本發(fā)明涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種事故處置飛行器自主續(xù)航方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人、飛行控制技術(shù)快速發(fā)展，將探測(cè)技術(shù)、營(yíng)救行動(dòng)技術(shù)、災(zāi)難學(xué)、機(jī)器人技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行有機(jī)的融合，開(kāi)發(fā)和研制用于偵察、搜尋和營(yíng)救的救援、處置機(jī)器人已經(jīng)成為機(jī)器人學(xué)科領(lǐng)域中富有挑戰(zhàn)性的新方向。在復(fù)雜多變的救援現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和任務(wù)而言，單個(gè)機(jī)器人在信息的獲取、處理及控制能力等方面存在局限性。多旋翼飛行器綜合微機(jī)電和新材料等現(xiàn)代技術(shù)，配合微慣導(dǎo)及飛行控制等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，可在目標(biāo)引導(dǎo)、偵查、險(xiǎn)區(qū)探測(cè)、目標(biāo)跟蹤、反恐、電子干擾等方面，擁有巨大應(yīng)用潛力和價(jià)值。

目前，多旋翼飛行器在接收任務(wù)時(shí)受到載荷制約，即供電量嚴(yán)重限制了飛行距離。針對(duì)供電量的問(wèn)題，目前市面上出現(xiàn)了采用系留式系統(tǒng)、基站充電和太陽(yáng)能進(jìn)行充電燈多種方式來(lái)解決飛行器續(xù)航的問(wèn)題，而這些方式雖在一定程度上能解決供電量不足的問(wèn)題，但是仍存在以下問(wèn)題：

系留式系統(tǒng)其攜帶的線纜受到環(huán)境高處建筑物等影響，并限制飛行器的飛行距離；太陽(yáng)能電池板充電輸出功率受到電池板大小的限制，并難以對(duì)飛行器實(shí)現(xiàn)快速充電；而基站由于距離飛行器較遠(yuǎn)，飛行器需要預(yù)留大部分電量用于返航，因而不便于救援、處置任務(wù)的開(kāi)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種事故處置飛行器自主續(xù)航方法及其系統(tǒng)，其能夠在飛行器電量低于返航時(shí)所需電量時(shí)，通過(guò)飛行器和陸地機(jī)器人的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使飛行器自主降落至陸地機(jī)器人進(jìn)行充電。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

第一方面，提供一種事故處置飛行器自主續(xù)航方法，其包括：

獲取飛行器當(dāng)前位置的飛行參數(shù)，飛行參數(shù)包括飛行器的經(jīng)緯度、飛行高度、飛行姿態(tài)、飛行器的電量及飛行器所在環(huán)境的環(huán)境圖像；

根據(jù)飛行參數(shù)，計(jì)算飛行器所在環(huán)境中障礙物和陸地機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)及飛行器降落至陸地機(jī)器人上所需用電量；

當(dāng)飛行器的電量小于等于用電量時(shí)，控制飛行器和陸地機(jī)器人相對(duì)運(yùn)動(dòng)，直至飛行器與陸地機(jī)器人處于同一垂直平面；

當(dāng)飛行器下降至與陸地機(jī)器人的相對(duì)距離等于設(shè)定距離，控制陸地機(jī)器人與飛行器對(duì)接，并對(duì)飛行器進(jìn)行充電。

進(jìn)一步地，優(yōu)選該事故處置飛行器自主續(xù)航方法還包括當(dāng)飛行器與陸地機(jī)器人處于同一垂直平面后，獲取飛行器下方陸地機(jī)器人的圖像；

判斷陸地機(jī)器人上的平行線平臺(tái)是否位于圖像的正中間：若是，則控制飛行器下降，否則，調(diào)整飛行器的飛行姿態(tài)，直至陸地機(jī)器人上的平行線平臺(tái)位于圖像的正中間。

進(jìn)一步地，優(yōu)選該事故處置飛行器自主續(xù)航方法還包括當(dāng)陸地機(jī)器人與飛行器對(duì)接后，判斷飛行器與陸地機(jī)器人的相對(duì)距離是否等于飛行器設(shè)定靜默距離，若是，則控制飛行器處于靜默狀態(tài)。

進(jìn)一步地，優(yōu)選該事故處置飛行器自主續(xù)航方法還包括判斷飛行器的電量是否已充滿，當(dāng)飛行器的電量已充滿，控制飛行器解除靜默狀態(tài)，并離開(kāi)陸地機(jī)器人繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。

進(jìn)一步地，優(yōu)選當(dāng)飛行器降落至陸地機(jī)器人上后，再控制陸地機(jī)器人對(duì)飛行器進(jìn)行充電。

進(jìn)一步地，優(yōu)選陸地機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)的計(jì)算方法包括：

以陸地機(jī)器人作為質(zhì)點(diǎn)，則陸地機(jī)器人相對(duì)于飛行器的相對(duì)位置坐標(biāo)rk(xk,yk,zk)為：

其中，fх，fу分別為x，y軸的焦距；u0，v0為環(huán)境圖像平面的中心點(diǎn)；d為視覺(jué)飛行器的高度；s為環(huán)境圖像的縮放系數(shù)；

計(jì)算陸地機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)ro=(x,y,z,1)：

其中，rk為3×3的旋轉(zhuǎn)矩陣；pk為3×1的平移矩陣，即飛行器在世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。

進(jìn)一步地，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)矩陣rk的計(jì)算公式為：

其中，θ、φ、ψ分別為飛行器的偏航角，俯仰角和滾轉(zhuǎn)角，為cosψ，為sinψ；為cosθ，為sinψ；為cosφ，為sinφ。

第二方面，提供一種事故處置飛行器自主續(xù)航系統(tǒng)，其包括用于事故處置的飛行器和用于與飛行器進(jìn)行通信的陸地機(jī)器人；

飛行器包括：運(yùn)動(dòng)傳感器，用于實(shí)時(shí)采集飛行器在x、y、z三個(gè)方向上表征飛行器的飛行姿態(tài)的加速度、滾轉(zhuǎn)角、俯仰角和偏航角；定位設(shè)備，用于采集飛行器所在的經(jīng)緯度和高度；電池管理設(shè)備，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛行器的電池電量；圖像采集傳感器，用于實(shí)時(shí)采集飛行器所在環(huán)境的環(huán)境圖像及飛行器與陸地機(jī)器人處于同一垂直平面時(shí)，采集飛行器正下方的圖像；

圖像處理器，與圖像采集傳感器連接，用于處理圖像采集傳感器采集的圖像；以及飛行器控制器，在飛行器的電量低于用電量時(shí)，用于控制飛行器相對(duì)陸地機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，并調(diào)整飛行器的飛行姿態(tài)，及飛行器與陸地機(jī)器人間的距離為飛行器設(shè)定靜默距離時(shí)，控制飛行器處于靜默狀態(tài)；運(yùn)動(dòng)傳感器、定位設(shè)備、電池管理設(shè)備、圖像處理器和通信模塊均與飛行器控制器連接；

陸地機(jī)器人包括：充電管理設(shè)備，與中央處理器連接，用于給飛行器提供續(xù)航所需的電量；中央處理器，根據(jù)飛行參數(shù)計(jì)算障礙物與陸地機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)及飛行器降落在陸地機(jī)器人上所需時(shí)間和用電量；當(dāng)飛行器的電量低于用電量時(shí)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器控制陸地機(jī)器人相對(duì)飛行器運(yùn)動(dòng)，及控制陸地機(jī)器人的機(jī)械臂控制器伸出機(jī)械臂與飛行器對(duì)接；中央處理器通過(guò)通信設(shè)備、通信模塊與控制器進(jìn)行通信。

本發(fā)明的有益效果：飛行器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，若其電量低于返回陸地機(jī)器人上進(jìn)行充電所需用電量時(shí)，則飛行器和陸地機(jī)器人兩者便會(huì)相對(duì)移動(dòng)，從而縮短了飛行器返航進(jìn)行充電的距離；采用這種方式進(jìn)行充電，飛行器飛行的距離縮短后，其在執(zhí)行任務(wù)時(shí)不需要預(yù)留大量的電能和時(shí)間進(jìn)行返航充電，從而提高了飛行器執(zhí)行任務(wù)的效率。

附圖說(shuō)明

圖1為事故處置飛行器自主續(xù)航方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

圖2為事故處置飛行器自主續(xù)航系統(tǒng)的原理框圖。

圖3為事故處置飛行器自主續(xù)航方法另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

圖4為陸地機(jī)器人調(diào)整姿態(tài)及多旋翼飛行器降落至陸地機(jī)器人的平行線平臺(tái)進(jìn)行充電的流程圖。

圖5為陸地機(jī)器人平行線平臺(tái)處于圖像的豎直位置的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實(shí)施方式的范圍，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見(jiàn)的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。

參考圖1，圖1示出了事故處置飛行器自主續(xù)航方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖；如圖1所示，該方法100包括步驟101至步驟104。

在步驟101中，獲取飛行器當(dāng)前位置的飛行參數(shù)，飛行參數(shù)包括飛行器的經(jīng)緯度、飛行高度、飛行姿態(tài)、飛行器的電量及飛行器所在環(huán)境的環(huán)境圖像。

在步驟102中，根據(jù)飛行參數(shù)，計(jì)算飛行器所在環(huán)境中障礙物和陸地機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)及飛行器降落至陸地機(jī)器人上所需用電量；飛行器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，陸地機(jī)器人跟隨其一同進(jìn)入事故處置現(xiàn)場(chǎng)，即陸地機(jī)器人位于事故處置所在區(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，陸地機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)的計(jì)算方法包括：

以陸地機(jī)器人作為質(zhì)點(diǎn)，則陸地機(jī)器人相對(duì)于飛行器的相對(duì)位置坐標(biāo)rk(xk,yk,zk)為：

其中，fх，fу分別為x，y軸的焦距；u0，v0為環(huán)境圖像平面的中心點(diǎn)；d為視覺(jué)飛行器的高度；s為環(huán)境圖像的縮放系數(shù)；

計(jì)算陸地機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)ro=(x,y,z,1)：

其中，rk為3×3的旋轉(zhuǎn)矩陣；pk為3×1的平移矩陣，即飛行器在世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。

飛行器相對(duì)陸地機(jī)器人的位置為ro減去pk；陸地機(jī)器人相對(duì)于多旋翼飛行器的位置為pk減去ro。

實(shí)施時(shí)，本方案優(yōu)選旋轉(zhuǎn)矩陣rk的計(jì)算公式為：

其中，θ、φ、ψ分別為飛行器的偏航角，俯仰角和滾轉(zhuǎn)角，為cosψ，為sinψ；為cosθ，為sinψ；為cosφ，為sinφ。

在步驟103中，當(dāng)飛行器的電量小于等于用電量時(shí)，控制飛行器和陸地機(jī)器人相對(duì)運(yùn)動(dòng)，直至飛行器與陸地機(jī)器人處于同一垂直平面。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該事故處置飛行器自主續(xù)航方法還包括當(dāng)飛行器與陸地機(jī)器人處于同一垂直平面后，獲取飛行器下方陸地機(jī)器人的圖像；

判斷陸地機(jī)器人上的平行線平臺(tái)是否位于圖像的正中間：若是，則控制飛行器下降，否則，調(diào)整飛行器的飛行姿態(tài)，直至陸地機(jī)器人上的平行線平臺(tái)位于圖像的正中間。

通過(guò)這種方式對(duì)陸地機(jī)器人和飛行器位置的進(jìn)一步調(diào)整，從而確保了飛行器能夠精準(zhǔn)地下降至陸地機(jī)器人上進(jìn)行充電。

在步驟104中，當(dāng)飛行器下降至與陸地機(jī)器人的相對(duì)距離等于設(shè)定距離時(shí)，控制陸地機(jī)器人與飛行器對(duì)接，當(dāng)飛行器降落至陸地機(jī)器人上后，控制陸地機(jī)器人對(duì)飛行器進(jìn)行充電。

其中，該事故處置飛行器自主續(xù)航方法還包括當(dāng)陸地機(jī)器人與飛行器對(duì)接后，判斷飛行器與陸地機(jī)器人的相對(duì)距離是否等于飛行器設(shè)定靜默距離，若是，則控制飛行器處于靜默狀態(tài)。

實(shí)施時(shí)，設(shè)定距離大于飛行器設(shè)定靜默距離，這樣設(shè)置后，能夠確保陸地機(jī)器人與飛行器的準(zhǔn)確對(duì)接。

飛行器在充電過(guò)程中，事故處置飛行器自主續(xù)航方法還包括時(shí)刻判斷飛行器的電量是否已充滿，當(dāng)飛行器的電量已充滿，控制飛行器解除靜默狀態(tài)，并離開(kāi)陸地機(jī)器人繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。

如圖2所示，該事故處置飛行器自主續(xù)航系統(tǒng)包括用于事故處置的飛行器和用于與飛行器進(jìn)行通信的陸地機(jī)器人。實(shí)施時(shí)，本方案優(yōu)選飛行器為多旋翼飛行器。

其中，飛行器包括飛行器控制器、電池管理設(shè)備、運(yùn)動(dòng)傳感器、定位設(shè)備、通信模塊、圖像采集傳感器和圖像處理器；電池管理設(shè)備、運(yùn)動(dòng)傳感器、定位設(shè)備、圖像處理器和通信模塊均與飛行器控制器連接，圖像采集傳感器與圖像處理器連接。

運(yùn)動(dòng)傳感器用于實(shí)時(shí)采集飛行器在x、y、z三個(gè)方向上表征飛行器的飛行姿態(tài)的加速度、滾轉(zhuǎn)角、俯仰角和偏航角；定位設(shè)備用于采集飛行器所在的經(jīng)緯度和高度；電池管理設(shè)備用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛行器的電池電量；圖像采集傳感器用于實(shí)時(shí)采集飛行器所在環(huán)境的環(huán)境圖像及飛行器與陸地機(jī)器人處于同一垂直平面時(shí)，采集飛行器正下方的圖像。

圖像處理器內(nèi)部含有ubuntu操作系統(tǒng)，用于處理圖像采集傳感器采集的圖像。通信模塊包括2.4g無(wú)線通信模塊與無(wú)線wifi模塊，無(wú)線wifi模塊用于傳輸姿態(tài)、經(jīng)緯度、高度和圖像信息，2.4g無(wú)線通信模傳輸飛行器控制指令。

控制器，在飛行器的電量低于用電量時(shí)，用于控制飛行器相對(duì)陸地機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，并調(diào)整飛行器的飛行姿態(tài)，及飛行器與陸地機(jī)器人間的距離為飛行器設(shè)定靜默距離時(shí)，控制飛行器處于靜默狀態(tài)；運(yùn)動(dòng)傳感器、定位設(shè)備、電池管理設(shè)備、圖像處理器和通信模塊均與控制器連接；

陸地機(jī)器人包括中央處理器及分別與中央處理器連接的充電管理設(shè)備、通信設(shè)備、運(yùn)動(dòng)控制器和機(jī)械臂控制器。

其中，充電管理設(shè)備用于對(duì)飛行器進(jìn)行充電控制；運(yùn)動(dòng)控制器用于對(duì)陸地機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制；機(jī)械臂控制器用于控制機(jī)械臂伸縮、鉗住、松開(kāi)；通信設(shè)備包括2.4g無(wú)線通信模塊與路由設(shè)備，無(wú)線路由設(shè)備接收姿態(tài)、經(jīng)緯度、高度，圖像信息和傳輸飛行器相對(duì)陸地機(jī)器人的相對(duì)位置；充電管理設(shè)備、通信設(shè)備、運(yùn)動(dòng)控制器、機(jī)械臂控制器與中央處理器相連接。

中央處理器含有ubuntu操作系統(tǒng)，用于根據(jù)飛行參數(shù)計(jì)算障礙物與陸地機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)及飛行器降落在陸地機(jī)器人上所需時(shí)間和用電量；當(dāng)飛行器的電量低于用電量時(shí)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器控制陸地機(jī)器人相對(duì)飛行器運(yùn)動(dòng)，及控制陸地機(jī)器人的機(jī)械臂控制器伸出機(jī)械臂與飛行器對(duì)接；以及發(fā)出陸地機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制指令、機(jī)械臂控制指令和充電管理指令。

如圖3所示，下面結(jié)合事故處置飛行器自主續(xù)航系統(tǒng)的具體部件對(duì)飛行器續(xù)航的方法進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明：

在步驟s101中，在采用多旋翼飛行器進(jìn)行事故處置時(shí)，采用陸地機(jī)器人搭載多旋翼飛行器進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng)，多旋翼飛行器從陸地機(jī)器人平臺(tái)起飛。

在步驟s102中，多旋翼飛行器上的電池管理設(shè)備開(kāi)始獲取多旋翼飛行器的電池電量；運(yùn)動(dòng)傳感器開(kāi)始采集x、y、z三個(gè)方向上的加速度與滾轉(zhuǎn)角、俯仰角和偏航角的姿態(tài)信息；定位設(shè)備開(kāi)始采集多旋翼飛行器的經(jīng)緯度和飛行高度信息；圖像采集傳感器開(kāi)始采集環(huán)境圖像信息，同時(shí)圖像處理器對(duì)采集的圖像進(jìn)行特征提取與匹配、變換估計(jì)、全局姿態(tài)圖優(yōu)化等預(yù)處理，得到預(yù)處理圖像信息；然后通過(guò)通信模塊無(wú)線wifi模塊把預(yù)處理圖像信息、加速度、姿態(tài)、經(jīng)緯度、高度信息發(fā)送給陸地機(jī)器人。

在步驟s103中，陸地機(jī)器人通過(guò)通信設(shè)備接收多旋翼飛行器發(fā)送的預(yù)處理圖像信息、加速度、姿態(tài)、經(jīng)緯度（x,y）、高度信息(z)，并傳輸給中央處理器；此時(shí)中央處理器的圖像處理模塊對(duì)預(yù)處理圖像進(jìn)行處理，并生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)；中央處理器的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算出陸地機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)（x0,y0,z0），同時(shí)通過(guò)經(jīng)緯度、高度信息計(jì)算多旋翼飛行器相對(duì)于陸地機(jī)器人的位置（x1,y1,z1）以及陸地機(jī)器人相對(duì)于多旋翼飛行器的位置（x2,y2,z2）；中央處理器的電量計(jì)算模塊通過(guò)多旋翼飛行器相對(duì)于陸地機(jī)器人的位置（x1,y1,z1）計(jì)算出多旋翼飛行器降落到陸地機(jī)器人上所需的最小的電池電量及飛行時(shí)間。陸地機(jī)器人通過(guò)通信設(shè)備的路由設(shè)備把陸地機(jī)器人相對(duì)于多旋翼飛行器的位置（x2,y2,z2）、降落所需的最小的電池電量及飛行時(shí)間發(fā)送給多旋翼飛行器。

在步驟s104中，多旋翼飛行器通過(guò)通信模塊的無(wú)線wifi模塊接收陸地機(jī)器人通過(guò)通信設(shè)備的路由設(shè)備把陸地機(jī)器人相對(duì)于多旋翼飛行器的位置（x2,y2,z2）、降落所需的最小的電池電量及飛行時(shí)間并傳給多旋翼飛行器控制器。多旋翼飛行器控制器判斷電池管理設(shè)備采集的電池電量是否大于降落所需的最小的電池電量；若是，執(zhí)行步驟s102；若不是，則多旋翼飛行器通過(guò)2.4g無(wú)線通信模塊發(fā)送降落充電準(zhǔn)備指令，并執(zhí)行步驟s105。

在步驟s105中，多旋翼飛行器、陸地機(jī)器人調(diào)整自身姿態(tài)，多旋翼飛行器并降落到陸地機(jī)器人的平行線平臺(tái)。

在步驟106中，多旋翼飛行器調(diào)整至靜默狀態(tài)，陸地機(jī)器人打開(kāi)充電設(shè)備對(duì)多旋翼飛行器進(jìn)行充電。

參見(jiàn)圖4，圖4示出了本申請(qǐng)的陸地機(jī)器人調(diào)整姿態(tài)及多旋翼飛行器降落至陸地機(jī)器人的平行線平臺(tái)進(jìn)行充電的流程圖；下面結(jié)合附圖4對(duì)步驟s105和步驟106進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明：

a1、陸地機(jī)器人的通信設(shè)備的2.4g無(wú)線通信模塊接收多旋翼飛行器發(fā)出降落充電準(zhǔn)備指令，并傳輸給中央處理器；中央處理器向運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出運(yùn)動(dòng)控制指令，讓陸地機(jī)器人向坐標(biāo)（x,y,z）方向移動(dòng)，同時(shí)中央處理器通過(guò)通信設(shè)備的2.4g無(wú)線通信模塊發(fā)出陸地機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入姿態(tài)調(diào)整的指令；當(dāng)多旋翼飛行器通信模塊的2.4g無(wú)線通信模塊接收到陸地機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入姿態(tài)調(diào)整的指令，由多旋翼飛行器控制器發(fā)出控制指令并向坐標(biāo)（x0,y0,z0）方向移動(dòng)。

a2、陸地機(jī)器人的中央處理器坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊判斷是否x=x0且y=y0；若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟a1，若是，則執(zhí)行a3；

a3、陸地機(jī)器人的中央處理器向運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出停止運(yùn)動(dòng)控制指令，同時(shí)通過(guò)通信設(shè)備的2.4g無(wú)線通信模塊發(fā)送多旋翼飛行器發(fā)出接受多旋翼飛行器著陸準(zhǔn)備命令。

a4、多旋翼飛行器通過(guò)通信模塊的2.4g無(wú)線通信模塊接收陸地機(jī)器人發(fā)出的接受多旋翼飛行器著陸準(zhǔn)備命令，判斷相對(duì)坐標(biāo)是否是x2=0且y2=0；若否，是則執(zhí)行步驟a5；若是，則執(zhí)行步驟a6。

a5、多旋翼飛行器的多旋翼飛行器控制器向圖像處理器發(fā)出檢測(cè)陸地機(jī)器人具體位置命令，通過(guò)圖像檢測(cè)陸地機(jī)器人位置調(diào)整多旋翼飛行器姿態(tài)，使得陸地機(jī)器人位于多旋翼飛行器的正下方。

a6、多旋翼飛行器的飛行控制器控制相機(jī)云臺(tái)使得相機(jī)鏡頭方向與多旋翼飛行器下降方向一致；同時(shí)多旋翼飛行器的飛行控制器向圖像處理器發(fā)出檢測(cè)陸地機(jī)器人平行線平臺(tái)是否與處于圖像的豎直位置（如圖5）；若是，執(zhí)行步驟a7；若否，通過(guò)多旋翼飛行器控制器發(fā)出姿態(tài)調(diào)整命令，直到調(diào)整到陸地機(jī)器人平行線平臺(tái)與多旋翼飛行器飛行方向一致為止。

a7、多旋翼飛行器開(kāi)始降落，并通過(guò)圖像采集傳感器實(shí)時(shí)采集陸地機(jī)器人平行線平臺(tái)的圖像信息；若平行線平臺(tái)與多旋翼飛行器飛行方向有偏差，實(shí)時(shí)調(diào)整多旋翼飛行器的姿態(tài)。

a8、陸地機(jī)器人通過(guò)高度信息判斷多旋翼飛行器距離自身高度是否大于20cm；若是，繼續(xù)等待；若不是；則執(zhí)行步驟a9。

a9、陸地機(jī)器人的中央處理器向機(jī)械臂控制器發(fā)出控制命令，從平行線平臺(tái)伸出與水平面垂直的機(jī)械臂，并鉗住多旋翼飛行器，輔助多旋翼飛行器降落。

a10、陸地機(jī)器人通過(guò)高度信息判斷多旋翼飛行器距離自身高度是否小于5cm；若不是，則繼續(xù)等待；若是，陸地機(jī)器人通過(guò)通信設(shè)備的2.4g無(wú)線通信模塊發(fā)出準(zhǔn)備充電控制指令，并執(zhí)行步驟a11。

a11、多旋翼飛行器通過(guò)通信模塊的2.4g無(wú)線通信模塊接收準(zhǔn)備充電控制指令，飛行器控制器向電源管理設(shè)備發(fā)送電量輸出控制命令，控制整個(gè)多旋翼飛行器處于靜默狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)通信設(shè)備的2.4g無(wú)線通信模塊發(fā)出充電準(zhǔn)備控制命令；陸地機(jī)器人通過(guò)通信設(shè)備的2.4g無(wú)線通信模塊接收到充電準(zhǔn)備的控制命令，中央處理器向充電管理設(shè)備發(fā)出控制命令，打開(kāi)充電設(shè)備，通過(guò)機(jī)械臂與著陸架相連接對(duì)多旋翼飛行器進(jìn)行充電。

在步驟s107中，多旋翼飛行器通過(guò)電池管理設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池電量，判斷電池電量是否充滿；若電池電量已充滿，多旋翼飛行器控制器向電池管理設(shè)備發(fā)出解除靜默狀態(tài)的控制命令，并向陸地機(jī)器人發(fā)送控制指令；若未充滿，則繼續(xù)充電。

在步驟s108中，陸地機(jī)器人接收到充滿控制指令，通過(guò)中央處理器向充電管理設(shè)備發(fā)出斷開(kāi)充電設(shè)備的控制命令，同時(shí)先機(jī)械臂控制器發(fā)出伸出機(jī)械臂控制命令；當(dāng)機(jī)械臂到達(dá)20cm時(shí)，陸地機(jī)器人向多旋翼飛行器發(fā)出飛行控制命令；當(dāng)多旋翼飛行器接收到飛行控制命令，打開(kāi)通過(guò)電池管理設(shè)備調(diào)整輸出電量；同時(shí)機(jī)械臂松開(kāi)多旋翼飛行器，并收縮機(jī)械臂，多旋翼飛行器繼續(xù)執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。

綜上所述，本方案能夠在飛行器電量低于返回陸地機(jī)器人上進(jìn)行充電所需用電量時(shí)，控制飛行器和陸地機(jī)器人相對(duì)移動(dòng)，從而縮短了飛行器返航進(jìn)行充電的距離。