專利名稱：基于激光指引的無人直升機(jī)自動著陸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是用于指示和引導(dǎo)無人直升機(jī)自動著陸的方法，能夠精確、方便地指引無 人直升機(jī)完成定點(diǎn)著陸。主要應(yīng)用在無人直升機(jī)、航空航天、機(jī)器人等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無人直升機(jī)的定點(diǎn)著陸方法通常有兩種。其一是在GPS (Global Positioning System)全球定位系統(tǒng)的指示下，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)著 陸。利用GPS引導(dǎo)直升機(jī)著陸，是目前最普遍的方法。然而，由于GPS信號穿透力差，極易 受地面建筑物和樹叢的影響而失效。此外，GPS受美國軍方控制，在特殊情況下亦會失效。 因此，利用GPS引導(dǎo)直升機(jī)著陸存在弊端和隱患。其二是利用視覺導(dǎo)航裝置，根據(jù)事先鋪設(shè)在地面上信號布的指示，引導(dǎo)直升機(jī)著 陸。由于視覺導(dǎo)航必須利用光學(xué)信號實(shí)現(xiàn)識別，而信號布的光學(xué)信號受周圍環(huán)境影響甚大。 因此，在光照不足的情況下，視覺導(dǎo)航裝置的識別率會嚴(yán)重降低，甚至無法識別信號布。尤 其在夜間，視覺導(dǎo)航裝置必須借助外界光源的照射才能正常工作。此外，由于信號布通常在 直升機(jī)著陸前鋪設(shè)，而在直升機(jī)的著陸過程中無法移動。因而無法根據(jù)實(shí)際飛行情況，實(shí)時 更改無人直升機(jī)的著陸位置。因此，以上兩種方法均存在一定程度的不足。本發(fā)明通過激光指引無人直升機(jī)的著陸，主要有以下優(yōu)點(diǎn)。其一，激光發(fā)射器無 需GPS信號，沒有失效的隱患；其二，激光發(fā)射器不受周圍建筑物和樹叢的限制，使用范圍 廣泛；其三，激光發(fā)射器在夜間仍能正常使用，而無需外界光源的照射；其四，激光發(fā)射器 不受電磁干擾影響，可靠性強(qiáng)；其五，在直升機(jī)的著陸過程中，可以利用激光發(fā)射器方便地 更改著陸目標(biāo)位置；其六，利用激光引導(dǎo)的直升機(jī)著陸可以方便地實(shí)現(xiàn)“指到那里，落在哪 里”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于指示無人直升機(jī)自動著陸的方法。本發(fā)明的特征在于，含有激光發(fā)射器、機(jī)載激光捕獲裝置和飛行控制系統(tǒng)，其中 激光發(fā)射器用于著陸指示，機(jī)載激光捕獲裝置用于捕獲激光發(fā)射器照射在地面上的激光光 點(diǎn)，飛行控制系統(tǒng)根據(jù)激光捕獲裝置的輸出信號操縱直升機(jī)跟蹤激光光點(diǎn)，從而使直升機(jī) 按照激光發(fā)射器的指示和引導(dǎo)，逐漸向地面上的激光光點(diǎn)靠近，并同時下降高度，直至完成 自動著陸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其一，激光發(fā)射器無需GPS信號，沒有失效的隱患；其二，激光 發(fā)射器不受周圍建筑物和樹叢的限制，使用范圍廣泛；其三，激光發(fā)射器在夜間仍能正常使 用，而無需外界光源的照射；其四，激光發(fā)射器不受電磁干擾影響，可靠性強(qiáng)；其五，在直升 機(jī)的著陸過程中，可以利用激光發(fā)射器方便地更改著陸目標(biāo)位置；其六，利用激光引導(dǎo)的直 升機(jī)著陸可以方便地實(shí)現(xiàn)“指到那里，落在哪里”。


圖1是基于激光指引的無人直升機(jī)自動著陸的示意圖。圖1中操作人員通過激光 發(fā)射器向期望的著陸點(diǎn)照射激光。無人直升機(jī)通過機(jī)載激光捕獲裝置，捕獲激光光點(diǎn)。飛 行控制系統(tǒng)操縱直升機(jī)跟蹤并靠近光點(diǎn)，直至著陸。
具體實(shí)施例方式圖1中操作人員通過激光發(fā)射器向期望的著陸點(diǎn)照射激光。無人直升機(jī)通過機(jī)載 激光捕獲裝置，捕獲激光發(fā)射器照射在地面上的激光光點(diǎn)。飛行控制系統(tǒng)根據(jù)激光捕獲裝 置的輸出信號操縱直升機(jī)跟蹤激光光點(diǎn)。從而，在飛行控制系統(tǒng)的控制下，直升機(jī)按照激光 發(fā)射器的指示和引導(dǎo)，逐漸向地面上的激光光點(diǎn)靠近，并同時下降高度，直至無人直升機(jī)最 終完成自動著陸。
權(quán)利要求
基于激光指引的無人直升機(jī)自動著陸方法，其特征在于，含有激光發(fā)射器、機(jī)載激光捕獲裝置和飛行控制系統(tǒng)，其中激光發(fā)射器用于著陸指示，機(jī)載激光捕獲裝置用于捕獲激光發(fā)射器照射在地面上的激光光點(diǎn)，飛行控制系統(tǒng)根據(jù)激光捕獲裝置的輸出信號操縱直升機(jī)跟蹤激光光點(diǎn)，從而使直升機(jī)按照激光發(fā)射器的指示和引導(dǎo)，逐漸向地面上的激光光點(diǎn)靠近，并同時下降高度，直至完成自動著陸。
全文摘要
基于激光指引的無人直升機(jī)自動著陸方法屬于無人機(jī)飛行控制領(lǐng)域，其特征在于，含有激光發(fā)射器、機(jī)載激光捕獲裝置和飛行控制系統(tǒng)，其中激光發(fā)射器用于著陸指示，機(jī)載激光捕獲裝置用于捕獲激光發(fā)射器照射在地面上的激光光點(diǎn)，飛行控制系統(tǒng)根據(jù)激光捕獲裝置的輸出信號操縱直升機(jī)跟蹤激光光點(diǎn)，從而使無人直升機(jī)按照激光發(fā)射器的指示和引導(dǎo)，逐漸向地面上的激光光點(diǎn)靠近，并同時下降高度，直至完成自動著陸。本發(fā)明利用激光指示的精確性，可準(zhǔn)確方便地引導(dǎo)無人直升機(jī)的自動著陸。
文檔編號G05D1/00GK101976078SQ201010297560
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者朱紀(jì)洪, 王冠林 申請人:清華大學(xué)