一种空中机器人智能起降平台及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种空中机器人智能起降平台及其使用方法，属于无人机起降平台技术领域。


背景技术：

2.空中机器人在野外作业时，起飞与降落往往受限于所处地形与周围环境，难以快速找到理想的起飞与降落地形，因此需要一款可快速展放与收纳的起降平台。


技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题是：提供一种空中机器人智能起降平台及其使用方法，以解决复杂环境下，空中机器人对水平的起降场地的需求，同时兼顾机器人本体的收纳与运输。
4.本发明采取的技术方案为：一种空中机器人智能起降平台包括长方体形的主体、侧板和伸缩腿，侧板采用四块，通过铰链与主体四侧连接，伸缩腿固定于主体四角底部，支撑脚下方安装有支撑脚，主体的上表面设置起降标志图像，起降标志图像顶点处安装引导灯，侧板靠近外端底部设有辅助脚撑。
5.优选的，上述主体上表面设置具有方向性的起降标志图像，并在起降标志图像的顶点处向上安装具有高亮度红绿蓝三色led显示的引导灯。
6.优选的，上述侧板的底部设有收纳槽和两只用于搬运的把手，收纳槽可收纳于两根辅助脚撑。
7.优选的，上述伸缩腿内置可调节其伸缩长度的电动调节机构。
8.优选的，上述主体内部设有水平姿态测量单元与平台控制器，和与水平姿态测量单元电连接的平台控制器，平台控制器连接到电动的四根伸缩腿，水平姿态测量单元周期感知所述主体的俯仰与滚转姿态并发送给平台控制器。平台控制器据此信息实时计算控制律，并向伸缩腿发送指令以调整其伸缩长度，由此稳定主体的水平姿态与/或控制所述主体的高度，从而使智能起降平台适应各种复杂地形。
9.优选的，上述辅助脚撑为伸缩结构，侧板展开时，通过调整辅助脚撑的长度可使其保持水平，可增加智能起降平台的有效使用面积。
10.优选的，上述侧板向上收起时通过锁扣固定相邻侧板的相对位置关系构成凹槽腔，可将智能起降平台变作收纳箱。
11.优选的，上述伸缩腿与支撑脚之间为快速更换与锁定接口，支撑脚为球形脚、圆柱脚或圆锥脚中某一种，能够更换。
12.优选的，上述伸缩腿内置感知其垂直受力的力传感器，与水平姿态测量单元、平台控制器配合使用，可实现智能起降平台的自动高低调节与自动软硬调节。
13.优选的，上述一种空中机器人智能起降平台的使用方法，该方法为：起降标志图像的边缘轮廓加装具有高亮度红绿蓝三色led显示的灯带，并与所述引导灯相配合，通过交替
闪烁为空中机器人提供起降指引。起降标志图像设置为与使用环境对比显著的颜色，空中机器人在起降过程中可通过其下置的摄像头，实时采集所述起降标志图像及所述引导灯与所述灯带的图像，计算出空中机器人与所述主体之间的方向偏差、高度偏差及水平位置偏差，从而实现空中机器人的精确定位、定向与定高控制。
14.本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：1）本发明通过主体上安装伸缩腿，侧板能够展开与收纳，能够实现在复杂地形条件下人工构建一个适合空中机器人起飞与降落的平台，能够自动调节平台的姿态保证机器人能够以水平的姿态起飞与降落，并且能够作为收纳箱将机器人收纳，以方便运输。本发明提高了空中机器人的作业效率，提供了良好的起降环境，并能够快速运输，使用快速、便捷，功能性增加；2）伸缩腿可电动调节，配合水平姿态测量单元与平台控制器，实现了起降平台的智能化自动水平调节、自动高低调节、自动软硬调节；3）侧板展开时，配合辅助脚撑的使用增加了智能起降平台的有效使用面积；4）辅助脚撑为伸缩结构，便于侧板调节，使其与主体保持平行；5）起降标志图像设置为与使用环境对比显著的颜色，加上引导灯与灯带对起降标志图像的轮廓增强，易于空中机器人对其机载下置摄像头所采集图像的辨识与偏差计算，有利于实现空中机器人的精确定位、定向与定高控制；6）在夜间应急起降时，引导灯及灯带的高亮度彩色闪烁，可辅助空中机器人操控者执行夜间起降任务。
附图说明
15.图1为本发明的总体结构图；图2为本发明的收纳状态下，侧板示意图；图3为本发明的收纳状态下，支撑脚是圆柱脚的示意图；图4为本发明的收纳状态下，支撑脚是圆锥脚的示意图。
16.图中，1—主体，2—侧板，3—伸缩腿，4—支撑脚，5—起降标志图像，6—引导灯，7—辅助脚撑，8—收纳槽，9—把手，10—锁扣。
具体实施方式
17.下面，结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
18.实施例1：如图1
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图4所示，一种空中机器人智能起降平台包括长方体形的主体1、侧板2、伸缩腿3。侧板2通过铰链与主体1连接的，伸缩腿3固定于所述主体四角，支撑脚4下方具有可控伸缩功能的,、安装于所述伸缩腿下方的支撑脚。主体的上表面设置起降标志图像5，起降标志图像5顶点处安装引导灯。侧板2的外侧面设有辅助脚撑7、收纳槽8、把手9。
19.优选的，上述主体1上表面设置具有方向性的起降标志图像5，并在起降标志图像5的顶点处向上安装具有高亮度红绿蓝三色led显示的引导灯。
20.优选的，上述侧板2的外侧面设有收纳槽8、两根可收纳于收纳槽内的辅助脚撑7、两只用于搬运的把手9。
21.优选的，上述伸缩腿3内置可调节其伸缩长度的电动调节机构。
22.优选的，上述主体1内部设有水平姿态测量单元与平台控制器。水平姿态测量单元周期感知所述主体的俯仰与滚转姿态并发送给平台控制器。平台控制器据此信息实时计算控制律，并向伸缩腿发送指令以调整其伸缩长度，由此稳定主体的水平姿态与/或控制所述主体的高度，从而使智能起降平台适应各种复杂地形。平台控制器控制律设计能够选择不同的控制方法，包括pid，自适应控制，鲁棒控制方法等。例如，对主体1的俯仰通道和滚转通道使用pid方法设计控制律。主体1处于水平姿态时，俯仰角φc=0，滚转角θc=0。当俯仰角变化为φ，滚转角变化为θ，说明不处于水平姿态。将俯仰角φc与滚转角θc作为控制指令，使用上述控制律，计算出电机的控制指令，调整四角上的电机转向及转速，使主体1最终能够恢复到水平姿态。优选的，上述侧板2展开时，通过调整辅助脚撑7的长度可使其保持水平，可增加智能起降平台的有效使用面积。
23.优选的，上述侧板2收起时通过锁扣10固定相邻侧板2的相对位置关系，可将智能起降平台变作收纳箱。
24.优选的，上述伸缩腿3与支撑脚4之间为快速更换与锁定接口。支撑脚4为球形脚、圆柱脚或圆锥脚中某一种，能够更换。
25.优选的，上述伸缩腿3内置感知其垂直受力的力传感器，与水平姿态测量单元、平台控制器配合使用，可实现智能起降平台的自动高低调节与自动软硬调节。
26.实施例2：一种空中机器人智能起降平台的使用方法，该方法为：起降标志图像5的边缘轮廓加装具有高亮度红绿蓝三色led显示的灯带，并与所述引导灯相配合，通过交替闪烁为空中机器人提供起降指引。起降标志图像5设置为与使用环境对比显著的颜色，空中机器人在起降过程中可通过其下置的摄像头，实时采集所述起降标志图像5及所述引导灯与所述灯带的图像，计算出空中机器人与主体1之间的方向偏差、高度偏差及水平位置偏差，从而实现空中机器人的精确定位、定向与定高控制。
27.以上所述，仅为本发明的具体实施方式实例，本发明的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。为此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。