CN111301700A - 一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机应用领域，具体公开了海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法及装置，方法包括：通过船艇指挥控制中心确定当前海况符合无人机降落或者起飞条件时，无人机控制器判断收到的控制命令是回收还是放飞，当收到回收无人机的命令后控制无人机从船艇上方靠近折叠平台，同时控制电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在折叠平台中的电磁吸盘上；当收到放飞无人机的命令后对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在电磁吸盘上，及启动无人机，待无人机产生的牵引力满足起飞条件时，通过电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行退磁，无人机起飞；采用简单可靠的方法和简易装置，使得无人机在船艇上能够安全回收和放飞。
Description
技术领域
本发明涉及机械和电子控制集成领域，更具体地，涉及一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法及装置。
背景技术
随着无人机与有人艇或无人艇在海上的协同运用，无人机在艇上的安全回收和释放成为亟待解决的问题。为应对海上海浪、风力等环境因素对无人机的影响，现有的多数装备复杂，特别是安装在无人机的附件较多，影响了无人机的载荷能力，减少了无人机的留空时间。
发明内容
针对现有技术中存在的上述弊端，本发明的目的是提供一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法及装置，采用简单可靠的方法和简易装置，使得无人机在船艇上能够安全回收和放飞。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法，包括如下步骤：
通过船艇指挥控制中心确定当前海况符合无人机降落或者起飞条件时，输入回收无人机的控制命令或放飞无人机的控制命令；通过无人机控制器判断收到的是回收无人机的控制命令还是放飞无人机的控制命令；无人机控制器收到回收无人机的控制命令后，依据计算出的无人机相对目标船艇的运动速度和精确位置以控制无人机从所述目标船艇上方靠近所述目标船艇上的折叠平台，同时控制电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在折叠平台中的电磁吸盘上；无人机控制器收到放飞无人机的控制命令后，控制所述电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在所述电磁吸盘上，及通过所述无人机控制器启动无人机，待无人机产生的牵引力满足起飞条件时，通过所述电磁吸盘远程控制单元控制电磁吸盘退磁，无人机起飞。
优选的，在船艇指挥控制中心确定当前海况符合无人机降落或者起飞条后，控制所述目标船艇的航向航速，保持所述目标船艇直线航行和姿态。
优选的，在控制无人机安全回收的步骤中还包括：船艇指挥控制中心利用所述目标船艇和无人机的差分GPS，实时精确解算出无人机与所述目标船艇之间距离和高度；无人机控制器根据实时解算结果，引导无人机从所述目标船艇尾部上方进入并靠近所述折叠平台，其中，无人机控制器降低无人机高度和调整无人机飞行姿态，从所述折叠平台上方缓慢下降；当无人机降低到距所述折叠平台高度1米时，通过所述电磁吸盘远程控制单元调节所述电磁吸盘的目标档位，对电磁吸盘进行充磁，控制所述电磁吸盘产生吸附力；继续缓慢降低无人机高度，直到无人机被所述电磁吸盘吸附安全固定；关闭无人机，通过电磁吸盘远程控制单元进行退磁操作，取下无人机，完成回收。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术措施来实现。
一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置，包括：船艇指挥控制中心，用于确定当前海况符合无人机降落或者起飞条件时，输入回收无人机的控制命令或放飞无人机的控制命令；无人机控制器，用于判断收到的是回收无人机的控制命令还是放飞无人机的控制命令，当收到回收无人机的控制命令后，依据计算出的无人机相对目标船艇的运动速度和精确位置以控制无人机从所述目标船艇上方靠近所述目标船艇上的折叠平台，及控制电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在折叠平台中的电磁吸盘上；或者收到放飞无人机的控制命令后，控制所述电磁吸盘远程控制单元开启所述电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在所述电磁吸盘上，及通过所述无人机控制器启动无人机，待无人机产生的牵引力满足起飞条件时，通过所述电磁吸盘远程控制单元控制所述电磁吸盘退磁，无人机起飞；所述电磁吸盘远程控制单元，用于远程控制电磁吸盘进行充磁和退磁以及档位调节；所述电磁吸盘，用于产生磁场吸附无人机，充磁后，使无人机安全吸附固定于折叠平台上，退磁后，放飞无人机。
优选的，所述船艇指挥控制中心，还用于确定当前海况符合无人机降落或者起飞条后，控制所述目标船艇的航向航速，保持所述目标船艇直线航行和姿态。
优选的，所述电磁吸盘远程控制单元，还用于调节所述电磁吸盘的目标档位。
优选的，所述折叠平台用于无人机的回收和释放，采用不锈钢或者铝合金制造。
优选的，还包括无人机吸附附件，通过卡扣固定安装在无人机底部的支架上，用于增加无人机与电磁吸盘的接触面积，使无人机安全固定在所述电磁吸盘上。
优选的，所述电磁吸盘远程控制单元安装在所述目标船艇的驾驶室内，通过电源线和控制线与所述电磁吸盘连接，控制电磁吸盘的电源通断、充磁、退磁和电磁强度。
优选的，所述电磁吸盘为全钢制电永磁吸盘，采用整块钢板加工而成，内部放置一定数量的钕铁硼磁铁材料，嵌装在所述折叠平台中部，根据需要搭载的无人机最大重量和最大载荷计算吸附力，确定钕铁硼磁铁材料数量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用简单可靠的方法和简易装置，使得无人机在船艇上能够安全回收和放飞。
附图说明
图1为本发明提供的海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法的流程示意图；
图2为本发明提供的海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法及装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，提供了一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法，包括如下步骤：
步骤S101:通过船艇指挥控制中心确定当前海况符合无人机降落或者起飞条件时，输入回收无人机的控制命令或放飞无人机的控制命令；
步骤S102:通过无人机控制器判断收到的是回收无人机的控制命令还是放飞无人机的控制命令；
步骤S103:无人机控制器收到回收无人机的控制命令后，依据计算出的无人机相对目标船艇的运动速度和精确位置以控制无人机从所述目标船艇上方靠近所述目标船艇上的折叠平台，同时控制电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在折叠平台中的电磁吸盘上；
步骤S104:无人机控制器收到放飞无人机的控制命令后，控制所述电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在所述电磁吸盘上，及通过所述无人机控制器启动无人机，待无人机产生的牵引力满足起飞条件时，通过所述电磁吸盘远程控制单元控制电磁吸盘退磁，无人机起飞。
在本发明的一实施例中，在船艇指挥控制中心确定当前海况符合无人机降落或者起飞条后，控制所述目标船艇的航向航速，保持所述目标船艇直线航行和姿态。
在本发明的一实施例中，在控制无人机安全回收的步骤中还包括：船艇指挥控制中心利用所述目标船艇和无人机的差分GPS，实时精确解算出无人机与所述目标船艇之间距离和高度；无人机控制器根据实时解算结果，引导无人机从所述目标船艇尾部上方进入并靠近所述折叠平台，其中，无人机控制器降低无人机高度和调整无人机飞行姿态，从所述折叠平台上方缓慢下降；当无人机降低到距所述折叠平台高度1米时，通过所述电磁吸盘远程控制单元调节所述电磁吸盘的目标档位，对电磁吸盘进行充磁，控制所述电磁吸盘产生吸附力；继续缓慢降低无人机高度，直到无人机被所述电磁吸盘吸附安全固定；关闭无人机，通过电磁吸盘远程控制单元进行退磁操作，取下无人机，完成回收。
控制无人机安全回收的方法具体步骤如下：
一、确定当前海况(小于四级海况)，有人艇纵摇、横摇、升沉符合无人机降落条件，打开有人艇尾部的折叠平台并可靠固定；
二、控制有人艇航向航速，保持直线航行和姿态；
三、利用有人艇和无人机的差分GPS，实时精确解算无人机与有人艇之间距离和高度；
四、根据实时解算结果，引导无人机从有人艇尾部上方进入并靠近折叠平台，降低无人机高度，调整无人机飞行姿态，从有人艇尾部的折叠平台上方缓慢下降；
五、当无人机降低到距折叠平台高度大约1米时，开启电磁吸盘远程控制单元，设置合适档位，全钢制电永磁吸盘产生吸附力；
六、继续缓慢降低无人机高度，直到降到接全钢制电永磁吸盘作用范围，无人机被电磁吸盘吸附安全固定；
七、关闭无人机，断开电磁吸盘远程控制单元，取下无人机，完成回收。
控制无人机安全放飞的方法具体步骤如下：
一、确定当前海况符合无人机起飞条件；
二、控制有人艇航向航速，保持直线航行和姿态；
三、将无人机放置在全钢制电永磁吸盘上，开启电磁吸盘远程控制单元，吸附无人机；
四、启动无人机，待无人机产生足够升力后，断开电磁吸盘远程控制单元，无人机利用升力升空，完成放飞。
如图2所示，提供了一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置，包括：
船艇指挥控制中心201，用于确定当前海况符合无人机降落或者起飞条件时，输入回收无人机的控制命令或放飞无人机的控制命令；
无人机控制器202，用于判断收到的是回收无人机的控制命令还是放飞无人机的控制命令，当收到回收无人机的控制命令后，依据计算出的无人机203相对目标船艇的运动速度和精确位置以控制无人机从所述目标船艇上方靠近所述目标船艇上的折叠平台，及控制电磁吸盘远程控制单元204对电磁吸盘205进行充磁，使无人机吸附固定在折叠平台中的电磁吸盘205上；或者收到放飞无人机的控制命令后，控制所述电磁吸盘远程控制单元开启所述电磁吸盘205进行充磁，使无人机吸附固定在所述电磁吸盘上，及通过所述无人机控制器启动无人机，待无人机产生的牵引力满足起飞条件时，通过所述电磁吸盘远程控制单元控制所述电磁吸盘205退磁，无人机起飞；
所述电磁吸盘远程控制单元204，用于远程控制电磁吸盘205进行充磁、退磁以及档位调节；
所述电磁吸盘205，用于产生磁场吸附无人机，充磁后，使无人机安全吸附固定于折叠平台上，退磁后，放飞无人机。
在本发明的一实施例中，所述电磁吸盘205可根据电磁吸盘远程控制单元的档位开关产生不同强度的磁场，用于不同重量无人机的固定和释放作业，开启后，电磁吸力使无人机安全可靠的吸附固定于折叠平台上，关闭后，电磁吸力消失可释放无人机。
在本发明的一实施例中，所述船艇指挥控制中心201，还用于确定当前海况符合无人机降落或者起飞条后，控制所述目标船艇的航向航速，保持所述目标船艇直线航行和姿态。
在本发明的一实施例中，所述电磁吸盘远程控制单元204，还用于调节所述电磁吸盘的目标档位；其中，还用于远程开启和关闭所述电磁吸盘205，配置档位调节开关控制电磁吸盘205产生不同档位的磁场。
在本发明的一实施例中，所述折叠平台用于无人机的回收和释放，采用不锈钢或者铝合金制造；另外，折叠平台通过支架固定在船艇尾部，支架高度不超过船艇尾部甲板1米，支架以螺丝固定在艇后部，折叠平台采用三折方式展开。
在本发明的一实施例中，还包括无人机吸附附件，通过卡扣固定安装在无人机底部的支架上，用于增大对无人机的电磁吸附力，使无人机安全固定在所述电磁吸盘上。
无人机吸附附件的材料为铁质长条片，通过计算铁片面积得到对应吸附力，确定不同重量和载荷的无人机选用铁条片大小。
在本发明的一实施例中，所述电磁吸盘远程控制单元204安装在所述目标船艇的驾驶室内，通过电源线和控制线与所述电磁吸盘连接，控制电磁吸盘的电源通断、充磁、退磁和电磁强度。
在本发明的一实施例中，所述电磁吸盘为全钢制电永磁吸盘，采用整块钢板加工而成，内部放置一定数量的钕铁硼磁铁材料，嵌装在所述折叠平台中部，根据需要搭载的无人机最大重量和最大载荷计算吸附力，确定钕铁硼磁铁材料数量。
本发明为一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法及装置，能够在不高于4级海况情况下，安全、快速的实现固定翼垂直起降无人机的回收和放飞。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过船艇指挥控制中心确定当前海况符合无人机降落或者起飞条件时，输入回收无人机的控制命令或放飞无人机的控制命令；
通过无人机控制器判断收到的是回收无人机的控制命令还是放飞无人机的控制命令；
无人机控制器收到回收无人机的控制命令后，依据计算出的无人机相对目标船艇的运动速度和精确位置以控制无人机从所述目标船艇上方靠近所述目标船艇上的折叠平台，同时控制电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在折叠平台中的电磁吸盘上；
无人机控制器收到放飞无人机的控制命令后，控制所述电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在所述电磁吸盘上，及通过所述无人机控制器启动无人机，待无人机产生的牵引力满足起飞条件时，通过所述电磁吸盘远程控制单元控制电磁吸盘退磁，无人机起飞。
2.根据权利要求1所述的海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法，其特征在于，在船艇指挥控制中心确定当前海况符合无人机降落或者起飞条后，控制所述目标船艇的航向航速，保持所述目标船艇直线航行和姿态。
3.根据权利要求1所述的海上移动平台控制无人机回收和放飞的方法，其特征在于，在控制无人机安全回收的步骤中还包括：
船艇指挥控制中心利用所述目标船艇和无人机的差分GPS，实时精确解算出无人机与所述目标船艇之间距离和高度；
无人机控制器根据实时解算结果，引导无人机从所述目标船艇尾部上方进入并靠近所述折叠平台，其中，无人机控制器降低无人机高度和调整无人机飞行姿态，从所述折叠平台上方缓慢下降；
当无人机降低到距所述折叠平台高度1米时，通过所述电磁吸盘远程控制单元调节所述电磁吸盘的目标档位，对电磁吸盘进行充磁，控制所述电磁吸盘产生吸附力；
继续缓慢降低无人机高度，直到无人机被所述电磁吸盘吸附安全固定；
关闭无人机，通过电磁吸盘远程控制单元进行退磁操作，取下无人机，完成回收。
4.一种海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置，其特征在于，包括：
船艇指挥控制中心，用于确定当前海况符合无人机降落或者起飞条件时，输入回收无人机的控制命令或放飞无人机的控制命令；
无人机控制器，用于判断收到的是回收无人机的控制命令还是放飞无人机的控制命令，当收到回收无人机的控制命令后，依据计算出的无人机相对目标船艇的运动速度和精确位置以控制无人机从所述目标船艇上方靠近所述目标船艇上的折叠平台，及控制电磁吸盘远程控制单元对电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在折叠平台中的电磁吸盘上；或者收到放飞无人机的控制命令后，控制所述电磁吸盘远程控制单元开启所述电磁吸盘进行充磁，使无人机吸附固定在所述电磁吸盘上，及通过所述无人机控制器启动无人机，待无人机产生的牵引力满足起飞条件时，通过所述电磁吸盘远程控制单元控制所述电磁吸盘退磁，无人机起飞；
所述电磁吸盘远程控制单元，用于远程控制电磁吸盘进行充磁和退磁以及档位调节；
所述电磁吸盘，用于产生磁场吸附无人机，充磁后，使无人机安全吸附固定于折叠平台上，退磁后，放飞无人机。
5.根据权利要求4所述的海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置，其特征在于，所述船艇指挥控制中心，还用于确定当前海况符合无人机降落或者起飞条后，控制所述目标船艇的航向航速，保持所述目标船艇直线航行和姿态。
6.根据权利要求4所述的海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置，其特征在于，所述电磁吸盘远程控制单元，还用于调节所述电磁吸盘的目标档位。
7.根据权利要求4所述的海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置，其特征在于，所述折叠平台用于无人机的回收和释放，采用不锈钢或者铝合金制造。
8.根据权利要求4所述的海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置，其特征在于，还包括无人机吸附附件，通过卡扣固定安装在无人机底部的支架上，用于增加无人机与电磁吸盘的接触面积，使无人机安全固定在所述电磁吸盘上。
9.根据权利要求4所述的海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置，其特征在于，所述电磁吸盘远程控制单元安装在所述目标船艇的驾驶室内，通过电源线和控制线与所述电磁吸盘连接，控制电磁吸盘的电源通断、充磁、退磁和电磁强度。
10.根据权利要求4所述的海上移动平台控制无人机回收和放飞的装置，其特征在于，所述电磁吸盘为全钢制电永磁吸盘，采用整块钢板加工而成，内部放置一定数量的钕铁硼磁铁材料，嵌装在所述折叠平台中部，根据需要搭载的无人机最大重量和最大载荷计算吸附力，确定钕铁硼磁铁材料数量。
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