无人机充电系统、无人机充电控制方法、装置及系统与流程

本发明属于无人机控制，尤其是涉及一种无人机充电系统、无人机充电控制方法、装置及系统。

背景技术：

1、无人机续航问题严重限制了无人机集群作业性能和行业应用拓展，当前对无人机充电的解决方案一般是手动操作换电池或者单个无人机进行感应式无线充电。但是，感应式无线充电又存在不可忽视的对准问题，目前一般是采用复杂的图像识别技术处理无人机与感应线圈的对准问题，识别复杂度较高，从而影响无人机充电效率。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种无人机充电系统、无人机充电控制方法、装置及系统，从而解决现有技术中无人机充电效率低的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种无人机充电系统，包括：

3、感应电路，所述感应电路包括第一感应线圈和第二感应线圈，所述第一感应线圈或所述第二感应线圈用于与充电平台的感应线圈互感，所述第二感应线圈的线圈匝数大于所述第一感应线圈的线圈匝数；

4、电池管理电路，所述电池管理电路与所述感应电路连接；

5、充电控制单元，所述充电控制单元分别与所述感应电路和所述电池管理电路连接，所述充电控制单元用于控制所述第一感应线圈或所述第二感应线圈与所述电池管理电路导通；

6、其中，所述充电控制单元在接收到控制平台发送的充电指令的情况下，控制所述第一感应线圈与所述电池管理电路导通，并在确定所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈对准的情况下，控制所述第一感应线圈与所述电池管理电路断开，所述第二感应线圈与所述电池管理电路导通。

7、可选地，所述电池管理电路包括：

8、电池管理单元；

9、与所述电池管理单元并联连接的电阻，且所述电阻的第一端与所述充电控制单元连接，所述电阻的第二端接地；

10、其中，所述充电控制单元获取流经所述电阻的电流，并根据所述电流与电流阈值的关系，确定所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈是否对准。

11、可选地，所述电池管理电路还包括：

12、分别并联在所述电阻两端的二极管和电容。

13、可选地，所述无人机充电系统还包括：

14、整流桥，所述整流桥分别与所述感应电路和所述电池管理电路连接，用于将所述感应电路输出的交流电流转换为直流电流并输入至所述电池管理电路。

15、可选地，所述感应电路还包括：

16、第一开关管，所述第一开关管的输入端与所述第一感应线圈连接，所述第一开关管的输出端与所述电池管理电路连接，所述第一开关管的控制端与所述充电控制单元连接；

17、第二开关管，所述第二开关管的输入端与所述第二感应线圈连接，所述第二开关管的输出端与所述电池管理电路连接，所述第二开关管的控制端与所述充电控制单元连接。

18、第二方面，本发明实施例提供一种无人机充电控制方法，应用于如上第一方面所述的无人机充电系统，上述方法包括：

19、接收控制平台发送的充电指令；

20、根据所述充电指令，控制所述无人机充电系统中的第一感应线圈与电池管理电路导通，并根据所述电池管理电路中的电池管理单元的电压，确定所述无人机充电系统与充电平台的感应线圈是否对准；

21、在所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈对准的情况下，控制所述第一感应线圈与所述电池管理电路断开，所述无人机充电系统中的第二感应线圈与所述电池管理电路导通，并控制无人机下落到所述充电平台的感应线圈上。

22、可选地，在所述接收控制平台发送的充电指令之前，上述方法还包括：

23、向所述控制平台发送当前的时间信息和所述无人机当前的电量信息，所述充电指令是所述控制平台根据所述时间信息和所述电量信息发送的。

24、可选地，所述根据所述充电指令，控制所述无人机充电系统中的第一感应线圈与电池管理电路导通，包括：

25、根据所述充电指令，控制所述无人机充电系统中的第一开关管处于导通状态，并在距离所述充电平台预设高度处，检测所述电池管理电路中电阻的第一端的电位。

26、可选地，在所述根据所述电池管理电路中的电池管理单元的电压，确定所述无人机充电系统与充电平台的感应线圈是否对准之前，上述方法还包括：

27、在距离所述充电平台预设高度处，检测所述电池管理电路中电阻的第一端的电位；

28、根据所述电位，确定所述电池管理单元的电压。

29、可选地，所述根据所述电池管理电路中的电池管理单元的电压，确定所述无人机充电系统与充电平台的感应线圈是否对准，包括：

30、根据所述电池管理单元的电压，确定流经所述电池管理电路中电阻的电流；

31、在所述电流与电流衰减系数的乘积大于或等于电流阈值的情况下，确定所述无人机充电系统与充电平台的感应线圈对准；或者，

32、在所述电流与所述电流衰减系数的乘积小于所述电流阈值的情况下，确定所述无人机充电系统与充电平台的感应线圈未对准；

33、其中，所述电流衰减系数是根据无人机当前距离所述充电平台的高度确定的。

34、可选地，在所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈未对准的情况下，上述方法还包括：

35、根据所述充电平台的两个感应线圈中心点之间的距离，控制所述无人机在水平面上的飞行路径，直至所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈对准，控制所述第一感应线圈与电池管理电路断开，所述第二感应线圈与电池管理电路导通，并控制无人机下落到所述充电平台的感应线圈上。

36、可选地，所述根据所述充电平台的两个感应线圈中心点之间的距离，控制所述无人机在水平面上的飞行路径，包括：

37、控制所述无人机在水平面上以顺时针方向做边长变小的螺旋正方形飞行路径，所述边长与所述充电平台的两个感应线圈中心点之间的距离相关。

38、可选地，所述在所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈对准的情况下，控制所述第一感应线圈与所述电池管理电路断开，所述第二感应线圈与所述电池管理电路导通，并控制无人机下落到所述充电平台的感应线圈上，包括：

39、在所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈对准的情况下，控制所述无人机充电系统中的第一开关管处于断开状态，所述无人机充电系统中的第二开关管处于导通状态，并控制无人机下落到所述充电平台的感应线圈上。

40、第三方面，本发明实施例还提供一种无人机充电控制方法，包括：

41、根据至少一个无人机当前的电量消耗率，确定待充电无人机集合；

42、根据所述待充电无人机集合中至少一个无人机的剩余工作时间，确定所述待充电无人机集合中至少一个无人机的充电顺序；

43、根据所述充电顺序，依次向所述待充电无人机集合中的至少一个无人机发送充电指令。

44、可选地，在所述根据至少一个无人机当前的电量消耗率，确定待充电无人机集合之前，上述方法还包括：

45、接收所述至少一个无人机发送的时间信息和电量信息；

46、根据所述时间信息和所述电量信息，计算所述至少一个无人机当前的电量消耗率。

47、可选地，所述根据至少一个无人机当前的电量消耗率，确定待充电无人机集合，包括：

48、根据所述至少一个无人机当前的电量消耗率、所在的无人机集群的剩余工作时间、距离充电平台的高度以及与所述充电平台之间的水平距离，确定所述待充电无人机集合。

49、可选地，所述根据所述待充电无人机集合中至少一个无人机的剩余工作时间，确定所述待充电无人机集合中至少一个无人机的充电顺序，包括：

50、将所述待充电无人机集合中至少一个无人机的剩余工作时间按照从小到大进行排序，确定所述充电顺序；

51、其中，所述无人机的剩余工作时间是根据所述无人机当前的电量信息、电量消耗率、距离充电平台的高度以及与充电平台之间的水平距离确定的。

52、第四方面，本发明实施例还提供一种无人机充电控制系统，包括：

53、控制平台，所述控制平台用于根据至少一个无人机当前的电量消耗率，确定待充电无人机集合，并根据所述待充电无人机集合中至少一个无人机的剩余工作时间，确定所述待充电无人机集合中至少一个无人机的充电顺序，并根据所述充电顺序，依次向所述待充电无人机集合中的至少一个无人机发送充电指令；

54、至少一个无人机，每一所述无人机用于接收控制平台发送的充电指令，根据所述充电指令，控制所述无人机充电系统中的第一感应线圈与电池管理电路导通，并根据所述电池管理电路中的电池管理单元的电压，确定所述无人机充电系统与充电平台的感应线圈是否对准，并在所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈对准的情况下，控制所述第一感应线圈与所述电池管理电路断开，所述无人机充电系统中的第二感应线圈与所述电池管理电路导通，并控制无人机下落到所述充电平台的感应线圈上；

55、充电平台，所述充电平台包括至少一个感应线圈，用于供所述至少一个无人机进行充电。

56、第五方面，本发明实施例还提供一种无人机充电控制装置，包括：

57、第一接收模块，用于接收控制平台发送的充电指令；

58、第一确定模块，用于根据所述充电指令，控制所述无人机充电系统中的第一感应线圈与电池管理电路导通，并根据所述电池管理电路中的电池管理单元的电压，确定所述无人机充电系统与充电平台的感应线圈是否对准；

59、第一控制模块，用于在所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈对准的情况下，控制所述第一感应线圈与所述电池管理电路断开，所述无人机充电系统中的第二感应线圈与所述电池管理电路导通，并控制无人机下落到所述充电平台的感应线圈上。

60、第六方面，本发明实施例还提供一种无人机充电控制装置，包括：

61、第二确定模块，用于根据至少一个无人机当前的电量消耗率，确定待充电无人机集合；

62、第三确定模块，用于根据所述待充电无人机集合中至少一个无人机的剩余工作时间，确定所述待充电无人机集合中至少一个无人机的充电顺序；

63、第一发送模块，用于根据所述充电顺序，依次向所述待充电无人机集合中的至少一个无人机发送充电指令。

64、第七方面，本发明实施例还提供一种无人机，包括：收发机、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器，用于读取存储器中的程序实现如上第二方面所述的无人机充电控制方法中的步骤。

65、第八方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括：收发机、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器，用于读取存储器中的程序实现如上第三方面所述的无人机充电控制方法中的步骤。

66、第九方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上第二方面或第三方面所述的无人机充电控制方法中的步骤。

67、本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

68、上述方案中，通过接收控制平台发送的充电指令，并根据所述充电指令，控制所述无人机充电系统中的第一感应线圈与电池管理电路导通，并根据所述电池管理电路中的电池管理单元的电压，确定所述无人机充电系统与充电平台的感应线圈是否对准，并在所述无人机充电系统与所述充电平台的感应线圈对准的情况下，控制所述第一感应线圈与所述电池管理电路断开，所述无人机充电系统中的第二感应线圈与所述电池管理电路导通，并控制无人机下落到所述充电平台的感应线圈上，可以使无人机准确飞行至对准充电平台的感应线圈的上空位置，有效降低对准难度，并极大缓解无人机充电系统识别充电平台的感应线圈的复杂度，提高无人机充电效率。