шасси 12 поверхности посадочной площадки 10. Это повышает надежность процесса приземления в случаях, когда БПЛА 1 по каким-либо причинам имеет высокую вертикальную скорость приземления.Reducing the approach speed of the UAV 1 with the surface of the landing pad 10 immediately before landing allows to reduce the load on the landing gear struts 12 of the UAV 1 and to exclude the UAV 1 rebound after the landing gear struts 12 touch the surface of the landing pad 10. This increases the reliability of the landing process in cases where the UAV 1 - for any reason has a high vertical landing speed.

После приземления БПЛА 1 находится на посадочной площадке 10 на месте приземления и не предпринимает никаких действий. Посадочная платформа 2 производит захват БПЛА 1 захватными устройствами 11 (фиг. 6а, 6б). Посадочная площадка 10 на момент приземления БПЛА 1 имеет определенную вертикальную скорость опускания Vyg1. С момента приземления БПЛА до завершения захвата БПЛА 1 захватными устройствами 11 посадочная площадка 10 начинает торможение с заданной величиной направленного вверх ускорения Wyg1. После полного торможения посадочная площадка 10 сохраняет заданное ускорение и начинает движение вверх. Это позволяет прижать БПЛА 1 к поверхности посадочной площадки 10, что способствует удержанию его на месте. В случае, если захват БПЛА 1 происходит быстро, и посадочная площадка 10 не успевает опуститься до минимальной высоты Но, определяемой конструкцией посадочной платформы 2, движение вверх может отсутствовать. Одновременно с началом торможения посадочная площадка 10 может приводится в горизонтальное положение.After landing, UAV 1 is on the landing pad 10 at the landing site and does not take any action. The landing platform 2 captures the UAV 1 by gripping devices 11 (Fig. 6a, 6b). The landing pad 10 at the time of the landing of the UAV 1 has a certain vertical descent speed Vyg1. From the moment the UAV lands until the end of the capture of the UAV 1 by the grippers 11, the landing pad 10 starts braking with a given value of the upward acceleration Wyg1. After full braking, the landing pad 10 maintains a given acceleration and begins to move upward. This allows the UAV 1 to be pressed against the surface of the landing pad 10, which helps to keep it in place. In the event that the capture of the UAV 1 occurs quickly, and the landing pad 10 does not have time to descend to the minimum height Ho, determined by the design of the landing platform 2, there may be no upward movement. Simultaneously with the start of braking, the landing pad 10 can be brought to a horizontal position.

При наличии ветра после приземления БПЛА 1 посадочная платформа 2 может удерживать наклон посадочной площадки 10 в сторону ветра.In the presence of wind after the landing of the UAV 1, the landing platform 2 can maintain the inclination of the landing pad 10 towards the wind.

После приземления на движущуюся посадочную платформу 2 посадочная площадка 10 может удерживать наклон в сторону ветра с учетом собственного направления и скорости движения.After landing on the moving landing platform 2, the landing platform 10 can maintain an inclination towards the wind, taking into account its own direction and speed.

Наклон посадочной площадки 10 в сторону направления ветра способствует удерживанию БПЛА 1 на точке приземления на посадочной площадке 10, снижая возможность смещения БПЛА 1 от ветра.The inclination of the landing pad 10 towards the direction of the wind helps to keep the UAV 1 at the touchdown point on the landing pad 10, reducing the possibility of the UAV 1 shifting from the wind.

Учитывая, что приземление БПЛА 1 по данному способу производится с высокой точностью на заданную точку посадочной площадки 10, а отверстия 13 захватных устройств 11 открыты на минимально требуемую величину и способны захватить приземлившийся БПЛА 1, совершив при этом минимальное перемещение, захват БПЛА 1 занимает короткое время.Considering that the landing of UAV 1 according to this method is carried out with high accuracy at a given point of the landing pad 10, and the holes 13 of the grippers 11 are open to the minimum required amount and are able to capture the landed UAV 1, while making a minimum movement, the capture of the UAV 1 takes a short time ...

Захватные устройства 11 закрывают отверстие 13 до полного замыкания стоек шасси 12 БПЛА 1 и надежно удерживают его. При этом в момент захвата БПЛА 1 смещается к центру посадочной площадки 10 так, что нормальная ось OY БПЛА 1 совпадает с вертикальной осью посадочной площадки 10 O1Y1 и разворачивается таким образом, что, продольная ось ОХ БПЛА 1 становится параллельна оси O1X1 посадочной площадки 10. Захват БПЛА 1 осуществлен. Учитывая, что данный способ приземления реализует высокую точность приземления, перемещение и разворот БПЛА 1 при захвате могут быть незначительными.The gripping devices 11 close the hole 13 until the landing gear racks 12 of the UAV 1 are completely closed and hold it securely. At the same time, at the moment of capture, the UAV 1 is shifted to the center of the landing pad 10 so that the normal axis OY of the UAV 1 coincides with the vertical axis of the landing pad 10 O1Y1 and turns in such a way that the longitudinal axis OX of the UAV 1 becomes parallel to the O1X1 axis of the landing pad 10. Capture UAV 1 completed. Considering that this method of landing realizes a high accuracy of landing, the movement and turn of the UAV 1 during capture can be insignificant.

На завершающем этапе посадочная площадка 10 перемещается в исходное положение. Это приводит к позиционированию БПЛА 1 на посадочной платформе 2 (фиг. 7).At the final stage, the landing pad 10 is moved to its original position. This leads to the positioning of the UAV 1 on the landing platform 2 (Fig. 7).

В состоянии позиционирования БПЛА 1 на посадочной платформе 2, нормальная ось OY БПЛА 1 совпадает с вертикальной осью OgYg, продольная ось ОХ БПЛА 1 параллельна оси OgXg, поперечная ось OZ БПЛА 1 параллельна оси OgZg нормальной земной системы координат. Посадочная площадка 10 находится на высоте Н0.In the positioning state of the UAV 1 on the landing platform 2, the normal axis OY of the UAV 1 coincides with the vertical axis OgYg, the longitudinal axis of the ОХ of the UAV 1 is parallel to the OgXg axis, and the transverse axis OZ of the UAV 1 is parallel to the OgZg axis of the normal earth coordinate system. The landing site 10 is at an altitude of H 0 .

БПЛА 1 доступен для обслуживания в автоматическом режиме.UAV 1 is available for maintenance in automatic mode.

Таким образом, описанный способ приземления БПЛА на посадочную платформу позволяет:Thus, the described method of UAV landing on the landing platform allows:

- повысить точность и надежность приземления БПЛА на посадочную платформу;- to improve the accuracy and reliability of UAV landing on the landing platform;

- повысить безопасность приземления для БПЛА путем обеспечения безударного приземления на все стойки шасси БПЛА и исключения отскоков БПЛА после приземления;- to increase the safety of landing for UAVs by ensuring a shockless landing on all landing gear of the UAV and eliminating UAV rebounds after landing;

- повысить быстродействие посадочной платформы после приземления БПЛА на посадочную площадку путем немедленного закрепления БПЛА после приземления с последующим позиционированием;- to increase the speed of the landing platform after the UAV has landed on the landing site by immediately fixing the UAV after landing with subsequent positioning;

- позволяет осуществлять приземление БПЛА при сильном ветре, при движении посадочной платформы и других неблагоприятных условиях приземления.- allows the UAV to land in strong winds, when the landing platform is moving and in other unfavorable landing conditions.

Claims (7)

1. Способ приземления БПЛА на посадочную платформу, заключающийся в том, что БПЛА находит местоположение посадочной платформы, определяет планируемую точку приземления на посадочной площадке, расположенной на посадочной платформе, и приземляется на посадочную площадку, отличающийся тем, что в процессе приземления БПЛА посадочная платформа отслеживает местоположение приземляющегося БПЛА относительно своего расположения и параметры полета, на основании полученных данных определяет в реальном времени ожидаемую точку приземления БПЛА и ориентацию БПЛА в пространстве на момент приземления, затем перемещает посадочную площадку в ожидаемую точку приземления БПЛА и изменяет пространственную ориентацию посадочной площадки в соответствии с ожидаемой пространственной ориентацией приземляющегося БПЛА.1. The method of UAV landing on the landing platform, which consists in the fact that the UAV finds the location of the landing platform, determines the planned touchdown point on the landing site located on the landing platform, and lands on the landing platform, characterized in that during the UAV landing, the landing platform tracks the location of the landing UAV relative to its location and flight parameters, based on the data received, determines in real time the expected point of UAV landing and the orientation of the UAV in space at the time of landing, then moves the landing pad to the expected landing point of the UAV and changes the spatial orientation of the landing pad in accordance with the expected the spatial orientation of the landing UAV. 2. Способ приземления БПЛА на посадочную платформу по п. 1, отличающийся тем, что непосредственно перед приземлением БПЛА посадочная площадка осуществляет движение вниз, удерживая разность вертикальных скоростей БПЛА и посадочной площадки не более заданной величины.2. The method of UAV landing on the landing platform according to claim 1, characterized in that immediately before the UAV landing, the landing platform moves downward, keeping the difference between the vertical velocities of the UAV and the landing platform no more than a given value. 3. Способ приземления БПЛА на посадочную платформу по п. 1, отличающийся тем, что непосредственно перед приземлением БПЛА посадочная площадка осуществляет движение вниз, при этом разность вертикальных скоростей БПЛА и посадочной площадки стремится к нулю к моменту касания БПЛА посадочной площадки.3. The method of UAV landing on the landing platform according to claim 1, characterized in that immediately before the UAV landing, the landing pad moves downward, while the difference in the vertical velocities of the UAV and the landing pad tends to zero by the moment the UAV touches the landing pad. 4. Способ приземления БПЛА на посадочную платформу по п. 1, отличающийся тем, что с момента приземления БПЛА до завершения захвата БПЛА захватными устройствами посадочная площадка начинает торможение с заданной величиной направленного вверх ускорения, а после полного торможения посадочная площадка сохраняет заданное ускорение и начинает движение вверх.4. The method of UAV landing on the landing platform according to claim 1, characterized in that from the moment the UAV lands until the UAV is captured by the grippers, the landing pad starts braking with a given value of upward acceleration, and after complete braking, the landing pad retains the specified acceleration and starts moving up. 5. Способ приземления БПЛА на посадочную платформу по п. 1, отличающийся тем, что при наличии ветра посадочная платформа с момента приземления БПЛА до момента захвата удерживает наклон посадочной площадки в сторону ветра.5. The method of UAV landing on the landing platform according to claim 1, characterized in that in the presence of wind, the landing platform from the moment of UAV landing until the moment of capture keeps the landing site inclined towards the wind. 6. Способ приземления БПЛА на посадочную платформу по п. 1, отличающийся тем, что в процессе приземления БПЛА посадочная платформа дополнительно определяет величину возможного отклонения БПЛА от ожидаемой точки приземления и изменяет в реальном времени диаметр отверстия захватного устройства на величину возможного отклонения БПЛА от ожидаемой точки приземления.6. The method of UAV landing on the landing platform according to claim 1, characterized in that during the UAV landing, the landing platform additionally determines the value of the possible deviation of the UAV from the expected landing point and changes in real time the diameter of the gripper hole by the amount of the possible deviation of the UAV from the expected point landing. 7. Способ приземления БПЛА на посадочную платформу по п. 1, отличающийся тем, что после приземления БПЛА на посадочную площадку сначала происходит захват БПЛА, а затем позиционирование.7. The method of UAV landing on the landing platform according to claim 1, characterized in that after the UAV lands on the landing platform, the UAV is first captured and then positioned.
RU2020124512A 2020-07-14 2020-07-14 Method of landing of an uav on a landing platform RU2739636C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124512A RU2739636C1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Method of landing of an uav on a landing platform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124512A RU2739636C1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Method of landing of an uav on a landing platform

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2739636C1 true RU2739636C1 (en) 2020-12-28

Family

ID=74106361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124512A RU2739636C1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Method of landing of an uav on a landing platform

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2739636C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114594783A (en) * 2021-12-21 2022-06-07 北京理工大学 Four-rotor real-time trajectory planning and landing control method based on overall process constraint

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170113815A1 (en) * 2015-10-22 2017-04-27 Todd A. James Aerial drone operations support base
RU2710887C1 (en) * 2019-04-29 2020-01-14 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Landing place for drone
US10633115B2 (en) * 2015-08-17 2020-04-28 Skyyfish, LLC Autonomous system for unmanned aerial vehicle landing, charging and takeoff
RU2721048C1 (en) * 2019-04-29 2020-05-15 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith
RU2722249C1 (en) * 2019-07-16 2020-05-28 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Landing platform for uav vertical take-off and landing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10633115B2 (en) * 2015-08-17 2020-04-28 Skyyfish, LLC Autonomous system for unmanned aerial vehicle landing, charging and takeoff
US20170113815A1 (en) * 2015-10-22 2017-04-27 Todd A. James Aerial drone operations support base
RU2710887C1 (en) * 2019-04-29 2020-01-14 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Landing place for drone
RU2721048C1 (en) * 2019-04-29 2020-05-15 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Automatic station for charging and servicing of unmanned aerial vehicles and unmanned aerial vehicle operating therewith
RU2722249C1 (en) * 2019-07-16 2020-05-28 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" Landing platform for uav vertical take-off and landing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114594783A (en) * 2021-12-21 2022-06-07 北京理工大学 Four-rotor real-time trajectory planning and landing control method based on overall process constraint
CN114594783B (en) * 2021-12-21 2023-03-31 北京理工大学 Four-rotor real-time trajectory planning and landing control method based on overall process constraint

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10612923B2 (en) Aerial survey image capture system
WO2018053861A1 (en) Methods and system for vision-based landing
WO2017203552A1 (en) Unmanned aircraft
CN109753076A (en) A kind of unmanned plane vision tracing implementing method
CN108459618A (en) A kind of flight control system and method that unmanned plane automatically launches mobile platform
CN109992006A (en) A kind of accurate recovery method and system of power patrol unmanned machine
CN109508036B (en) Relay point generation method and device and unmanned aerial vehicle
CN104298248A (en) Accurate visual positioning and orienting method for rotor wing unmanned aerial vehicle
CN111766896B (en) Unmanned aerial vehicle control method and system based on movable base
CN113759940B (en) Unmanned aerial vehicle landing method, unmanned aerial vehicle landing device, unmanned aerial vehicle system, airport, equipment and medium
CN106647785B (en) Unmanned aerial vehicle parking apron control method and device
WO2017084262A1 (en) Method for monitoring moving target, and monitoring device, apparatus and system
CN105468014A (en) Single autopilot integrated aircraft system and two-dimensional holder control method thereof
RU2739636C1 (en) Method of landing of an uav on a landing platform
CN109597432B (en) Unmanned aerial vehicle take-off and landing monitoring method and system based on vehicle-mounted camera unit
CN113093772A (en) Method for accurately landing hangar of unmanned aerial vehicle
CN113485450A (en) Unmanned aerial vehicle keeps away barrier system based on computer vision
CN108319284A (en) A kind of unmanned plane downslide section trajectory design method suitable for obstacle environment
CN105068542A (en) Rotor unmanned aerial vehicle guided flight control system based on vision
CN113485400A (en) Roll control method for vertical launch unmanned aerial vehicle
US11906639B2 (en) Low-light and no-light aerial navigation
JP7539688B2 (en) Unmanned aerial vehicle descent system
CN111684384B (en) Unmanned aerial vehicle flight control method and device and unmanned aerial vehicle
CN114661065A (en) Taking-off and landing system and method of fixed-wing unmanned aerial vehicle
Wubben et al. A vision-based system for autonomous vertical landing of unmanned aerial vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210802

Effective date: 20210802