本发明涉及系留无人机和无人船结合应用技术领域，具体地，涉及一种艇载系留无人机的起降控制技术，尤其涉及一种艇载系留无人机回收布放装置及自主起降控制方法。
背景技术：
无人机由于具备无须人为干预、可以快速部署等优点，和海面常规舰艇或无人艇的结合，可以大大降低海上目标识别、定位和追踪的难度。但是常规多旋翼无人机由于自身所携带的锂电池电量限制，续航时间较短，大部分都无法超过半小时，在一些需要长时间部署无人机的海上任务需求中，很难充分发挥无人机的优势。
系留无人机是一种特殊形式的多旋翼无人机，通过线缆传输电力和数据信号，可24小时不间断滞空，在陆上应急通信、新闻直播及环境监测方面得到了较多应用。
将系留无人机和无人船结合，可充分发挥系留无人机机动性强、视野灵活、滞空持久和无人船自主性高、负载能力强、续航充足的优势，具有广阔的发展前景。
然而，由于船舶在随机风、浪、流载荷的作用下始终处于六自由度运动中，尤其当无人船处于巡航状态下，系人机回收布放以及自主起降更具挑战性。
针对上述问题，目前尚缺少系留无人机在无人船上回收布放和自主起降控制的技术方案，现存的主要技术方案仍然专注于常规无人机在无人船上的起降问题。
授权公告号为cn105843242b的发明专利，公开了“无人船舰载平台的无人机图像引导降落方法”，该技术方案通过图像引导降落方法实现无人机准确降落到无人船舰载平台上。视觉导航技术是目前无人机自主着舰的主流方法，然而恶劣海上天气条件下，图像识别精度显著降低，无人机完成自主降落十分困难，该方案无法高效应对复杂的海洋环境。
授权公告号为cn105059558b的发明专利，公开了“无人船载无人机起降系统”，该技术方案通过监测风速及海况信息判断起降时机，通过gps定位和激光标记-视觉辅助修正来完成无人机在无人船上的降落控制，并采用电磁铁来完成无人机降落最终阶段的停靠。该技术方案针对的是常规无人机在无人船上的起降问题，起飞和降落窗口期的选择易受海上恶劣环境影响，无人机的续航时间限制了降落时机的选取最佳性，此外该技术方案缺少恶劣海况下的可靠固定装置和方法。
公开号为cn108583920a的发明专利，公开了“一种无人机用海上着陆平台及无人机着陆的控制方法”，该技术方案通过gps定位模块、视觉定位模块和超声波探测模块实现无人机在无人船上的降落。然而，该技术方案所提出的无人机着陆的控制方法依赖于gps定位模块、视觉定位和超声波探测模块等传感器的探测精度，易受到复杂海洋环境的干扰，可靠性较低。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种艇载系留无人机回收布放装置及自主起降控制方法。
根据本发明提供的一种艇载系留无人机回收布放装置，包括：
系留无人机，包括起飞模式、飞行模式以及降落模式并与船载控制端通讯连接；
起降平台，安装在船体上并用于承载所述系留无人机；
线缆收放绞车，通过系留线缆与所述系留无人机连接并能够在所述船载控制端的控制下动作以响应所述系留无人机的不同模式。
优选地，在降落模式下所述起降平台自身配置的对接装置接收端能够引导和容纳所述系留无人机上所具有的对接装置机载端以实现所述系留无人机到达降落位。
优选地，所述对接装置接收端具有与所述对接装置机载端相匹配的中心凹槽，所述中心凹槽的顶端沿周向为外扩型锥面。
优选地，到达所述降落位的系留无人机通过所述对接装置接收端上配置的多个固定夹持装置进行锁定或解锁以匹配所述系留无人机不同模式下的需求。
优选地，所述固定夹持装置通过具有的可伸缩的夹持件对所述系留无人机进行锁定或解锁，其中，所述锁定或解锁通过所述系留无人机配置的具有凹槽结构的限位装置匹配所述夹持件的动作以获得所述需求相对应的结果。
优选地，所述线缆收放绞车通过所具有的线缆传感模块获得所述系留线缆对所述线缆传感模块施加的压力并结合所述系留无人机的模式进而控制所具有的绞盘的转向与速度以匹配所述系留无人机对应模式下的动作。
根据本发明提供的一种艇载系留无人机自主起降控制方法，包括如下步骤：
起飞步骤：通过船载控制端向系留无人机控制端发送起飞信号并控制固定夹持装置解除对系留无人机的锁定，系留无人机起飞且线缆收放绞车启动用以控制与所述系留无人机相连接的系留线缆的收放以匹配所述系留无人机的起飞动作；
飞行步骤：在所述系留无人机起飞和跟随飞行过程中，所述线缆收放绞车将获得的监测数据传输给所述船载控制端，所述船载控制端将收到的监测数据与预设阈值比较进而输出控制命令用以指导所述线缆收放绞车的动作；
降落步骤：所述船载控制端通过所述系留无人机控制端传输的第一信息以及船体自身获得的第二信息进行解算并将解算信息输送给所述系留无人机控制端，所述系留无人机控制端根据接收到的解算信息获得目标位置并飞行至目标位置后向所述船载控制端发送预备降落信息并控制所述系留无人机进行降落，其中，在所述系留无人机降落过程中，所述船载控制端根据与所述系留无人机控制端、线缆收放绞车的通讯结果进而控制所述线缆收放绞车配合所述系留无人机实施降落并在所述系留无人机降落后通过所述固定夹持装置对所述系留无人机进行锁定。
优选地，在所述飞行步骤中所述线缆收放绞车通过线缆传感模块获得监测数据并实时传输给所述船载控制端，所述控制命令为：
当监测数据大于预设阈值时，控制和供电模块控制绞盘驱动机构驱动绞盘正向转动放松系留线缆；
当监测数据等于预设阈值时，控制和供电模块控制绞盘驱动机构维持绞盘不转动；
当监测数据小于预设阈值时，控制和供电模块控制绞盘驱动机构驱动绞盘反向转动回收系留线缆。
优选地，所述第一信息包括系留无人机自身定位信息、自身惯性导航单元信息；
所述第二信息包括船体自身定位系统、自身惯性导航单元信息；
所述解算信息包括所述系留无人机和无人船的倾斜角、方位角和相对距离。
优选地，所述线缆收放绞车配合所述系留无人机实施降落包括：
s1：所述线缆收放绞车收到预备降落信息后，通过控制和供电模块控制绞盘驱动机构驱动绞盘反向转动回收系留线缆，当线缆传感模块监测到所受系留线缆的压力达到预设范围，所述系留无人机进入降落进行阶段。
s2：对所述降落进行阶段任意时刻，所述线缆传感模块将线缆张力传输给所述船载控制端，所述船载控制端根据获得的所述系留无人机和无人船的倾斜角以及接收到的系留线缆实时张力监测数据进行解算，得到所述系留无人机所受系留线缆张力的垂直分量信息并传输给所述系留无人机控制端；
s3：所述系留无人机根据接收到所述垂直分量信息调节自身旋翼转速分配、平衡自身重力和线缆张力垂直分量进而实现系留无人机在匀速回收的系留线缆牵引下在朝向起降平台的运动；
s4：所述系留无人机上的对接装置机载端和起降平台上的对接装置接收端完成对接，在限位装置的辅助下，系留无人机调整姿态完成精准降落；
s5：系留线缆出线长度达到预设长度，停止收线，绞盘驱动机构复位；位于所述起降平台顶部的固定夹持装置实现对系留无人机的固定。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过系留无人机与船载控制端的通讯以及结构的设置解决了系留无人机和无人船结合应用的关键问题即艇载系留无人机的自主起降控制问题，实现了系留无人机的精准、稳定、安全降落。
2、本发明通过设置起降平台，节约了空间，保证系留无人机在高海况下也能精准成功降落，并采用外形相匹配的对接装置机载端和对接装置接收端，降低了系留无人机降落时的难度。
3、本发明采用限位装置可以保证系留无人机降落后维持恰当的姿态，采用固定夹持装置可以保证系留无人机牢固得停泊于起降平台上，有效保证了系留无人机在各种海况下不会发生水平和垂向位移，消除了在船体运动响应过大时系留无人机可能脱离起降平台的风险。
4、本发明采用线缆收放绞车400实现线缆收放控制，结合基于线缆主动牵引的自主起降控制方法，从而可以保证系留无人机在有限的降落平台面积和较大的船体运动响应下也可以安全地在线缆引导下精准的降落于起降平台上。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的布置示意图；
图2为本发明的系留无人机和起降平台的立体结构示意图；
图3为本发明的系留无人机和起降平台的剖面结构示意图；
图4为本发明的固定夹持装置立体结构示意图；
图5为本发明的线缆收放绞车示立体结构示意图；
图6为本发明的线缆收放绞车侧视图；
图7为本发明的艇载系留无人机自主起降控制三阶段示意图；
图8为本发明的艇载系留无人机自主起降控制流程示意图。
图中示出：
系留无人机100夹持装置套筒302
系留无人机机体101推杆303
机载载荷设备102夹持件304
机载连接件103夹持装置支架305
限位装置104线缆收放绞车400400
对接装置机载端105绞盘驱动机构401
系留线缆106绞车控制和供电模块402
起降平台200绞车转轴403
对接装置接收端201绞车支架404
起降平台支架202绞盘405
起降平台连接件203绞车连接件406
固定夹持装置300线缆传感模块407
第一驱动机构301
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
本发明提供了一种艇载系留无人机回收布放装置，如图1～图8所示，包括系留无人机100、起降平台200以及线缆收放绞车400，所述系留无人机100包括起飞模式、飞行模式以及降落模式并与船载控制端通讯连接，所述起降平台200安装在船体上并用于承载所述系留无人机100，所述线缆收放绞车400通过系留线缆106与所述系留无人机100连接并能够在所述船载控制端的控制下动作以响应所述系留无人机100的不同模式。
进一步地，在降落模式下所述起降平台200自身配置的对接装置接收端201能够引导和容纳所述系留无人机100上所具有的对接装置机载端105以实现所述系留无人机100到达降落位，所述对接装置接收端201具有与所述对接装置机载端105相匹配的中心凹槽，所述中心凹槽的顶端沿周向为外扩型锥面，外扩型锥面在系留无人机100降落时能够有效引导对接装置机载端105的中心向中心凹槽轴心靠拢，到达所述降落位的系留无人机100通过所述对接装置接收端201上配置的多个固定夹持装置300进行锁定或解锁以匹配所述系留无人机100不同模式下的需求。
进一步地，所述对接装置机载端105采用顶部面积大、底部面积小的回转体，例如半球形，再例如，采用碗状结构等。
具体地，所述固定夹持装置300通过具有的可伸缩的夹持件304对所述系留无人机100进行锁定或解锁，所述锁定或解锁通过所述系留无人机100配置的具有凹槽结构的限位装置104匹配所述夹持件304的动作以获得所述需求相对应的结果，例如，限位装置104外缘开有一圈凹槽，凹槽与设置在凹槽周向的多个夹持件304相配合将系留无人机100可靠的固定在起降平台200上。
具体地，所述线缆收放绞车400通过所具有的线缆传感模块407获得所述系留线缆106对所述线缆传感模块407施加的压力并结合所述系留无人机100的模式进而控制所具有的绞盘405的转向与速度以匹配所述系留无人机100对应模式下的动作。
本发明还提供了一种艇载系留无人机自主起降控制方法，包括起飞步骤、飞行步骤以及降落步骤，其中，所述起飞步骤为通过船载控制端向系留无人机100控制端发送起飞信号并控制固定夹持装置300解除对系留无人机100的锁定，系留无人机100起飞且线缆收放绞车400启动用以控制与所述系留无人机100相连接的系留线缆106的收放以匹配所述系留无人机100的起飞动作，所述飞行步骤为在所述系留无人机100起飞和跟随飞行过程中，所述线缆收放绞车400将获得的监测数据传输给所述船载控制端，所述船载控制端将收到的监测数据与预设阈值比较进而输出控制命令用以指导所述线缆收放绞车400的动作。所述降落步骤为所述船载控制端通过所述系留无人机100控制端传输的第一信息以及船体自身获得的第二信息进行解算并将解算信息输送给所述系留无人机100控制端，所述第一信息包括系留无人机100自身定位信息、自身惯性导航单元信息，所述第二信息包括船体自身定位系统、自身惯性导航单元信息，所述解算信息包括所述系留无人机100和无人船的倾斜角、方位角和相对距离。所述系留无人机100控制端根据接收到的解算信息获得目标位置并飞行至目标位置后向所述船载控制端发送预备降落信息并控制所述系留无人机100进行降落，其中，在所述系留无人机100降落过程中，所述船载控制端根据与所述系留无人机100控制端、线缆收放绞车400的通讯结果进而控制所述线缆收放绞车400配合所述系留无人机100实施降落并在所述系留无人机100降落后通过所述固定夹持装置300对所述系留无人机100进行锁定。
进一步地，在所述飞行步骤中所述线缆收放绞车400通过线缆传感模块407获得监测数据并实时传输给所述船载控制端，所述控制命令为当监测数据大于预设阈值时，控制和供电模块402控制绞盘驱动机构401驱动绞盘405正向转动放松系留线缆106；当监测数据等于预设阈值时，控制和供电模块402控制绞盘驱动机构401维持绞盘405不转动；当监测数据小于预设阈值时，控制和供电模块402控制绞盘驱动机构401驱动绞盘405反向转动回收系留线缆106。
具体地，所述线缆收放绞车400配合所述系留无人机100实施降落包括：
s1：所述线缆收放绞车400收到预备降落信息后，通过控制和供电模块402控制绞盘驱动机构401驱动绞盘405反向转动回收系留线缆106，当线缆传感模块407监测到所受系留线缆106的压力达到预设范围，所述系留无人机100进入降落进行阶段。
s2：对所述降落进行阶段任意时刻，所述线缆传感模块407将线缆张力传输给所述船载控制端，所述船载控制端根据获得的所述系留无人机100和无人船的倾斜角以及接收到的系留线缆106实时张力监测数据进行解算，得到所述系留无人机100所受系留线缆106张力的垂直分量信息并传输给所述系留无人机100控制端；
s3：所述系留无人机100根据接收到所述垂直分量信息调节自身旋翼转速分配、平衡自身重力和线缆张力垂直分量进而实现系留无人机100在匀速回收的系留线缆106牵引下在朝向起降平台200的运动；
s4：所述系留无人机100上的对接装置机载端105和起降平台200上的对接装置接收端201完成对接，在限位装置104的辅助下，系留无人机100调整姿态完成精准降落；
s5：系留线缆106出线长度达到预设长度，停止收线，绞盘驱动机构401复位；位于所述起降平台200顶部的固定夹持装置300实现对系留无人机100的固定。
上面对本申请的基本实施例进行了说明，下面结合基本实施例的优选例和/或变化例，对本申请进行更为具体的说明。
实施例2：
本发明提供了一种艇载系留无人机回收布放装置，包括系留无人机100、起降平台200、线缆收放绞车400，如图2所示，系留无人机100包括系留无人机机体101、机载载荷设备102、机载连接件103、限位装置104、对接装置机载端105和系留线缆106。
具体地，如图2所示，无人机机体101为多旋翼无人机，机载载荷设备102安装在无人机机体101上，连接方式可为螺纹、铰链、卡扣或一体成型等固定连接方式；机载载荷设备102形式不限，根据具体地应用场景灵活设置，可为高分辨率云台相机、激光雷达、数传电台等，以满足实际的需求；所述对接装置机载端105采用半球形，经过机载连接件103和无人机机体101相连接，对接装置机载端105安装在无人机机体101的正下方，且需处于系留无人机100的最下方。
具体地，所述对接装置机载端105的顶部有限位装置104，所述的限位装置104为圆盘状的回转体，用于保证系留无人机100的中轴线和所述的起降平台200的顶面相垂直，所述的限位装置104外缘开有一圈凹槽，凹槽和固定夹持装置300的夹持件304相配合，可以将系留无人机100可靠的固定在起降平台200上。
具体地，所述的系留线缆106由输电线缆、光纤和绝缘护套层组成，用于将系留无人机100和线缆收放绞车400相连接，承担电力输送和数据传输的功能。
如图2所示，起降平台200包括对接装置接收端201、起降平台支架202、起降平台连接件203和固定夹持装置300。
具体地，如图2所示，所述起降平台200顶部设置有对接装置接收端201，对接装置接收端201中心设置有与对接装置机载端105外形匹配的凹槽，所述凹槽用于容纳所述对接装置机载端105；所述凹槽顶部为与对接装置机载端相切的外扩型锥面，可以进一步扩大凹槽的顶部面积，降低降落对准的难度；进一步具体地，所述凹槽顶部开口半径需小于所述的限位装置104半径；所述凹槽底部含有一贯通孔用于系留线缆106通过，将系留无人机100和线缆收放绞车400相连接；所述对接装置接收端201底部设置有若干起降平台支架202，每只起降平台200支架202底部有起降平台连接件203，通过起降平台连接件203将起降平台200固定安装于船体上。
进一步地，如图2、图3、图4所示，所述对接装置接收端201顶部还设置有4台固定夹持装置300，如图3所示，所述的固定夹持装置300包括第一驱动机构301、夹持装置套筒302、推杆303、夹持件304和夹持装置支架305。通过第一驱动机构301驱动推杆303在夹持装置套筒302内发生相对滑动；夹持件304固定安装于推杆303顶端，所述的夹持件304优选为对应圆心角40度至80度的圆弧形构件，内弧面半径和所述的限位装置104外缘凹槽处内径一致，从而可以使得所述的夹持件304和限位装置104的凹槽相贴合，最终通过数个夹持件304将限位装置104固定；所述的固定夹持装置300通过位于固定夹持装置300底部的夹持装置支架305和对接装置接收端201连接；所述的固定夹持装置300用于固定夹持所述的限位装置104，防止系留无人机100停放期间产生位移。
具体地，所述地固定夹持装置300数量应为3～6个，围绕限位装置104均匀分布，固定夹持装置300的夹持件304对应圆心角总和应不大于360度。
如图4、图5所示，线缆收放绞车400包括绞盘驱动机构401、绞车控制和供电模块402、绞车转轴403、绞车支架404、绞盘405、绞车连接件406和线缆传感模块407。
具体地，系留线缆106缠绕在绞盘405上，系留线缆106一端从线缆传感模块407中心穿过，和系留无人机100连接；绞车支架404上设置有和绞车转轴403直径适配的小孔，绞车转轴403垂直穿过绞车支架404上的适配小孔，和绞车支架404之间可相对转动；绞车转轴403穿过绞盘405中心，绞车转轴403和绞盘405之间可通过卡扣、键连接等形式固定连接一同转动；绞盘驱动机构401可在绞车控制和供电模块402的控制下驱动绞车转轴403带动绞盘405旋转，完成系留线缆的收放；绞车连接件406固定安装于绞车支架404一侧，将线缆传感模块407和绞车支架404连接；线缆传感模块407可监测系留线缆106对线缆传感模块407施加的压力和线缆内的张力，线缆传感模块407中心设有和系留线缆106直径相近地贯通孔用以穿过系留线缆106；
具体地，线缆传感模块407和绞车转轴403处于同一水平高度；线缆传感模块407中心的贯通孔直径略大于留线缆106直径。
本发明还提供了一种艇载系留无人机自主起降控制方法,包含系留无人机100三种模式下的无人机控制和线缆收放绞车400控制。
具体地，系留无人机100在运行中包括三种模式，分别为起飞模式、飞行模式和降落模式，其中起飞模式和飞行模式控制相似，如图6所示：
首先，位于无人船上的船载控制端通过系留线缆106向系留无人机控制端发送起飞信号；
其次，位于所述起降平台200顶部的固定夹持装置300通过第一驱动机构301驱动推杆303回缩，夹持件304完全脱离限位装置104，解除对系留无人机100的固定；
第三，系留无人机100起飞，进行跟随飞行作业，线缆收放绞车400启动线缆收放控制；
第四，在系留无人机100起飞和跟随飞行作业过程中，对任意时刻，位于线缆收放绞车400上的线缆传感模块407将监测到的压力数据传输给船载控制端；
第五，船载控制端比较分析监测到的压力数据和预先设定的阈值之间的大小关系，当系留无人机100和起降平台200之间的距离增加时，系留线缆106内张力增加，线缆传感模块407监测到所受的压力增大，当压力增大超过预设阈值时，控制和供电模块402控制绞盘驱动机构401驱动绞盘405正向转动放松系留线缆106；当系留无人机100和起降平台200之间的距离维持不变时，系留线缆106内张力稳定，线缆传感模块407监测到所受的压力稳定，控制和供电模块402控制绞盘驱动机构401维持绞盘405不再转动；当系留无人机100和起降平台200之间的距离减小时，系留线缆106内张力减小，线缆传感模块407监测到所受的压力减小，当压力减小至低于预设阈值时，控制和供电模块402控制绞盘驱动机构401驱动绞盘405反向转动回收系留线缆106；
第六，预备降落阶段，系留无人机100读取自身定位系统和惯性导航单元的相关数据传输给船载控制端，船载控制端结合船体自身定位系统和惯性导航单元相关数据进行解算，得到任意时刻下系留无人机100和无人船的倾斜角、方位角和相对距离并发送给系留无人机100，系留无人机100在水平方向上飞行至无人船正上方后通过系留线缆106向船载控制端发送预备降落信号。
第七，线缆收放绞车400收到预备降落信号后，通过控制和供电模块402控制绞盘驱动机构401驱动绞盘405反向转动回收系留线缆106，系留线缆106内张力增加，直至线缆传感模块407监测到所受的压力达到预设范围，此时系留线缆106应为张紧状态，进入降落进行阶段。
第八，系留无人机100降落进行阶段，线缆收放绞车400通过控制和供电模块402控制绞盘驱动机构401驱动绞盘405反向转动回收系留线缆106，系留线缆106的收线速度保持稳定，收线速度优选小于或等于1m/s。
第九，对降落进行阶段任意时刻，系留无人机100读取自身定位系统和惯性导航单元的相关数据传输给船载控制端，船载控制端结合船体自身定位系统和惯性导航单元相关数据进行解算，得到任意时刻下系留无人机100和无人船的倾斜角、方位角和相对距离；
第十，对降落进行阶段任意时刻，位于系留无人机100底部的线缆张力传感监测模块将线缆张力传输给船载控制端，船载控制端结合系留无人机100和无人船的倾斜角以及接收到的实时张力监测数据进行解算，得到系留无人机100所受线缆张力的垂直分量并传输给系留无人机控制端；
第十一，对降落进行阶段任意时刻，系留无人机100根据接收到的所受线缆张力的垂直分量数据，调节旋翼转速分配，平衡自身重力和线缆张力垂直分量，实现系留无人机100在匀速回收的系留线缆106牵引下从垂直方向上和起降平台200之间的逐渐接近，进入降落完成阶段；
第十二，在水平方向上，系留无人机100根据系留无人机100和无人船的倾斜角、方位角和相对距离，保持系留无人机100和无人船的水平相对距离在预先设定的较小阈值内，优选地，阈值大小设为1m；
第十三，降落完成阶段，对接装置机载端105和起降平台200上的对接装置接收端201完成对接，在限位装置104的辅助下，系留无人机100调整姿态至恰当位置，保证系留无人机100的中轴线和所述的起降平台200的顶面相垂直，完成精准降落；
第十四，降落完成阶段，系留线缆106出线长度达到预设长度，停止收线，绞盘驱动机构401复位；位于所述起降平台200顶部的固定夹持装置300通过第一驱动机构301驱动推杆303伸出，夹紧限位装置104，实现对系留无人机100的固定，防止系留无人机100停放期间产生位移从起降平台200中掉落。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
1.一种艇载系留无人机回收布放装置，其特征在于，包括：
系留无人机(100)，包括起飞模式、飞行模式以及降落模式并与船载控制端通讯连接；
起降平台(200)，安装在船体上并用于承载所述系留无人机(100)；
线缆收放绞车(400)，通过系留线缆(106)与所述系留无人机(100)连接并能够在所述船载控制端的控制下动作以响应所述系留无人机(100)的不同模式。
2.根据权利要求1所述的艇载系留无人机回收布放装置，其特征在于，在降落模式下所述起降平台(200)自身配置的对接装置接收端(201)能够引导和容纳所述系留无人机(100)上所具有的对接装置机载端(105)以实现所述系留无人机(100)到达降落位。
3.根据权利要求2所述的艇载系留无人机回收布放装置，其特征在于，所述对接装置接收端(201)具有与所述对接装置机载端(105)相匹配的中心凹槽，所述中心凹槽的顶端沿周向为外扩型锥面。
4.根据权利要求2所述的艇载系留无人机回收布放装置，其特征在于，到达所述降落位的系留无人机(100)通过所述对接装置接收端(201)上配置的多个固定夹持装置(300)进行锁定或解锁以匹配所述系留无人机(100)不同模式下的需求。
5.根据权利要求4所述的艇载系留无人机回收布放装置，其特征在于，所述固定夹持装置(300)通过具有的可伸缩的夹持件(304)对所述系留无人机进行锁定或解锁，其中，所述锁定或解锁通过所述系留无人机(100)配置的具有凹槽结构的限位装置(104)匹配所述夹持件(304)的动作以获得所述需求相对应的结果。
6.根据权利要求1所述的艇载系留无人机回收布放装置，其特征在于，所述线缆收放绞车(400)通过所具有的线缆传感模块(407)获得所述系留线缆(106)对所述线缆传感模块(407)施加的压力并结合所述系留无人机(100)的模式进而控制所具有的绞盘(405)的转向与速度以匹配所述系留无人机(100)对应模式下的动作。
7.一种艇载系留无人机自主起降控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
起飞步骤：通过船载控制端向系留无人机(100)控制端发送起飞信号并控制固定夹持装置(300)解除对系留无人机(100)的锁定，系留无人机(100)起飞且线缆收放绞车(400)启动用以控制与所述系留无人机(100)相连接的系留线缆(106)的收放以匹配所述系留无人机(100)的起飞动作；
飞行步骤：在所述系留无人机(100)起飞和跟随飞行过程中，所述线缆收放绞车(400)将获得的监测数据传输给所述船载控制端，所述船载控制端将收到的监测数据与预设阈值比较进而输出控制命令用以指导所述线缆收放绞车(400)的动作；
降落步骤：所述船载控制端通过所述系留无人机(100)控制端传输的第一信息以及船体自身获得的第二信息进行解算并将解算信息输送给所述系留无人机(100)控制端，所述系留无人机(100)控制端根据接收到的解算信息获得目标位置并飞行至目标位置后向所述船载控制端发送预备降落信息并控制所述系留无人机(100)进行降落，其中，在所述系留无人机(100)降落过程中，所述船载控制端根据与所述系留无人机(100)控制端、线缆收放绞车(400)的通讯结果进而控制所述线缆收放绞车(400)配合所述系留无人机(100)实施降落并在所述系留无人机(100)降落后通过所述固定夹持装置(300)对所述系留无人机(100)进行锁定。
8.根据权利要求7所述的艇载系留无人机自主起降控制方法，其特征在于，在所述飞行步骤中所述线缆收放绞车(400)通过线缆传感模块(407)获得监测数据并实时传输给所述船载控制端，所述控制命令为：
当监测数据大于预设阈值时，控制和供电模块(402)控制绞盘驱动机构(401)驱动绞盘(405)正向转动放松系留线缆(106)；
当监测数据等于预设阈值时，控制和供电模块(402)控制绞盘驱动机构(401)维持绞盘(405)不转动；
当监测数据小于预设阈值时，控制和供电模块(402)控制绞盘驱动机构(401)驱动绞盘(405)反向转动回收系留线缆(106)。
9.根据权利要求7所述的艇载系留无人机自主起降控制方法，其特征在于，所述第一信息包括系留无人机(100)自身定位信息、自身惯性导航单元信息；
所述第二信息包括船体自身定位系统、自身惯性导航单元信息；
所述解算信息包括所述系留无人机(100)和无人船的倾斜角、方位角和相对距离。
10.根据权利要求7所述的艇载系留无人机自主起降控制方法，其特征在于，所述线缆收放绞车(400)配合所述系留无人机(100)实施降落包括：
s1：所述线缆收放绞车(400)收到预备降落信息后，通过控制和供电模块(402)控制绞盘驱动机构(401)驱动绞盘(405)反向转动回收系留线缆(106)，当线缆传感模块(407)监测到所受系留线缆(106)的压力达到预设范围，所述系留无人机(100)进入降落进行阶段。
s2：对所述降落进行阶段任意时刻，所述线缆传感模块(407)将线缆张力传输给所述船载控制端，所述船载控制端根据获得的所述系留无人机(100)和无人船的倾斜角以及接收到的系留线缆(106)实时张力监测数据进行解算，得到所述系留无人机(100)所受系留线缆(106)张力的垂直分量信息并传输给所述系留无人机(100)控制端；
s3：所述系留无人机(100)根据接收到所述垂直分量信息调节自身旋翼转速分配、平衡自身重力和线缆张力垂直分量进而实现系留无人机(100)在匀速回收的系留线缆(106)牵引下在朝向起降平台(200)的运动；
s4：所述系留无人机(100)上的对接装置机载端(105)和起降平台(200)上的对接装置接收端(201)完成对接，在限位装置(104)的辅助下，系留无人机(100)调整姿态完成精准降落；
s5：系留线缆(106)出线长度达到预设长度，停止收线，绞盘驱动机构(401)复位；位于所述起降平台(200)顶部的固定夹持装置(300)实现对系留无人机(100)的固定。
技术总结