本發(fā)明屬于機(jī)器人協(xié)同控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

單一地面無(wú)人車巡邏系統(tǒng)存在巡檢視野范圍小且不能覆蓋所有區(qū)域的問(wèn)題，而且一些像峽谷、河流等路況復(fù)雜的區(qū)域無(wú)人車無(wú)法到達(dá)，單一無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)雖然巡檢視野開(kāi)闊，可以到達(dá)無(wú)人車不能到達(dá)的區(qū)域，但是無(wú)人機(jī)存在一個(gè)致命缺陷，便是飛行時(shí)間短。因此，無(wú)人機(jī)和無(wú)人車協(xié)同控制系統(tǒng)逐漸受到人們的關(guān)注，二者相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，能夠達(dá)到單一無(wú)人巡邏系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不了的效果。

為解決無(wú)人機(jī)飛行時(shí)間短的問(wèn)題，本領(lǐng)域技術(shù)人員采用無(wú)人飛行器通過(guò)電纜與無(wú)人車上的供電系統(tǒng)相連來(lái)解決供電問(wèn)題，雖然解決了無(wú)人機(jī)飛行時(shí)間短的問(wèn)題，但是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)拖著線纜不夠靈活，適用于高速公路等路況好的區(qū)域，應(yīng)用范圍受限。

除此之外，目前還有通過(guò)建立中轉(zhuǎn)站，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落，采用無(wú)線供電和利用太陽(yáng)能電池板來(lái)解決無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間短問(wèn)題。但是地面一些不適宜無(wú)人機(jī)飛行的地方還是需要無(wú)人車來(lái)執(zhí)行巡檢，此外，中轉(zhuǎn)站的建立勢(shì)必會(huì)影響無(wú)人機(jī)巡邏的靈活性，限制了其應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏系統(tǒng)及方法。為了對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有一個(gè)基本的理解，下面給出了簡(jiǎn)單的概括。該概括部分不是泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是用簡(jiǎn)單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細(xì)說(shuō)明的序言。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

在一些可選的實(shí)施例中，提供一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏系統(tǒng)，包括：無(wú)人機(jī)、無(wú)人車及用于接收處理所述無(wú)人機(jī)和無(wú)人車返回的監(jiān)控信息并進(jìn)行協(xié)同任務(wù)分配和處理的智能管控系統(tǒng)，所述無(wú)人車上設(shè)置解鎖裝置，所述無(wú)人機(jī)通過(guò)所述解鎖裝置安裝在所述無(wú)人車上并由所述無(wú)人車運(yùn)載至巡邏目標(biāo)點(diǎn)；

所述無(wú)人機(jī)包括：無(wú)線數(shù)傳模塊、中央控制模塊、多傳感器復(fù)合導(dǎo)航模塊、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及電量采集模塊，所述多傳感器復(fù)合導(dǎo)航模塊及電量采集模塊與所述中央控制模塊的信息輸入端連接，所述驅(qū)動(dòng)器與所述中央控制模塊的控制輸出端連接，所述中央控制模塊接收到初步返回指令后將所述多傳感器復(fù)合導(dǎo)航模塊采集的位置信息及所述電量采集模塊采集的無(wú)人機(jī)電量信息通過(guò)所述無(wú)線數(shù)傳模塊發(fā)送至所述智能管控系統(tǒng)，所述中央控制模塊接收到所述無(wú)人車的位置信息后通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)器控制所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)作，使得所述無(wú)人機(jī)降落在所述無(wú)人車上；

所述智能管控系統(tǒng)包括：通信模塊及與所述通信模塊連接的計(jì)算模塊，所述通信模塊用于接收所述無(wú)人機(jī)的電量信息和位置信息，所述計(jì)算模塊依據(jù)所述無(wú)人機(jī)的電量信息和位置信息進(jìn)行計(jì)算以判斷所述無(wú)人機(jī)是否可以自行飛回出發(fā)點(diǎn)，并通過(guò)所述通信模塊向所述無(wú)人機(jī)與無(wú)人車下發(fā)返回指令。

在一些可選的實(shí)施例中，所述無(wú)人機(jī)還包括：機(jī)端通信模塊、云臺(tái)、相機(jī)、無(wú)線圖傳模塊及攝像機(jī)，所述機(jī)端通信模塊與所述中央控制模塊連接，所述云臺(tái)及攝像機(jī)與所述中央控制模塊的控制輸出端連接，所述相機(jī)安裝在所述云臺(tái)上，所述機(jī)端通信模塊通過(guò)2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)或北斗衛(wèi)星短報(bào)文與所述智能管控系統(tǒng)通信，所述相機(jī)通過(guò)所述無(wú)線圖傳模塊將拍攝的圖片發(fā)送至所述智能管控系統(tǒng)，所述攝相機(jī)通過(guò)所述無(wú)線圖傳模塊將拍攝的圖片、視頻信息發(fā)送至所述智能管控系統(tǒng)。

在一些可選的實(shí)施例中，所述多傳感器復(fù)合導(dǎo)航模塊包括：用于測(cè)量無(wú)人機(jī)三軸姿態(tài)角及高度信息的慣性測(cè)量單元、用于提供無(wú)人機(jī)經(jīng)緯度及速度信息的GPS接收機(jī)、用于輸出無(wú)人機(jī)X軸及Y軸光流信息的光流傳感器、用于為無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)局域定位的激光掃描測(cè)距儀、狀態(tài)估計(jì)器，所述慣性測(cè)量單元、GPS接收機(jī)及光流傳感器與所述狀態(tài)估計(jì)器的信息輸入端連接；所述狀態(tài)估計(jì)器包括：卡爾曼濾波器，所述卡爾曼濾波器用于數(shù)據(jù)融合并計(jì)算出無(wú)人機(jī)的姿態(tài)角、經(jīng)緯度、高度及速度數(shù)據(jù)。

在一些可選的實(shí)施例中，所述無(wú)人車包括：導(dǎo)航模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、車端驅(qū)動(dòng)器、車端執(zhí)行機(jī)構(gòu)、車端無(wú)線數(shù)傳模塊、車端通信模塊、車端攝像頭及車端無(wú)線圖傳模塊；所述導(dǎo)航模塊與所述運(yùn)動(dòng)控制模塊的信息輸入端連接，所述車端驅(qū)動(dòng)器及車端攝像頭與所述運(yùn)動(dòng)控制模塊的控制輸出端連接；所述運(yùn)動(dòng)控制模塊接收到所述智能管控系統(tǒng)下發(fā)的任務(wù)信息后通過(guò)所述車端驅(qū)動(dòng)器控制所述車端執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)作；所述車端無(wú)線數(shù)傳模塊與所述運(yùn)動(dòng)控制模塊連接，將無(wú)人車的自身狀態(tài)信息傳送至所述智能管控系統(tǒng)；所述車端通信模塊通過(guò)2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)或北斗衛(wèi)星短報(bào)文與所述智能管控系統(tǒng)通信；所述車端攝像頭通過(guò)所述車端無(wú)線圖傳模塊將拍攝的視頻發(fā)送至所述智能管控系統(tǒng)。

在一些可選的實(shí)施例中，所述無(wú)人車的導(dǎo)航模塊包括：用于測(cè)量無(wú)人車二維姿態(tài)角信息的車端慣性測(cè)量單元、用于檢測(cè)無(wú)人車的經(jīng)緯度和速度信息的車端GPS接收機(jī)、車端激光掃描測(cè)距儀、車端狀態(tài)估計(jì)器；所述車端慣性測(cè)量單元及車端GPS接收機(jī)與所述車端狀態(tài)估計(jì)器的信息輸入端連接；所述車端狀態(tài)估計(jì)器包括：車端卡爾曼濾波器，所述車端卡爾曼濾波器用于數(shù)據(jù)融合并計(jì)算出無(wú)人車的姿態(tài)角、經(jīng)緯度及速度數(shù)據(jù)。

在一些可選的實(shí)施例中，提供一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏方法，包括：

無(wú)人車將無(wú)人機(jī)由出發(fā)點(diǎn)運(yùn)載至巡邏目標(biāo)點(diǎn)并釋放所述無(wú)人機(jī)；

所述無(wú)人機(jī)接收初步返回指令后，停止移動(dòng)并采集自身的電量信息及位置信息發(fā)送至智能管控系統(tǒng)；

所述無(wú)人車接收初步返回指令后，停止移動(dòng)并采集自身的位置信息發(fā)送至所述智能管控系統(tǒng)；

所述智能管控系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述無(wú)人機(jī)的電量信息及位置信息判斷所述無(wú)人機(jī)是否可以自行飛回出發(fā)點(diǎn)；

若判定結(jié)果為無(wú)人機(jī)可自行飛回出發(fā)點(diǎn)，所述智能管控系統(tǒng)向所述無(wú)人機(jī)與所述無(wú)人車發(fā)送確定返回指令，所述無(wú)人車與所述無(wú)人機(jī)分別返回出發(fā)點(diǎn)；

若判定結(jié)果為無(wú)人機(jī)無(wú)法自行飛回出發(fā)點(diǎn)，所述智能管控系統(tǒng)將所述無(wú)人車的位置信息發(fā)送至所述無(wú)人機(jī)，所述無(wú)人機(jī)飛行至所述無(wú)人車所在的地點(diǎn)，并由所述無(wú)人車帶回出發(fā)點(diǎn)。

在一些可選的實(shí)施例中，所述的一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏方法，還包括：所述智能管控系統(tǒng)將任務(wù)信息發(fā)送至所述無(wú)人車及所述無(wú)人機(jī)；所述任務(wù)信息包括：規(guī)劃完成的航跡路線、運(yùn)載目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)、巡邏任務(wù)區(qū)域的路線、任務(wù)地點(diǎn)、需要采集的數(shù)據(jù)。

在一些可選的實(shí)施例中，所述的一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏方法，還包括：所述無(wú)人車及無(wú)人機(jī)按照所述任務(wù)信息采集任務(wù)區(qū)域的環(huán)境信息，對(duì)任務(wù)區(qū)域進(jìn)行巡邏監(jiān)測(cè)并將采集的環(huán)境信息和視頻圖像傳送至所述智能管控系統(tǒng)。

本發(fā)明所帶來(lái)的有益效果：本發(fā)明不僅將當(dāng)前地面二維巡邏視野擴(kuò)展到三維，而且通過(guò)無(wú)人機(jī)和無(wú)人車相互協(xié)作，延長(zhǎng)了無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與自主控制的相互結(jié)合，使得協(xié)同巡邏系統(tǒng)更加的智能化和易操作化。

為了上述以及相關(guān)的目的，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例包括后面將詳細(xì)說(shuō)明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)明某些示例性方面，并且其指示的僅僅是各個(gè)實(shí)施例的原則可以利用的各種方式中的一些方式。其它的益處和新穎性特征將隨著下面的詳細(xì)說(shuō)明結(jié)合附圖考慮而變得明顯，所公開(kāi)的實(shí)施例是要包括所有這些方面以及它們的等同。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏系統(tǒng)框圖；

圖2是無(wú)人機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是無(wú)人車內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是無(wú)人機(jī)的多傳感器復(fù)合導(dǎo)航模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是無(wú)人車的導(dǎo)航模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過(guò)程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的部件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書(shū)的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書(shū)的所有可獲得的等同物。

如圖1至5所示，在一些說(shuō)明性的實(shí)施例中，提供一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏系統(tǒng)，適用于智能巡防、森林防火監(jiān)測(cè)，包括：無(wú)人機(jī)、無(wú)人車及智能管控系統(tǒng)，所述無(wú)人機(jī)和無(wú)人車通過(guò)無(wú)線信號(hào)建立通信鏈路與地面智能管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交互，具體的，通過(guò)3G/4G、無(wú)線圖傳、無(wú)線數(shù)傳和北斗衛(wèi)星短報(bào)文復(fù)合通信方式建立通信鏈路。

無(wú)人車包含兩種，一種是適應(yīng)于路況好的，用于運(yùn)載無(wú)人機(jī)到達(dá)指定區(qū)域，即目標(biāo)巡邏點(diǎn)，并能夠?qū)o(wú)人機(jī)進(jìn)行電池更換，一種是適應(yīng)于越障的。無(wú)人機(jī)用于與無(wú)人車進(jìn)行協(xié)作，對(duì)空中區(qū)域進(jìn)行巡邏，無(wú)人車上設(shè)置解鎖裝置，無(wú)人機(jī)通過(guò)解鎖裝置安裝在無(wú)人車上并由無(wú)人車運(yùn)載至巡邏目標(biāo)點(diǎn)。所述解鎖裝置采用電磁控制機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制解鎖裝置解鎖組件中電磁鐵的吸合以及解鎖裝置中復(fù)位組件使斷開(kāi)的電磁鐵復(fù)位，進(jìn)而完成無(wú)人機(jī)的解鎖與固定。智能管控系統(tǒng)作為多機(jī)協(xié)同的大腦中樞系統(tǒng)，用于接收處理無(wú)人機(jī)和無(wú)人車返回的監(jiān)控信息并進(jìn)行協(xié)同任務(wù)分配和處理。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要調(diào)配無(wú)人機(jī)、兩種無(wú)人車或者三者協(xié)同巡邏，當(dāng)需要協(xié)同巡邏時(shí)，由無(wú)人車將無(wú)人機(jī)帶到目標(biāo)點(diǎn)并釋放。

無(wú)人機(jī)包括：無(wú)線數(shù)傳模塊1、中央控制模塊2、多傳感器復(fù)合導(dǎo)航模塊3、驅(qū)動(dòng)器4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、電量采集模塊6、機(jī)端通信模塊7、云臺(tái)8、相機(jī)9、無(wú)線圖傳模塊10、攝像機(jī)11及巡邏裝置。巡邏裝置包括危害氣體檢測(cè)傳感器、溫濕度傳感器、全向視覺(jué)傳感器、紅外視覺(jué)傳感器。

多傳感器復(fù)合導(dǎo)航模塊3及電量采集模塊6與中央控制模塊2的信息輸入端連接，驅(qū)動(dòng)器4、攝像機(jī)11及云臺(tái)8與中央控制模塊2的控制輸出端連接，無(wú)線數(shù)傳模塊1、機(jī)端通信模塊7與中央控制模塊2連接。中央控制模塊2包含嵌入式處理器及相關(guān)外圍器件，負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)的自主平穩(wěn)運(yùn)行，并根據(jù)地面智能管控系統(tǒng)的指示自主飛行到目標(biāo)位置。驅(qū)動(dòng)器4用來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5的運(yùn)動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)5包括：機(jī)翼、螺旋槳、腳架、起落架、電機(jī)。無(wú)線數(shù)傳模塊1、機(jī)端通信模塊7及無(wú)線圖傳模塊10組成機(jī)端人機(jī)交互系統(tǒng)，負(fù)責(zé)與智能管控系統(tǒng)交互信息，向智能管控系統(tǒng)發(fā)送當(dāng)前位置信息及監(jiān)控到的圖像信息，同時(shí)也能接收管控系統(tǒng)下發(fā)的任務(wù)信息。相機(jī)9安裝在云臺(tái)8上，云臺(tái)8用于增加相機(jī)9的穩(wěn)定性、拍照錄像切換和調(diào)整相機(jī)的姿態(tài)角，機(jī)端通信模塊7通過(guò)2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)或北斗衛(wèi)星短報(bào)文與智能管控系統(tǒng)通信，相機(jī)9通過(guò)無(wú)線圖傳模塊10將拍攝的圖片發(fā)送至智能管控系統(tǒng)，攝像機(jī)11通過(guò)所述無(wú)線圖傳模塊10將拍攝的圖片、視頻信息發(fā)送至智能管控系統(tǒng)。攝像機(jī)11通過(guò)云網(wǎng)絡(luò)將拍攝的圖像傳輸?shù)街悄芄芸叵到y(tǒng)的頭戴式顯示器，通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)獲得更好的視角和體驗(yàn)。

無(wú)人車包括：導(dǎo)航模塊12、運(yùn)動(dòng)控制模塊13、車端驅(qū)動(dòng)器14、車端執(zhí)行機(jī)構(gòu)15、車端無(wú)線數(shù)傳模塊16、車端通信模塊17、車端攝像頭18及車端無(wú)線圖傳模塊19。

導(dǎo)航模塊12與運(yùn)動(dòng)控制模塊13的信息輸入端連接，車端驅(qū)動(dòng)器14及車端攝像頭18與運(yùn)動(dòng)控制模塊13的控制輸出端連接，車端無(wú)線數(shù)傳模塊16與車端通信模塊17組成車端人機(jī)交互系統(tǒng)，與運(yùn)動(dòng)控制模塊13連接，車端無(wú)線數(shù)傳模塊16將無(wú)人車的自身狀態(tài)信息及時(shí)的傳送到智能管控系統(tǒng)，車端通信模塊17通過(guò)2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)或北斗衛(wèi)星短報(bào)文與智能管控系統(tǒng)通。運(yùn)動(dòng)控制模塊13負(fù)責(zé)無(wú)人車的穩(wěn)定運(yùn)行并按照智能管控系統(tǒng)指示到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)。車端驅(qū)動(dòng)器14用來(lái)驅(qū)動(dòng)車端執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的運(yùn)動(dòng)，車端執(zhí)行機(jī)構(gòu)15包括：車輪、電機(jī)，運(yùn)動(dòng)控制模塊13接收到智能管控系統(tǒng)下發(fā)的任務(wù)信息后通過(guò)車端驅(qū)動(dòng)器14控制車端執(zhí)行機(jī)構(gòu)15運(yùn)作。車端攝像頭18通過(guò)車端無(wú)線圖傳模塊19將拍攝的視頻發(fā)送至智能管控系統(tǒng)。

智能管控系統(tǒng)包括：顯示界面、通信模塊20及計(jì)算模塊21，通信模塊20與計(jì)算模塊21連接，計(jì)算模塊21用于依據(jù)無(wú)人機(jī)的電量信息和位置信息進(jìn)行計(jì)算以判斷無(wú)人機(jī)是否可以自行飛回出發(fā)點(diǎn)。智能管控系統(tǒng)通過(guò)通信模塊20與無(wú)人機(jī)和無(wú)人通訊，通信模塊20包括2G/3G/4G模塊、北斗報(bào)文通信模塊、無(wú)線圖傳通信模塊和無(wú)線數(shù)傳通信模塊。在基站多、蜂窩信號(hào)強(qiáng)的地方通過(guò)2G/3G/4G模塊進(jìn)行通信，在偏遠(yuǎn)地區(qū)、基站少、信號(hào)弱甚至無(wú)蜂窩信號(hào)的條件下通過(guò)北斗衛(wèi)星報(bào)文功能實(shí)現(xiàn)信息交互，無(wú)人機(jī)和無(wú)人車位置信息、電量信息通過(guò)無(wú)線數(shù)傳通信模塊與智能管控系統(tǒng)進(jìn)行通信，巡邏裝置通過(guò)無(wú)線圖傳通信模塊建立通信鏈路發(fā)送圖像到地面智能管控系統(tǒng)。

智能管控系統(tǒng)的顯示界面包含一個(gè)協(xié)同任務(wù)分配及智能管理界面，負(fù)責(zé)及時(shí)為無(wú)人機(jī)自動(dòng)補(bǔ)充電能，協(xié)調(diào)分配無(wú)人機(jī)和無(wú)人車的巡邏任務(wù)。具體包括：一個(gè)無(wú)人機(jī)圖像信息顯示界面，用于顯示無(wú)人機(jī)巡邏范圍內(nèi)的圖像信息，兩個(gè)無(wú)人車的圖像信息顯示界面，用于顯示無(wú)人車周邊環(huán)境圖像信息；一個(gè)電子地圖界面實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機(jī)和無(wú)人車當(dāng)前所處的位置。

工作時(shí)，智能管控系統(tǒng)下發(fā)任務(wù)信息至無(wú)人機(jī)和無(wú)人車，無(wú)人車運(yùn)載無(wú)人機(jī)至巡邏目標(biāo)點(diǎn)后，兩者開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)，執(zhí)行任務(wù)完成后，智能管控系統(tǒng)下發(fā)初步返回指令至無(wú)人機(jī)和無(wú)人車。無(wú)人機(jī)接收到初步返回指令后，無(wú)人機(jī)的多傳感器復(fù)合導(dǎo)航模塊3采集此時(shí)無(wú)人機(jī)的位置信息，無(wú)人機(jī)的電量采集模塊6采集的當(dāng)前無(wú)人機(jī)電量信息，無(wú)人車接收到初步返回指令后，無(wú)人車的導(dǎo)航模塊12采集此時(shí)無(wú)人車的位置信息。無(wú)人機(jī)通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊1將電量信息和位置信息發(fā)送至智能管控系統(tǒng)，無(wú)人車通過(guò)車端無(wú)線數(shù)傳模塊16將位置信息發(fā)送至智能管控系統(tǒng)。智能管控系統(tǒng)的計(jì)算模塊21通過(guò)通信模塊20接收無(wú)人機(jī)的電量信息和位置信息，進(jìn)行計(jì)算，分析計(jì)算電量值能夠滿足返回的里程需求，若無(wú)人機(jī)可以自行返回，則智能管控系統(tǒng)通過(guò)通信模塊20下發(fā)確定返回指令至無(wú)人機(jī)和無(wú)人車，若無(wú)人機(jī)無(wú)法自行返回，則智能管控系統(tǒng)通過(guò)通信模塊20將無(wú)人車的位置信息發(fā)送至無(wú)人機(jī)，中央控制模塊2接收到無(wú)人車的位置信息后通過(guò)驅(qū)動(dòng)器4控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)5運(yùn)作，使得無(wú)人機(jī)降落在無(wú)人車上。

多傳感器復(fù)合導(dǎo)航模塊3包括：慣性測(cè)量單元、GPS接收機(jī)、光流傳感器、激光掃描測(cè)距儀、狀態(tài)估計(jì)器，慣性測(cè)量單元、GPS接收機(jī)及光流傳感器與狀態(tài)估計(jì)器的信息輸入端連接。慣性測(cè)量單元用于測(cè)量無(wú)人機(jī)三軸姿態(tài)角及高度信息，GPS接收機(jī)用于提供無(wú)人機(jī)經(jīng)緯度及速度信息，光流傳感器用于輸出無(wú)人機(jī)X軸及Y軸光流信息，在室內(nèi)GPS信號(hào)不好的情況下，可以通過(guò)光流傳感器實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精確定位、懸停，光流傳感器輸出X軸、Y軸光流信息。狀態(tài)估計(jì)器是基于卡爾曼濾波器的狀態(tài)估計(jì)器，即狀態(tài)估計(jì)器包括：卡爾曼濾波器，將慣性測(cè)量單元、GPS接收機(jī)、光流傳感器輸出的信息送入狀態(tài)估計(jì)器，通過(guò)卡爾曼濾波器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合最終得到無(wú)人機(jī)需要的姿態(tài)角、經(jīng)緯度、高度、速度等信息。激光掃描測(cè)距儀用于為無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)局域定位的，即用于室內(nèi)外的地圖構(gòu)建并進(jìn)行路徑規(guī)劃為無(wú)人機(jī)提供軌跡參考值。

無(wú)人車的導(dǎo)航模塊12包括：車端慣性測(cè)量單元、車端GPS接收機(jī)、車端激光掃描測(cè)距儀、車端狀態(tài)估計(jì)器，車端慣性測(cè)量單元及車端GPS接收機(jī)與車端狀態(tài)估計(jì)器的信息輸入端連接，車端狀態(tài)估計(jì)器包括：車端卡爾曼濾波器。車端慣性測(cè)量單元用于測(cè)量無(wú)人車二維姿態(tài)角信息，車端GPS接收機(jī)用于檢測(cè)無(wú)人車的經(jīng)緯度和速度信息，車端慣性測(cè)量單元與GPS接收機(jī)輸出信息送入車端狀態(tài)估計(jì)器，通過(guò)車端卡爾曼濾波器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合最終得到無(wú)人車需要的姿態(tài)角、經(jīng)緯度、速度信息。車端激光掃描測(cè)距儀用于室內(nèi)外的地圖構(gòu)建并進(jìn)行路徑規(guī)劃為無(wú)人車提供軌跡參考值。

如圖6所示，提供一種無(wú)人機(jī)與無(wú)人車協(xié)作巡邏方法，包括：

101：智能管控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)地巡邏現(xiàn)場(chǎng)需要規(guī)劃無(wú)人車和無(wú)人機(jī)的運(yùn)行軌跡和任務(wù)。

102：智能管控系統(tǒng)調(diào)配無(wú)人車，并將任務(wù)信息發(fā)送至無(wú)人車及無(wú)人機(jī)。任務(wù)信息包括：規(guī)劃完成的航跡路線、運(yùn)載目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)、巡邏任務(wù)區(qū)域的路線、任務(wù)地點(diǎn)、需要采集的數(shù)據(jù)。

103：智能管控系統(tǒng)實(shí)時(shí)判斷無(wú)人車是否到達(dá)目標(biāo)巡邏點(diǎn)，若到達(dá)，進(jìn)行步驟104，否則返回步驟103。

104：智能管控系統(tǒng)調(diào)配無(wú)人機(jī)，無(wú)人車將無(wú)人機(jī)由出發(fā)點(diǎn)運(yùn)載至巡邏目標(biāo)點(diǎn)，待無(wú)人車停穩(wěn)后將解鎖無(wú)人機(jī)的解鎖裝置釋放無(wú)人機(jī)。

105：無(wú)人車及無(wú)人機(jī)按照任務(wù)信息采集任務(wù)區(qū)域的環(huán)境信息，對(duì)任務(wù)區(qū)域進(jìn)行巡邏監(jiān)測(cè)并將采集的環(huán)境信息和視頻圖像傳送至智能管控系統(tǒng)供管控中心人員觀察。

106：智能管控系統(tǒng)下發(fā)初步返回指令至無(wú)人機(jī)和無(wú)人車。

107：無(wú)人機(jī)接收初步返回指令后，停止移動(dòng)并采集自身的電量信息及位置信息發(fā)送至智能管控系統(tǒng)。

108：無(wú)人車接收初步返回指令后，停止移動(dòng)并采集自身的位置信息發(fā)送至智能管控系統(tǒng)。

109：智能管控系統(tǒng)計(jì)算電量信息能夠滿足返回的里程需求，根據(jù)接收到的無(wú)人機(jī)的電量信息及位置信息判斷無(wú)人機(jī)是否可以自行飛回出發(fā)點(diǎn)。

110：若判定結(jié)果為無(wú)人機(jī)可自行飛回出發(fā)點(diǎn)，智能管控系統(tǒng)向無(wú)人機(jī)與無(wú)人車發(fā)送確定返回指令，無(wú)人車與無(wú)人機(jī)分別返回出發(fā)點(diǎn)。

111：若判定結(jié)果為無(wú)人機(jī)無(wú)法自行飛回出發(fā)點(diǎn)，智能管控系統(tǒng)將無(wú)人車的位置信息發(fā)送至無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)初步估計(jì)無(wú)人車的位置，當(dāng)接近無(wú)人車時(shí)無(wú)人機(jī)需要開(kāi)啟視覺(jué)全傳感器精確檢測(cè)無(wú)人車的固定坐標(biāo)，然后調(diào)整自身姿態(tài)直至穩(wěn)定降落到無(wú)人車的預(yù)定位置上，無(wú)人車根據(jù)定位檢測(cè)傳感器的信息確定無(wú)人機(jī)停放正確后將解鎖裝置固定，然后由無(wú)人車運(yùn)載一同返回出發(fā)點(diǎn)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，結(jié)合本文的實(shí)施例描述的各種說(shuō)明性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟均可以實(shí)現(xiàn)成電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或其組合。為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件之間的可交換性，上面對(duì)各種說(shuō)明性的部件、框、模塊、電路和步驟均圍繞其功能進(jìn)行了一般地描述。至于這種功能是實(shí)現(xiàn)成硬件還是實(shí)現(xiàn)成軟件，取決于特定的應(yīng)用和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所施加的設(shè)計(jì)約束條件。熟練的技術(shù)人員可以針對(duì)每個(gè)特定應(yīng)用，以變通的方式實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是，這種實(shí)現(xiàn)決策不應(yīng)解釋為背離本公開(kāi)的保護(hù)范圍。