本發(fā)明屬于飛行器控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的飛行器，尤其是無(wú)人機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，飛行器可在空中運(yùn)行時(shí)采集數(shù)據(jù)，包括災(zāi)情監(jiān)視、交通巡邏、治安監(jiān)控等，為用戶提供重要的情報(bào)。然而，傳統(tǒng)的飛行器降落時(shí)，由于地形的不平整使得飛行器降落到地面時(shí)無(wú)法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問(wèn)題。

因此，現(xiàn)有的飛行器降落技術(shù)存在著地形的不平整使得飛行器降落到地面時(shí)無(wú)法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的飛行器降落技術(shù)存在著地形的不平整使得飛行器降落到地面時(shí)無(wú)法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種用于飛行器平衡降落的控制方法，所述控制方法包括以下步驟：

a.當(dāng)所述飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時(shí)，發(fā)射多束激光脈沖微波至所述地面；

b.根據(jù)多束所述激光脈沖微波經(jīng)所述地面反射后被接收的時(shí)間差，獲取所述地面的平整度；

c.根據(jù)所述地面的平整度，調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度，以使所述飛行器水平著陸。

本發(fā)明還提供了一種用于飛行器平衡降落的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：

激光發(fā)射模塊，用于當(dāng)所述飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時(shí)，發(fā)射多束激光脈沖微波至所述地面；

平整度獲取模塊，用于根據(jù)多束所述激光脈沖微波經(jīng)所述地面反射后被接收的時(shí)間差，獲取所述地面的平整度；

調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述地面的平整度，調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度，以使所述飛行器水平著陸。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)，該控制方法包括以下步驟：a.當(dāng)飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時(shí)，發(fā)射多束激光脈沖微波至地面；b.根據(jù)多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時(shí)間差，獲取地面的平整度；c.根據(jù)地面的平整度，調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度，以使飛行器水平著陸。由此實(shí)現(xiàn)了飛行器在復(fù)雜不平整地形安全降落修整，以使飛行器水平著陸，避免了飛行器摔倒或者損壞，將風(fēng)險(xiǎn)和損失降低到最小化，因此解決了現(xiàn)有的飛行器降落技術(shù)存在著地形的不平整使得飛行器降落到地面時(shí)無(wú)法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法的步驟流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法中步驟s103的具體步驟流程圖。

圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)飛行器在復(fù)雜不平整地形安全降落修整，以使飛行器能在危急情況下隨時(shí)隨地降落，從而解決以往飛行器降落時(shí)對(duì)地形平整度的嚴(yán)苛要求，將危急情況下所能造成的風(fēng)險(xiǎn)和損失降低到最小化。

為了說(shuō)明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法的步驟流程，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：

上述一種用于飛行器平衡降落的控制方法，包括以下步驟：

s101.當(dāng)飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時(shí)，發(fā)射多束激光脈沖微波至地面；

所述預(yù)設(shè)高度的范圍值為1cm-15cm，即是當(dāng)飛行器降落至離地面1cm-15cm時(shí)，通過(guò)電子測(cè)距傳感器發(fā)射多束激光脈沖微波至地面。其中，電子測(cè)距傳感器包括紅外脈沖發(fā)射器、綜合傳感器、兩條紅黑正負(fù)極電源線以及白色/黃色信號(hào)輸出線,電子測(cè)距傳感器是利用“飛行時(shí)間法”即“flyingtime”的原理對(duì)物體間距離進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種傳感器，通過(guò)發(fā)射特別短的脈沖，并測(cè)量此脈沖從發(fā)射到被物體反射回來(lái)的時(shí)間，通過(guò)時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算與物體間的距離。

s102.根據(jù)多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時(shí)間差，獲取地面的平整度；

所述地面的平整度具體包括：所述地面與水平面的傾斜角度或者是多束所述激光脈沖微波對(duì)應(yīng)的地面多個(gè)點(diǎn)的高度差。由于飛行器會(huì)設(shè)置多個(gè)伸縮桿著陸，例如：無(wú)人機(jī)要么是設(shè)置四個(gè)伸縮桿著陸，要么是設(shè)置平行的兩組支架(歸根結(jié)底也是由多個(gè)伸縮桿組成)進(jìn)行著陸；通過(guò)計(jì)算多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時(shí)間差，可得出多個(gè)激光脈沖微波對(duì)應(yīng)的地面多個(gè)點(diǎn)的高度差或者得出地面與水平面的傾斜角度，以便于對(duì)飛行器的多個(gè)伸縮桿進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)置。

其中，計(jì)算多個(gè)點(diǎn)的高度差的算法如下：

如果光以速度c在空氣中傳播在a、b兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t，則a、b兩點(diǎn)間距離d可用下列表示：

d＝ct/2

式中：d為測(cè)站點(diǎn)a、b兩點(diǎn)間距離；c為速度；t為光往返a、b一次所需的時(shí)間。由上式可知，通過(guò)測(cè)量光傳播的時(shí)間t就可以測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的距離。通過(guò)對(duì)多個(gè)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，即可得出高度差或者換算為傾斜角度。

s103.根據(jù)地面的平整度，調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度，以使飛行器水平著陸。

上述調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的所述可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度具體包括：

當(dāng)液壓缸內(nèi)柱塞所受的壓力大于柱塞的外載荷壓力時(shí)，柱塞往液壓缸出口的方向運(yùn)動(dòng)，以使可收放液壓伸縮桿拉伸；

當(dāng)液壓缸內(nèi)柱塞所受的壓力小于柱塞的外載荷壓力時(shí)，柱塞往液壓缸出口的相反方向運(yùn)動(dòng)，以使可收放液壓伸縮桿收縮。

由此，對(duì)多個(gè)可收放液壓伸縮桿進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整之后，使得飛行器在不平整的地面也能水平著陸，不致于摔倒或者損壞，避免了不必要的損失。

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法中步驟s103的具體步驟流程，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：

上述步驟s103具體還包括以下步驟：

s1031.根據(jù)地面的平整度，生成距離數(shù)據(jù)信號(hào)并傳輸給液壓伺服控制系統(tǒng)；

所述液壓伺服控制系統(tǒng)由數(shù)字信號(hào)處理器作為核心來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字控制算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化，電源輸出線由正負(fù)極線、地線組成。數(shù)字信號(hào)處理器將接收到的信號(hào)通過(guò)算法處理后傳輸給驅(qū)動(dòng)電路，以使驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)接受到的信號(hào)來(lái)控制電流輸出大小和電壓的大小。

s1032.根據(jù)距離數(shù)據(jù)信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)電流的大小和電壓的大小并將電信號(hào)傳輸給伺服電機(jī)；

上述驅(qū)動(dòng)電路功率模塊指智能功率模塊(ipm)為核心，而伺服電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，具有高靈敏度、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高等特點(diǎn)，將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。

s1033.伺服電機(jī)根據(jù)電信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度，以使飛行器水平著陸。

可收放液壓伸縮桿可設(shè)置為自動(dòng)伸縮調(diào)節(jié)，由伺服電機(jī)進(jìn)行控制。其中，伺服電機(jī)的工作原理為：控制信號(hào)由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號(hào)調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。其內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖3示出了本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：

上述一種用于飛行器平衡降落的控制系統(tǒng)，包括：

激光發(fā)射模塊10，用于當(dāng)飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時(shí)，發(fā)射多束激光脈沖微波至地面；

所述預(yù)設(shè)高度的范圍值為1cm-15cm，即是當(dāng)飛行器降落至離地面1cm-15cm時(shí)，通過(guò)電子測(cè)距傳感器發(fā)射多束激光脈沖微波至地面。其中，電子測(cè)距傳感器包括紅外脈沖發(fā)射器、綜合傳感器、兩條紅黑正負(fù)極電源線以及白色/黃色信號(hào)輸出線,電子測(cè)距傳感器是利用“飛行時(shí)間法”即“flyingtime”的原理對(duì)物體間距離進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種傳感器，通過(guò)發(fā)射特別短的脈沖，并測(cè)量此脈沖從發(fā)射到被物體反射回來(lái)的時(shí)間，通過(guò)時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算與物體間的距離。

平整度獲取模塊20，用于根據(jù)多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時(shí)間差，獲取地面的平整度；

所述地面的平整度具體包括：所述地面與水平面的傾斜角度或者是多束所述激光脈沖微波對(duì)應(yīng)的地面多個(gè)點(diǎn)的高度差。由于飛行器會(huì)設(shè)置多個(gè)伸縮桿著陸，例如：無(wú)人機(jī)要么是設(shè)置四個(gè)伸縮桿著陸，要么是設(shè)置平行的兩組支架(歸根結(jié)底也是由多個(gè)伸縮桿組成)進(jìn)行著陸；通過(guò)計(jì)算多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時(shí)間差，可得出多個(gè)激光脈沖微波對(duì)應(yīng)的地面多個(gè)點(diǎn)的高度差或者得出地面與水平面的傾斜角度，以便于對(duì)飛行器的多個(gè)伸縮桿進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)置。

其中，計(jì)算多個(gè)點(diǎn)的高度差的算法如下：

如果光以速度c在空氣中傳播在a、b兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t，則a、b兩點(diǎn)間距離d可用下列表示：

d＝ct/2

式中：d為測(cè)站點(diǎn)a、b兩點(diǎn)間距離；c為速度；t為光往返a、b一次所需的時(shí)間。由上式可知，通過(guò)測(cè)量光傳播的時(shí)間t就可以測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的距離。通過(guò)對(duì)多個(gè)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，即可得出高度差或者換算為傾斜角度。

調(diào)節(jié)模塊30，用于根據(jù)地面的平整度，調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度，以使飛行器水平著陸。

上述調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的所述可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度具體包括：

當(dāng)液壓缸內(nèi)柱塞所受的壓力大于柱塞的外載荷壓力時(shí)，柱塞往液壓缸出口的方向運(yùn)動(dòng)，以使可收放液壓伸縮桿拉伸；

當(dāng)液壓缸內(nèi)柱塞所受的壓力小于柱塞的外載荷壓力時(shí)，柱塞往液壓缸出口的相反方向運(yùn)動(dòng)，以使可收放液壓伸縮桿收縮。

由此，對(duì)多個(gè)可收放液壓伸縮桿進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整之后，使得飛行器在不平整的地面也能水平著陸，不致于摔倒或者損壞，避免了不必要的損失。

作為本發(fā)明另一實(shí)施例，上述調(diào)節(jié)模塊具體還包括：

距離數(shù)據(jù)信號(hào)生成單元，用于根據(jù)地面的平整度，生成距離數(shù)據(jù)信號(hào)并傳輸給液壓伺服控制系統(tǒng)；

所述液壓伺服控制系統(tǒng)由數(shù)字信號(hào)處理器作為核心來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字控制算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化，電源輸出線由正負(fù)極線、地線組成。數(shù)字信號(hào)處理器將接收到的信號(hào)通過(guò)算法處理后傳輸給驅(qū)動(dòng)電路，以使驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)接受到的信號(hào)來(lái)控制電流輸出大小和電壓的大小。

電信號(hào)處理單元，用于根據(jù)距離數(shù)據(jù)信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)電流的大小和電壓的大小并將電信號(hào)傳輸給伺服電機(jī)；

上述驅(qū)動(dòng)電路功率模塊指智能功率模塊(ipm)為核心，而伺服電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，具有高靈敏度、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高等特點(diǎn)，將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。

執(zhí)行單元，用于伺服電機(jī)根據(jù)電信號(hào)執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度，以使飛行器水平著陸。

可收放液壓伸縮桿可設(shè)置為自動(dòng)伸縮調(diào)節(jié)，由伺服電機(jī)進(jìn)行控制。其中，伺服電機(jī)的工作原理為：控制信號(hào)由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號(hào)調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。其內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)，該控制方法包括以下步驟：a.當(dāng)飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時(shí)，發(fā)射多束激光脈沖微波至地面；b.根據(jù)多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時(shí)間差，獲取地面的平整度；c.根據(jù)地面的平整度，調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長(zhǎng)度，以使飛行器水平著陸。由此實(shí)現(xiàn)了飛行器在復(fù)雜不平整地形安全降落修整，以使飛行器水平著陸，避免了飛行器摔倒或者損壞，將風(fēng)險(xiǎn)和損失降低到最小化，因此解決了現(xiàn)有的飛行器降落技術(shù)存在著地形的不平整使得飛行器降落到地面時(shí)無(wú)法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問(wèn)題。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的步驟或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟，而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。