一种便携式充电站点、无人机以及无人机自动充电系统的制作方法_2

文档序号:10140113阅读:来源:国知局
]此外,为了便于控制台(操作者)或无人机能够及时识别相应的充电站点,每个充电站点20上还设有识别信标204以便于自身定位。具体地,上述识别信标204可为物理信标,如图形标识,也可为使用无线信号进行定位的无线信标。其中,当上述识别信标204为一图形标识时,无人机10可通过其上的摄像头自动搜索该图形标识的位置,并根据拍摄得到的图形标识的位置进行分析,判断该充电站点20的具体位置,确认具体的飞行方向和飞行距离;并在飞行到该充电站点20的上方后,依据上述图形标识的指引,实施垂直降落以进行充电;而当上述识别信标204为一无线信标,上述充电站点20上需设置一无线信标发射器以发出合适的无线信号,则无人机10可根据发自上述选定的充电站点20发出的无线信号的指引而飞向上述选定的充电站点20,并实施降落。此外,当设有多个充电站点时,若采用图形标识等物理信标作为识别信标时,为了对各个充电站点进行区分,优选地,每个充电站点的图形标识等物理信标应当有所区别,从而避免无人机发生混淆。
[0033]如图2所示,每个充电站点上还设有一移动机构205,其使得每个充电站点20变为可便于移动的便携式充电站点,从而使得充电站点20可移动到各种需要利用无人机执行任务的场合,使得无人机的充电无需受到限制。具体地,上述移动机构可为设置在上述充电站点20的下方的移动滚轮,或者设置在上述充电站点上的把持机构,该把持机构可为设置在上述充电站点顶部或侧方的把手等。本领域普通技术人员应理解,上述移动机构也可为其它部件,只要能够使上述充电站点变为可移动的即可。
[0034]而且,为了使上述充电站点在适当的位置上能够固定,优选地,上述充电站点20还包括一锁定机构以使上述充电站点20能够固定在某个位置,避免意外移动。
[0035]进一步地,为了便于回收上述可移动的充电站点,可在上述可移动的充电站点20上设有设有产生报警信号的定位报警装置,且上述定位报警装置具体可为GPS单元或声光报警单元或无线信号发生单元,从而可及时将自身位置提示至操作者,确保操作者能够及时找到该充电站点,避免该充电站点丢失。
[0036]显然,通过利用上述可移动的充电站点,可随时随地在无人机的工作区域建立适当数量的充电站点,充分保证无人机的自动充电操作得以顺利进行。
[0037]另外,本实施例中还提供一种无人机自动充电系统,其包括无人机和至少一个上述便携式充电站点20,从而,无人机可利用上述便携式充电站点20随时进行充电和/或停靠。具体地,本实施例中,上述无人机10和至少一个上述充电站点20可构成一为无人机进行自动充电的充电系统。其中,该充电系统中可根据工作区域的大小而设置适当的充电站点的数量。本实施例中,优选地,上述充电系统包括分布在上述巡航路线不同区域的多个便携式充电站点20。
[0038]根据本发明人观察,无人机在实际应用时并非是连续工作的,而是工作状态和待机状态交叉进行,即无人机的操作中包括两种模式:任务执行模式和待机模式,其中,上述任务执行模式是指无人机处于执行任务的工作状态,而上述待机模式则是指无人机处于暂时停止工作、等待新的控制指令的状态。如前所述,为了能够尽量延长无人机的续航时间并减少无人机的充电时间,优选地,本实施例中,上述中央处理器101 (控制模块)在解析判断经由上述无线信号收发装置102 (数据收发模块)接收的控制指令为待机指令后,控制上述无人机10进入待机模式并选定合适的充电站点20以进行降落和充电;且上述中央处理器101在解析判断经由上述无线信号收发装置102接收的控制指令为唤醒指令后,控制上述无人机10从上述待机模式转换为执行任务模式。如此,即可利用上述无人机10的待机间隙的时间对无人机10进行能量补充,可充分延长无人机的续航时间,确保其可以更好的执行任务。
[0039]图3为本实施例利用上述充电系统进行无人机自主充电的充电方法流程图,以下根据图3对上述充电系统实施充电方法的具体操作进行描述。
[0040]具体地,上述充电方法包括以下步骤:
[0041]步骤S1:无人机10判断所接收的控制指令为待机指令时,启动待机模式并选定合适的充电站点。
[0042]其中,上述步骤S1的具体操作为:
[0043]A.判断所接收的控制指令为待机指令时,启动待机模式;
[0044]B.获取上述无人机10的位置信息和上述至少一个充电站点20的位置信息;
[0045]C.根据上述无人机的位置信息和上述至少一个充电站点20的位置信息,以及上述至少一个充电站点20的工作状态而选定合适的充电站点。
[0046]图4为从多个充电站点中选择合适的充电站点的其中一种具体操作过程。如图4所示,子步骤c的具体操作可为:根据上述无人机10的位置信息和上述多个充电站点20的位置信息并以无人机与每个充电站点20之间的距离为基准对多个充电站点进行排序。例如,设有N个充电站点20 (其中,N多1),则根据每个充电站点20与无人机10之间的距离可依次排列为第1个充电站点,.......第N个充电站点,其中,第1个充电站点与上述无人机10的距离最小,即与无人机10相距最近的是第1个充电站点。接着,获取第1个充电站点的工作状态信息,判断其是否处于闲置状态,若上述第1个充电站点处于闲置状态,则将上述第1个充电站点作为选定的充电站点,并将其相关信息发送至无人机10 ;反之,若上述第1个充电站点处于工作状态,即非闲置状态,则根据此前的多个充电站点20的排序,获取第2个充电站点的工作状态信息,并重复上述闲置状态的判断和相应操作。如此类推,直至选定合适的充电站点。其中,上述充电站点的相关信息是指便于上述无人机定位所选定的充电站点20的信息,如该选定充电站点20的识别信标、位置信息等。具体地,上述选择过程可利用设置在中央处理器(即控制模块)中的状态寄存器来实现。
[0047]在选定合适的充电站点后,则执行下述步骤S2。
[0048]步骤S2:上述无人机10降落在上述选定的充电站点20上。
[0049]其中,上述步骤S2的具体操作为:上述无人机10根据上述选定的充电站点20的相关信息而飞行至上述选定的充电站点20的上方,然后再实施降落操作。
[0050]具体地,当上述无人机10降落在上述选定的充电站点20时,即可实时进行充电,此时,上述充电站点20不仅可为上述无人机10提供充电操作,也可作为无人机10的待机停靠平台,从而避免无人机在地面情况不确定的时候进行降落而导致的损坏。
[0051]随后,在上述无人机10待机充电的过程中,若数据收发模块102再接收到控制指令,且控制模块103判断所接收的控制指令是唤醒指令时,则执行步骤S3。
[0052]步骤S3:无人机10判断所接收的控制指令为唤醒指令时,结束上述待机模式,停止充电并启动任务执行模式以执行相关的任务。
[0053]而当上述无人机10再次接收到待机指令时,则重复上述步骤S1-S3。
[0054]本领域普通技术人员应理解,若上述充电系统中仅设有一个充电站点20,则该充电站点20即可视为选定的充电站点。同样地,本领域普通技术人员应理解,上述唤醒操作可采用设置在中央处理器(即控制模块)中的触发器或类似装置而实现。
[0055]另外,本领域普通技术人员应理解,本实施例中,上述无人机10还可设有一电量监控模块,其可对上述无人机10的电量使用情况进行实施监控,并在上述无人机10降落在上述选定的充电站点后根据上述无人机的现存电量而选择上述无人机处于停靠并充电的状态,或者处于仅停靠而不充电的状态。具体地,可预先在上述无人机10中存储有一电量阈值,如此,可通过上述电量监控模块比较上述无人机10的现存电量与上述电量阈值之间的比较结果而判断上述无人机在停靠在上述充电平台20后是否需要进行充电操作。
[0056]另外,本领域普通技术人员应理解,本实施例中,上述充电方法的步骤S3也可设置成:当中央处理器101判断接收到的控制指令为唤醒指令时,其亦可根据上述无人机10的电量情况而判断是否需要结束无人机10的待机模式。例如,若无人机10的电量尚且较低,则中央处理器101可控制上述无人机10继续处于待机充电模式,无需转换为任务执行模式;反之,若无人机10的电量较多,则中央处理器101可控制上述无人机10结束上述待机充电模式,转为任务执行模式。
[0057]明显地,采用上述充电方法,可使得无人机在待机间歇既可就近降落停靠,还可以进行充电操作以延长续航时间,充分减少无人机的充电时间,延长其任务执行时间,并避免无人机在飞行过程中出现电量耗尽而坠落的问题,并避免其由于进行无谓的飞
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