一种无人机空中对接比赛评判系统及评判方法与流程

本发明涉及一种无人机空中对接比赛评判系统及评判方法，涉及无人机比赛技术领域。

背景技术：

无人机空中对接技术有着广泛的应用前景，如应用在无人机空中加油、无人机空中回收领域，因此在无人机比赛中可作为一个比赛科目，作为定量评估无人机空中对接技术的考察手段。

目前尚无针对无人机空中对接比赛科目的评判系统及评判方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无人机空中对接比赛评判系统及评判方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种无人机空中对接比赛评判系统，其特征在于，所括领飞无人机子系统、跟飞无人机子系统、地面站子系统，领飞无人机子系统包括领飞无人机、空中对接标志椎体、无线高精度定位模块1、定位天线、椎体支撑管；跟飞无人机子系统包括高精跟飞无人机、无线高精度定位模块2；地面站子系统包括地面站计算机、空中对接比赛评判软件、地面通信基站。

作为本发明的一种优选方案，所述的空中对接标志椎体由刚性椎体支撑管与领飞无人机相连接，定位天线固定安装在空中对接标志椎体内，并通过馈线连接无线高精度定位模块1。

作为本发明的一种优选方案，所述的无线高精度定位模块2安装在跟飞无人机上。

作为本发明的一种优选方案，所述的无线高精度定位模块1和无线高精度定位模块2可以是差分gps或差分北斗定位设备。

作为本发明的一种优选方案，所述的虚拟对接区域设置在领飞无人机所拖拽的空中对接标志椎体底面到实际飞行航迹后方距离为l1，直径为d，长度为l2的动态圆柱区域内。

采用上述无人机空中对接比赛评判方法，包括如下步骤：

步骤一：比赛前在参赛的跟飞无人机上安装无线高精度定位模块2(7)；

步骤二：比赛开始后，安装有空中对接标志椎体(2)、无线高精度定位模块1(3)、定位天线(4)的领飞无人机(1)起飞抵达预定空中位置；

步骤三：领飞无人机(1)通过无线高精度定位模块1(3)连接定位天线(4)定位位置，并通过无线高精度定位模块1(3)的无线传输将输出的高精度位置信息和时间信息发送到地面站子系统的地面通信基站(10)；

步骤四：跟飞无人机(6)通过无线高精度定位模块2(7)定位位置，并通过无线高精度定位模块2(7)的无线传输将输出的高精度位置信息和时间信息发送到地面站子系统的地面通信基站(10)；

步骤五：地面通信基站(10)将收到的领飞无人机(1)和跟飞无人机(6)的高精度位置信息和时间信息传输给地面站计算机(8)并通过空中对接比赛评判软件(9)进行实时数据处理；

步骤六：跟飞无人机(6)进入预定空中位置并自主搜寻领飞无人机(1)，运用空中对接技术飞入虚拟对接区域(11)并保持不少于2秒时间判为对接成功，地面站计算机(8)上安装的空中对接比赛评判软件(9)根据领飞和跟飞无人机上安装的无线高精度定位模块回传的时间和位置信息进行相对位置评判，评判对接成功的计1分，虚拟对接区域(11)定义为距离空中对接标志椎体(2)底面到实际飞行航迹后方距离为l1＝2米，直径d＝2米，长度l2＝3米的动态圆柱区域；

步骤七：对接成功后参赛队伍的其他跟飞无人机依次按照步骤4的流程进行顺序对接，直至比赛时间结束；

步骤八：比赛时间结束后空中对接比赛评判软件(10)计算参赛队伍获得的总分。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用虚拟空中对接的方式评判空中无人机是否满足空中对接条件并评判是否对接成功，避免因为空中无人机对接技术不成熟使用实物对接存在撞机的危险，为无人机空中对接比赛提供实飞的安全保障。

附图说明

图1无人机空中对接比赛评判系统示意图；

图2无人机空中对接比赛评判系统虚拟对接区域示意图；

图中：1、领飞无人机；2、空中对接标志椎体；3、无线高精度定位模块1；4、定位天线；5、椎体支撑管；6、跟飞无人机；7、无线高精度定位模块2；8、地面站计算机；9、空中对接比赛评判软件；10、地面通信基站；11、虚拟对接区域。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述。

图1所示为无人机空中对接比赛评判系统示意图，领飞无人机(1)通过刚性椎体支撑管(5)与空中对接标志椎体(2)固定连接，领飞无人机(1)上安装的无线高精度定位模块1(3)通过馈线连接空中对接标志椎体(2)内的定位天线(4)组成领飞无人机子系统，无线高精度定位模块2(7)安装在跟飞无人机(6)上组成跟飞无人机子系统，地面站计算机(8)上安装有空中对接比赛评判软件(9)并通过数据线连接地面通信基站(10)组成地面站子系统。

图2所示为无人机空中对接比赛评判系统虚拟对接区域示意图，虚拟对接区域(11)设置在领飞无人机(1)所拖拽的空中对接标志椎体(2)底面到实际飞行航迹后方距离为l1，直径为d，长度为l2的动态圆柱区域范围内。

无人机空中对接比赛评判系统工作过程中，由比赛主办方提供领飞无人机(1)，比赛前在参赛的参赛方提供的跟飞无人机上安装无线高精度定位模块2(7)，比赛开始后，安装有空中对接标志椎体(2)、无线高精度定位模块1(3)、定位天线(4)的领飞无人机(1)起飞抵达预定空中位置，领飞无人机(1)和跟飞无人机(6)，通过无线传输将输出的高精度位置信息和时间信息发送到地面站子系统的地面通信基站(10)，地面通信基站(10)将收到的领飞无人机(1)和跟飞无人机(6)的高精度位置信息和时间信息传输给地面站计算机(8)并通过空中对接比赛评判软件(9)进行实时数据处理，跟飞无人机(6)进入预定空中位置并自主搜寻领飞无人机(1)，运用空中对接技术飞入虚拟对接区域(11)并保持不少于2秒时间判为对接成功，地面站计算机(8)上安装的空中对接比赛评判软件(9)根据领飞和跟飞无人机上安装的无线高精度定位模块回传的时间和位置信息进行相对位置评判，评判对接成功的计1分，虚拟对接区域(11)定义为距离空中对接标志椎体(2)底面到实际飞行航迹后方距离为l1＝2米，直径d＝2米，长度l2＝3米的动态圆柱区域，对接成功后参赛队伍的其他跟飞无人机依次按照步骤4的流程进行顺序对接，直至比赛时间结束，比赛时间结束后空中对接比赛评判软件(10)计算参赛队伍获得的总分。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。

技术特征：

1.一种无人机空中对接比赛评判系统，其特征在于，包括领飞无人机子系统、跟飞无人机子系统、地面站子系统，领飞无人机子系统包括领飞无人机(1)、空中对接标志椎体(2)、无线高精度定位模块1(3)、定位天线(4)、椎体支撑管(5)；跟飞无人机子系统包括高精跟飞无人机(6)、无线高精度定位模块2(7)；地面站子系统包括地面站计算机(8)、空中对接比赛评判软件(9)、地面通信基站(10)。

2.根据权利要求1所述的一种无人机空中对接比赛评判系统，其特征在于，所述的空中对接标志椎体(2)由刚性椎体支撑管(5)与领飞无人机(1)相连接，定位天线(4)固定安装在空中对接标志椎体(2)内，并通过馈线连接无线高精度定位模块1(3)。

3.根据权利要求1所述的一种无人机空中对接比赛评判系统，其特征在于，无线高精度定位模块2(7)、安装在跟飞无人机(6)上。

4.根据权利要求1所述的一种无人机空中对接比赛评判系统，其特征在于，所述的无线高精度定位模块1(3)和无线高精度定位模块2(7)可以是差分gps或差分北斗定位设备。

5.根据权利要求1所述的一种无人机空中对接比赛评判系统，其特征在于，所述的虚拟对接区域(11)设置在领飞无人机(1)所拖拽的空中对接标志椎体(2)底面到实际飞行航迹后方距离为l1，直径为d，长度为l2的动态圆柱区域内。

6.一种无人机空中对接比赛评判方法，其特征在于，所述的无人机空中对接比赛评判方法包括如下步骤：

步骤1：比赛前在参赛的跟飞无人机上安装无线高精度定位模块2(7)；

步骤2：比赛开始后，安装有空中对接标志椎体(2)、无线高精度定位模块1(3)、定位天线(4)的领飞无人机(1)起飞抵达预定空中位置：

步骤3：领飞无人机(1)通过无线高精度定位模块1(3)连接定位天线(4)定位位置，并通过无线高精度定位模块1(3)的无线传输将输出的高精度位置信息和时间信息发送到地面站子系统的地面通信基站(10)；

步骤4：跟飞无人机(6)通过无线高精度定位模块2(7)定位位置，并通过无线高精度定位模块2(7)的无线传输将输出的高精度位置信息和时间信息发送到地面站子系统的地面通信基站(10)；

步骤5：地面通信基站(10)将收到的领飞无人机(1)和跟飞无人机(6)的高精度位置信息和时间信息传输给地面站计算机(8)并通过空中对接比赛评判软件(9)进行实时数据处理；

步骤6：跟飞无人机(6)进入预定空中位置并自主搜寻领飞无人机(1)，运用空中对接技术飞入虚拟对接区域(11)并保持不少于2秒时间判为对接成功，地面站计算机(8)上安装的空中对接比赛评判软件(9)根据领飞和跟飞无人机上安装的无线高精度定位模块回传的时间和位置信息进行相对位置评判，评判对接成功的计1分，虚拟对接区域(11)定义为距离空中对接标志椎体(2)底面到实际飞行航迹后方距离为l1＝2米，直径d＝2米，长度l2＝3米的动态圆柱区域；

步骤7：对接成功后参赛队伍的其他跟飞无人机依次按照步骤4的流程进行顺序对接，直至比赛时间结束；

步骤8：比赛时间结束后空中对接比赛评判软件(10)计算参赛队伍获得的总分。

技术总结
本发明公开了一种无人机空中对接比赛评判系统及评判方法，涉及无人机比赛技术领域，包括：领飞无人机子系统、跟飞无人机子系统、地面站子系统，领飞无人机子系统包括领飞无人机、空中对接标志椎体、无线高精度定位模块1、定位天线、椎体支撑管；跟飞无人机子系统包括跟飞无人机、无线高精度定位模块2；地面站子系统包括地面站计算机、地面通信基站、空中对接比赛评判软件。本发明采用上述的结构设计，使得在进行无人机空中对接比赛中，对跟飞无人机对接领飞无人机的过程进行定位和计时，并将领飞无人机和跟飞无人机的精确位置通过无线通信实时传回地面站，由空中对接比赛评判软件对空中对接过程进行评判，实现无人机空中对接比赛记分。

技术研发人员：马安;陶斯韦;盛金健
受保护的技术使用者：北京泊松技术有限公司
技术研发日：2019.12.16
技术公布日：2020.05.05