本發(fā)明涉及無人機引導降落，具體而言，涉及一種紅外引導降落裝置及降落方法。

背景技術：

1、在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的時代，無人機技術逐漸成為各行業(yè)應用的關鍵之一。隨著無人機的廣泛應用，其在軍事、民用、商業(yè)等領域的需求不斷增長。然而，無人機的安全降落一直是一個備受關注的問題。特別是在惡劣氣候條件下或無法使用gps等常規(guī)定位系統(tǒng)的情況下，確保無人機準確、安全地降落變得尤為重要。

2、目前的無人機精準降落技術多采用衛(wèi)星定位及視覺引導，其中一些主要問題包括：

3、1.gps依賴性：目前無人機的精準降落主要依賴全球定位系統(tǒng)(gps)或北斗來獲取飛行器以及降落點的精準位置信息。然而，在某些環(huán)境中，如城市、峽谷、密集建筑區(qū)域或電磁干擾環(huán)境下，衛(wèi)星定位信號可能受到干擾或遮擋，導致定位精度下降。

4、2.高成本：rtk(real-time?kinematic)定位系統(tǒng)通常需要基站和移動設備之間的實時通信，并且設備本身的成本相對較高，這使得采用這種技術的無人機系統(tǒng)成本相對較高，限制了其在一些應用領域的廣泛應用。

5、3.光照條件限制：傳統(tǒng)的視覺引導系統(tǒng)在光照條件較差的情況下表現(xiàn)不佳，例如在夜間、濃霧或強日光照射下，視覺傳感器可能無法準確識別地面特征，導致降落困難。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是：

2、為了解決現(xiàn)有無人機降落時對于gps依賴較強，實時通信的定位系統(tǒng)成本較高，以及受限于光照條件的問題。

3、本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案：

4、本發(fā)明提供了一種紅外引導降落裝置，所述紅外引導降落裝置為中心對稱結構，包括紅外發(fā)射管固定基座，所述紅外發(fā)射管固定基座的上端開口設置，且在開口處通過若干個擋板形成蜂巢狀排布的若干個腔室，所述腔室或由側邊的四個擋板與底部的紅外發(fā)射管固定基座上端面圍設而成或由側邊的三個擋板、紅外發(fā)射管固定基座側壁和底部的紅外發(fā)射管固定基座上端面圍設而成或由側邊的兩個擋板、位于角處的相鄰兩個紅外發(fā)射管固定基座側壁和底部的紅外發(fā)射管固定基座上端面圍設形成，每個腔室的紅外發(fā)射管固定基座上端面中心處均設有紅外發(fā)射安裝孔，所述紅外發(fā)射安裝孔與紅外發(fā)射管連接，用于通過若干腔室內的紅外發(fā)射管將空域分割成若干個子空域，無人機通過攜帶的紅外接收器接收相應子空域的紅外信號，進而判斷并引導無人機降落至紅外引導降落裝置的正確位置。

5、進一步地，所述紅外發(fā)射管固定基座為abs工程塑料紅外發(fā)射管固定基座，紅外發(fā)射管固定基座的表面噴涂啞光涂料層。

6、進一步地，每個腔室內的紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外信息互不相同。

7、進一步地，相鄰兩個腔室內的紅外發(fā)射管間隔發(fā)射紅外信號。

8、進一步地，所述紅外發(fā)射管固定基座為倒扣的碗狀結構。

9、進一步地，每個腔室內的紅外發(fā)射管固定基座上端面為平滑曲面或平面。

10、進一步地，所述擋板或紅外發(fā)射管固定基座側壁與紅外發(fā)射管固定基座上端面的夾角相同且均大于90°。

11、進一步地，所述紅外發(fā)射管的波長為940nm，發(fā)射頻率為37khz。

12、進一步地，所述紅外發(fā)射管固定基座通過擋板分隔出九個腔室，即3*3個腔室，從紅外引導降落裝置橫截面的二維空域來說，將空域分隔為九個子空域，包括第一子空域、第二子空域、第三子空域、第四子空域、第五子空域、第六子空域、第七子空域、第八子空域和第九子空域，第一子空域包含紅第一紅外發(fā)射管的紅外信號，第二子空域包含第一紅外發(fā)射管和第二紅外發(fā)射管的紅外信號，第三子空域包含第二紅外發(fā)射管的紅外信號，第四子空域包含第二紅外發(fā)射管和第三紅外發(fā)射管的紅外信號，第五子空域包含第三紅外發(fā)射管的紅外信號，第六子空域包含第三紅外發(fā)射管和第四紅外發(fā)射管的紅外信號，第七子空域包含第四紅外發(fā)射管的紅外信號，第八子空域包含第四紅外發(fā)射管和第五紅外發(fā)射管的紅外信號，第九子空域包含第五紅外發(fā)射管的紅外信號；將二維空域推廣至三維空域后，所述空域被分割為78個子空域。

13、本發(fā)明一種紅外引導降落裝置的降落方法，包括以下步驟：

14、將紅外引導降落裝置放置在需要引導無人機降落的平地或平面上，開啟紅外發(fā)射管，按照每個腔室內的紅外發(fā)射管按照相鄰兩個腔室互為間隔的方式發(fā)射不同編碼信息；當無人機位于某一子空域時，根據(jù)無人機上攜帶的紅外接收器對于接收到的紅外信號進行解碼，判斷出無人機相對于紅外引導降落裝置的相對子空域，根據(jù)目標位置不斷修正無人機的位置，直至將無人機調整至紅外引導降落裝置的目標子空域。

15、相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果是：

16、1.全天候性能：本發(fā)明采用紅外發(fā)射技術，不受光照條件和天氣影響，具備全天候性能；相對于依賴衛(wèi)星信號和視覺引導的技術，意味著無論是在惡劣天氣、低光環(huán)境還是缺乏地面特征的情況下，無人機仍然能夠準確降落；

17、2.高精度降落：由于紅外技術的高靈敏度和精準性，本專利具備更高的降落精度；相較于傳統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)可能存在的誤差，以及視覺引導在復雜條件下的限制，紅外引導降落裝置能夠提供更為可靠和準確的降落引導；

18、3.成本效益：相對于rtk定位系統(tǒng)等高成本的技術，紅外引導降落裝置的實施成本更為合理；紅外發(fā)射技術本身相對成本較低，同時由于獨立工作而無需建立基站和復雜通信網絡，降低了系統(tǒng)的整體成本；

19、4.復雜環(huán)境適應性：本發(fā)明的紅外引導技術在復雜城市環(huán)境、密集建筑物區(qū)域和人口密集區(qū)域中具備更強的適應性，克服了傳統(tǒng)技術在這些環(huán)境下可能面臨的難題，為無人機在更廣泛的應用場景中提供了可能性。

20、5.操作簡單：將空域分割為若干個子空域后，依據(jù)無人機攜帶的紅外接收器接收不同子空域的紅外信號分辨其當前位于的子空域，判斷方法簡單快捷，且很容易調整無人機移動至目標子空域，操作簡單便捷。

技術特征：

1.一種紅外引導降落裝置，其特征在于：所述紅外引導降落裝置(100)為中心對稱結構，包括紅外發(fā)射管固定基座(10)，所述紅外發(fā)射管固定基座(10)的上端開口設置，且在開口處通過若干個擋板(11)形成蜂巢狀排布的若干個腔室(12)，所述腔室(12)或由側邊的四個擋板(11)與底部的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面圍設而成或由側邊的三個擋板(11)、紅外發(fā)射管固定基座(10)側壁和底部的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面圍設而成或由側邊的兩個擋板(11)、位于角處的相鄰兩個紅外發(fā)射管固定基座(10)側壁和底部的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面圍設形成，每個腔室(12)的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面中心處均設有紅外發(fā)射安裝孔(13)，所述紅外發(fā)射安裝孔(13)與紅外發(fā)射管(20)連接，用于通過若干腔室(12)內的紅外發(fā)射管(20)將空域分割成若干個子空域，無人機通過攜帶的紅外接收器接收相應子空域的紅外信號，進而判斷并引導無人機降落至紅外引導降落裝置(100)的正確位置。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種紅外引導降落裝置，其特征在于：所述紅外發(fā)射管固定基座(10)為abs工程塑料紅外發(fā)射管固定基座，紅外發(fā)射管固定基座(10)的表面噴涂啞光涂料層。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種紅外引導降落裝置，其特征在于：每個腔室(12)內的紅外發(fā)射管(20)發(fā)射的紅外信息互不相同。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種紅外引導降落裝置，其特征在于：相鄰兩個腔室(12)內的紅外發(fā)射管(20)間隔發(fā)射紅外信號。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種紅外引導降落裝置，其特征在于：所述紅外發(fā)射管固定基座(10)為倒扣的碗狀結構。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種紅外引導降落裝置，其特征在于：每個腔室(12)內的紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面為平滑曲面或平面。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種紅外引導降落裝置，其特征在于：所述擋板(11)或紅外發(fā)射管固定基座(10)側壁與紅外發(fā)射管固定基座(10)上端面的夾角相同且均大于90°。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種紅外引導降落裝置，其特征在于：所述紅外發(fā)射管(20)的波長為940nm，發(fā)射頻率為37khz。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種紅外引導降落裝置，其特征在于：所述紅外發(fā)射管固定基座(10)通過擋板(11)分隔出九個腔室(12)，即3*3個腔室(12)，從紅外引導降落裝置(100)橫截面的二維空域來說，將空域分隔為九個子空域，包括第一子空域(31)、第二子空域(32)、第三子空域(33)、第四子空域(34)、第五子空域(35)、第六子空域(36)、第七子空域(37)、第八子空域(38)和第九子空域(39)，第一子空域(31)包含紅第一紅外發(fā)射管(201)的紅外信號，第二子空域(32)包含第一紅外發(fā)射管(201)和第二紅外發(fā)射管(202)的紅外信號，第三子空域(33)包含第二紅外發(fā)射管(202)的紅外信號，第四子空域(34)包含第二紅外發(fā)射管(202)和第三紅外發(fā)射管(203)的紅外信號，第五子空域(35)包含第三紅外發(fā)射管(203)的紅外信號，第六子空域(36)包含第三紅外發(fā)射管(203)和第四紅外發(fā)射管(204)的紅外信號，第七子空域(37)包含第四紅外發(fā)射管(204)的紅外信號，第八子空域(38)包含第四紅外發(fā)射管(204)和第五紅外發(fā)射管(205)的紅外信號，第九子空域(39)包含第五紅外發(fā)射管(205)的紅外信號；將二維空域推廣至三維空域后，所述空域被分割為78個子空域。

10.一種根據(jù)權利要求1-9中任一權利要求所述的紅外引導降落裝置的降落方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明提供一種紅外引導降落裝置及降落方法，屬于活性炭制備方法領域。為解決現(xiàn)有無人機降落時對GPS依賴較強，實時通信定位系統(tǒng)成本較高，受限于光照條件的問題。本發(fā)明包括紅外發(fā)射管固定基座和紅外發(fā)射管固定基座上端開口處通過若干個擋板形成的若干個腔室，每個腔室均由圍設的擋板或紅外發(fā)射管固定基座側壁與底部的紅外發(fā)射管固定基座上端面形成，每個腔室的紅外發(fā)射管固定基座上端面中心處均設有紅外發(fā)射安裝孔和與安裝在其上的紅外發(fā)射管，用于將空域形成若干個子空域，通過無人機接收不同信號后不斷調整直至達到目標子空域?？蓽p少對GPS依賴，提高降落系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性，克服了傳統(tǒng)視覺系統(tǒng)在光照差或惡劣天氣下的限制。

技術研發(fā)人員：張澤旭,徐田來,袁帥,張良,王廣宇
受保護的技術使用者：哈爾濱工業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23