本發(fā)明涉及無人機(jī)引導(dǎo)降落，具體而言，涉及一種紅外引導(dǎo)降落裝置及降落方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的時代，無人機(jī)技術(shù)逐漸成為各行業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵之一。隨著無人機(jī)的廣泛應(yīng)用，其在軍事、民用、商業(yè)等領(lǐng)域的需求不斷增長。然而，無人機(jī)的安全降落一直是一個備受關(guān)注的問題。特別是在惡劣氣候條件下或無法使用gps等常規(guī)定位系統(tǒng)的情況下，確保無人機(jī)準(zhǔn)確、安全地降落變得尤為重要。

2、目前的無人機(jī)精準(zhǔn)降落技術(shù)多采用衛(wèi)星定位及視覺引導(dǎo)，其中一些主要問題包括：

3、1.gps依賴性：目前無人機(jī)的精準(zhǔn)降落主要依賴全球定位系統(tǒng)(gps)或北斗來獲取飛行器以及降落點(diǎn)的精準(zhǔn)位置信息。然而，在某些環(huán)境中，如城市、峽谷、密集建筑區(qū)域或電磁干擾環(huán)境下，衛(wèi)星定位信號可能受到干擾或遮擋，導(dǎo)致定位精度下降。

4、2.高成本：rtk(real-time?kinematic)定位系統(tǒng)通常需要基站和移動設(shè)備之間的實(shí)時通信，并且設(shè)備本身的成本相對較高，這使得采用這種技術(shù)的無人機(jī)系統(tǒng)成本相對較高，限制了其在一些應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

5、3.光照條件限制：傳統(tǒng)的視覺引導(dǎo)系統(tǒng)在光照條件較差的情況下表現(xiàn)不佳，例如在夜間、濃霧或強(qiáng)日光照射下，視覺傳感器可能無法準(zhǔn)確識別地面特征，導(dǎo)致降落困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：

2、為了解決現(xiàn)有無人機(jī)降落時對于gps依賴較強(qiáng)，實(shí)時通信的定位系統(tǒng)成本較高，以及受限于光照條件的問題。

3、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：

4、本發(fā)明提供了一種紅外引導(dǎo)降落裝置，所述紅外引導(dǎo)降落裝置為中心對稱結(jié)構(gòu)，包括紅外發(fā)射管固定基座，所述紅外發(fā)射管固定基座的上端開口設(shè)置，且在開口處通過若干個擋板形成蜂巢狀排布的若干個腔室，所述腔室或由側(cè)邊的四個擋板與底部的紅外發(fā)射管固定基座上端面圍設(shè)而成或由側(cè)邊的三個擋板、紅外發(fā)射管固定基座側(cè)壁和底部的紅外發(fā)射管固定基座上端面圍設(shè)而成或由側(cè)邊的兩個擋板、位于角處的相鄰兩個紅外發(fā)射管固定基座側(cè)壁和底部的紅外發(fā)射管固定基座上端面圍設(shè)形成，每個腔室的紅外發(fā)射管固定基座上端面中心處均設(shè)有紅外發(fā)射安裝孔，所述紅外發(fā)射安裝孔與紅外發(fā)射管連接，用于通過若干腔室內(nèi)的紅外發(fā)射管將空域分割成若干個子空域，無人機(jī)通過攜帶的紅外接收器接收相應(yīng)子空域的紅外信號，進(jìn)而判斷并引導(dǎo)無人機(jī)降落至紅外引導(dǎo)降落裝置的正確位置。

5、進(jìn)一步地，所述紅外發(fā)射管固定基座為abs工程塑料紅外發(fā)射管固定基座，紅外發(fā)射管固定基座的表面噴涂啞光涂料層。

6、進(jìn)一步地，每個腔室內(nèi)的紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外信息互不相同。

7、進(jìn)一步地，相鄰兩個腔室內(nèi)的紅外發(fā)射管間隔發(fā)射紅外信號。

8、進(jìn)一步地，所述紅外發(fā)射管固定基座為倒扣的碗狀結(jié)構(gòu)。

9、進(jìn)一步地，每個腔室內(nèi)的紅外發(fā)射管固定基座上端面為平滑曲面或平面。

10、進(jìn)一步地，所述擋板或紅外發(fā)射管固定基座側(cè)壁與紅外發(fā)射管固定基座上端面的夾角相同且均大于90°。

11、進(jìn)一步地，所述紅外發(fā)射管的波長為940nm，發(fā)射頻率為37khz。

12、進(jìn)一步地，所述紅外發(fā)射管固定基座通過擋板分隔出九個腔室，即3*3個腔室，從紅外引導(dǎo)降落裝置橫截面的二維空域來說，將空域分隔為九個子空域，包括第一子空域、第二子空域、第三子空域、第四子空域、第五子空域、第六子空域、第七子空域、第八子空域和第九子空域，第一子空域包含紅第一紅外發(fā)射管的紅外信號，第二子空域包含第一紅外發(fā)射管和第二紅外發(fā)射管的紅外信號，第三子空域包含第二紅外發(fā)射管的紅外信號，第四子空域包含第二紅外發(fā)射管和第三紅外發(fā)射管的紅外信號，第五子空域包含第三紅外發(fā)射管的紅外信號，第六子空域包含第三紅外發(fā)射管和第四紅外發(fā)射管的紅外信號，第七子空域包含第四紅外發(fā)射管的紅外信號，第八子空域包含第四紅外發(fā)射管和第五紅外發(fā)射管的紅外信號，第九子空域包含第五紅外發(fā)射管的紅外信號；將二維空域推廣至三維空域后，所述空域被分割為78個子空域。

13、本發(fā)明一種紅外引導(dǎo)降落裝置的降落方法，包括以下步驟：

14、將紅外引導(dǎo)降落裝置放置在需要引導(dǎo)無人機(jī)降落的平地或平面上，開啟紅外發(fā)射管，按照每個腔室內(nèi)的紅外發(fā)射管按照相鄰兩個腔室互為間隔的方式發(fā)射不同編碼信息；當(dāng)無人機(jī)位于某一子空域時，根據(jù)無人機(jī)上攜帶的紅外接收器對于接收到的紅外信號進(jìn)行解碼，判斷出無人機(jī)相對于紅外引導(dǎo)降落裝置的相對子空域，根據(jù)目標(biāo)位置不斷修正無人機(jī)的位置，直至將無人機(jī)調(diào)整至紅外引導(dǎo)降落裝置的目標(biāo)子空域。

15、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：

16、1.全天候性能：本發(fā)明采用紅外發(fā)射技術(shù)，不受光照條件和天氣影響，具備全天候性能；相對于依賴衛(wèi)星信號和視覺引導(dǎo)的技術(shù)，意味著無論是在惡劣天氣、低光環(huán)境還是缺乏地面特征的情況下，無人機(jī)仍然能夠準(zhǔn)確降落；

17、2.高精度降落：由于紅外技術(shù)的高靈敏度和精準(zhǔn)性，本專利具備更高的降落精度；相較于傳統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)可能存在的誤差，以及視覺引導(dǎo)在復(fù)雜條件下的限制，紅外引導(dǎo)降落裝置能夠提供更為可靠和準(zhǔn)確的降落引導(dǎo)；

18、3.成本效益：相對于rtk定位系統(tǒng)等高成本的技術(shù)，紅外引導(dǎo)降落裝置的實(shí)施成本更為合理；紅外發(fā)射技術(shù)本身相對成本較低，同時由于獨(dú)立工作而無需建立基站和復(fù)雜通信網(wǎng)絡(luò)，降低了系統(tǒng)的整體成本；

19、4.復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性：本發(fā)明的紅外引導(dǎo)技術(shù)在復(fù)雜城市環(huán)境、密集建筑物區(qū)域和人口密集區(qū)域中具備更強(qiáng)的適應(yīng)性，克服了傳統(tǒng)技術(shù)在這些環(huán)境下可能面臨的難題，為無人機(jī)在更廣泛的應(yīng)用場景中提供了可能性。

20、5.操作簡單：將空域分割為若干個子空域后，依據(jù)無人機(jī)攜帶的紅外接收器接收不同子空域的紅外信號分辨其當(dāng)前位于的子空域，判斷方法簡單快捷，且很容易調(diào)整無人機(jī)移動至目標(biāo)子空域，操作簡單便捷。

技術(shù)特征：

1.一種紅外引導(dǎo)降落裝置，其特征在于：所述紅外引導(dǎo)降落裝置(100)為中心對稱結(jié)構(gòu)，包括紅外發(fā)射管固定基座(10)，所述紅外發(fā)射管固定基座(10)的上端開口設(shè)置，且在開口處通過若干個擋板(11)形成蜂巢狀排布的若干個腔室(12)，所述腔室(12)或由側(cè)邊的四個擋板(11)與底部的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面圍設(shè)而成或由側(cè)邊的三個擋板(11)、紅外發(fā)射管固定基座(10)側(cè)壁和底部的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面圍設(shè)而成或由側(cè)邊的兩個擋板(11)、位于角處的相鄰兩個紅外發(fā)射管固定基座(10)側(cè)壁和底部的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面圍設(shè)形成，每個腔室(12)的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面中心處均設(shè)有紅外發(fā)射安裝孔(13)，所述紅外發(fā)射安裝孔(13)與紅外發(fā)射管(20)連接，用于通過若干腔室(12)內(nèi)的紅外發(fā)射管(20)將空域分割成若干個子空域，無人機(jī)通過攜帶的紅外接收器接收相應(yīng)子空域的紅外信號，進(jìn)而判斷并引導(dǎo)無人機(jī)降落至紅外引導(dǎo)降落裝置(100)的正確位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外引導(dǎo)降落裝置，其特征在于：所述紅外發(fā)射管固定基座(10)為abs工程塑料紅外發(fā)射管固定基座，紅外發(fā)射管固定基座(10)的表面噴涂啞光涂料層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外引導(dǎo)降落裝置，其特征在于：每個腔室(12)內(nèi)的紅外發(fā)射管(20)發(fā)射的紅外信息互不相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種紅外引導(dǎo)降落裝置，其特征在于：相鄰兩個腔室(12)內(nèi)的紅外發(fā)射管(20)間隔發(fā)射紅外信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種紅外引導(dǎo)降落裝置，其特征在于：所述紅外發(fā)射管固定基座(10)為倒扣的碗狀結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種紅外引導(dǎo)降落裝置，其特征在于：每個腔室(12)內(nèi)的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面為平滑曲面或平面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種紅外引導(dǎo)降落裝置，其特征在于：所述擋板(11)或紅外發(fā)射管固定基座(10)側(cè)壁與紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面的夾角相同且均大于90°。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種紅外引導(dǎo)降落裝置，其特征在于：所述紅外發(fā)射管(20)的波長為940nm，發(fā)射頻率為37khz。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種紅外引導(dǎo)降落裝置，其特征在于：所述紅外發(fā)射管固定基座(10)通過擋板(11)分隔出九個腔室(12)，即3*3個腔室(12)，從紅外引導(dǎo)降落裝置(100)橫截面的二維空域來說，將空域分隔為九個子空域，包括第一子空域(31)、第二子空域(32)、第三子空域(33)、第四子空域(34)、第五子空域(35)、第六子空域(36)、第七子空域(37)、第八子空域(38)和第九子空域(39)，第一子空域(31)包含紅第一紅外發(fā)射管(201)的紅外信號，第二子空域(32)包含第一紅外發(fā)射管(201)和第二紅外發(fā)射管(202)的紅外信號，第三子空域(33)包含第二紅外發(fā)射管(202)的紅外信號，第四子空域(34)包含第二紅外發(fā)射管(202)和第三紅外發(fā)射管(203)的紅外信號，第五子空域(35)包含第三紅外發(fā)射管(203)的紅外信號，第六子空域(36)包含第三紅外發(fā)射管(203)和第四紅外發(fā)射管(204)的紅外信號，第七子空域(37)包含第四紅外發(fā)射管(204)的紅外信號，第八子空域(38)包含第四紅外發(fā)射管(204)和第五紅外發(fā)射管(205)的紅外信號，第九子空域(39)包含第五紅外發(fā)射管(205)的紅外信號；將二維空域推廣至三維空域后，所述空域被分割為78個子空域。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述的紅外引導(dǎo)降落裝置的降落方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種紅外引導(dǎo)降落裝置及降落方法，屬于活性炭制備方法領(lǐng)域。為解決現(xiàn)有無人機(jī)降落時對GPS依賴較強(qiáng)，實(shí)時通信定位系統(tǒng)成本較高，受限于光照條件的問題。本發(fā)明包括紅外發(fā)射管固定基座和紅外發(fā)射管固定基座上端開口處通過若干個擋板形成的若干個腔室，每個腔室均由圍設(shè)的擋板或紅外發(fā)射管固定基座側(cè)壁與底部的紅外發(fā)射管固定基座上端面形成，每個腔室的紅外發(fā)射管固定基座上端面中心處均設(shè)有紅外發(fā)射安裝孔和與安裝在其上的紅外發(fā)射管，用于將空域形成若干個子空域，通過無人機(jī)接收不同信號后不斷調(diào)整直至達(dá)到目標(biāo)子空域?？蓽p少對GPS依賴，提高降落系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性，克服了傳統(tǒng)視覺系統(tǒng)在光照差或惡劣天氣下的限制。

技術(shù)研發(fā)人員：張澤旭,徐田來,袁帥,張良,王廣宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23