无人机、云端服务器、无线充电系统及方法与流程

本发明涉及无人机应用技术领域，具体涉及一种无人机、云端服务器、无线充电系统及方法。

背景技术：

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人机行业的迅速发展，越来越多的无人机被应用到农业、林业、电力、测绘、遥测等行业。

在各行业应用中，无人机通常需要搭载各种设备以实现各种功能，随着设备的增加，无人机的自身重量增加，需要消耗更大的功率来保证无人机的正常飞行，电量损耗较大。但是，无人机基本都是依靠电池供电，电池一次可以提供的电量有限，续航能力低，需要同时准备多块电池且每隔一段时间控制无人机降落以更换电池，增强其续航能力，操作过程繁琐，无人机执行任务过程中需要多次拆装电池，不仅影响工作效率，而且高频率的拆装电池容易损坏无人机电子元件以及机架，增加了成本。也有制造商研制了更大容量的电池，但是，增加电池容量也只是让无人机能够多飞行一会儿，无人机续航问题本质上还是没有得到解决，而且，大容量电池意味着体积增加，重量增加，对于微型无人机又会造成额外的负担。由于电池技术水平限制，续航时间是当前小型电动无人机面临的最大技术挑战。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供一种无人机、云端服务器、无人充电系统及方法，能够避免在无人机飞行过程中频繁更换电池，提高了无人机的续航能力，降低了人工消耗。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：一种无线充电方法，其采用无人机，包括如下步骤：

步骤1、当无人机满足充电条件时，向云端服务器发送充电预约请求，以供所述云端服务器进行认证；

步骤2、所述无人机接收所述云端服务器发送的认证通过信息和待充电桩的位置信息；

步骤3、根据所获得的待充电桩的位置信息飞至待充电桩所在位置并进行无线充电。

本发明所提供的无线充电方法，能够使得无人机在满足充电条件时，向云端服务器发送充电预约请求，由云端服务器匹配最合适的充电桩进行无线充电，突破了传统充电方式，提高了续航能力，避免无人机在飞行过程中频繁更换电池，而且无需再依赖大容量电池以延长续航时间。

进一步地，所述根据所获得的待充电桩的位置信息飞至待充电桩所在位置并进行无线充电包括：

所述无人机根据当前位置信息以及待充电桩的位置信息生成飞行路径；

根据所述飞行路径飞至待充电桩所在位置；

当无人机飞至待充电桩所在位置，向云端服务器发送充电请求，以供云端服务器接收到充电请求后发送充电命令至待充电桩；接收所述待充电桩发射的电磁波并与待充电桩建立无线充电连接。

进一步地，所述无人机以及待充电桩分别设有移动通信模块，所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，所述无人飞机、待充电桩通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接。

另一方面，本发明还提供了一种无线充电方法，其采用云端服务器，包括如下步骤：

步骤1、所述云端服务器接收所述无人机发送的充电预约请求，并对所述充电预约请求进行认证；

步骤2、当认证通过时，按照预设匹配法获得待充电桩的位置信息；

步骤3、将该待充电桩的位置信息发送至无人机，以供无人机根据所述位置信息飞至待充电桩所在位置并进行无线充电。

上述无线充电方法，通过云端服务器接收无人机发送的充电预约请求，并对无人机身份信息进行认证，自动为通过认证的无人机匹配最佳的充电桩；形成预约机制，通过预约的方式避免与其它无人机充电时间相冲突，节省了充电时间；无人机与云端服务器，云端服务器与各充电桩无线连接，整个过程由云端服务器统一调配和规划，为无人机续航提供了保障。

进一步地，所述云端服务器接收所述无人机发送的充电预约请求，并对所述充电预约请求进行认证包括：

步骤101、所述云端服务器接收所述无人机的充电预约请求；所述充电预约请求包括无人机身份编码信息以及无人机所属用户的账户信息；

步骤102、查找预存数据库中是否有与之对应的无人机身份编码信息；

步骤103、若查找获得相应的无人机身份编码信息，则认证通过。

进一步地，所述步骤2当认证通过时，按照预设匹配法获得待充电桩的位置信息包括：

（1）当认证通过时，获取各充电桩的充电信息和位置信息；

（2）根据各充电桩的充电信息获取处于闲置状态的充电桩，并将其添加闲置标识；

（3）根据处于闲置状态的各充电桩位置信息分别计算其与无人机所处位置的距离差；

（4）确定距离差最小的充电桩作为待充电桩。

进一步地，所述步骤103包括：

若查找获得相应的无人机身份编码信息，则进一步判断该无人机身份编码信息对应的账户信息内的账户余额是否满足充电付费条件；

若满足充电付费条件，则认证通过。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明所提供的无线充电方法，在无人机满足充电条件时，由云端服务器自动为其匹配最佳的充电桩，无人机飞至该充电桩进行无线充电，整个过程中由云端服务器统一调配和规划，无需人为控制，同时免去了人为手动充电的麻烦，提高了无人机的续航能力。

附图说明

图1为本发明第一实施例所提供无线充电方法的流程图；

图2为本发明第二实施例所提供无线充电方法的流程图；

图3本发明一实施例中所提供无人机的功能模块示意图；

图4为本发明一实施例所提供云端服务器的功能模块示意图；

图5为本发明实施例所提供无线充电系统的系统框图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例：

参阅图1，图1为本发明第一实施例所提供无线充电方法的流程图，在本实施例中，所述无线充电方法，包括如下步骤：

步骤s01、当无人机满足充电条件时，向云端服务器发送充电预约请求，以供所述云端服务器进行认证；

本实施例中，充电条件不做具体限制，例如，可以为无人机当前电池剩余电量，当检测到当前电池剩余电量小于预设阈值时，则满足充电条件，无人机需要充电，该预设阈值提前设定，可以设定为总电量的30％。

可选地，该无人机所发送的充电预约请求包括无人机的身份编码信息、所属用户的账户信息、当前位置信息以及电池剩余电量。

步骤s02、所述无人机接收所述云端服务器发送的认证通过信息和待充电桩的位置信息；

云端服务器对无人机所发送的充电预约请求的认证方式不限，例如，预先在云端服务器内存储各无人机的身份编码信息、无人机所属用户的账户信息、各充电桩的位置信息和编码信息。当云端服务器接收到无人机所发送的充电请求后，将该无人机的身份编码信息与预存数据库内存储的身份编码信息进行比对，如果获得与之匹配的身份编码信息，则认证通过。若认证通过，云端服务器为无人机匹配待充电桩，并将待充电桩的具体位置发送给无人机。

步骤s03、根据所获得的待充电桩的位置信息飞至待充电桩所在位置并进行无线充电。

可选地，本发明无线充电方法的一实施例中，该步骤s03具体包括：

步骤s031、所述无人机根据当前位置信息以及待充电桩的位置信息生成飞行路径；

当无人机接收到云端服务器所发送的待充电桩的位置信息后，根据无人机自带的导航系统，自动规划出当前位置至待充电桩位置的飞行路径。无人机可以根据位置信息自动规划出多条路径，并计算距离最近的路径作为最终飞行路径。

步骤s032、根据所述飞行路径飞至待充电桩所在位置；

无人机根据导航系统按照所规划出的飞行路径飞至待充电桩所在位置。

步骤s033、当无人机飞至待充电桩所在位置，向云端服务器发送充电请求，以供云端服务器接收到充电请求后发送充电命令至待充电桩；

云端服务器接收无人机的充电请求后，识别该无人机的身份，并生成充电命令发送至待充电桩。

步骤s034、接收所述待充电桩发射的电磁波并与待充电桩建立无线充电连接。

待充电桩接收到云端服务器所发送的充电命令，该充电命令包括无人机所处位置的具体信息，根据无人机所处位置信息调整电磁波的发射角度或方向，实现定位并建立无人机与待充电桩的无线充电连接。

在本实施例中，所述无人机以及待充电桩分别设有移动通信模块，所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，所述无人飞机、待充电桩通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接。

在通信过程中所用到的蜂窝移动网络包括但不限于gprs、3g网络、4g网络和5g网络，只要有移动通信信号的区域皆可以实现无人机的无线充电，没有通讯距离的限制，通信过程比较稳定。

参阅图2，图2为本发明第二实施例所提供无线充电方法的流程图，所述无线充电方法包括如下步骤：

步骤s11、所述云端服务器接收所述无人机发送的充电预约请求，并对所述充电预约请求进行认证；

可选地，充电预约请求可以包括无人机的身份编码信息，所属用户的账户信息，认证方式可以为核实该无人机是否合法，即核实该无人机的身份编码信息是否预存于云端服务器的数据库中，如果查找到匹配的身份编码信息，则认证通过。

在本实施例的一些实施方式中，该步骤具体包括：

步骤s110、所述云端服务器接收所述无人机的充电预约请求；所述充电预约请求包括无人机身份编码信息、无人机所属用户的账户信息以及当前位置信息。

步骤s111、查找预存数据库中是否有与之对应的无人机身份编码信息；

步骤s112、若查找获得相应的无人机身份编码信息，则认证通过。

步骤s12、当认证通过时，按照预设匹配法获得待充电桩的位置信息；

步骤s13、将该待充电桩的位置信息发送至无人机，以供无人机根据所述位置信息飞至待充电桩所在位置并进行无线充电。

本实施例中，云端服务器与无人机、各充电桩之间通过移动网络建立无线连接，数据传输范围较广，彼此不受距离限制，云端服务器、无人机与各充电桩形成一个整体系统，当无人机满足充电条件时，由云端服务器统一调配合适的充电桩供无人机无线充电，整个过程无需人为控制，尤其适用于无人机电力巡检行业，无人机可在无人操控环境下全天候工作，智能化程度较高，省去了人为更换电池的麻烦，节省充电时间。

可选地，无人机以及各充电桩分别设有移动通信模块，所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，无人飞机、待充电桩通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接。蜂窝移动网络包括但不限于gprs、3g网络、4g网络和5g网络。

在某些实施例中，无人机与用户端建立无线连接，无人机的充电信息反馈至用户端，用户端可以为用户的移动设备，例如手机。用户可以通过用户端查看无人机工作状态、电池余量、是否处于充电状态、在何处充电等，提高了用户体验度。

在一些实施例中，所述步骤s12中当认证通过时，按照预设匹配法获得待充电桩的位置信息包括：

步骤s121、当认证通过时，获取各充电桩的充电信息和位置信息；其中，所述充电信息包括充电桩当前使用状态，使用状态包括闲置状态、预约状态和充电状态。

步骤s122、根据各充电桩的充电信息获取处于闲置状态的充电桩，

并将其添加闲置标识；其中，处于闲置状态的充电桩有可能有多个，分别对其进行标识。

步骤s123、根据处于闲置状态的各充电桩位置信息计算其与无人机所处位置的距离差；

步骤s124、确定距离差最小的充电桩作为待充电桩。

计算处于闲置状态的各充电桩与无人机的距离，选择距离无人机最近的作为待充电桩。

在本实施例的基础上，在一些实施例中进一步包括：若查找获得相应的无人机身份编码信息，则进一步判断该无人机身份编码信息对应的账户信息内的账户余额是否满足充电付费条件；若满足充电付费条件，则认证通过。充电付费条件不做限制，例如，当账户余额处于欠费状态时，则不满足充电付费条件，认证不通过。

参阅图3，图3为本发明一实施例中所提供无人机的功能模块示意图，其中，所述无人机包括：

判断模块：用于判断所述无人机是否满足充电条件；

本实施例中，无人机的充电条件不限，可以根据具体情况设置，例如，当无人机电池剩余量小于预设阈值时，满足充电条件。

请求模块：用于向云端服务器发送充电预约请求，以供所述云端服务器进行认证；

充电预约请求包括无人机的身份编码信息，所属用户的账户信息以及当前位置信息。

接收模块：用于接收所述云端服务器发送的认证通过信息和待充电桩的位置信息；

控制模块：用于控制无人机根据所获得的待充电桩的位置信息飞至待充电桩所在位置并进行无线充电；

所述控制模块进一步包括：

生成单元：根据当前位置信息以及待充电桩的位置信息生成飞行路径；

控制单元：用于控制无人机根据所述飞行路径飞至待充电桩所在位置；

充电请求单元：用于向云端服务器发送充电请求，以供云端服务器将充电请求发送至待充电桩；

接收单元：用于接收所述待充电桩发射的电磁波，以供与待充电桩建立无线充电连接。

参阅图4，图4为本发明一实施例所提供云端服务器的功能模块示意图，所述云端服务器包括：

接收模块：用于接收所述无人机发送的充电预约请求；

认证模块：根据所接收到的充电预约请求进行认证；

匹配模块：用于在认证通过时，按照预设匹配法获得待充电桩的位置信息；

发送模块：用于将待充电桩的位置信息发送至无人机，以供无人机根据所述位置信息飞至待充电桩所在位置并进行无线充电。

本发明一些实施例中还提供了一种无线充电系统，参见图5，包括上述实施例中的无人机、云端服务器以及多个充电桩，其中多个充电桩分布在各个位置，各充电桩以及无人机上分别设有移动通信模块，移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，无人飞机、充电桩通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接。蜂窝移动网络包括但不限于gprs、3g网络、4g网络和5g网络。云端服务器、多个无人机以及多个充电桩形成一个整体系统，当无人机满足充电条件时，向云端服务器发送充电预约请求，由云端服务器为其匹配距离最近且处于闲置状态的充电桩，并将充电桩的位置发送至无人机，无人机根据所接收到的充电桩的位置生成飞行路径，按照该飞行路径飞至充电桩所在位置进行无线充电。无人机充电不受距离限制，只要具有移动信号的地方都可以与云端服务器建立无线连接，并由云端服务器自动匹配充电桩进行充电。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。