技术摘要：
本发明公开一种无人机回收系统及回收方法，该系统包括：车载平台；直线模组和倒伏机构；直线模组底部安装在车载平台上，输出端能在驱动元件作用下在车载平台平面上平动；倒伏机构能在外力驱动下相对直线模组升降；倒伏机构底部安装在直线模组输出端；捕获末端和姿态调  全部
背景技术：
随着近些年科技的发展，无人机不管在军事侦察还是民用领域，因其能够随时随 地、灵活便捷的进行空中拍摄并且成本低廉，被广泛的应用于侦察探测、地图测绘、灾害监 测、通信中继、安防搜救等工作。旋翼无人机在使用时，静平台放飞回收较为简单，只需开启 螺旋桨即可起飞，找到降落点电机减速降落即可，限制较少，而动平台例如车载无人机的放 飞、回收方法则一直是研发的一个重点项目。 传统的无人机起飞回收方法是：首先无人机在地面启动螺旋桨，完成放飞；在完成 飞行任务后，由控制者向无人机发送回收指令，然后无人机飞向控制者所在位置并自行降 落在地面，再由控制者将无人机回收保存。这种方法在实际使用中有着诸多不便：首先，这 种方法放飞无人机比较单一，只能在静止水平面起飞，对于倾斜动平台无法适用。其次这种 方法回收无人机比较费时费力，控制者向无人机发送回收指令后，必须在原地等待无人机 降落，然后再动手将无人机回收。另外，无人机回收降落时是自主降落至地面，而有些地形 错综复杂，可能会对无人机设备造成损害。 在近些年，也出现了一些较为创新的无人机起飞降落的方法，如中国专利文献中 提出的“一种基于航空拖缆拖靶系统的无人机空基精准回收装置与方法，详见公布号 CN107738750A”，“一种飞行器空中回收无人机的方法及其系统，详见公布号CN107792373A” 等，基本都是采用其他飞行器拖缆或拖网等方式，使无人机撞网来实现减速和回收。这些方 式虽然能实现无人机的动态回收，但缺点也比较明显：采用另派飞行器的方式拖网，成本较 高且也可能会对无人机设备造成损伤。“基于机械抓取的车载旋翼无人机回收装置及方法, 详见公布号CN108791937A”采用的是串联机械臂的方式抓取无人机，该方式缺点就是串联 机械臂的响应时间比较长，远远跟不上无人机的晃动频率，因此抓取无人机的时候耗费时 间比较长精度不高。
技术实现要素：
本发明提供一种无人机回收系统及回收方法，用于克服现有技术中耗时长、回收 精度不高等缺陷，实现无人机在动态移动的车载平台上快速平稳回收。 为实现上述目的，本发明提供一种无人机回收系统，包括： 车载平台，安装在移动车辆上，以提供支承； 倒伏平移装置，包括直线模组和倒伏机构；所述直线模组的底部安装在车载平台 上，输出端能在驱动力作用下在车载平台所在平面上平动；所述倒伏机构能在外力驱动下 相对直线模组升降；所述倒伏机构底部安装在所述直线模组的输出端； 位姿捕获装置，包括捕获末端和姿态调整机构；所述位姿调整机构包括上平台、安 5 CN 111552304 A 说　明　书 2/7 页 装在倒伏机构顶部的下平台及通过虎克铰安装在上平台与下平台之间的多根电动推杆；通 过驱动电动推杆动作实现上平台的位姿调整；所述捕获末端包括固定在无人机底部的接口 杆和用于捕获接口杆并完成与接口杆锁定的接口底座，所述接口底座安装在所述上平台 上。 为实现上述目的，本发明还提供一种无人机回收方法，包括以下步骤： 步骤1，在接收到无人机降落指令后与无人机建立通信连接，并约定车辆与无人机 相遇位置点； 步骤2，根据约定位置点及发出运动指令给直线模组控制器，直线模组控制器根据 导块的位置信息及运动指令驱动导块移动以保证捕获末端在约定位置点周围预设区域内； 并发送水平调平指令给姿态调整机构控制器，姿态调整机构控制器根据捕获末端 位置姿态、车辆位置姿态及水平调平指令调整电动推杆动作以实时调整姿态调整机构保持 捕获末端水平； 步骤3，向无人机发送返航指令，并每隔预定时间向旋翼无人机发送载有回收平台 的车辆运行信息，该车辆运行信息包括车辆位置、速度和行驶方向，无人机向车辆所在位置 飞行； 步骤4，在无人机到达约定位置点之后，开始执行追踪，根据无人机实时位置姿态 和捕获末端实时位置姿态，解算车载平台平面内追踪位置量，发送指令给直线模组控制器， 使得捕获末端在车载平台平面与无人机上捕获接口杆的位置误差在捕获面容差范围内； 步骤5，在检测到车载平台平面内跟踪到位之后，执行垂直方向追踪指令，指令发 送给姿态调整机构控制器，执行垂直升降功能，使得捕获接口杆下端半球形面接触捕获面， 无人机慢慢滑落接口底座内，捕获到位之后，锁定装置锁定，向无人机发送停机信号； 步骤6，根据捕获末端实时姿态信息和车辆实时姿态信息，指令发送给姿态调整机 构控制器，调整无人机姿态与车辆平台水平，同时发送指令给直线模组控制器，将倒伏机构 由直立状态切换为倾倒状态，直线模组将整个装置移动至预定位置，完成无人机辅助降落。 为实现上述目的，本发明还提供一种无人机回收方法，包括以下步骤： A、无人机在降落时，操控终端发出降落回收指令，无人机和总控模块收到指令后， 无人机与总控模块建立通信连接，总控系统的总控模块约定车辆与无人机相遇位置点； B、总控模块根据约定位置点发出运动指令给直线模组控制器，控制器执行指令保 证捕获末端在约定位置点周围预设区域内，并实时调整姿态调整机构保持捕获末端水平； C、总控模块向无人机发送返航指令，并每隔预定时间向旋翼无人机发送载有回收 平台的车辆运行信息，该车辆运行信息包括车辆位置、速度和行驶方向，无人机向车辆所在 位置飞行，当无人机到达约定位置点周围预设区域时，无人机根据车辆速度与行驶方向信 息开始与车辆同步飞行； D、无人机到达约定位置点之后，总控模块开始执行追踪，根据无人机实时位置姿 态和捕获末端实时位置姿态，解算车载平台平面内追踪位置量，发送指令给直线模组控制 器，使得捕获末端在车载平台平面与无人机上捕获接口杆的位置误差在捕获面容差范围 内； E、检测到车载平台平面内跟踪到位之后，总控模块执行垂直方向追踪指令，指令 发送给姿态调整机构控制器，执行垂直升降功能，使得捕获接口杆下端半球形面接触捕获 6 CN 111552304 A 说　明　书 3/7 页 面，无人机慢慢滑落接口底座内，捕获到位之后，锁定装置锁定，无人机电机停转； F、总控模块根据捕获末端实时姿态信息和车辆实时姿态信息，指令发送给姿态调 整机构控制器，调整无人机姿态与车辆平台水平，同时发送指令给直线模组控制器，将倒伏 机构由直立状态切换为倾倒状态，直线模组将整个装置移动至合适位置，完成无人机辅助 降落。 本发明提供的无人机回收系统及回收方法，包括捕获末端、姿态调整机构、倒伏机 构、直线模组、车载平台和总控系统，其中捕获末端位于姿态调整机构上，大容差捕获无人 机并完成锁定；姿态调整机构可调整捕获末端俯仰、滚转、偏航三轴姿态以及垂直升降，倒 伏机构位于姿态调整机构下方，具备倾倒直立两张状态，实现空间垂直方向大范围的捕获 无人机；倒伏机构放置在直线模组上，直线模组可带动其他所有机构XY平面内移动，利用其 快速响应、定位精度高的特点跟踪无人机位置。整个装置放置于车载平台内，车载总控模块 对整个装置的运动进行控制。无人机本体装备无人机北斗差分测量系统，车辆本身装备有 惯导可以实时获取车辆本身位置姿态、捕获末端装备有北斗差分测量系统，这些测量系统 将测量信息无线传输反馈给总控模块，总控系统通过有线或无线的方式将指令动作发送给 直线模组控制器、姿态调整机构控制器完成相应的动作。避免了旋翼无人机降落地点的不 确定性，减小了降落地形不利从而会对旋翼无人机造成损耗的可能；实现了无人机的自主 降落，操控者对旋翼无人机发送回收指令后，整个降落过程由车载总控模块和旋翼无人机 自主完成，无需人为干预。解决了传统旋翼无人机回收方法需要人力物力资源的问题；实现 旋翼无人机的动态降落，车辆在行进中即可完成旋翼无人机的起飞与降落，与传统的旋翼 无人机降落方式只能定点回收相比有了很大的改进与提高。此外负载能力高，传统的机械 臂辅助旋翼无人机降落方式，由于机械臂负载能力差，且响应时间慢，该方法有限负载可达 30kg，辅助降落时间40s以内，负载与工作效率有了很大的提高。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图示出的结构获得其他的附图。 图1是本实施例一提供的无人机回收方法的控制系统示意图。 图2是本实施例二提供的无人机回收方法的整体结构布局示意图。 图3是图2中捕获末端的剖面示意图。 图4是图2中姿态调整机构示意图。 图5是图2中倒伏机构示意图。 图6是图2中直线模组示意图。 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。