本發(fā)明屬于飛行器控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的飛行器，尤其是無人機的應(yīng)用越來越廣泛，飛行器可在空中運行時采集數(shù)據(jù)，包括災(zāi)情監(jiān)視、交通巡邏、治安監(jiān)控等，為用戶提供重要的情報。然而，傳統(tǒng)的飛行器降落時，由于地形的不平整使得飛行器降落到地面時無法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問題。

因此，現(xiàn)有的飛行器降落技術(shù)存在著地形的不平整使得飛行器降落到地面時無法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的飛行器降落技術(shù)存在著地形的不平整使得飛行器降落到地面時無法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問題。

本發(fā)明提供了一種用于飛行器平衡降落的控制方法，所述控制方法包括以下步驟：

a.當所述飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時，發(fā)射多束激光脈沖微波至所述地面；

b.根據(jù)多束所述激光脈沖微波經(jīng)所述地面反射后被接收的時間差，獲取所述地面的平整度；

c.根據(jù)所述地面的平整度，調(diào)節(jié)相對應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長度，以使所述飛行器水平著陸。

本發(fā)明還提供了一種用于飛行器平衡降落的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：

激光發(fā)射模塊，用于當所述飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時，發(fā)射多束激光脈沖微波至所述地面；

平整度獲取模塊，用于根據(jù)多束所述激光脈沖微波經(jīng)所述地面反射后被接收的時間差，獲取所述地面的平整度；

調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述地面的平整度，調(diào)節(jié)相對應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長度，以使所述飛行器水平著陸。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)，該控制方法包括以下步驟：a.當飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時，發(fā)射多束激光脈沖微波至地面；b.根據(jù)多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時間差，獲取地面的平整度；c.根據(jù)地面的平整度，調(diào)節(jié)相對應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長度，以使飛行器水平著陸。由此實現(xiàn)了飛行器在復(fù)雜不平整地形安全降落修整，以使飛行器水平著陸，避免了飛行器摔倒或者損壞，將風險和損失降低到最小化，因此解決了現(xiàn)有的飛行器降落技術(shù)存在著地形的不平整使得飛行器降落到地面時無法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法的步驟流程圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法中步驟s103的具體步驟流程圖。

圖3為本發(fā)明另一實施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)飛行器在復(fù)雜不平整地形安全降落修整，以使飛行器能在危急情況下隨時隨地降落，從而解決以往飛行器降落時對地形平整度的嚴苛要求，將危急情況下所能造成的風險和損失降低到最小化。

為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來進行說明。

圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法的步驟流程，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

上述一種用于飛行器平衡降落的控制方法，包括以下步驟：

s101.當飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時，發(fā)射多束激光脈沖微波至地面；

所述預(yù)設(shè)高度的范圍值為1cm-15cm，即是當飛行器降落至離地面1cm-15cm時，通過電子測距傳感器發(fā)射多束激光脈沖微波至地面。其中，電子測距傳感器包括紅外脈沖發(fā)射器、綜合傳感器、兩條紅黑正負極電源線以及白色/黃色信號輸出線,電子測距傳感器是利用“飛行時間法”即“flyingtime”的原理對物體間距離進行監(jiān)測的一種傳感器，通過發(fā)射特別短的脈沖，并測量此脈沖從發(fā)射到被物體反射回來的時間，通過時間間隔來計算與物體間的距離。

s102.根據(jù)多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時間差，獲取地面的平整度；

所述地面的平整度具體包括：所述地面與水平面的傾斜角度或者是多束所述激光脈沖微波對應(yīng)的地面多個點的高度差。由于飛行器會設(shè)置多個伸縮桿著陸，例如：無人機要么是設(shè)置四個伸縮桿著陸，要么是設(shè)置平行的兩組支架(歸根結(jié)底也是由多個伸縮桿組成)進行著陸；通過計算多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時間差，可得出多個激光脈沖微波對應(yīng)的地面多個點的高度差或者得出地面與水平面的傾斜角度，以便于對飛行器的多個伸縮桿進行調(diào)節(jié)設(shè)置。

其中，計算多個點的高度差的算法如下：

如果光以速度c在空氣中傳播在a、b兩點間往返一次所需時間為t，則a、b兩點間距離d可用下列表示：

d＝ct/2

式中：d為測站點a、b兩點間距離；c為速度；t為光往返a、b一次所需的時間。由上式可知，通過測量光傳播的時間t就可以測量a、b兩點間的距離。通過對多個對應(yīng)的點進行計算，即可得出高度差或者換算為傾斜角度。

s103.根據(jù)地面的平整度，調(diào)節(jié)相對應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長度，以使飛行器水平著陸。

上述調(diào)節(jié)相對應(yīng)的所述可收放液壓伸縮桿的長度具體包括：

當液壓缸內(nèi)柱塞所受的壓力大于柱塞的外載荷壓力時，柱塞往液壓缸出口的方向運動，以使可收放液壓伸縮桿拉伸；

當液壓缸內(nèi)柱塞所受的壓力小于柱塞的外載荷壓力時，柱塞往液壓缸出口的相反方向運動，以使可收放液壓伸縮桿收縮。

由此，對多個可收放液壓伸縮桿進行了相應(yīng)的調(diào)整之后，使得飛行器在不平整的地面也能水平著陸，不致于摔倒或者損壞，避免了不必要的損失。

圖2示出了本發(fā)明實施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制方法中步驟s103的具體步驟流程，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

上述步驟s103具體還包括以下步驟：

s1031.根據(jù)地面的平整度，生成距離數(shù)據(jù)信號并傳輸給液壓伺服控制系統(tǒng)；

所述液壓伺服控制系統(tǒng)由數(shù)字信號處理器作為核心來實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字控制算法實現(xiàn)數(shù)字化、智能化，電源輸出線由正負極線、地線組成。數(shù)字信號處理器將接收到的信號通過算法處理后傳輸給驅(qū)動電路，以使驅(qū)動電路根據(jù)接受到的信號來控制電流輸出大小和電壓的大小。

s1032.根據(jù)距離數(shù)據(jù)信號，控制驅(qū)動電路調(diào)節(jié)電流的大小和電壓的大小并將電信號傳輸給伺服電機；

上述驅(qū)動電路功率模塊指智能功率模塊(ipm)為核心，而伺服電機在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，具有高靈敏度、機電時間常數(shù)小、線性度高等特點，將接收的電流信號轉(zhuǎn)換為電機軸上的角位移或角速度輸出。

s1033.伺服電機根據(jù)電信號執(zhí)行轉(zhuǎn)動方向，并調(diào)節(jié)相對應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長度，以使飛行器水平著陸。

可收放液壓伸縮桿可設(shè)置為自動伸縮調(diào)節(jié)，由伺服電機進行控制。其中，伺服電機的工作原理為：控制信號由接收機的通道進入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。其內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負輸出到電機驅(qū)動芯片決定電機的正反轉(zhuǎn)。當電機轉(zhuǎn)速一定時，通過級聯(lián)減速齒輪帶動電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機停止轉(zhuǎn)動。

圖3示出了本發(fā)明另一實施例提供的一種用于飛行器平衡降落的控制系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

上述一種用于飛行器平衡降落的控制系統(tǒng)，包括：

激光發(fā)射模塊10，用于當飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時，發(fā)射多束激光脈沖微波至地面；

所述預(yù)設(shè)高度的范圍值為1cm-15cm，即是當飛行器降落至離地面1cm-15cm時，通過電子測距傳感器發(fā)射多束激光脈沖微波至地面。其中，電子測距傳感器包括紅外脈沖發(fā)射器、綜合傳感器、兩條紅黑正負極電源線以及白色/黃色信號輸出線,電子測距傳感器是利用“飛行時間法”即“flyingtime”的原理對物體間距離進行監(jiān)測的一種傳感器，通過發(fā)射特別短的脈沖，并測量此脈沖從發(fā)射到被物體反射回來的時間，通過時間間隔來計算與物體間的距離。

平整度獲取模塊20，用于根據(jù)多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時間差，獲取地面的平整度；

所述地面的平整度具體包括：所述地面與水平面的傾斜角度或者是多束所述激光脈沖微波對應(yīng)的地面多個點的高度差。由于飛行器會設(shè)置多個伸縮桿著陸，例如：無人機要么是設(shè)置四個伸縮桿著陸，要么是設(shè)置平行的兩組支架(歸根結(jié)底也是由多個伸縮桿組成)進行著陸；通過計算多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時間差，可得出多個激光脈沖微波對應(yīng)的地面多個點的高度差或者得出地面與水平面的傾斜角度，以便于對飛行器的多個伸縮桿進行調(diào)節(jié)設(shè)置。

其中，計算多個點的高度差的算法如下：

如果光以速度c在空氣中傳播在a、b兩點間往返一次所需時間為t，則a、b兩點間距離d可用下列表示：

d＝ct/2

式中：d為測站點a、b兩點間距離；c為速度；t為光往返a、b一次所需的時間。由上式可知，通過測量光傳播的時間t就可以測量a、b兩點間的距離。通過對多個對應(yīng)的點進行計算，即可得出高度差或者換算為傾斜角度。

調(diào)節(jié)模塊30，用于根據(jù)地面的平整度，調(diào)節(jié)相對應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長度，以使飛行器水平著陸。

上述調(diào)節(jié)相對應(yīng)的所述可收放液壓伸縮桿的長度具體包括：

當液壓缸內(nèi)柱塞所受的壓力大于柱塞的外載荷壓力時，柱塞往液壓缸出口的方向運動，以使可收放液壓伸縮桿拉伸；

當液壓缸內(nèi)柱塞所受的壓力小于柱塞的外載荷壓力時，柱塞往液壓缸出口的相反方向運動，以使可收放液壓伸縮桿收縮。

由此，對多個可收放液壓伸縮桿進行了相應(yīng)的調(diào)整之后，使得飛行器在不平整的地面也能水平著陸，不致于摔倒或者損壞，避免了不必要的損失。

作為本發(fā)明另一實施例，上述調(diào)節(jié)模塊具體還包括：

距離數(shù)據(jù)信號生成單元，用于根據(jù)地面的平整度，生成距離數(shù)據(jù)信號并傳輸給液壓伺服控制系統(tǒng)；

所述液壓伺服控制系統(tǒng)由數(shù)字信號處理器作為核心來實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字控制算法實現(xiàn)數(shù)字化、智能化，電源輸出線由正負極線、地線組成。數(shù)字信號處理器將接收到的信號通過算法處理后傳輸給驅(qū)動電路，以使驅(qū)動電路根據(jù)接受到的信號來控制電流輸出大小和電壓的大小。

電信號處理單元，用于根據(jù)距離數(shù)據(jù)信號，控制驅(qū)動電路調(diào)節(jié)電流的大小和電壓的大小并將電信號傳輸給伺服電機；

上述驅(qū)動電路功率模塊指智能功率模塊(ipm)為核心，而伺服電機在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，具有高靈敏度、機電時間常數(shù)小、線性度高等特點，將接收的電流信號轉(zhuǎn)換為電機軸上的角位移或角速度輸出。

執(zhí)行單元，用于伺服電機根據(jù)電信號執(zhí)行轉(zhuǎn)動方向，并調(diào)節(jié)相對應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長度，以使飛行器水平著陸。

可收放液壓伸縮桿可設(shè)置為自動伸縮調(diào)節(jié)，由伺服電機進行控制。其中，伺服電機的工作原理為：控制信號由接收機的通道進入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。其內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負輸出到電機驅(qū)動芯片決定電機的正反轉(zhuǎn)。當電機轉(zhuǎn)速一定時，通過級聯(lián)減速齒輪帶動電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機停止轉(zhuǎn)動。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種用于飛行器平衡降落的控制方法與控制系統(tǒng)，該控制方法包括以下步驟：a.當飛行器降落至離地面預(yù)設(shè)高度時，發(fā)射多束激光脈沖微波至地面；b.根據(jù)多束激光脈沖微波經(jīng)地面反射后被接收的時間差，獲取地面的平整度；c.根據(jù)地面的平整度，調(diào)節(jié)相對應(yīng)的可收放液壓伸縮桿的長度，以使飛行器水平著陸。由此實現(xiàn)了飛行器在復(fù)雜不平整地形安全降落修整，以使飛行器水平著陸，避免了飛行器摔倒或者損壞，將風險和損失降低到最小化，因此解決了現(xiàn)有的飛行器降落技術(shù)存在著地形的不平整使得飛行器降落到地面時無法平衡著落，導(dǎo)致飛行器摔倒或者損壞的問題。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述方法實施例的步驟或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟，而前述的存儲介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。