一種飛行裝置的自主降落的系統及降落方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種飛行裝置降落系統及降落方法，尤其涉及一種飛行裝置自主降落系統及降落方法。
【背景技術】
[0002]飛行器的起降是飛行器整個飛行過程中最容易發生故障的階段，飛行器自主降落功能是飛行器自主飛行功能的先決基礎。
[0003]現有的無人機降落方法基本上采用手動操控控制端，通過人工的方式降落無人機到指定地點，這種降落方法無法實現自主降落;隨著無人機技術的發展，出現的自主降落功能的飛行器大多采用了基于圖像數據處理的方法來降落到指定位置上。
[0004]CN104932522A公開的自主降落方法是通過基于拍攝的圖像數據檢測出降落目標點的降落位置上，然后形成控制策略。這種采用圖像處理的自主降落方法對圖像處理的算法要求較高，當出現相近且相似的降落位置時，降落位置的判斷將會出現偏差，導致無人機誤降。而且這種方法容易受到障礙物和光線的干擾。
[0005]基于以上描述的缺陷，有必要發明一種自主降落方法，使無人機精確自主降落到降落位置上。
【發明內容】
[0006]為了解決以上問題，本發明提供一種飛行裝置的自動降落系統，包括:距離獲取模塊，用于獲取飛行裝置與目標標記物之間的距離信息和所述目標標記物與所述飛行裝置的機頭部分在當前飛行方向上的偏離角度信息;航線設計模塊，能夠根據所述距離信息和所述偏離角度信息來設計飛行裝置的降落航線，控制飛行裝置執行降落。
[0007]優選地，所述自動降落系統還包括無線測距模塊，能夠發送和接收無線信號，實現與降落位置處的所述目標標記物之間的信號傳輸;所述距離獲取模塊根據所述無線測距模塊發送和接收所述無線信號的時間獲取所述無線信號在空中的傳輸時間，并基于所述傳輸時間來獲得所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0008]優選地，所述無線測距模塊包括讓第一射頻單元向所述目標標記物發射第一詢問信號并接收來自所述目標標記物的第一響應信號的第一射頻定位模塊和讓第二射頻單元向所述目標標記物發射第二詢問信號并接收來自所述目標標記物的第二響應信號的第二射頻定位模塊;其中，所述第一響應信號是所述目標標記物基于所接收到的所述第一詢問信號后向所述第一射頻定位單元所發送的，所述第二響應信號是所述目標標記物基于所接收到的所述第二詢問信號后向所述第二射頻定位單元所發送的;所述第一射頻定位模塊能夠分別記錄所述第一射頻單元發射所述第一詢問信號的第一時間和收到所述目標標記物發射所述第一響應信號的第二時間以及所述目標標記物接收到所述第一詢問信號的第三時間和所述目標標記物發出所述第一響應信號的第四時間；第二射頻定位模塊能夠分別記錄所述第二射頻單元發射所述第二詢問信號的第五時間和收到所述目標標記物發射所述第二響應信號第六時間以及所述目標標記物接收到所述第二詢問信號的第七時間和所述目標標記物發出所述第二響應信號的第八時間；其中，所述距離獲取模塊通過將所述第二時間和所述第一時間的差值減去所述第四時間和所述第三時間的差值獲取所述第一射頻定位單元的第一傳輸時間，通過將所述第六時間和所述第五時間的差值減去所述第八時間和所述第七時間的差值獲取所述第二射頻定位單元的第二傳輸時間，基于所述第一傳輸時間和所述第二傳輸時間分別獲取所述第一射頻定位單元和第二射頻定位單元與所述目標標記物之間的第一距離值和第二距離值，并基于所述第一距離值和所述第二距離值以及獲取所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0009]優選地，所述第一射頻定位模塊還能夠讓所述第一射頻單元向所述目標標記物發送第三響應信號和所述第二射頻定位模塊還能夠讓所述第二射頻單元向所述目標標記物發送第四響應信號;所述第一射頻定位模塊還能夠分別記錄所述第三響應信號、發送所述第三響應信號的第九時間，以及所述目標標記物接收到所述第三響應信號的第十一時間；第二射頻定位模塊還能夠分別記錄所述第四響應信號、發送所述第四響應信號的第十時間，以及所述目標標記物接收到所述第四響應信號的第十二時間；其中，所述距離獲取模塊還通過將所述第十一時間和所述第四時間的差值減去所述第九時間和所述第二時間的差值獲取所述第一射頻定位單元的第三傳輸時間，將所述第十二時間和所述第八時間的差值減去所述第十時間和所述第六時間的差值獲取所述第二射頻定位單元的第四傳輸時間，并基于所述第三傳輸時間和第四傳輸時間獲取所述第一射頻定位單元和第二射頻定位單元與所述目標標記物之間的第三距離值和第四距離值;將所述第一距離值和所述第三距離值相加后除以2作為所述第一射頻定位單元與所述目標標記物的距離，將所述第二距離值和所述第四距離值相加后除以2后的距離作為所述第二射頻定位單元與所述目標標記物的距離;所述距離獲取模塊基于所述第一射頻定位單元與所述目標標記物的距離和所述第二射頻定位單元與所述目標標記物的距離獲取所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0010]優選地，所述自動降落系統還包括高度測量模塊，能夠獲取所述飛行裝置的第一高度;所述距離獲取模塊基于所述第一射頻定位單元與所述目標標記物的距離、所述第二射頻定位單元與所述目標標記物的距離、所述第一高度和所述目標標記物自身的第二高度獲取所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0011]優選地，所述第一和第二射頻定位模塊分別具有第一計時模塊和第二計時模塊，所述第一計時模塊能夠記錄所述第一時間、所述第二時間和所述第九時間，所述第二計時模塊能夠記錄所述第五時間、所述第六時間和所述第十時間；所述目標標記物具有第三計時模塊，所述第三計時模塊能夠記錄所述第三時間、所述第四時間、所述第七時間、所述第八時間、所述第十一時間和第十二時間。
[0012]優選地，所述航線設計模塊能夠根據所述飛行裝置的第一高度和所述目標標記物的第二高度，控制所述飛行裝置豎直飛行，使其高于所述目標標記物。
[0013]優選地，所述航線設計模塊控制所述飛行裝置水平飛行至所述目標標記物的上方，并判斷飛行裝置是否位于所述目標標記物的上方，當所述航線設計模塊判斷所述飛行裝置位于所述目標標記物的上方后，則控制所述飛行裝置豎直降落至所述目標標記物上。
[0014]優選地，所述航線設計模塊根據所述飛行裝置的所述第一高度與所述目標標記物的所述第二高度的差值和所述飛行裝置與所述目標標記物之間的距離信息是否相等進行判斷所述飛行裝置是否位于所述目標標記物的上方。
[0015]優選地，所述航線設計模塊還包括調整模塊，能夠根據所述距離信息和所述偏離角度信息調整所述飛行裝置的飛行方向。
[0016]優選地，所述自動降落系統還包括拍攝模塊;所述拍攝模塊能夠旋轉，能夠從不同方位和視角對目標標記物進行拍攝并獲取圖像信息;所述航線設計模塊能夠根據所述拍攝模塊的拍攝角度以及拍攝的圖像判斷所述飛行裝置相對于所述目標標記物的位置。
[0017]優選地，當所述航線設計模塊判斷飛行裝置位于目標標記物的上方后，調整所述拍攝模塊豎直向下并執行拍攝，根據目標標記物是否在所述拍攝的圖像的中心位置判斷所述飛行裝置是否位于目標標記物的正上方，最后根據判斷的結果控制飛行裝置水平飛行或者豎直下降。
[0018]優選地，還包括地面終端模塊，能夠向所述飛行裝置發送各種參數或/和各種指令。
[0019]本發明還提供一種飛行裝置的自動降落方法，包括:距離獲取步驟，獲取飛行裝置與目標標記物之間的距離信息和所述目標標記物與所述飛行裝置的機頭部分在當前飛行方向上的偏離角度信息;航線設計步驟，能夠根據所述距離信息和所述偏離角度信息來設計飛行裝置的降落航線，控制飛行裝置執行降落。
[0020]優選地，還包括:無線測距步驟，發送和接收無線信號，實現距離獲取模塊與降落位置處的所述目標標記物之間的信號傳輸;在所述距離獲取步驟中，根據所述無線測距步驟中發送和接收所述無線信號的時間獲取所述無線信號在空中的傳輸時間，并基于所述傳輸時間來獲得所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0021]優選地，所述無線測距步驟包括:讓第一射頻單元向所述目標標記物發射第一詢問信號并接收來自所述目標標記物的第一響應信號和讓第二射頻單元向所述目標標記物發射第二詢問信號并接收來自所述目標標記物的第二響應信號;記錄所述第一射頻單元發射所述第一詢問信號的第一時間和收到所述目標標記物發射所述第一響應信號的第二時間以及所述目標標記物接收到所述第一詢問信號的第三時間和所述目標標記物發出所述第一響應信號的第四時間；記錄所述第二射頻單元發射所述第二詢問信號的第五時間和收到所述目標標記物發射所述第二響應信號第六時間以及所述目標標記物接收到所述第二詢問信號的第七時間和所述目標標記物發出所述第二響應信號的第八時間；其中，所述第一響應信號是所述目標標記物基于所接收到的所述第一詢問信號后向所述第一射頻定位單元所發送的，所述第二響應信號是所述目標標記物基于所接收到的所述第二詢問信號后向所述第二射頻定位單元所發送的；其中，在所述距離獲取步驟中，通過將所述第二時間和所述第一時間的差值減去所述第四時間和所述第三時間的差值獲取所述第一射頻定位單元的第一傳輸時間，通過將所述第六時間和所述第五時間的差值減去所述第八時間和所述第七時間的差值獲取所述第二射頻定位單元的第二傳輸時間，基于所述第一傳輸時間和所述第二傳輸時間分別獲取所述第一射頻定位單元和第二射頻定位單元與所述目標標記物之間的第一距離值和第二距離值，并基于所述第一距離值和所述第二距離值以及獲取所述距離信息和所述偏離角度信息。
[0022]優選地，在所述無線測距步驟中，讓所述第一射頻單元向所述目標標記物發送第三響應信號和讓所述第二射頻單元向所述目標標記物發送第四響應信號;記錄所述第三響應