多无人机充电停机坪区引导降落管理系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110641715A(43)申请公布日2020.01.03(21)申请号201910878308.9(22)申请日2019.09.17(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人金杉崔文金志刚(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程毓英(51)Int.Cl.B64D45/08(2006.01)B64F1/20(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称多无人机充电停机坪区引导降落管理系统(57)摘要本发明涉及一种多无人机充电停机坪区引导降落管理系统，包括：无人机端，设置有微处理器和光束收发器，光束收发器设置在无人机的底部，能够在微处理器的控制下垂直向下发射光束，并能够将接收到的来自停机坪端的光信号传送至微处理器；停机坪端，每个停机坪端设置有微处理器和光束收发器，光束收发器设置在停机坪上，能够在微处理器的控制下垂直向上发射光束，并能够将接收到的来自无人机端的光信号传送至微处理器；管理服务器端，用于通过各个停机坪端对各个无人机进行引导降落的管理，管理服务器在每一个监测周期内仅对一个停机坪端进行管理。CN110641715ACN110641715A权利要求书1/1页1.一种多无人机充电停机坪区引导降落管理系统，包括：无人机端，每个无人机自身能够获取包括三维坐标、飞行速度与方向信息在内的状态信息，无人机还设置有微处理器和光束收发器，光束收发器设置在无人机的底部，能够在微处理器的控制下垂直向下发射光束，并能够将接收到的来自停机坪端的光信号传送至微处理器；停机坪端，每个停机坪端设置有微处理器和光束收发器，光束收发器设置在停机坪上，能够在微处理器的控制下垂直向上发射光束，并能够将接收到的来自无人机端的光信号传送至微处理器；无人机端和停机坪端通过各自的微处理器和光束收发器进行光通信，实现停机坪发出指令与无人机状态反馈；每个停机坪端的微处理器还与管理服务器通过无线通信或有线连接方式相连。管理服务器端，用于通过各个停机坪端对各个无人机进行引导降落的管理，管理服务器在每一个监测周期内仅对一个停机坪端进行管理，完成对码、通信、报告与申请降落此停机坪的无人机的飞行状态、三维坐标的停机坪报送的数据，管理服务器将降落方案指令也发送至该坪，其他坪报送数据丢弃；下一监测周期时各坪重新竞争报送；当同一监测周期内，多个停机坪端收发器仅发现唯一无人机时，管理服务器指令与该无人机最近距离的机位负责引导降落和停靠充电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，管理服务器端在一个监测周期内对某停机坪端进行管理的方法如下：管理服务器根据从某停机坪端获得的相应无人机报告的三维坐标、飞行速度与方向，与停机坪自身三维坐标进行计算，求得相对位置距离，形成并发出控制无人机沿位置连线方向运动的引导方案指令，并通过停机坪端向无人机发出指令，直至无人机的相对位置距离小于预设的阈值，表明停靠成功；若停机坪端光束收发器超过预设时段中断接收到正在引导的无人机反馈信息，表明停靠失败，停机坪向管理服务器报警。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，引导降落管理的方法如下：步骤一：多无人机飞抵停机坪区上空，底部光束收发器接收感知到某一停机坪分布组机位中心光束收发器发出的光信号，由此说明该坪位空置；多无人机主动向任一停机坪发出通信请求，该停机坪选择回复是或否；若选择是，则建立稳定通信链路，各无人机操作员手动或全部无人机设置自动向停机坪发出请求，拟降落至该坪；若选择否，则坪区任一机位无法实施引导和充电，机位拒绝与该无人机通信，此次感知询问过程结束；步骤二：建立稳定通信链路后，多无人机询问是否可以降落；停机坪区管理端服务器端回复可降，则某一无人机启动状态报告过程；若回复否，则该停机坪机位拒绝与该无人机通信，此次感知询问过程结束；步骤三：多无人机启动状态报告过程，通过稳定通信链路向停机坪报告自身三维坐标和飞行状态；管理端服务器计算机、坪二者相对位置，模拟无人机状态，形成引导方案，发送至各无人机端；多无人机应答并执行引导方案要求。2CN110641715A说明书1/5页多无人机充电停机坪区引导降落管理系统技术领域[0001]本发明涉及光通信技术领域，具体设计出一套基于红外或可见光束的多无人机充电停机坪区引导降落管理系统。背景技术[0002]红外光束测距，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离。随着LED光源技术的发展和进步，具有高亮度、低功耗、长寿命等优点的白光LED已有逐渐取代日光灯和白炽灯的趋势。由于白光LED通信调制便捷、响应迅速，在无害辐射、保密、稳定性等方面与紫外、射频等方式相比优势明显，成为一种新兴的可见光通信(VLC)方式，正在逐