一种无人机机巢方位标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机机巢方位标定方法及装置，涉及无人机起降技术领域，包括如下步骤：S1、将旋转平台从0

【技术实现步骤摘要】
一种无人机机巢方位标定方法及装置


[0001]本专利技术涉及无人机起降
，具体涉及一种无人机机巢方位标定方法及装置。

技术介绍

[0002]无人机自动机场系统，是一种能够实现无人机自动起飞、自动巡检、自动回巢、自动充、换电和智能存储的全流程自动化设施，可替代人工利用遥控器或地面站手动操控无人机进行空中巡检作业。目前已经有多旋翼无人机自动机场和垂直起降复合翼无人机自动机场。
[0003]在垂直起降的复合翼无人机自动机场系统中，无人机同时具备固定翼和多旋翼，由于无人机在迎风方向气动干扰更小，具有更好的升力，为了确保无人机飞行安全，提高无人机抗风能力，在无人机起降阶段应尽量保证无人机机头朝向迎风方向。
[0004]通常，机巢壳体多为金属材质，重量较重，不易移动；且内部含有电机、充电线圈等磁性材料，这将导致地磁失效，飞机无法获取准确的起飞航向，从而容易造成无人机在侧风或顺风环境中起飞，从而影响飞行安全。
[0005]现有技术中，在地磁失效的情况下，无人机进行航向标定时，采用RTK技术。早先的无人机RTK定位技术在无人机上只有一根移动站天线，仅能获得移动站与基准站的精准位置关系，无法提供准确的移动站航向信息。针对该问题，又出现了D
‑
RTK高精度导航定位技术。双天线测向技术在移动站仅有一根天线的基础上另外增加了一根天线，移动站分别将两路信号接收解算后，利用其中一路接收天线的数据做基准，向另一路接收天线发送解算修正信息。完成两个天线的相对精准定位，从而获得两个天线之间的相对矢量，该矢量经过数据处理后可为无人机提供高精度的位置与航向信息。D
‑
RTK技术的应用，使得无人机具有强大的抗磁干扰能力，在其电子罗盘受扰后，依然能够提供精准的航向信息，避免了磁场干扰对航向的影响。但是采用D
‑
RTK技术进行无人机定位和测向的方法，也存在成本提高、重量增大、功耗增大、系统复杂度增大等不足之处，对无人机的挂载能力、航程和航时等方面都带来一定负面影响。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种无人机机巢方位标定方法及装置，通过机巢与无人机的联动，利用单RTK定位对无人机的初始航向和机巢中心进行标定，从而实现无人机迎风起飞，最大限度的利用无人机的抗风性能，解决飞机自动起飞过程中遭遇侧风时易出现的倾斜过度、摆动、甚至侧翻现象，导致机巢及无人机损伤的技术问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种无人机机巢方位标定方法，所述机巢包括舱体和安装在舱体顶部的旋转平台，旋转平台顶部停放无人机，所述无人机纵向位置与旋转平台x方向平行，无人机记为0
°
；
包括如下步骤：S1、将旋转平台，从0
°
位置按照第一预设方向旋转α度至少1次，5
°
<α<355
°
，通过无人机机头安装的导航模块分别记录每次0
°
位置时导航模块所在位置A点坐标以及α度位置时导航模块所在位置B点坐标，基于记录结果确定A点坐标和B点坐标；S2、基于所述A点坐标和B点坐标获得旋转平台的旋转中心C点坐标为；S3、基于记录的A点坐标及所述旋转中心C点坐标确定旋转平台向量；S4、基于所述旋转平台向量与第二预设方向的单位向量获得旋转平台的方位角。
[0008]所述步骤S1，包括：S11、记录0
°
位置时导航模块所在位置A点坐标；S12、旋转平台从0
°
位置沿第一预设方向旋转α度，记录α度位置时导航模块所在位置B点坐标；S13、旋转平台从α度位置沿第一预设方向的反方向旋转至0
°
位置；S14、重复执行S11至S13至少一次；S15、将各A点坐标求平均值得到A点坐标，将各B点坐标求平均值得到B点坐标。
[0009]所述步骤S2，包括：S21、通过A点坐标和B点坐标，获得AB的中点D的坐标为，以及向量；S22、计算向量；S23、基于向量和向量的点积计算x值和y值，获得C点坐标。
[0010]所述步骤S4，包括：S41、基于C点坐标和A点坐标获得；S42、基于第二预设方向的单位向量与所述，获得的方位角。
[0011]所述步骤S1，包括：S'11、记录0
°
位置时导航模块所在位置A点坐标；S'12、旋转平台从0
°
位置沿第一预设方向旋转α度，记录α度位置时导航模块所在位置B点坐标；S'13、旋转平台从0
°
位置沿第一预设方向的反方向旋转α度，记录α度位置时导航
模块所在位置E点坐标。
[0012]所述步骤S1，包括：S''11、记录0
°
位置时导航模块所在位置A点坐标；S''12、旋转平台从0
°
位置沿第一预设方向旋转α度，记录α度位置时导航模块所在位置B点坐标；S''13、旋转平台从0
°
位置沿第一预设方向的反方向旋转α度，记录α度位置时导航模块所在位置E点坐标；S''14、重复执行S''11至S''13至少一次；S''15、将各A点坐标求平均值得到A点坐标，将各B点坐标求平均值得到B点坐标，将各E点坐标求平均值得到E点坐标。
[0013]所述步骤S2，包括：S'21、通过B点坐标和E点坐标，获得线段BE的中点F的坐标为；S'22、基于A点坐标和F点坐标，获得向量；S'23、基于向量和α，获得；S'24、基于、的单位向量以及F点坐标，获得C点坐标。
[0014]所述步骤S1之前，还包括：旋转平台从0
°
位置沿第一预设方向的反方向旋转第一预设角度；旋转平台每次从0
°
位置旋转α度后，继续沿原来方向旋转第二预设角度后，再反方向回至α度位置，并再次读取导航模块输出的坐标。
[0015]所述机巢还包括机巢顶盖，所述步骤S1之前，还包括：打开机巢顶盖并判断机巢顶盖是否打开到位，若到位，则执行步骤S1；否则，则不执行。
[0016]一种无人机机巢方位标定装置，包括机巢和无人机，所述机巢包括舱体和安装在舱体顶部的旋转平台，旋转平台顶部用于停放无人机，所述无人机纵向位置与旋转平台x方向平行，无人机机头部安装有导航模块，还包括：控制模块，用于按照第一预设方向旋转所述旋转平台；数据处理模块，用于基于导航模块读取的数据，按照上述的方法，获得旋转平台的方位角。
[0017]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：（Ⅰ）本专利技术方法通过单RTK信息在强磁场干扰环境下实现了机巢方位的确定，相比现有技术中双RTK的航向标定，降低了成本，减轻无人机重量、减小功耗，从而增大了航程，
并解决了双RTK技术所带来的安装限制，降低了系统复杂度，同时，为无人机准确回巢提供了保证。
[0018]（Ⅱ）本专利技术的方法对于机巢方位的标定，为无人机在起风的天气中起飞时，旋转平台通过机巢联动的方式进行风向找正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机机巢方位标定方法，所述机巢（1）包括舱体（3）和安装在舱体（3）顶部的旋转平台（4），旋转平台（4）顶部停放无人机，所述无人机纵向位置与旋转平台x方向平行，无人机机头部安装有导航模块（6），以无人机机头初始方向为旋转平台初始方向，记为0
°
；其特征在于，包括如下步骤：S1、将旋转平台（4），从0
°
位置按照第一预设方向旋转α度至少1次，5
°
<α<355
°
，通过无人机机头安装的导航模块（6）分别记录每次0
°
位置时导航模块（6）所在位置A点坐标以及α度位置时导航模块（6）所在位置B点坐标，基于记录结果确定A点坐标和B点坐标；S2、基于所述A点坐标和B点坐标获得旋转平台的旋转中心C点坐标为；S3、基于记录的A点坐标及所述旋转中心C点坐标确定旋转平台向量；S4、基于所述旋转平台向量与第二预设方向的单位向量获得旋转平台的方位角。2.如权利要求1所述无人机机巢方位标定方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：S11、记录0
°
位置时导航模块（6）所在位置A点坐标；S12、旋转平台（4）从0
°
位置沿第一预设方向旋转α度，记录α度位置时导航模块（6）所在位置B点坐标；S13、旋转平台（4）从α度位置沿第一预设方向的反方向旋转至0
°
位置；S14、重复执行S11至S13至少一次；S15、将各A点坐标求平均值得到A点坐标，将各B点坐标求平均值得到B点坐标。3.如权利要求1所述无人机机巢方位标定方法，其特征在于，所述步骤S2，包括：S21、通过A点坐标和B点坐标，获得AB的中点D的坐标为，以及向量；S22、计算向量；S23、基于向量和向量的点积计算x值和y值，获得C点坐标。4.如权利要求1所述无人机机巢方位标定方法，其特征在于，所述步骤S4，包括：S41、基于C点坐标和A点坐标获得；S42、基于第二预设方向的单位向量与所述，获得的方位角。5.如权利要求1所述无人机机巢方位标定方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：S'11、记录0
°
位置时导航模块（6）所在位置A点坐标；S'12、旋转平台（4）从0
°
位置沿第一预设方向旋转α度，记录α度位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欢飞，耿开鹏，冯伟强，陈永辉，
申请(专利权)人：山东智航智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：