本發(fā)明屬于無(wú)人機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于LED點(diǎn)陣的地面引導(dǎo)式無(wú)人機(jī)飛行降落系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，多旋翼無(wú)人機(jī)得到廣泛的應(yīng)用，在航空拍攝、電力巡檢、地理測(cè)繪、農(nóng)業(yè)植保、安防監(jiān)控、應(yīng)急救援等諸多領(lǐng)域都有多旋翼無(wú)人機(jī)的應(yīng)用參與。同時(shí)，與無(wú)人機(jī)相關(guān)的技術(shù)也得到快速發(fā)展，大力推動(dòng)了生產(chǎn)力與生活水平的提升。

目前，科技工作者對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)本身的飛行控制技術(shù)研究已相當(dāng)深入，并且取得豐碩的成果。但對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)降落階段的精準(zhǔn)控制還處于研究的起步階段，多旋翼無(wú)人機(jī)的精準(zhǔn)降落功能還不夠成熟可靠，或者應(yīng)用限制條件較多，不能夠全天候使用，且靈活性較差，還沒(méi)有適用于不同無(wú)人機(jī)的實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)降落功能的通用技術(shù)。

在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域，單目視覺(jué)系統(tǒng)發(fā)展迅速，特別在特征顏色識(shí)別、特定規(guī)則形狀識(shí)別方面技術(shù)成熟可靠。以基于BSD許可(開(kāi)源)發(fā)行的跨平臺(tái)計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)OpenCV為例，在1999年由美國(guó)英特爾公司建立后，現(xiàn)已推出多代成熟計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)，可以在Linux、Windows、Android和Mac OS等操作系統(tǒng)上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面的很多通用算法。將計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用到無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落，目前常用做法是將攝像頭、超聲波傳感器與高速處理器嵌入到無(wú)人機(jī)內(nèi)部，通過(guò)機(jī)載攝像頭捕獲形狀規(guī)則并具有鮮明對(duì)比的黑白色標(biāo)記物來(lái)識(shí)別降落點(diǎn)。這種方式將設(shè)備集成在無(wú)人機(jī)機(jī)體中，不能獨(dú)立于無(wú)人機(jī)存在，且容易受到機(jī)體抖動(dòng)、光線強(qiáng)度、地面環(huán)境等因素干擾，不能在夜間或低照明環(huán)境使用，且識(shí)別準(zhǔn)確率較低，精準(zhǔn)降落功能的實(shí)現(xiàn)效果較差。

現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題與缺陷是：

第一，現(xiàn)有技術(shù)都是將攝像頭安裝在無(wú)人機(jī)上，通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載的攝像頭來(lái)捕獲降落點(diǎn)的地理位置特征，這樣對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)載處理器的運(yùn)算速度提出更高的要求，需使用高速大功率的專用處理器進(jìn)行圖像處理以及算法計(jì)算，進(jìn)而使得無(wú)人機(jī)整體功耗增大，這大大降低了無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)時(shí)的飛行半徑；

第二，現(xiàn)有技術(shù)是將攝像頭安裝在無(wú)人機(jī)上，無(wú)人機(jī)在飛行的過(guò)程中，機(jī)身的抖動(dòng)會(huì)影響攝像頭的拍照角度和清晰度，使得圖像處理算法復(fù)雜，難度較大，從而對(duì)無(wú)人機(jī)的精準(zhǔn)降落帶來(lái)不利影響；

第三，現(xiàn)有技術(shù)將攝像頭安裝在無(wú)人機(jī)上，在外界光照較弱以及夜間近似零光照強(qiáng)度環(huán)境下不能正常工作，現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)全天候的精準(zhǔn)降落功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供基于LED點(diǎn)陣的地面引導(dǎo)式無(wú)人機(jī)飛行降落系統(tǒng)及方法，依靠成熟的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)“顏色+形狀”的識(shí)別算法，采用多段式PID控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多旋翼無(wú)人機(jī)全天候厘米級(jí)精準(zhǔn)降落功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于LED點(diǎn)陣的地面引導(dǎo)式無(wú)人機(jī)飛行降落系統(tǒng)，包括：

無(wú)人機(jī)和無(wú)人機(jī)起落站；

所述無(wú)人機(jī)起落站包括載物臺(tái)，所述載物臺(tái)上面安裝輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置，所述輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置上安裝三軸云臺(tái)，所述三軸云臺(tái)上安裝攝像頭，所述攝像頭在三軸云臺(tái)控制下始終保持鏡頭朝上、方向不變，所述攝像頭與地面計(jì)算機(jī)連接；所述地面計(jì)算機(jī)控制攝像頭進(jìn)行拍照；所述地面計(jì)算機(jī)通過(guò)第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊與無(wú)人機(jī)進(jìn)行通信；所述地面計(jì)算機(jī)還與顯示終端連接；

所述無(wú)人機(jī)包括機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊，所述機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)人機(jī)底層飛行控制系統(tǒng)、LED點(diǎn)陣屏、第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連，所述無(wú)人機(jī)底層飛行控制系統(tǒng)與GPS接收模塊連接，在無(wú)人機(jī)下降的過(guò)程中，所述攝像頭拍攝無(wú)人機(jī)正下方的方形LED點(diǎn)陣面板，然后根據(jù)方形LED點(diǎn)陣面板的顏色特征和形狀特征計(jì)算出無(wú)人機(jī)的坐標(biāo)位置；計(jì)算機(jī)根據(jù)無(wú)人機(jī)當(dāng)前位置向無(wú)人機(jī)發(fā)出降落指令；所述無(wú)人機(jī)依據(jù)降落指令最后降落在輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置上，所述機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊還通過(guò)第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊與無(wú)人機(jī)起落站的第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊通信；

所述無(wú)人機(jī)還包括電池，所述電池為機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊、LED點(diǎn)陣屏、GPS接收模塊、無(wú)人機(jī)底層飛行控制系統(tǒng)和第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊供電。

所述LED點(diǎn)陣屏包括超聲波模塊，所述超聲波模塊的電源端接+5V穩(wěn)壓電源，所述超聲波模塊的接地端接地；所述超聲波模塊的模擬信號(hào)輸出端與ARM內(nèi)核處理器的IO1引腳連接；所述ARM內(nèi)核處理器的IO2引腳、IO3引腳和IO4引腳與功率驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接；所述ARM內(nèi)核處理器的電源端接+5V穩(wěn)壓電源，所述ARM內(nèi)核處理器的接地端接地；所述功率驅(qū)動(dòng)模塊的電源端接+5V穩(wěn)壓電源，所述功率驅(qū)動(dòng)模塊的接地端接地；所述功率驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端通過(guò)若干個(gè)LED燈條接地；所述LED燈條組成LED點(diǎn)陣面板。

所述超聲波傳感器用于采集LED點(diǎn)陣屏的高度，即無(wú)人機(jī)當(dāng)前位置的相對(duì)高度。

一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置，該裝置包括定位槽，通過(guò)多個(gè)限位槽的設(shè)置，對(duì)無(wú)人機(jī)的機(jī)翼位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置，包括至少兩個(gè)的一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確限位槽，限位槽的底部設(shè)于固定臺(tái)上，在固定臺(tái)的中部設(shè)置有標(biāo)識(shí)點(diǎn)，無(wú)人機(jī)通過(guò)標(biāo)識(shí)點(diǎn)對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)芯進(jìn)行定位，固定臺(tái)為凹槽結(jié)構(gòu)設(shè)置，便于對(duì)后續(xù)固定樁、滑桿的容納，豎直面或者支架沿著固定臺(tái)的圓周方向布置。

該定位裝置中，無(wú)人機(jī)利用控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了粗定位，粗定位在距離降落平臺(tái)垂直距離5--10cm的區(qū)間內(nèi)自由下落。精確定位裝置中的限位槽可引導(dǎo)無(wú)人機(jī)利用慣性降落達(dá)到精確定位并固定，這樣在兩個(gè)限位槽之間，可人工或者采用機(jī)械設(shè)備對(duì)無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行更換，或者進(jìn)行其他的后續(xù)工作。

作為最優(yōu)方案中，所述限位槽的數(shù)量與無(wú)人機(jī)機(jī)臂的數(shù)量相同，通過(guò)對(duì)每一個(gè)機(jī)翼的限位，可保證無(wú)人機(jī)位置降落的精度，控制在亞毫米級(jí)別。

另一實(shí)施方式中，所述限位槽為兩個(gè)時(shí)，相鄰的兩個(gè)限位槽間隔一無(wú)人機(jī)機(jī)臂設(shè)置，如四翼無(wú)人機(jī)，限位槽可對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)，若為六翼無(wú)人機(jī)，限位槽可設(shè)置兩個(gè)或者三個(gè)，間隔一個(gè)機(jī)翼或者兩個(gè)機(jī)翼進(jìn)行設(shè)置。

若無(wú)人機(jī)攜帶攝像設(shè)備，在所述固定臺(tái)的中部設(shè)置固定樁，所述標(biāo)識(shí)點(diǎn)設(shè)于固定樁上，無(wú)人機(jī)攜帶的設(shè)想設(shè)備對(duì)標(biāo)識(shí)點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別速度快，或者，在固定樁表面設(shè)置攝像設(shè)備，攝像設(shè)備與控制器連接，以對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)芯進(jìn)行粗定位，進(jìn)一步地，所述固定臺(tái)的底部與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定以通過(guò)固定臺(tái)的旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)限位槽的位置，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，無(wú)人機(jī)通過(guò)標(biāo)識(shí)點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)點(diǎn)的定位，相比于傳統(tǒng)技術(shù)中對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)臂四個(gè)點(diǎn)、或者六個(gè)點(diǎn)均進(jìn)行定位控制，實(shí)現(xiàn)降落速度快，有效保證了降落后的后續(xù)工作開(kāi)展。

該攝像設(shè)備設(shè)于固定樁上，有效減輕了無(wú)人機(jī)的重量，提高了無(wú)人機(jī)設(shè)備的飛行時(shí)間，控制器通過(guò)攝像設(shè)備對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)芯位置進(jìn)行定位，以對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)芯進(jìn)行定位，一個(gè)點(diǎn)的定位相對(duì)四個(gè)點(diǎn)的定位來(lái)說(shuō)，定位相對(duì)容易，再配合四個(gè)機(jī)臂的粗定位，降落位置準(zhǔn)確度較高。

進(jìn)一步地，為了提高該定位裝置的適應(yīng)性，適應(yīng)不同機(jī)臂長(zhǎng)度的無(wú)人機(jī)，在所述固定樁的圓周固定有滑桿，滑桿與滑塊固定，滑塊相對(duì)于滑桿可滑動(dòng)，所述的限位槽固定于滑塊上，以通過(guò)滑塊的移動(dòng)調(diào)節(jié)限位槽與固定樁之間的距離。

所述滑塊上設(shè)置緊固件，緊固件穿過(guò)滑塊將滑塊固定于滑桿上，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，可根據(jù)機(jī)臂的長(zhǎng)度，調(diào)整滑塊相對(duì)于滑桿的位置，也就實(shí)現(xiàn)了限位槽相對(duì)于固定樁也就是無(wú)人機(jī)機(jī)芯的位置。

一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確限位槽，用于對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)臂進(jìn)行限位，限位槽包括底部設(shè)置的平撐，平撐一側(cè)與降落面連接，降落面為平面或曲面，降落面與平撐傾斜設(shè)置，無(wú)人機(jī)機(jī)臂支撐腿與降落面發(fā)生接觸后，順著降落面落入到平撐上實(shí)現(xiàn)精確定位，通過(guò)限位槽中降落面的設(shè)置，對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)臂進(jìn)行限位，以提高降落的精度，該定位槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位精度高，可以達(dá)到亞毫米級(jí)。

此外，在所述限位槽中平撐的另一側(cè)設(shè)置第二降落面，第二降落面與平撐傾斜設(shè)置，降落面、平撐與第二降落面形成V型形狀，這樣兩降落面從兩個(gè)方向?qū)o(wú)人機(jī)機(jī)臂的支撐腿進(jìn)行限位控制，拓寬了應(yīng)用范圍，所述限位槽為空心倒立的圓臺(tái)形狀。

或者，所述限位槽為U型，當(dāng)無(wú)人機(jī)機(jī)臂支撐腿與U型的限位槽內(nèi)壁發(fā)生碰撞，無(wú)人機(jī)機(jī)臂支撐腿順著限位槽內(nèi)部滑落至底部。

所述降落面與所述第二降落面之間設(shè)置豎直面；

進(jìn)一步地，在一所述豎直面的頂部開(kāi)有用于支撐無(wú)人機(jī)機(jī)臂的卡槽，通過(guò)卡槽的設(shè)置，無(wú)人機(jī)落入后，對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行固定，卡槽的高度可以根據(jù)無(wú)人機(jī)的具體型號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般情況下，卡槽的高度與大于等于無(wú)人機(jī)機(jī)臂的半徑。

所述豎直面與所述降落面連接，上述限位槽構(gòu)成一個(gè)頂部開(kāi)口的容納空間，或者，所述豎直面設(shè)于所述降落面與所述第二降落面之間，當(dāng)無(wú)人機(jī)降落時(shí)，若無(wú)人機(jī)機(jī)臂支撐腿位置發(fā)生偏斜，限位槽中的降落面內(nèi)表面與無(wú)人機(jī)機(jī)臂支撐腿底部發(fā)生接觸，支撐腿受力向下降落落入到平撐上進(jìn)行支撐，而兩邊的降落面也就是V型形狀設(shè)置的原因，對(duì)支撐腿進(jìn)行限位，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)的精確定位，支架頂部的卡槽在無(wú)人機(jī)位置降落后，對(duì)機(jī)臂進(jìn)行有效支撐和固定，有效保障無(wú)人機(jī)降落的位置。

此外，降落面或者第二降落面相對(duì)于平撐的角度A在30度至80度，限位槽高度H可變化，具體值取決于無(wú)人機(jī)支撐腿的高度。

限位槽底部平撐的寬度可變化，具體值取決于無(wú)人機(jī)支撐腿的寬度。

限位槽卡槽寬度可變化，具體值取決于無(wú)人機(jī)機(jī)臂的直徑。

若降落面的水平投影距離為L(zhǎng)，L＝H/tanA，限位槽高度H和角度A相互制約。

上述技術(shù)特征的有益效果是，無(wú)人機(jī)在降落的過(guò)程中，能夠做到平穩(wěn)降落，避免無(wú)人機(jī)下降過(guò)程中受到碰撞。所述卡槽實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)臂的夾持和固定，所卡槽內(nèi)設(shè)有緊固墊塊和防震墊片，避免了松動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，具有防震功能，提高緊固性，提高了對(duì)無(wú)人機(jī)的保護(hù)性。

所述載物臺(tái)是個(gè)起落平臺(tái)，所述載物臺(tái)相對(duì)于自動(dòng)更換電池裝置進(jìn)行升降，方便自動(dòng)更換電池裝置對(duì)無(wú)人機(jī)更換電池。

所述無(wú)人機(jī)支撐板允許替換為無(wú)人機(jī)支撐架，所述無(wú)人機(jī)支撐架包括矩形框架，所述矩形框架的對(duì)角線設(shè)有連接桿。

所述載物臺(tái)安裝在地面上、多履帶小車(chē)上、AGV小車(chē)或其他能夠承載無(wú)人機(jī)裝置的設(shè)備上。

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、皮帶平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣缸平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或者直線電機(jī)平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

基于LED點(diǎn)陣的地面引導(dǎo)式無(wú)人機(jī)飛行降落方法，包括：

步驟(a1)：無(wú)人機(jī)起落站的計(jì)算機(jī)啟動(dòng)；

步驟(a2)：計(jì)算機(jī)判斷是否收到無(wú)人機(jī)初始化完成指令，若是，則計(jì)算機(jī)向無(wú)人機(jī)發(fā)送已接收指令的第一反饋指令；計(jì)算機(jī)接收飛行模式選擇指令，并將所選擇的飛行模式發(fā)送給無(wú)人機(jī)，進(jìn)入步驟(a4)；若否，則進(jìn)入步驟(a3)；

步驟(a3)：計(jì)算機(jī)判斷是否收到無(wú)人機(jī)的引導(dǎo)降落請(qǐng)求，若收到引導(dǎo)降落請(qǐng)求則進(jìn)行引導(dǎo)降落處理，判斷降落是否完成，若完成則返回步驟(a2)；若未完成則繼續(xù)進(jìn)行引導(dǎo)降落處理；若未收到引導(dǎo)降落請(qǐng)求，則返回步驟(a2)；

步驟(a4)：計(jì)算機(jī)判斷是否收到無(wú)人機(jī)的第二反饋指令，若收到無(wú)人機(jī)第二反饋指令，則進(jìn)入步驟(a5)；若未收到無(wú)人機(jī)第二反饋指令，則返回步驟(a2)計(jì)算機(jī)繼續(xù)接收飛行模式選擇指令；

步驟(a5)：計(jì)算機(jī)接收路徑規(guī)劃點(diǎn)的輸入指令，判斷是否輸入完畢，若是則進(jìn)入步驟(a6)；若否則返回步驟(a5)；

步驟(a6)：計(jì)算機(jī)將路徑規(guī)劃點(diǎn)及路徑規(guī)劃點(diǎn)輸入完成指令發(fā)送給無(wú)人機(jī)，計(jì)算機(jī)接收校驗(yàn)結(jié)果并核對(duì)；判斷校驗(yàn)結(jié)果是否相同，若相同則發(fā)送校驗(yàn)通過(guò)指令返回步驟(a2)；若否則返回步驟(a5)；所述校驗(yàn)結(jié)果是發(fā)送的路徑點(diǎn)及數(shù)目與接收的路徑點(diǎn)及數(shù)目是否一致。

基于LED點(diǎn)陣的地面引導(dǎo)式無(wú)人機(jī)飛行降落方法，包括：

步驟(b1)：無(wú)人機(jī)開(kāi)機(jī)并初始化；

步驟(b2)：無(wú)人機(jī)發(fā)送初始化完成指令給地面的計(jì)算機(jī)，無(wú)人機(jī)判斷是否收到地面計(jì)算機(jī)的第一反饋指令，若收到則進(jìn)入步驟(b3)；若未收到就返回步驟(b2)；

步驟(b3)：無(wú)人機(jī)準(zhǔn)備接收計(jì)算機(jī)上傳過(guò)來(lái)的飛行模式選擇指令，無(wú)人機(jī)收到飛行模式選擇指令后向計(jì)算機(jī)發(fā)送第二反饋指令；

步驟(b4)：無(wú)人機(jī)準(zhǔn)備接收計(jì)算機(jī)上傳過(guò)來(lái)的規(guī)劃路徑點(diǎn)選擇指令，無(wú)人機(jī)判斷是否收到發(fā)送完成指令，若收到發(fā)送完成指令就發(fā)送校驗(yàn)結(jié)果給計(jì)算機(jī)，進(jìn)入步驟(b5)；若未收到發(fā)送完成指令就返回步驟(b4)；所述校驗(yàn)結(jié)果是發(fā)送的路徑點(diǎn)及數(shù)目與接收的路徑點(diǎn)及數(shù)目是否一致；

步驟(b5)：判斷是否收到校驗(yàn)通過(guò)指令，若是，則無(wú)人機(jī)執(zhí)行規(guī)劃路徑點(diǎn)飛行任務(wù)，飛行任務(wù)完成，請(qǐng)求引導(dǎo)降落，結(jié)束；若否，則返回步驟(b4)。

所述引導(dǎo)降落的步驟為：

步驟(a30)：計(jì)算機(jī)判斷是否收到無(wú)人機(jī)的引導(dǎo)降落請(qǐng)求，若收到引導(dǎo)降落請(qǐng)求則進(jìn)行引導(dǎo)降落處理，進(jìn)入步驟(a31)；若未收到則等待無(wú)人機(jī)發(fā)出引導(dǎo)降落請(qǐng)求；

步驟(a31)：計(jì)算機(jī)控制無(wú)人機(jī)起落站的攝像頭抓拍圖片；

步驟(a32)：提取圖片中發(fā)光區(qū)域的顏色特征和形狀特性；判斷顏色特征是否匹配，將抓拍圖片中的發(fā)光顏色與預(yù)先設(shè)定的指定高度的發(fā)光顏色進(jìn)行匹配；若匹配成功就進(jìn)入步驟(a33)；若匹配失敗則返回步驟(a31)；

步驟(a33)：判斷形狀特征是否匹配，判斷抓拍圖片中的LED點(diǎn)陣屏的點(diǎn)亮圖片是否為方形，若是，則計(jì)算方形圖片中心點(diǎn)的坐標(biāo)，圖片中心點(diǎn)的坐標(biāo)即為無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落所需要的坐標(biāo)，并將此坐標(biāo)發(fā)送給無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)根據(jù)坐標(biāo)進(jìn)行位置調(diào)整；返回步驟(a30)。

所述方形圖片中心點(diǎn)的坐標(biāo)，是指：LED點(diǎn)陣屏點(diǎn)亮的方形發(fā)光區(qū)域的中心點(diǎn)在地面攝像頭抓拍圖片中所處的像素坐標(biāo)。

例如：攝像頭抓拍整幅圖像的分辨率為800*600，則整幅圖像中心點(diǎn)坐標(biāo)為(400，300)。

一種自動(dòng)更換電池的方法，包括如下步驟：

步驟(1)：無(wú)人機(jī)按照引導(dǎo)降落指令進(jìn)行降落；

步驟(2)：載物臺(tái)上升，高于自動(dòng)更換電池裝置，無(wú)人機(jī)降落在無(wú)人機(jī)支撐板上；

步驟(3)：計(jì)算機(jī)接收無(wú)人機(jī)已經(jīng)降落在無(wú)人機(jī)支撐板上的信號(hào)；

步驟(4)：載物臺(tái)下降，高度等于自動(dòng)更換電池裝置，自動(dòng)更換電池裝置對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行更換電池動(dòng)作或無(wú)線充電。

所述自動(dòng)更換電池裝置包括：電池夾取裝置；

所述電池夾取裝置，包括夾爪機(jī)構(gòu)，所述夾爪機(jī)構(gòu)包括夾爪本體，所述夾爪本體連接有第一夾爪部件和第二夾爪部件，所述第一夾爪部件與第一抓手固定連接，所述第二夾爪部件和第二抓手固定連接；所述第一抓手和第二抓手的相對(duì)面均配合設(shè)置鋸齒狀塊體。

本發(fā)明的電池夾取裝置，通過(guò)夾爪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)抓手部件來(lái)夾持電池，夾爪與電池的夾持配合更可靠；通過(guò)在兩抓手上設(shè)置鋸齒狀塊體，在夾持電池時(shí)抓手和電池的接觸摩擦力更大，夾持更加穩(wěn)固，避免電池夾取發(fā)生偏斜的問(wèn)題。

進(jìn)一步的，所述夾爪本體嵌合設(shè)置于卡塊內(nèi)，所述卡塊帶有與夾爪本體配合的卡槽。在卡塊上設(shè)置卡槽，實(shí)現(xiàn)卡槽和夾爪本體的嵌裝組合，可以快速可靠連接。

更進(jìn)一步的，所述夾爪本體還通過(guò)緊固件與卡塊固定連接。在卡塊通過(guò)卡槽卡緊夾爪本體前提下，使用緊固件可以牢固固定夾爪本體，有效保持移動(dòng)更換電池過(guò)程中夾爪機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定。

進(jìn)一步的，所述夾爪機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接。通過(guò)動(dòng)力裝置帶動(dòng)夾爪機(jī)構(gòu)開(kāi)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩抓手的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)夾取或放下電池。

進(jìn)一步的，所述第一抓手在與第一夾爪部件配合處設(shè)置第一凹槽，第一夾爪部件嵌合在第一凹槽內(nèi)。在第一抓手上設(shè)置第一凹槽，實(shí)現(xiàn)第一抓手和第一夾爪部件的嵌裝組合，可以快速可靠連接。

更進(jìn)一步的，所述第一夾爪部件還通過(guò)緊固件與第一抓手緊固連接。在第一抓手通過(guò)第一凹槽卡緊第一夾爪部件前提下，使用緊固件可以牢固固定第一夾爪部件，有效保持移動(dòng)更換電池過(guò)程中第一抓手的穩(wěn)定。

進(jìn)一步的，所述第二抓手在與第二夾爪部件配合處設(shè)置第二凹槽，第二夾爪部件嵌合在第二凹槽內(nèi)。在第二抓手上設(shè)置第二凹槽，實(shí)現(xiàn)第二抓手和第二夾爪部件的嵌裝組合，可以快速可靠連接。

更進(jìn)一步的，所述第二夾爪部件還通過(guò)緊固件與第二抓手緊固連接。在第二抓手通過(guò)第二凹槽卡緊第二夾爪部件前提下，使用緊固件可以牢固固定第二夾爪部件，有效保持移動(dòng)更換電池過(guò)程中第二抓手的穩(wěn)定。

優(yōu)選的，所述第一抓手或第二抓手設(shè)有與電池開(kāi)關(guān)配合的按動(dòng)塊，電池側(cè)部設(shè)置與鋸齒狀塊體配合的鋸齒片體。通過(guò)在第一抓手或第二抓手上設(shè)置按動(dòng)塊，可以在更換電池前先關(guān)閉電池開(kāi)關(guān)，避免帶電插拔對(duì)電池的損壞；在電池側(cè)部設(shè)置與抓手上鋸齒狀塊體配合的鋸齒狀片體，可以保證抓手和電池的配合穩(wěn)固性，有效解決電池在移動(dòng)中發(fā)生偏斜的問(wèn)題。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)電池更換效率低的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于無(wú)人機(jī)自主續(xù)航的電池更換裝置，包括如上所述的電池夾取裝置，所述電池夾取裝置配合設(shè)置于Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合設(shè)置于Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合設(shè)置于X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電池更換精度不高的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于無(wú)人機(jī)自主續(xù)航的電池更換裝置的工作方法，包括以下步驟：

(1)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)依次運(yùn)作，帶動(dòng)電池夾取裝置移動(dòng)至無(wú)人機(jī)電池位置處；

(2)第一抓手或第二抓手上的按動(dòng)塊碰觸電池開(kāi)關(guān)，關(guān)閉電池；

(3)夾爪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)第一抓手和第二抓手夾持電池，鋸齒狀塊體與電池側(cè)部的鋸齒片體配合；

(4)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)依次運(yùn)作，帶動(dòng)電池夾取裝置移動(dòng)至電池倉(cāng)處，將電池歸放于電池倉(cāng)內(nèi)；

(5)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電池夾取裝置移動(dòng)至電池倉(cāng)另一電池的位置，重復(fù)步驟(3)，將電池取出；

(6)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電池夾取裝置移動(dòng)至無(wú)人機(jī)電池倉(cāng)位置處，按動(dòng)塊碰觸電池開(kāi)關(guān)，打開(kāi)電池；

(7)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)回歸初始位置。

所述無(wú)人機(jī)為多旋翼無(wú)人機(jī)。

所述攝像頭為自變焦視覺(jué)攝像頭。

所述無(wú)人機(jī)底層飛行控制系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)本身穩(wěn)定飛行任務(wù)，其響應(yīng)機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊的指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體的翻滾角(Roll)、俯仰角(Pitch)、偏航角(Yaw)的控制以及笛卡爾坐標(biāo)系下各軸的分速度、分位移的控制。其主要由慣性測(cè)量單元(IMU)、電子指南針(磁羅盤(pán))、電子氣壓計(jì)組成。IMU能連續(xù)的提供位移、速度、姿態(tài)等信息，但是誤差會(huì)隨著時(shí)間的推移而積累；GPS接收模塊能夠接收GPS系統(tǒng)提供的經(jīng)緯度以及速度等信息，能夠?qū)崿F(xiàn)多旋翼無(wú)人機(jī)的粗略定位；電子指南針(磁羅盤(pán))能夠確定無(wú)人機(jī)相較于正北或正南方向的偏航角；電子氣壓計(jì)可以為無(wú)人機(jī)提供高度信息。

機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊的核心是Cortex M4內(nèi)核的ARM處理器，結(jié)合外圍電路構(gòu)成ARM處理器最小系統(tǒng)。其通過(guò)第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊與無(wú)人機(jī)起落站通信，在對(duì)信息流進(jìn)行編碼與解碼處理后，解析出路徑規(guī)劃指令與精準(zhǔn)降落時(shí)的坐標(biāo)引導(dǎo)指令。此外，機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)USART接口與無(wú)人機(jī)底層飛行控制系統(tǒng)相連，以串口通信形式實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的位移、速度和姿態(tài)的控制。

ARM內(nèi)核處理器最小系統(tǒng)與超聲波傳感器相配合，能夠采集當(dāng)前位置的相對(duì)高度。方形彩色LED點(diǎn)陣面板能夠在ARM內(nèi)核處理器控制下任意改變發(fā)光區(qū)域與發(fā)光面積。

工作時(shí)，當(dāng)無(wú)人機(jī)相較于地面的高度大于4米時(shí)，ARM內(nèi)核處理器控制方形彩色LED點(diǎn)陣面板全亮，使其具有最大發(fā)光面積，顏色為紅色；

當(dāng)無(wú)人機(jī)相較于地面的高度大于3米而小于4米時(shí)，彩色LED點(diǎn)陣面板關(guān)閉四周LED小燈，使其發(fā)光面積減小，發(fā)光部分顏色變?yōu)辄S色；

隨著無(wú)人機(jī)高度的不斷下降，LED點(diǎn)陣面板的發(fā)光面積也隨之減小，顏色也隨之改變。

在無(wú)人機(jī)高度低于0.5米后，如果誤差值進(jìn)入準(zhǔn)許的誤差閾值范圍，無(wú)人機(jī)便降落至地面。

發(fā)光面積在攝像頭視野中所占比例為設(shè)定值，根據(jù)設(shè)定值來(lái)確定發(fā)光面積的大小。以便于地面計(jì)算機(jī)對(duì)無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)坐標(biāo)的解算。同時(shí)，變相增大了視覺(jué)攝像頭在無(wú)人機(jī)高度較低時(shí)的視野范圍。

第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊是機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)人機(jī)起落站信息流的橋梁，負(fù)責(zé)信息的傳遞。第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊由配對(duì)的無(wú)線數(shù)傳子模塊構(gòu)成，采用異步串口通信模式，彼此互為發(fā)射端與接收端。供電方式為5V直流，載波頻率為433MHz,串口波特率為9600bps。

無(wú)人機(jī)起落站完成無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)坐標(biāo)解析與無(wú)人機(jī)狀態(tài)監(jiān)控任務(wù)。

為了克服并解決背景技術(shù)中所述問(wèn)題，本發(fā)明采用由地面計(jì)算機(jī)計(jì)算識(shí)別LED點(diǎn)陣屏中心位置坐標(biāo)即無(wú)人機(jī)坐標(biāo)，然后將坐標(biāo)編碼并通過(guò)第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊、第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的引導(dǎo)。顯示終端可以實(shí)時(shí)顯示引導(dǎo)過(guò)程中無(wú)人機(jī)的坐標(biāo)信息以及引導(dǎo)狀態(tài)等信息，便于地面管理人員掌握精準(zhǔn)降落過(guò)程實(shí)現(xiàn)的狀況。攝像頭通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連接，其底部安裝在三軸自穩(wěn)云臺(tái)上，在引導(dǎo)過(guò)程中，攝像頭在三軸自穩(wěn)云臺(tái)協(xié)助下始終保持垂直向上，攝像頭的鏡頭平面保持水平，并且鏡頭撲捉LED點(diǎn)陣屏的圖像坐標(biāo)系與無(wú)人機(jī)水平運(yùn)動(dòng)的世界坐標(biāo)系相一致，并能自動(dòng)調(diào)焦。撲捉畫(huà)面清晰，便于地面計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理圖像，解析出無(wú)人機(jī)坐標(biāo)。

本發(fā)明的工作過(guò)程是：無(wú)人機(jī)開(kāi)機(jī)后，首先計(jì)算機(jī)通過(guò)第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊向無(wú)人機(jī)傳輸規(guī)劃路徑點(diǎn)，在傳輸過(guò)程中，機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)傳輸?shù)男畔⒘鹘獯a并校驗(yàn)，確保發(fā)送的路徑點(diǎn)與接收的路徑點(diǎn)相同。傳輸完畢后，需要地面工作人員根據(jù)顯示終端的提示進(jìn)行確認(rèn)，之后無(wú)人機(jī)便在機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊的控制下進(jìn)行飛行任務(wù)。在執(zhí)行飛行任務(wù)期間，由無(wú)人機(jī)的底層飛行控制系統(tǒng)控制無(wú)人機(jī)本身的飛行姿態(tài)與機(jī)體的穩(wěn)定。在無(wú)人機(jī)執(zhí)行完規(guī)劃的路徑點(diǎn)飛行任務(wù)后，便進(jìn)入降落狀態(tài)。首先機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊向地面的計(jì)算機(jī)發(fā)送降落引導(dǎo)請(qǐng)求，同時(shí)控制無(wú)人機(jī)相較于地面的高度為6米，并使得方形彩色LED點(diǎn)陣面板全亮，使其具有最大發(fā)光面積，顏色為紅色。計(jì)算機(jī)接收到來(lái)自無(wú)人機(jī)的降落引導(dǎo)請(qǐng)求后，便開(kāi)始通過(guò)地面攝像頭撲捉機(jī)載可變發(fā)光面積多色LED點(diǎn)陣屏，通過(guò)“顏色+形狀”的視覺(jué)處理算法，解析出LED點(diǎn)陣面板的中心位置坐標(biāo)，并對(duì)其編碼，最后通過(guò)第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊、第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊將引導(dǎo)信息流發(fā)送至機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊。機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊收到坐標(biāo)引導(dǎo)信息后，進(jìn)行解碼校驗(yàn)操作，解析出無(wú)人機(jī)的當(dāng)前坐標(biāo)，并將當(dāng)前坐標(biāo)與設(shè)定坐標(biāo)進(jìn)行作差，求出誤差值，通過(guò)PID算法計(jì)算出無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)的輸入控制量以減小誤差。整個(gè)控制過(guò)程頻率為10Hz。隨著無(wú)人機(jī)高度的不斷下降，LED點(diǎn)陣面板的發(fā)光面積也隨之減小，顏色也隨之改變，同時(shí)，PID參數(shù)值也逐漸改變，構(gòu)成多段式PID控制。在無(wú)人機(jī)高度低于0.5米后，如果誤差值進(jìn)入準(zhǔn)許的誤差閾值范圍，無(wú)人機(jī)便降落至地面，同時(shí)鎖死電機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用地面引導(dǎo)的方式，攝像頭底部安裝在三軸自穩(wěn)云臺(tái)上，攝像頭始終保持垂直向上，鏡頭平面保持水平，這能夠充分利用簡(jiǎn)潔的天空背景，也能夠避免機(jī)體抖動(dòng)、地面環(huán)境等諸多因素干擾。同時(shí)，標(biāo)記物(LED點(diǎn)陣屏)與控制模塊(機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊)獨(dú)立于無(wú)人機(jī)底層飛控存在，能夠適用于不同型號(hào)與樣式的多旋翼無(wú)人機(jī)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的通用性，可大范圍推廣使用。本發(fā)明的特征標(biāo)記物采用可變發(fā)光面積與顏色的LED點(diǎn)陣屏，其能夠根據(jù)當(dāng)前高度的減小自適應(yīng)改變發(fā)光面積與顏色，便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，解決了因高度減小使得標(biāo)記物容易溢出攝像頭視野的問(wèn)題，變相提高了地面攝像頭的撲捉范圍。同時(shí)，由于LED點(diǎn)陣屏能夠自發(fā)光，使得精準(zhǔn)降落功能能夠在夜間使用，達(dá)到全天候使用的效果。本發(fā)明在無(wú)人機(jī)坐標(biāo)識(shí)別方面，采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)“顏色+形狀”的成熟識(shí)別算法，提高了計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)特征標(biāo)記物的識(shí)別準(zhǔn)確率，大大減少了因背景環(huán)境的干擾造成不能識(shí)別或錯(cuò)誤識(shí)別問(wèn)題的出現(xiàn)頻率，提高了識(shí)別系統(tǒng)的工作可靠性。在無(wú)人機(jī)機(jī)體運(yùn)動(dòng)控制方面，根據(jù)不同高度采用不同的PID參數(shù)，構(gòu)成多段式PID控制算法，提高了無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)控制的平穩(wěn)性，也使得精準(zhǔn)降落的精度大幅提高，具有重大實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明給出一種模塊化的電池夾取裝置，可以適用配合到任何無(wú)人機(jī)更換電池的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中，應(yīng)用范圍廣泛，且能高效、可靠、高精度的實(shí)現(xiàn)電池更換。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成框圖；

圖2為無(wú)人機(jī)內(nèi)部功能模塊圖；

圖3為無(wú)人機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明機(jī)載可變發(fā)光面積多色LED點(diǎn)陣面板示意圖；

圖5為本發(fā)明機(jī)載可變發(fā)光面積多色LED點(diǎn)陣面板內(nèi)部連接圖；

圖6(a)為本發(fā)明地面工作站工作流程示意圖；

圖6(b)為本發(fā)明無(wú)人機(jī)工作流程示意圖；

圖7為本發(fā)明“顏色+形狀”計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法流程圖；

圖8為本發(fā)明電池夾取裝置俯視圖；

圖9為本發(fā)明電池夾取裝置主視圖；

圖10為本發(fā)明卡塊示意圖；

圖11為本發(fā)明固定裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明限位槽的示意圖；

圖13為本發(fā)明固定裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖二；

其中，1.固定臺(tái)，2.第一限位槽，3.滑塊，4.滑桿，5.固定樁，6.降落面，7.平撐，8.第一卡槽，9.豎直面，10.第二限位槽，11.支架；

其中，1-1夾爪本體，1-2第一夾爪部件，1-3第二夾爪部件，1-4第一抓手，1-5第二抓手，1-6鋸齒狀塊體，1-7卡塊，1-8緊固件，1-9伺服電機(jī)，1-10第一凹槽，1-11按動(dòng)塊，1-12第二卡槽，1-13絲杠滑塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，基于LED點(diǎn)陣的地面引導(dǎo)式無(wú)人機(jī)飛行降落系統(tǒng)，包括：無(wú)人機(jī)和無(wú)人機(jī)起落站，所述無(wú)人機(jī)起落站包括載物臺(tái)，所述載物臺(tái)上面安裝輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置，所述輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置上安裝三軸云臺(tái)，所述三軸云臺(tái)上安裝攝像頭，所述攝像頭在云臺(tái)控制下始終保持鏡頭朝上、方向不變，所述攝像頭與地面計(jì)算機(jī)連接；所述地面計(jì)算機(jī)控制攝像頭進(jìn)行拍照；所述地面計(jì)算機(jī)通過(guò)第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊與無(wú)人機(jī)進(jìn)行通信；所述計(jì)算機(jī)還與顯示終端連接；

如圖2所示，所述無(wú)人機(jī)包括機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊，所述機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊與無(wú)人機(jī)底層飛行控制系統(tǒng)、LED點(diǎn)陣屏、第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連，所述無(wú)人機(jī)底層飛行控制系統(tǒng)與GPS接收模塊連接，在無(wú)人機(jī)下降的過(guò)程中，所述攝像頭拍攝無(wú)人機(jī)正下方的方形LED點(diǎn)陣屏，然后根據(jù)方形LED點(diǎn)陣屏的顏色特征和形狀特征計(jì)算出無(wú)人機(jī)的坐標(biāo)位置；所述機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊還通過(guò)第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊與無(wú)人機(jī)起落站的第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊通信；

所述無(wú)人機(jī)還包括電池，所述電池為機(jī)載數(shù)據(jù)處理模塊、LED點(diǎn)陣屏、無(wú)人機(jī)底層飛行控制系統(tǒng)和第二無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊供電。如圖3所示，所述LED點(diǎn)陣屏位于無(wú)人機(jī)正下方。

如圖4所示，所述LED點(diǎn)陣屏包括超聲波模塊。如圖5所示，所述LED點(diǎn)陣屏包括超聲波模塊，所述超聲波模塊的電源端接+5V穩(wěn)壓電源，所述超聲波模塊的接地端接地；所述超聲波模塊的模擬信號(hào)輸出端與ARM內(nèi)核處理器的IO1引腳連接；所述ARM內(nèi)核處理器的IO2引腳、IO3引腳和IO4引腳與功率驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接；所述ARM內(nèi)核處理器的電源端接+5V穩(wěn)壓電源，所述ARM內(nèi)核處理器的接地端接地；所述功率驅(qū)動(dòng)模塊的電源端接+5V穩(wěn)壓電源，所述功率驅(qū)動(dòng)模塊的接地端接地；所述功率驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端通過(guò)若干個(gè)LED燈條接地；所述LED燈條組成LED點(diǎn)陣面板。所述超聲波傳感器用于采集LED點(diǎn)陣屏，即無(wú)人機(jī)當(dāng)前位置的相對(duì)高度。

如圖6(a)所示，基于LED點(diǎn)陣面板的地面引導(dǎo)式無(wú)人機(jī)飛行降落方法，包括：

步驟(a1)：無(wú)人機(jī)起落站的計(jì)算機(jī)啟動(dòng)；

步驟(a2)：計(jì)算機(jī)判斷是否收到無(wú)人機(jī)初始化完成指令，若是，則計(jì)算機(jī)向無(wú)人機(jī)發(fā)送已接收指令的第一反饋指令；計(jì)算機(jī)接收飛行模式選擇指令，并將所選擇的飛行模式發(fā)送給無(wú)人機(jī)，進(jìn)入步驟(a4)；若否，則進(jìn)入步驟(a3)；

步驟(a3)：計(jì)算機(jī)判斷是否收到無(wú)人機(jī)的引導(dǎo)降落請(qǐng)求，若收到引導(dǎo)降落請(qǐng)求則進(jìn)行引導(dǎo)降落處理，判斷降落是否完成，若完成則返回步驟(a2)；若未完成則繼續(xù)進(jìn)行引導(dǎo)降落處理；若未收到引導(dǎo)降落請(qǐng)求，則返回步驟(a2)；

步驟(a4)：計(jì)算機(jī)判斷是否收到無(wú)人機(jī)的第二反饋指令，若收到無(wú)人機(jī)第二反饋指令，則進(jìn)入步驟(a5)；若未收到無(wú)人機(jī)第二反饋指令，則返回步驟(a2)計(jì)算機(jī)繼續(xù)接收飛行模式選擇指令；

步驟(a5)：計(jì)算機(jī)接收路徑規(guī)劃點(diǎn)的輸入指令，判斷是否輸入完畢，若是則進(jìn)入步驟(a6)；若否則返回步驟(a5)；

步驟(a6)：計(jì)算機(jī)將路徑規(guī)劃點(diǎn)及路徑規(guī)劃點(diǎn)輸入完成指令發(fā)送給無(wú)人機(jī)，計(jì)算機(jī)接收校驗(yàn)結(jié)果并核對(duì)；判斷校驗(yàn)結(jié)果是否相同，若相同則發(fā)送校驗(yàn)通過(guò)指令返回步驟(a2)；若否則返回步驟(a5)；所述校驗(yàn)結(jié)果是發(fā)送的路徑點(diǎn)及數(shù)目與接收的路徑點(diǎn)及數(shù)目是否一致。

如圖6(b)所示，基于LED點(diǎn)陣的地面引導(dǎo)式無(wú)人機(jī)飛行降落方法，包括：

步驟(b1)：無(wú)人機(jī)開(kāi)機(jī)并初始化；

步驟(b2)：無(wú)人機(jī)發(fā)送初始化完成指令給地面的計(jì)算機(jī)，無(wú)人機(jī)判斷是否收到地面計(jì)算機(jī)的第一反饋指令，若收到則進(jìn)入步驟(b3)；若未收到就返回步驟(b2)；

步驟(b3)：無(wú)人機(jī)準(zhǔn)備接收計(jì)算機(jī)上傳過(guò)來(lái)的飛行模式選擇指令，無(wú)人機(jī)收到飛行模式選擇指令后向計(jì)算機(jī)發(fā)送第二反饋指令；

步驟(b4)：無(wú)人機(jī)準(zhǔn)備接收計(jì)算機(jī)上傳過(guò)來(lái)的規(guī)劃路徑點(diǎn)選擇指令，無(wú)人機(jī)判斷是否收到發(fā)送完成指令，若收到發(fā)送完成指令就發(fā)送校驗(yàn)結(jié)果給計(jì)算機(jī)，進(jìn)入步驟(b5)；若未收到發(fā)送完成指令就返回步驟(b4)；所述校驗(yàn)結(jié)果是發(fā)送的路徑點(diǎn)及數(shù)目與接收的路徑點(diǎn)及數(shù)目是否一致；

步驟(b5)：判斷是否收到校驗(yàn)通過(guò)指令，若是，則無(wú)人機(jī)執(zhí)行規(guī)劃路徑點(diǎn)飛行任務(wù)，飛行任務(wù)完成，請(qǐng)求引導(dǎo)降落，結(jié)束；若否，則返回步驟(b4)。

如圖7所示，所述引導(dǎo)降落的步驟為：

步驟(a30)：計(jì)算機(jī)判斷是否收到無(wú)人機(jī)的引導(dǎo)降落請(qǐng)求，若收到引導(dǎo)降落請(qǐng)求則進(jìn)行引導(dǎo)降落處理，進(jìn)入步驟(a31)；若未收到則等待無(wú)人機(jī)發(fā)出引導(dǎo)降落請(qǐng)求；

步驟(a31)：計(jì)算機(jī)控制無(wú)人機(jī)起落站的攝像頭抓拍圖片；

步驟(a32)：提取圖片中發(fā)光區(qū)域的顏色特征和形狀特性；判斷顏色特征是否匹配，將抓拍圖片中的發(fā)光顏色與預(yù)先設(shè)定的指定高度的發(fā)光顏色進(jìn)行匹配；若匹配成功就進(jìn)入步驟(a33)；若匹配失敗則返回步驟(a31)；

步驟(a33)：判斷形狀特征是否匹配，判斷抓拍圖片中的LED點(diǎn)陣屏的點(diǎn)亮圖片是否為方形，若是，則計(jì)算方形圖片中心點(diǎn)的坐標(biāo)，圖片中心點(diǎn)的坐標(biāo)即為無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落所需要的坐標(biāo)，并將此坐標(biāo)發(fā)送給無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)根據(jù)坐標(biāo)進(jìn)行位置調(diào)整；返回步驟(a30)。

所述方形圖片中心點(diǎn)的坐標(biāo)，是指：LED點(diǎn)陣屏點(diǎn)亮的方形發(fā)光區(qū)域的中心點(diǎn)在地面攝像頭抓拍圖片中所處的像素坐標(biāo)。攝像頭抓拍整幅圖像的分辨率為800*600，則整幅圖像中心點(diǎn)坐標(biāo)為(400，300)。

本申請(qǐng)的一種典型的實(shí)施方式中，如圖8、圖9和圖10所示，提供了一種應(yīng)用于無(wú)人機(jī)自主續(xù)航的電池夾取裝置，包括夾爪機(jī)構(gòu)，夾爪機(jī)構(gòu)包括夾爪本體1-1，夾爪本體1-1連接有第一夾爪部件1-2和第二夾爪部件1-3，第一夾爪部件1-2與第一抓手1-4固定連接，第二夾爪部件1-3和第二抓手1-5固定連接；第一抓手1-4和第二抓手1-5的相對(duì)面均配合設(shè)置鋸齒狀塊體1-6。通過(guò)夾爪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)抓手部件來(lái)夾持電池，夾爪與電池的夾持配合更可靠；通過(guò)在兩抓手上設(shè)置鋸齒狀塊體，在夾持電池時(shí)抓手和電池的接觸摩擦力更大，夾持更加穩(wěn)固，避免電池夾取發(fā)生偏斜的問(wèn)題。

夾爪機(jī)構(gòu)可以采用電動(dòng)夾爪或氣動(dòng)夾爪等，可以有效帶動(dòng)抓手開(kāi)閉，同時(shí)能通過(guò)控制模塊對(duì)其進(jìn)行控制，保證電池更換的精度，使用時(shí)可以根據(jù)夾取任務(wù)所需夾持力選擇適合的電動(dòng)夾爪或氣動(dòng)夾爪，節(jié)省成本。

夾爪本體1-1嵌合設(shè)置于卡塊1-7內(nèi)，卡塊1-7帶有與夾爪本體配合的第二卡槽1-12。在卡塊上設(shè)置第二卡槽，實(shí)現(xiàn)第二卡槽和夾爪本體的嵌裝組合，可以快速可靠連接。

為了能夠更穩(wěn)固的固定夾爪本體，夾爪本體1-1還通過(guò)緊固件1-8與卡塊1-7固定連接，緊固件1-8可以采用螺釘?shù)龋辉趭A爪本體1-1和卡塊1-7上都設(shè)置絲孔，將螺絲或螺釘?shù)染o固件穿過(guò)二者的絲孔完成二者的緊固固定。在卡塊通過(guò)第二卡槽卡緊夾爪本體前提下，使用緊固件可以牢固固定夾爪本體，有效保持移動(dòng)更換電池過(guò)程中夾爪機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定。

夾爪機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接，本實(shí)施例中動(dòng)力裝置采用伺服電機(jī)1-9。通過(guò)動(dòng)力裝置帶動(dòng)夾爪機(jī)構(gòu)開(kāi)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩抓手的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)夾取或放下電池。當(dāng)需要夾取電池時(shí)，通過(guò)控制器發(fā)出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，伺服電機(jī)1-9運(yùn)作驅(qū)動(dòng)夾爪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)第一抓手和第二抓手夾取電池進(jìn)行更換。第一抓手1-4在與第一夾爪部件1-2配合處設(shè)置第一凹槽1-10，第一夾爪部件1-2嵌合在第一凹槽1-10內(nèi)。在第一抓手上設(shè)置第一凹槽，實(shí)現(xiàn)第一抓手和第一夾爪部件的嵌裝組合，可以快速可靠連接。為了能夠更穩(wěn)固的固定第一夾爪部件，第一夾爪部件1-2還通過(guò)緊固件與第一抓手1-4緊固連接，在第一夾爪部件1-2和第一抓手1-4上都設(shè)置絲孔，將螺絲或螺釘?shù)染o固件穿過(guò)二者的絲孔完成二者的緊固固定。在第一抓手通過(guò)第一凹槽卡緊第一夾爪部件前提下，使用緊固件可以牢固固定第一夾爪部件，有效保持移動(dòng)更換電池過(guò)程中第一抓手的穩(wěn)定。

第二抓手1-5在與第二夾爪部件1-3配合處設(shè)置第二凹槽，第二夾爪部件1-3嵌合在第二凹槽內(nèi)。在第二抓手上設(shè)置第二凹槽，實(shí)現(xiàn)第二抓手和第二夾爪部件的嵌裝組合，可以快速可靠連接。為了能夠更穩(wěn)固的固定第二夾爪部件，第二夾爪部件1-3還通過(guò)緊固件與第二抓手1-5緊固連接，在第二夾爪部件1-3和第二抓手1-5上都設(shè)置絲孔，將螺絲或螺釘?shù)染o固件穿過(guò)二者的絲孔完成二者的緊固固定。在第二抓手通過(guò)第二凹槽卡緊第二夾爪部件前提下，使用緊固件可以牢固固定第二夾爪部件，有效保持移動(dòng)更換電池過(guò)程中第二抓手的穩(wěn)定。

第一抓手1-4或第二抓手1-5設(shè)有與電池開(kāi)關(guān)配合的按動(dòng)塊1-11，電池側(cè)部設(shè)置與鋸齒狀塊體1-6配合的鋸齒片體。在第一抓手或第二抓手上設(shè)置按動(dòng)塊，可以在更換電池前先關(guān)閉電池開(kāi)關(guān)，避免帶電插拔對(duì)電池的損壞；在電池側(cè)部設(shè)置與抓手上鋸齒狀塊體配合的鋸齒狀片體，可以保證抓手和電池的配合穩(wěn)固性，有效解決電池在移動(dòng)中發(fā)生偏斜的問(wèn)題，電池側(cè)部的鋸齒片體既可以是貼于電池上的，也可以是與電池一體成型的。在抓手內(nèi)側(cè)帶有鋸齒狀塊體，跟電池上的齒狀片體相配合，有效的解決了實(shí)際運(yùn)行中，夾取電池發(fā)生下滑，導(dǎo)致電池夾取偏斜的問(wèn)題。

本申請(qǐng)的另一種典型的實(shí)施方式中，提供了一種應(yīng)用于無(wú)人機(jī)自主續(xù)航的電池更換裝置，包括如上的電池夾取裝置，電池夾取裝置配合設(shè)置于Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合設(shè)置于Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合設(shè)置于X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。卡塊1-7可以為工字型，上側(cè)帶有第二卡槽1-12卡住固定夾爪本體1-1，卡塊1-7下側(cè)帶有另一卡槽卡住固定絲杠滑塊1-13，絲杠滑塊1-13與Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。當(dāng)然，電池更換裝置中的三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以替換采用其他能夠帶動(dòng)電池夾取裝置在立方空間內(nèi)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。

對(duì)一些需要時(shí)常需要定點(diǎn)巡視的區(qū)域，可以進(jìn)行無(wú)人機(jī)的自動(dòng)化巡視，巡視人員或其他人員在控制室只需要發(fā)送相應(yīng)的指令，無(wú)人機(jī)就會(huì)自動(dòng)起飛對(duì)相應(yīng)區(qū)域巡視，當(dāng)無(wú)人機(jī)電量低于設(shè)置值時(shí)，無(wú)人機(jī)會(huì)降落到附近布置的無(wú)人機(jī)站，進(jìn)行自主電池更換，繼續(xù)完成巡視任務(wù)。這個(gè)過(guò)程對(duì)電池的夾取裝置要求十分嚴(yán)格，若采用現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械抓手，在實(shí)際測(cè)試的過(guò)程中，以三軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)為例，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)都按照設(shè)定運(yùn)行至無(wú)人機(jī)換電池的位置，在夾取電池拔出后，由于夾取裝置夾取的不牢固，電池未被夾持的一側(cè)下滑，即使在X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)不變的情況下，只通過(guò)Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)把電池安到無(wú)人機(jī)電池倉(cāng)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)安裝。而采用本發(fā)明的電池夾取裝置后，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)與夾爪機(jī)構(gòu)配合可以可靠夾持電池進(jìn)行更換，不會(huì)出現(xiàn)電池偏斜，可以快速、穩(wěn)定的更換電池，且能保證電池更換的精度。

本申請(qǐng)的再一種典型的實(shí)施方式中，提供了一種應(yīng)用于無(wú)人機(jī)自主續(xù)航的電池更換裝置的工作方法，包括以下步驟：(1)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)依次運(yùn)作，帶動(dòng)電池夾取裝置移動(dòng)至無(wú)人機(jī)電池位置處；(2)第一抓手或第二抓手上的按動(dòng)塊碰觸電池開(kāi)關(guān)，關(guān)閉電池；(3)夾爪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)第一抓手和第二抓手夾持電池，鋸齒狀塊體與電池側(cè)部的鋸齒片體配合；(4)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)依次運(yùn)作，帶動(dòng)電池夾取裝置移動(dòng)至電池倉(cāng)處，將電池歸放于電池倉(cāng)內(nèi)；(5)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電池夾取裝置移動(dòng)至電池倉(cāng)另一電池的位置，重復(fù)步驟(3)，將電池取出；(6)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電池夾取裝置移動(dòng)至無(wú)人機(jī)電池倉(cāng)位置處，按動(dòng)塊碰觸電池開(kāi)關(guān)，打開(kāi)電池；(7)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)回歸初始位置。為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加清楚地了解本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面以本裝置的作業(yè)過(guò)程對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：電池夾取裝置配合設(shè)置于Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合設(shè)置于Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合設(shè)置于X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。無(wú)人機(jī)降落到固定支架上，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)在x軸方向運(yùn)動(dòng)到無(wú)人機(jī)電池倉(cāng)的位置。在x軸動(dòng)作完成后，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)在z軸方向上向下運(yùn)動(dòng)到與無(wú)人機(jī)電池倉(cāng)同高。在z軸動(dòng)作完成后，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電池夾取裝置在y軸上向前運(yùn)行。

按動(dòng)塊1-11碰觸電池開(kāi)關(guān)，關(guān)閉電池，之后夾爪機(jī)構(gòu)閉合，第一抓手1-4和第二抓手1-5抓住電池，第一抓手1-4上的鋸齒狀塊體與電池一側(cè)的鋸齒片體卡緊配合，第二抓手1-5上的鋸齒狀塊體與電池另一側(cè)的鋸齒片體卡緊配合。

Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電池夾取裝置在y軸方向收回，動(dòng)作完成后，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)在z軸方向上提升，動(dòng)作完成后，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)在x軸方向上返回運(yùn)動(dòng)。X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合運(yùn)作將電池放進(jìn)電池倉(cāng)，并從下一個(gè)電池倉(cāng)取電池，取到電池運(yùn)動(dòng)到無(wú)人機(jī)電池倉(cāng)位置，安裝電池，按動(dòng)塊1-11打開(kāi)無(wú)人機(jī)電池開(kāi)關(guān)。X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)回歸初始位置。

本申請(qǐng)的一種典型的實(shí)施方式中，如圖12所示，一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置，包括用于對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)臂進(jìn)行限位的第一限位槽，第一限位槽對(duì)立的兩側(cè)呈V型形狀布置，第一限位槽另兩側(cè)各自豎直設(shè)置為豎直面，其中，第一限位槽豎直設(shè)置的一側(cè)設(shè)有用于支撐無(wú)人機(jī)機(jī)臂的第一卡槽，第一卡槽8為圓弧形形狀，在第一卡槽內(nèi)設(shè)置橡膠墊，以對(duì)機(jī)臂進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)，通過(guò)橡膠墊的設(shè)置，因橡膠墊的彈性作用，可進(jìn)一步牢固固定無(wú)人機(jī)，第一卡槽的高度可以根據(jù)無(wú)人機(jī)的具體型號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般情況下，第一卡槽的高度與大于等于無(wú)人機(jī)機(jī)臂的半徑，因此第一卡槽的形狀與無(wú)人機(jī)機(jī)臂的形狀是相近的，為圓弧形狀。

第一限位槽2包括平撐7，平撐呈長(zhǎng)條矩形狀，平撐7的兩側(cè)各設(shè)置一降落面6，另兩側(cè)各設(shè)置所述的豎直面9。

上述第一限位槽2構(gòu)成一個(gè)頂部開(kāi)口的容納空間，當(dāng)無(wú)人機(jī)降落時(shí)，第一限位槽中的降落面6內(nèi)表面與無(wú)人機(jī)機(jī)臂支撐腿底部發(fā)生接觸，支撐腿受力向下降落落入到平撐上進(jìn)行支撐，而兩邊的降落面6也就是V型形狀設(shè)置的原因，對(duì)支撐腿進(jìn)行限位，有效保障無(wú)人機(jī)降落的位置。

此外，降落面相對(duì)于平撐的角度A在30度至80度，這樣即使無(wú)人機(jī)機(jī)臂底部支撐腿偏離位置較遠(yuǎn)，也能保證有效落入到平撐上，保證了無(wú)人機(jī)的精確降落，限位槽高度H可變化，具體值取決于無(wú)人機(jī)支撐腿的高度。

限位槽底部平撐的寬度可變化，具體值取決于無(wú)人機(jī)支撐腿的寬度，優(yōu)選方案是該寬度與無(wú)人機(jī)支撐腿的直徑相同。

限位槽第一卡槽寬度可變化，具體值取決于無(wú)人機(jī)機(jī)臂的直徑，優(yōu)選方案是該寬度與無(wú)人機(jī)機(jī)臂的直徑相同。

若降落面的水平投影距離為L(zhǎng)，L＝H/TanA，限位槽高度H和角度A相互制約。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)翼底部支撐腿的限制，所述限位槽為U型形狀或者漏斗形狀或者上部為方形，下部為漏斗形狀。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明還提供了一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位槽，該定位槽通過(guò)限位槽的設(shè)置，對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)臂進(jìn)行限位，以提高降落的精度，該定位槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位精度高。

一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置，包括用于對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)臂進(jìn)行限位的第二限位槽10，第二限位槽包括平撐，平撐對(duì)立的兩側(cè)各設(shè)置一降落面，兩降落面構(gòu)成V型形狀，在平撐的一側(cè)豎直設(shè)置支架11，支架為L(zhǎng)型形狀，底部便于固定，支架頂部開(kāi)有用于支撐無(wú)人機(jī)機(jī)臂的第一卡槽，此外，為了避免降落面對(duì)更換電池產(chǎn)生干涉，降落面的一個(gè)面部分彎折朝向機(jī)臂設(shè)置，如圖13所示。上述第二限位槽構(gòu)成一個(gè)頂部開(kāi)口的容納空間，當(dāng)無(wú)人機(jī)降落時(shí)，第二限位槽中的降落面內(nèi)表面與無(wú)人機(jī)機(jī)臂支撐腿底部發(fā)生接觸，支撐腿受力向下降落落入到平撐上進(jìn)行支撐，而兩邊的降落面也就是V型形狀設(shè)置的原因，對(duì)支撐腿進(jìn)行限位，支架頂部的第一卡槽在無(wú)人機(jī)位置降落后，對(duì)機(jī)臂進(jìn)行有效支撐，有效保障無(wú)人機(jī)降落的位置，支架與所述的平撐相接設(shè)置。此外，本申請(qǐng)另一種實(shí)施方式，還提供了一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置，該裝置包括上述兩個(gè)方案中的定位槽，通過(guò)多個(gè)限位槽的設(shè)置，對(duì)無(wú)人機(jī)的機(jī)翼位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位及固定裝置，包括至少兩個(gè)所述的一種輔助無(wú)人機(jī)降落的精確定位槽，所述限位槽的底部設(shè)于固定臺(tái)上，平撐通過(guò)螺栓與固定臺(tái)進(jìn)行固定，固定臺(tái)為凹槽結(jié)構(gòu)設(shè)置，便于對(duì)后續(xù)固定樁、滑桿的容納，如圖11和圖13所示。

該定位裝置中，無(wú)人機(jī)利用控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了粗定位，粗定位在距離降落平臺(tái)垂直距離5--10cm的區(qū)間內(nèi)自由下落。精確定位裝置中的限位槽可引導(dǎo)無(wú)人機(jī)利用慣性降落達(dá)到精確定位并固定，這樣在兩個(gè)限位槽之間，可人工或者采用機(jī)械設(shè)備對(duì)無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行更換，或者進(jìn)行其他的后續(xù)工作。作為最優(yōu)實(shí)施例，所述限位槽的數(shù)量與無(wú)人機(jī)機(jī)臂的數(shù)量相同，通過(guò)對(duì)每一個(gè)機(jī)翼的限位，可保證無(wú)人機(jī)位置降落的精度，控制在亞毫米級(jí)別。另一實(shí)施方式中，限位槽為兩個(gè)時(shí)，相鄰的兩個(gè)限位槽間隔一無(wú)人機(jī)機(jī)臂設(shè)置，如四翼無(wú)人機(jī)，限位槽可對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)，若為六翼無(wú)人機(jī)，限位槽可設(shè)置兩個(gè)或者三個(gè)，間隔一個(gè)機(jī)翼或者兩個(gè)機(jī)翼進(jìn)行設(shè)置。

在所述固定臺(tái)1的中部設(shè)置固定樁5，在所述固定臺(tái)的中部設(shè)置固定樁，所述標(biāo)識(shí)點(diǎn)設(shè)于固定樁的中部，通過(guò)一個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)機(jī)芯的粗定位，在固定樁表面設(shè)置攝像設(shè)備，攝像設(shè)備與控制器連接，以對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行粗定位，再配合限位槽的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)臂支撐腿位置的定位，并通過(guò)第一卡槽有效地對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)臂進(jìn)行支撐，所述固定臺(tái)的底部與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定以通過(guò)固定臺(tái)的旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)限位槽的位置，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

控制器設(shè)于殼體內(nèi)，以進(jìn)行防風(fēng)防塵，控制器與氣象傳感器連接，氣象傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量外界環(huán)境，包括風(fēng)向、風(fēng)速、降水量、溫度和濕度，傳送至站內(nèi)控制器，通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)氣象要素對(duì)照，實(shí)時(shí)分析環(huán)境影響，決定無(wú)人機(jī)降落控制與否。控制器通過(guò)云端服務(wù)器與監(jiān)控中心服務(wù)器相互通信，監(jiān)控中心服務(wù)器還與顯示模塊相連，通過(guò)監(jiān)控中心服務(wù)器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控智能起降站系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息。此外，為了提高該定位裝置的適應(yīng)性，適應(yīng)不同機(jī)臂長(zhǎng)度的無(wú)人機(jī)，在所述固定樁的圓周固定有滑桿4，滑桿4與滑塊3固定，滑塊3相對(duì)于滑桿4可滑動(dòng)，限位槽固定于滑塊3上；

所述滑塊上設(shè)置緊固件，緊固件穿過(guò)滑塊3將滑塊3固定于滑桿4上，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，可根據(jù)機(jī)臂的長(zhǎng)度，調(diào)整滑塊3相對(duì)于滑桿4的位置，也就實(shí)現(xiàn)了限位槽相對(duì)于機(jī)芯位置的調(diào)整。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。