[0015] 一种固定翼无人机楼顶空投主动式视觉引导装置安装在符合固定翼无人机低空空投的楼顶一端，装置由直流电机1.0、主动轮1.1、被动轮1.2、同步带1.3、连接器1.4、圆柱形滑轨1.5、滑动平台1.6、支撑杆1.7、LED显示面阵1.8、线激光发生器1.9、通信模块1.10、微控制器1.11、防护箱1.12等部分组成。在图1中展示了系统的整体组成和布局，包括固定翼无人机楼顶空投主动式视觉引导装置1、固定翼无人机2、拟飞行路线3、后级空投接收装置4、无障碍矩形飞行空间5。
[0016] 直流电机，驱动主动轮转动，为装置的整体运行提供动力。
[0017] 主动轮，在直流电机的驱动下，依靠摩擦向传送带传递动力
[0018] 被动轮，配合主动轮
[0019] 同步带，张紧在主动轮与被动路上，
[0020] 连接器，连接传动皮带与滑动平台，当传动皮带往复运动时，驱动滑动平台在圆柱形滑轨上往复运动。
[0021] 滑轨，位置固定，为滑动平台提供支撑。
[0022] 滑动平台，安装在滑轨上，在连接器的带动下在滑轨上左右移动。
[0023] 支撑杆，一端与滑动平台连接，一端与十字LED显示面阵连接，用来调节十字LED显示面阵的高度。
[0024] 十字LED显示面阵，横向、纵向各有4个白色LED面阵(横向宽50厘米、纵向高50厘米)，中间为一个红色的LED面阵(10*10厘米)，起到主动视觉引导功能。可由支撑杆推动十字LED显示面阵上下移动。白色的十字LED面阵用来向固定翼无人机指示装置所在位置，中间红色的LED显示面阵用来向固定翼无人机指示空投货物的高度。固定翼无人机空投前，微控制器会根据空投货物的重量、体积、固定翼无人机的飞行速度以及空投接收装置距离空投点的位置计算出固定翼无人机的飞行高度(即货物空投高度，相对于楼顶的高度，不是海拔高度)，通过2个电机转动来调整红色的LED面阵纵向位置以向固定翼无人机指示此高度，以使固定翼无人机在此高度下飞行，到达指定位置时，投下货物时，货物经过短暂的平抛飞行能准确落入后级的接收装置。为了使固定翼无人机机头方向安装的视觉检测传感器能在较远的距离清晰、准确识别十字LED显示面阵，面阵的亮度会随外界环境光照强度变化而调整亮度(环境光照强时，LED面阵较亮；环境光照弱时，LED面阵较暗)。为了使固定翼无人机能够按指定的路线进行飞行，十字LED显示面阵的所有外延都安装有5厘米的遮光板，以保证只有从指定方向飞来的固定翼无人机才能检测的LED面阵亮光。
[0025] 线激光发生器2，安装在楼顶无障碍矩形飞行空间的短边，垂直向上发射650nm的红色一字激光，作用是位固定翼无人机指示具体的货物投递点。固定翼无人机在楼顶进行不降落的货物投递，不但飞行高度要尽量靠近货物接收装置，而且货物投递点也要尽量保证精确，因为货物离开固定翼无人机货仓后会以平抛运动方式运动，其中横向位移速度接近固定翼无人机的飞行速度，因此为固定翼无人机指示精准的投递点，可以很大程度上提高货物落入空投接收装置的概率。
[0026] 通信模块，通过以太网或4G移动网络与物流站和固定翼无人机保持实时通信。
[0027] 微控制器，可控制防护箱的打开与关闭，可控制电动推杆的推进位置，控制LED显示阵列的方式，控制线激光发生器的电源通断以及利用通信模块与物流站和固定翼无人机保持通信。
[0028] 防护箱，由轻质铝合金材料制成，前、后2个箱体均可由电机控制旋转90度(对开对合)。装置启用前，箱体打开，即前、后箱体由0度变成180度展开，在电机的控制下十字LED显示面阵上升到指定高度对固定翼无人机进行相对高度指示。空投结束后，在电机的控制下十字LED显示面阵收回至最低高度，箱体闭合，即前、后箱体由180度展开变成0度闭合，将完全落下的装置整体封闭起来，在不使用期间对装置整体提供防风、防雨、防尘等保护作用。
[0029] 实时例：
[0030] 需要说明的是本装置只是为固定翼无人机楼顶空投行为提供视觉精确引导的装置。至于如何安全地接收固定翼无人机在楼顶空投出的货物即指示装置后级的空投货物接收装置会由其他专利进行详细阐述。
[0031] 一种应用于城市、安装在楼顶的固定翼无人机楼顶空投主动式视觉引导装置由直流电机、主动轮、被动轮、传动皮带、连接器、圆柱形滑轨、滑动平台、支撑杆、十字激光发生器、线激光发生器、通信模块、微控制器和防护箱等部分组成。
[0032] 当有楼顶空投货物需求时，物流中心首先应确认楼顶的空投货物接收装置可以接收空投货物、飞行行为满足《低空空域管理使用规定》等政策要求且天气情况(可视距离、风速)满足固定翼无人机飞行要求，固定翼无人机装载特殊包装后的货物按规划的路线飞向建筑物。在整个飞行过程中，固定翼无人机、物流站、楼顶空投主动式视觉引导装置(通过以太网或4G移动网络)以及楼顶接收装置都保持实时通信。当固定翼无人机飞达建筑物的前5分钟，在微控制器的控制下，由轻质铝合金材料制成的防护箱打开，即前、后箱体由0度变成180度展开，装置整体处于外露状态，微控制器根据固定翼无人机即将空投货物的重量、体积、固定翼无人机的飞行速度以及空投接收装置距离空投点的位置计算出固定翼无人机空投时应保持的飞行高度(即空投高度。此高度是相对于楼顶的高度，不是海拔高度)。直流电机驱动传送带快速运动，固定在传送带上的连接器在水平方向移动，进而从两侧将支撑杆推起，当十字LED显示面阵的中心点随支撑杆升至指定高度时(相对于楼顶)，电机停止转动，该过程耗时2-3秒。十字LED显示面阵，横向、纵向各有4个白色LED面阵(横向宽50厘米、纵向高50厘米)，中间为一个红色的LED面阵(10*10厘米)，为了使固定翼无人机机头方向安装的视觉检测传感器能在较远的距离清晰、准确识别十字LED显示面阵，面阵的亮度会随外界环境光照强度变化而调整亮度(环境光照强时，LED面阵较亮；环境光照弱时，LED面阵较暗)。为了使固定翼无人机能够按指定的路线进行飞行，十字LED显示面阵的所有外延都安装有5厘米的遮光板，以保证只有从指定方向和指定高度飞来的固定翼无人机才能检测的LED面阵亮光。正常天气情况下，固定翼无人机机头安装的图像传感器(以1千万像素彩色图像传感器为例)可以在距离楼顶4公里的位置识别十字LED显示面阵，无人机可根据十字白色LED面阵在图像中的大小和位置调整飞行路线，根据红色LED面阵在图像中的位置调整飞行高度(相对于楼面的高度)。整个空投过程固定翼无人机、引导装置及物流站都保持实时通信，当固定翼无人机距离引导装置200-250米距离时，电机快速转动带动支撑杆迅速下落至最低处(该过程耗时1-2秒)，以避免固定翼无人机与视觉引导装置发生碰撞。线激光发生器，安装在楼顶无障碍矩形飞行空间的短边，垂直向上发射650nm的红色一字激光，作用是位固定翼无人机指示具体的货物投递点。固定翼无人机在楼顶进行不降落的货物投递，不但飞行高度要尽量靠近货物接收装置，而且货物投递点也要尽量保证精确，因为货物离开固定翼无人机货仓后会以平抛运动方式运动，其中横向位移速度接近固定翼无人机的飞行速度，因此为固定翼无人机指示精准的投递点，可以很大程度上提高货物落入后级空投接收装置的概率。固定翼无人机空投结束，并飞向下个目的地。视觉引导工作结束，在微控制器的控制下，防护箱关闭，即前、后箱体由180度变成0度闭合，使装置整体处于封闭状态，以起到防风、防雨、防尘的作用。
[0033] LED显示阵列所有灯光熄灭，电动推杆伸出至最长位置处，连接在电动推杆最顶端的支撑杆正好将LED显示陈列完全收回至防护箱内，防护箱关闭上盖，至此完成固定翼无人机楼顶空投指示任务。
[0034] 一种固定翼无人机楼顶空投主动式视觉引导装置，主要由直流电机、主动轮、被动轮、同步带、连接器、滑轨、滑动平台、支撑杆、LED显示面阵组成，直流电机与主动轮连接，并驱动主动轮转动，所述的主动轮与被动轮通过同步带连接，同步带张紧在主动轮与被动轮，作为带传动机构，所述的带传动机构具有两组，且相向横向排列，每一组的带传动机构的同步带外表面固定连接一连接器的一端，连接器的另一端与滑动平台固定连接，滑动平台套装在横向的滑轨以能沿滑轨滑动，所述的滑轨与同步带的安装方向一致，且位于同步带的上方，支撑杆的一端可转动连接在滑动平台，支撑杆的另一端连接在LED显示面阵。
[0035] 进一步的，LED显示面阵是十字LED显示面阵，横向、纵向各有4个白色LED面阵，横向、纵向相交的中间为一个红色的LED面阵。
[0036] 进一步的，还包括微控制器，所述的微控制器与直流电机连接，以驱动其正反转以及控制其转动角度。
[0037] 进一步的，还包括线激光发生器，线激光发生器安装在楼顶无障碍矩形飞行空间的短边，垂直向上发射红色一字激光。
[0038] 进一步的，还包括防护箱，由轻质铝合金材料制成，前、后2个箱体均可由电机控制旋转90度以实现对开对合。
[0039] 进一步的，还包括通信模块，通过以太网或4G移动网络与物流站和固定翼无人机保持实时通信。
[0040] 进一步的，微控制器与防护箱、LED显示阵列、激光发生器、通信模块连接，控制防护箱的打开与关闭，控制电动推杆的推进位置，控制LED显示阵列的显示方式，控制线激光发生器的电源通断以及控制通信模块与物流站和固定翼无人机保持通信。
[0041] 进一步的，，箱体打开，前、后箱体由0度至180度展开，在电机的控制下驱动主动轮转动，使得同步带转动，同步带带动滑动平台沿着滑轨横向滑动，以对其可活动连接的支撑杆在竖向调整高度，使得十字LED显示面阵上升到指定高度对固定翼无人机进行相对高度指示。
[0042] 进一步的，空投结束后，在电机的控制下十字LED显示面阵收回至最低高度，箱体闭合，前、后箱体由180度展开至0度闭合，将完全落下的装置整体封闭起来。
[0043] 以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。
