1.本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种空中起降系统及空中起降方法。


背景技术：

2.固定翼无人机的现有起降方案主要分两种，一种是常规的跑道滑跑起降方案，另一种是弹射起飞与降落伞伞降结合的方案。然而，跑道滑跑起降方案对起降场地要求较高，需要平直且长度长的跑道。再者，弹射伞降结合方案的失败概率高于跑道滑跑起降方案，且会对固定翼无人机造成损伤。另外，上述两种针对固定翼无人机的起降方案均需要在地面完成，造成土地占用，且无法实现灵活转场。


技术实现要素：

3.本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够供固定翼无人机实现空中起飞和降落的空中起降系统。
4.本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够供固定翼无人机实现空中起飞和降落的空中起降方法。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.根据本发明的一个方面，提供一种空中起降系统，用于实现固定翼无人机的空中起降，所述空中起降系统包含起降平台、多旋翼无人机以及控制单元；所述起降平台设置有传送带，所述传送带作为固定翼无人机的起降跑道；所述多旋翼无人机连接于所述起降平台；所述控制单元分别连接于所述传送带及所述多旋翼无人机，用于采集固定翼无人机的位置信息，并据此控制所述传送带及所述多旋翼无人机；其中，所述空中起降系统被配置为：通过控制所述传送带沿与固定翼无人机飞行方向相反的方向传动工作，而供固定翼无人机降落，并通过控制所述多旋翼无人机带动所述起降平台，沿与固定翼无人机的起飞方向相同的方向飞行，而供固定翼无人机起飞。
7.根据本发明的其中一个实施方式，所述起降平台通过多根固定轴分别设置有多根传动辊，所述空中起降系统包含多对所述多旋翼无人机，所述多对多旋翼无人机分别对应所述多根传动辊，且同对的两架所述多旋翼无人机分别连接于对应的所述固定轴的两端。
8.根据本发明的其中一个实施方式，所述起降平台设置有dps定位模块，所述gps定位模块用于将所述起降平台的位置信息发送至固定翼无人机。
9.根据本发明的其中一个实施方式，所述传送带绕设于所述起降平台的顶面及底面，以使位于所述起降平台顶面的所述传送带作为固定翼无人机的起降跑道。
10.根据本发明的其中一个实施方式，所述多旋翼无人机通过连接结构连接于所述起降平台。
11.根据本发明的另一个方面，提供一种空中起降方法，用于固定翼无人机的空中起降，所述空中起降方法包含：提供本发明提出的并在上述实施方式中所述的空中起降系统；控制所述传送带沿与固定翼无人机飞行方向相反的方向传动工作，以供固定翼无人机降落
于所述传送带上；控制所述多旋翼无人机带动所述起降平台，沿与固定翼无人机的起飞方向相同的方向飞行，以供固定翼无人机起飞。
12.根据本发明的其中一个实施方式，所述传送带的传动速度小于固定翼无人机的降落速度。
13.根据本发明的其中一个实施方式，所述多旋翼无人机带动所述起降平台的飞行速度，大于或者等于固定翼无人机的起飞速度。
14.根据本发明的其中一个实施方式，固定翼无人机降落过程中，采集固定翼无人机的位置信息，当固定翼无人机与升降平台在固定翼飞机的飞行方向上的距离小于一预设距离时，控制所述传送带传动工作。
15.根据本发明的其中一个实施方式，固定翼无人机起飞过程中，采集固定翼无人机的位置信息，当固定翼无人机与升降平台在高度方向上大于一预设距离时，控制所述多旋翼无人机悬停或者飞离。
16.由上述技术方案可知，本发明提出的空中起降系统及空中起降方法的优点和积极效果在于：
17.本发明提出的空中起降系统包含起降平台、多旋翼无人机以及控制单元。起降平台设置有传送带。多旋翼无人机连接于起降平台。控制单元用于采集固定翼无人机的位置信息，并据此控制传送带及多旋翼无人机。通过上述设计，本发明能够通过控制传送带沿与固定翼无人机飞行方向相反的方向传动工作，而供固定翼无人机降落，并能够通过控制多旋翼无人机带动起降平台，沿与固定翼无人机的起飞方向相同的方向飞行，而供固定翼无人机起飞。据此，本发明能够实现固定翼无人机的空中起飞和降落，失败概率较低，不易对固定翼无人机造成损伤，且无需占用地面土地，能够实现灵活转场。
附图说明
18.通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
19.图1是根据一示例性实施方式示出的一种空中起降系统在供固定翼无人机降落时的系统示意图；
20.图2是图1示出的空中起降系统在供固定翼无人机起飞时的系统示意图；
21.图3是根据一示例性实施方式示出的一种空中起降方法的流程示意图。
22.附图标记说明如下：
23.100.空中起降系统；
24.110.起降平台；
25.120.传送带；
26.130.多旋翼无人机；
27.140.固定轴；
28.150.缆绳；
29.200.固定翼无人机；
30.s1～s3.步骤。
具体实施方式
31.体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。
32.在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。
33.参阅图1，其代表性地示出了本发明提出的空中起降系统100在供固定翼无人机200降落时的系统示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的空中起降系统100是以应用于固定翼无人机200为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的应用场景中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的空中起降系统100的原理的范围内。
34.如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的空中起降系统100用于实现固定翼无人机200的空中起降，空中起降系统100包含起降平台110、多旋翼无人机130以及控制单元。配合参阅图2，图2中代表性地示出了能够体现本发明原理的空中起降系统100在供固定翼无人机200降落时的系统示意图。以下将结合上述附图，对本发明提出的空中起降系统100的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。
35.如图1和图2所示，在本实施方式中，起降平台110设置有传送带120，传送带120作为固定翼无人机200的起降跑道。多旋翼无人机130连接于起降平台110，用于将起降平台110悬吊于控制，并用于带动起降平台110在控制飞行。控制单元分别连接于传送带120及多旋翼无人机130，控制单元通过采集固定翼无人机200的位置信息，能够据此控制传送带120及多旋翼无人机130。通过上述设计，本发明提出的空中起降系统100实现固定翼无人机200空中起降时，可以通过控制传送带120沿与固定翼无人机200飞行方向相反的方向传动工作，而供固定翼无人机200降落，并可以控制多旋翼无人机130带动起降平台110，沿与固定翼无人机200的起飞方向相同的方向飞行，而供固定翼无人机200起飞。据此，本发明能够实现固定翼无人机200的空中起飞和降落，失败概率较低，不易对固定翼无人机200造成损伤，且无需占用地面土地，能够实现灵活转场。
36.具体地，如图1和图2所示，在本实施方式中，起降平台110可以通过两根固定轴140分别设置有两根传动辊，这两根传动辊可以用于传送带120的布置和驱动。在此基础上，空中起降系统100可以包含两对多旋翼无人机130，即四架多旋翼无人机130，两对多旋翼无人机130分别对应两根传动辊，且同对的两架多旋翼无人机130分别连接于对应的固定轴140的两端。通过上述设计，本发明能够使得多旋翼无人机130对起降平台110的悬吊更加稳定、可靠。在一些实施方式中，空中起降系统100亦可包含三对或者三对以上多旋翼无人机130。再者，多旋翼无人机130亦可连接于升降平台的其他位置，在此基础上，多旋翼无人机130的布置形式亦不限于成对布置，而可以采用环绕布置等其他布置形式，且多旋翼无人机130的
数量亦可为四架以下或者四架以上，具体可以根据传送带120的大小、重量与降落在起降平台110上的固定翼无人机200的重量灵活选择，且可以适当增加多旋翼飞机的数量以提升挂载能力。
37.可选地，在本实施方式中，起降平台110上可以设置有dps定位模块，该gps定位模块能够用于将起降平台110的位置信息发送至固定翼无人机200。通过上述设计，固定翼无人机200需要降落至空中起降系统100时，可以根据dps定位模块发送的位置信息，准确地识别空中起降系统100的实时位置，便于固定翼无人机200选择飞行路径、调整飞行姿态，以更加准确、安全地降落到空中起降系统100。
38.具体地，如图1和图2所示，在本实施方式中，传送带120可以绕设于起降平台110的顶面及底面，以使位于起降平台110顶面的传送带120作为固定翼无人机200的起降跑道。在一些实施方式中，传送带120亦可仅设置在起降平台110的顶面，例如可以通过支架共传送带120绕设布置，并将支架设置于起降平台110上，并不以此为限。
39.可选地，如图1和图2所示，在本实施方式中，多旋翼无人机130可以通过连接结构连接于起降平台110。其中，连接结构可以为缆绳150。在一些实施方式中，多旋翼无人机130亦可通过其他连接结构连接于起降平台110，例如链条等，亦可将多旋翼无人机130直接设置起降平台110上，均不以此为限。
40.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的空中起降系统仅仅是能够采用本发明原理的许多种空中起降系统中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的空中起降系统的任何细节或任何部件。
41.基于上述对本发明提出的空中起降系统100的示例性实施方式的详细说明，以下将对本发明提出的空中起降方法的一示例性实施方式进行说明。
42.参阅图3，其代表性地示出了本发明提出的空中起降方法的流程示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的空中起降方法是以应用于固定翼无人机200为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的应用场景中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的空中起降方法的原理的范围内。
43.如图3所示，在本实施方式中，本发明提出的空中起降方法包含：
44.步骤s1：提供本发明提出的并在上述实施方式中的空中起降系统100；
45.步骤s2：控制传送带120沿与固定翼无人机200飞行方向相反的方向传动工作，以供固定翼无人机200降落于传送带120上；
46.步骤s3：控制多旋翼无人机130带动起降平台110，沿与固定翼无人机200的起飞方向相同的方向飞行，以供固定翼无人机200起飞。
47.在本实施方式中，如图1所示，传送带120的传动速度v1可以略小于固定翼无人机200的降落速度v0。其中，固定翼无人机200的降落速度v0可以理解为固定翼飞机刚刚接触传送带120时相对起降平台110的速度，此时，传送带120朝相反方向传动的传动速度小于上述降落速度v0，使得固定翼飞机能够相对升降平台继续向前运动而使自身最终全部落入升降平台的范围内，且该过程中由于传送带120的传动，使得固定翼飞机实际上行进了较长的减速距离，但相对于升降平台的移动距离较小，从而最终实现固定翼无人机200的降落。
48.在本实施方式中，对于步骤s2而言，固定翼无人机200需要降落时，可以控制多旋
翼无人机130带动起降平台110飞行至指定位置，等待固定翼无人机200于该指定位置降落。
49.在本实施方式中，对于步骤s3而言，固定翼无人机200需要降落时，可以控制多旋翼无人机130带动停放有固定翼无人机200的起降平台110飞行至指定位置，然后再供固定翼无人机200于该指定位置起飞。
50.在本实施方式中，如图2所示，多旋翼无人机130带动起降平台110的飞行速度v2，可以等于固定翼无人机200的起飞速度。其中，固定翼无人机200的起飞速度，即固定翼无人机200的机翼受空气的升力而使固定翼无人机200升起离开升降平台时的速度。在一些实施方式中，多旋翼无人机130带动起降平台110的飞行速度v2，亦可大于或者小于固定翼无人机200的起飞速度，且在多旋翼无人机130带动起降平台110的飞行速度v2小于固定翼无人机200的起飞速度时，在多旋翼无人机130带动起降平台110飞行的同时，可以通过固定翼无人机200向前移动而增加其机翼与空气的相对速度，从而实现起飞速度。
51.在本实施方式中，本发明提出的空中起降方法还可以包含以下步骤：固定翼无人机200降落过程中，采集固定翼无人机200的位置信息，当固定翼无人机200与升降平台在固定翼飞机的飞行方向上的距离小于一预设距离时，控制传送带120传动工作。在一些实施方式中，亦可在固定翼无人机200接触传送带120时控制传送带120开始传动工作，在此基础上，可以在传送带120上设置压力传感器等检测器件，并不以此为限。
52.在本实施方式中，本发明提出的空中起降方法还可以包含以下步骤：固定翼无人机200起飞过程中，采集固定翼无人机200的位置信息，当固定翼无人机200与升降平台在高度方向上大于一预设距离时，控制多旋翼无人机130悬停或者飞离。
53.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的空中起降方法仅仅是能够采用本发明原理的许多种空中起降方法中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的空中起降方法的任何细节或任何步骤。
54.综上所述，本发明提出的空中起降系统100包含起降平台110、多旋翼无人机130以及控制单元。起降平台110设置有传送带120。多旋翼无人机130连接于起降平台110。控制单元用于采集固定翼无人机200的位置信息，并据此控制传送带120及多旋翼无人机130。通过上述设计，本发明能够通过控制传送带120沿与固定翼无人机200飞行方向相反的方向传动工作，而供固定翼无人机200降落，并能够通过控制多旋翼无人机130带动起降平台110，沿与固定翼无人机200的起飞方向相同的方向飞行，而供固定翼无人机200起飞。据此，本发明能够实现固定翼无人机200的空中起飞和降落，失败概率较低，不易对固定翼无人机200造成损伤，且无需占用地面土地，能够实现灵活转场。
55.以上详细地描述和/或图示了本发明提出的空中起降系统及空中起降方法的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。
56.虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的空中起降系统及空中起降方法进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。