一种无人机充电位的对准方法与流程

本发明涉及无人机领域，更具体的说，是涉及一种无人机充电位的对准方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高，无人机技术已运用成熟，已经开始在物流、航拍、巡视等领域发挥着重大的作用。

无人机在飞行工作时作时，其电源的供应全部依赖于自身的电池。因此，无人机必须时刻检查自身电池的电量情况，在需要充电时无人机可以自动寻找充电位置进行充电，以便于防止电量不足导致的各种情况，且无人机自动充电技术可以延长无人机的飞行时间，增加其飞行工作的范围，实现连续连续的工作任务。

目前常用的无人机自动充电对准方法，其对准方式一般相对单一，对准的精度不高，对准效率也慢，容易导致充电失败，并且，由于充电位置相对较少而需要充电的无人机较多，在无人机寻找充电位置进行充电时，常常会出现由于无人机没有排序而导致无人机在需要充电时找不到充电位置的情况。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决无人机充电对准精度不高，并且，充电不进行排序的问题，提供一种无人机充电位的对准方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种无人机充电位的对准方法，包括以下步骤：

获取充电基站的定位信息；

判断无人机是否需要充电，当所述无人机需要充电时，所述无人机通过获取的充电基站的定位信息飞往所述充电基站上方；

当所述无人机飞至所述充电基站的上方时，获取所述充电基站上充电位的图像信息，分析所述图像信息获取空闲的充电位；

获取空闲充电位的精准图像信息，分析所述空闲充电位的图像标志信息，选择与所述无人机匹配的空闲充电位；

所述无人机飞往所述空闲充电位的上方；并发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置；

通过获取所述空闲充电位的图像信息调整所述无人机上的红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口进行下降充电。

优选的，所述分析所述空闲充电位的图像标志信息包括步骤：

分析所述图像信息上所述红外光发射口的数量。通过分析所述红外光发射口的数量，从而使单个无人机或单条路线上的无人机只能在单个充电位上进行充电，相当于对所述无人机充电进行了排序，避免所述无人机找不到充电位的问题。

优选的，所述分析所述空闲充电位的图像标志信息包括步骤：

分析所述图像信息上所述红外光发射口处于所述空闲充电位上的位置。

通过分析所述图像信息上所述红外光接收口处于所述空闲充电位上的位置，使所述无人机与所述充电位的对位更精准，并且，进一步的对所述无人机充电进行排序，避免无人机在充电时造成混乱，使一些无人机得不到充电。

优选的，所述判断无人机是否需要充电包括步骤：

实时获取所述无人机的剩余电量所能飞行的距离；

当所述无人机的剩余电量所能飞行的距离小于预设距离值s时，确定所述无人机需要充电；

当所述无人机的剩余电量所能飞行的距离大于预设距离值s时，确定所述无人机无需充电。

通过判断无人机是否需要充电，避免无人机在需要充电时，没有及时的飞往充电位进行充电，从而导致坠机的情况。

优选的，所述获取所述充电基站上充电位的图像信息，分析所述图像信息获取空闲的充电位包括步骤：

当充电位上有无人机图像时，则确定为具有无人机充电的充电位；

当充电位上出没有无人机图像时，则确定为空闲的充电位。

通过判断所述获取的图像信息上是否具有无人机的图像来确定空闲充电位，可以使获取的空闲充电位的信息更为精准，从而使所述无人机能更快的对准充电位。

优选的，所述通过获取所述空闲充电位的图像信息调整所述无人机上的红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口包括步骤：

实时获取所述空闲充电位的图像信息；

实时分析获取的图像信息并调整所述无人机的位置，使所述信号接收口对准所述空闲充电位上的信号发射口。

通过时刻获取所述空闲充电位的图像信息进行调整所述无人机的位置，使所述无人机上的红外光接收口能更快更精准的对准所述空闲充电位上的红外光发射口。

优选的，所述通过获取所述空闲的充电位的图像信息调整所述无人机上的红外光信号接收口对准所述空闲充电位上的信号发射口包括步骤：

当所述无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法获取所述空闲充电位上发射的红外光信号时，所述无人机进行报警；所述上限值x为整数。

通过无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法获取所述空闲充电位上发射的红外光信号时，所述无人机进行报警，这样当所述无人机上的红外光接收装置或者空闲充电位上的红外光信号发射装置损坏或者出现问题时，及时通知修理人员进行修理。

优选的，当所述无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法对准所述空闲充电位上的红外光发射口时，所述无人机进行报警包括步骤：

当所述无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法对准所述空闲充电位上的红外光发射口时，所述无人机发出让所述充电基站关闭红外光信号发射装置的指令，并关闭所述无人机上的红外光信号接收装置；

静待10至30秒后，所述无人机再次发出让所述充电基站打开红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置；

再次调整所述无人机使红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口；

当再次调整后所述无人机上的红外光接收口还是无法对准所述空闲充电位上的红外光发射口时，所述无人机进行报警。

当所述无人机上的红外光接收口还是无法对准所述空闲充电位上的红外光发射口时通过关闭所述红外光信号发射装置以及所述红外光接收装置后，再次打开进行调整对位，这样避免由于所述红外光信号发射装置或所述红外光接收装置单次出现问题而导致无人机无法进行对位的问题。

优选的，所述无人机发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置包括步骤：

获取所述无人机与所述充电基站的路线距离，当所述路线距离小于预设值r时，所述无人机发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置。

通过设置预设值r使所述无人机发出指令，并打开所述红外光接收装置，这样当所述无人机还没有飞到预设距离值r时，所述充电基站无需打开信号发射装置，所述无人机也无需打开信号发射装置，这样避免了所述充电基站与所述无人机的能量消耗，从而起到节约效果。

优选的，还包括步骤：

获取所述无人机充电状态；

当所述无人机遇到外力脱离充电状态时，再次进行对位充电；

当所述无人机再次进行对位充电的次数达到预设值n还是无法对位充电时，所述无人机进行报警；所述预设值n为整数。

当无人机脱离充电状态后，所述无人机可以再次进行对位充电，这样避免了无人机脱离充电状态后无法进行充电，并且还设置了报警方式，这样避免了无人机脱离充电状态再次进行定位而定位不了，还导致无人机管理的情况。

本发明带来的有益效果：通过图像识别技术以及红外光对准技术可以精准的并快速的实现无人机的充电对位，不会出现充电对位失败的情况，并且，无人机还通过分析空闲充电位的图像标志信息匹配相应的空闲充电位进行对位充电，实现了单个无人机或单条路线的无人机使用一个充电位，从而实现无人机的排序充电，避免了无人机充电造成混乱，使一些无人机充电找不到充电位的问题。

附图说明

图1是本发明第一种实施例的整体流程示意图；

图2是本发明第一种实施例步骤s201的流程示意图；

图3是本发明第一种实施例步骤s202的流程示意图；

图4是本发明第一种实施例步骤s301的流程示意图；

图5是本发明第一种实施例步骤s4的流程示意图；

图6是本发明第一种实施例步骤s501的流程示意图；

图7是本发明第一种实施例步骤s601的流程示意图；

图8是本发明第一种实施例步骤s602的流程示意图；

图9是本发明第一种实施例步骤s7的流程示意图；

图10是本发明第二种实施例的整体流程示意图；

图11是本发明第二种实施例步骤s6的流程示意图；

图12是本发明第二种实施例步骤s501的流程示意图；

图13是本发明实施例的应用场景示意图。

具体实施方式

下面描述本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员将能够根据下文所述用本领域的相关技术加以实现，并能更加明白本发明的创新之处和带来的益处。

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机系统种类繁多、用途广特点鲜明，致使其在尺寸、质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度，任务等多方面都有较大差异。例如，按飞行平台构型分类，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。按用途分类，无人机可分为军用无人机和民用无人机。按尺度分类，无人机可分为微型无人机、轻型无人机、小型无人机以及大型无人机。按活动半径分类，无人机可分为超近程无人机、近程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。按任务高度分类，无人机可以分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。本发明实施例中涉及的无人机可以为前述中的其中一种或任意一种无人机，这里不作限定。

如图1-9所示，提供了一种无人机充电位的对准方法，包括以下步骤：

s1、获取充电基站的定位信息；

s2、判断无人机是否需要充电，当所述无人机需要充电时，所述无人机通过获取的充电基站的定位信息飞往所述充电基站上方；

s3、当所述无人机飞至所述充电基站的上方时，获取所述充电基站上充电位的图像信息，分析所述图像信息获取空闲的充电位；

s4、获取空闲充电位的精准图像信息，分析所述空闲充电位的图像标志信息，选择与所述无人机匹配的空闲充电位；

s5、所述无人机飞往所述空闲充电位的上方；并发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置；

s6、通过获取所述空闲充电位的图像信息调整所述无人机上的红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口进行下降充电。

本发明通过图像识别技术以及红外光对准技术可以精准的并快速的实现无人机的充电对位，不会出现充电对位失败的情况，并且，无人机还通过分析空闲充电位的图像标志信息匹配相应的空闲充电位进行对位充电，实现了单个无人机或单条路线的无人机使用一个充电位，从而实现无人机的排序充电，避免了无人机充电造成混乱，使一些无人机充电找不到充电位的问题。

在本实施例中，所述无人机通过定位信息飞往所述充电基站的上方，当所述无人机飞至所述充电基站的上方时，获取所述充电基站上每个空闲充电位的精准图像信息，通过分析所述空闲充电位的图像上的标志信息，从而获取与所述无人机匹配的空闲充电位，这样避免无人机随便选择空闲充电位，导致下一个无人机进行充电时，找不到充电位进行，并且，通过获取与无人机匹配的空闲充电位进行充电，还方便对单条路线上的无人机进行时间段选择充电，这样避免无人机的充电混乱，导致单条路线上无人机需要充电时得不到充电。

在本实施例中，当所述无人机获取匹配的空闲充电位后，所述无人机飞往该空闲充电位的上方，然后，获取所述无人机与所述充电基站之间的距离，当所述路线距离小于1米后，所述无人机发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，同时打开所述无人机上的红外光信号接收装置。这样所述红外光信号接收装置能快速的获取所述红外光信号发射装置所发射的红外光信号，并且，还不会由于所述红外光信号发射装置一直发射红外光信号而导致能量浪费。

在本实施例中，所述无人机通过高清摄像头获取图像信息，并且，在所述无人机与所述充电基站上设置处理芯片以便于处理信息。

在本实施例的步骤s4中，如图5所示，所述分析所述空闲充电位的图像标志信息包括步骤s401：

分析所述图像信息上所述红外光发射口的数量。通过分析所述红外光发射口的数量，从而使单个无人机或单条路线上的无人机只能在单个充电位上进行充电，相当于对所述无人机充电进行了排序，避免所述无人机找不到充电位的问题。

在本实施例中，通过获取空闲充电位的精准图像信息，分析所述图像上所述红外光发射口的数量，从而选出与所述无人机匹配的空闲充电位。直接通过分析图像上红外光发射口的数量来获取所述与无人机匹配的空闲充电位，这样便无需再次对充电基站上的充电位进行标记。

在本实施例的步骤s4中，如图5所示，所述分析所述空闲充电位的图像标志信息包括步骤s402：

分析所述图像信息上所述红外光发射口处于所述空闲充电位上的位置。

通过分析所述图像信息上所述红外光接收口处于所述空闲充电位上的位置，使所述无人机与所述充电位的对位更精准，并且，进一步的对所述无人机充电进行排序，避免无人机在充电时造成混乱，使一些无人机得不到充电。

在本实施例的步骤s402中，通过分析所述图像信息上红外光发射口处于所述空闲充电位上的位置，这样可以使红外光发射口与无人机上的红外光接收口对位更精准。

在本实施例的步骤s2中，如图2所示，所述判断无人机是否需要充电包括步骤s201：

实时获取所述无人机的剩余电量所能飞行的距离；

当所述无人机的剩余电量所能飞行的距离小于预设距离值s时，确定所述无人机需要充电；

当所述无人机的剩余电量所能飞行的距离大于预设距离值s时，确定所述无人机无需充电。

通过判断无人机是否需要充电，避免无人机在需要充电时，没有及时的飞往充电位进行充电，从而导致坠机的情况。

在本实施例的步骤s2中，如图3所示，所述判断无人机是否需要充电还包括步骤s202：

实时获取所述无人机的剩余电量所能飞行的距离；

实时获取所述无人机飞达所述充电基站的路线距离；

当所述无人机的剩余电量所能飞行的距离等于所述无人机飞达所述充电基站的路线距离时，所述无人机需要充电。

在本实施例中，通过获取所述无人机的剩余电量所能飞行的距离以及获取所述无人机飞达所述充电基站的路线距离，从而得到所述无人机的剩余电量所能飞行的距离等于所述无人机飞达所述充电基站的路线距离时，则为所述无人机需要充电的位置。

在本实施例s2中，所述预设距离值s为所述无人机飞达所述充电基站的路线距离加上所述无人机围绕所述充电基站飞行一圈的路线距离。因为所述无人机飞达所述充电基站后还需要进行对位，所以预设距离值s为所述无人机飞达所述充电基站的路线距离加上所述无人机围绕所述充电基站飞行一圈的路线距离。

在本实施例的步骤s3中，如图4所示，所述获取所述充电基站上充电位的图像信息，分析所述图像信息获取空闲的充电位包括步骤s301：

当充电位上有无人机图像时，则确定为具有无人机充电的充电位；

当充电位上出没有无人机图像时，则确定为空闲的充电位。

通过判断所述获取的图像信息上是否具有无人机的图像来确定空闲充电位，可以使获取的空闲充电位的信息更为精准，从而使所述无人机能更快的对准充电位。

在本实施例步骤s6中，如图7所示，所述通过获取所述空闲充电位的图像信息调整所述无人机上的红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口包括步骤s601：

实时获取所述空闲充电位的图像信息；

实时分析获取的图像信息并调整所述无人机的位置；

从而调整所述无人机的位置使所述信号接收口对准所述空闲充电位上的信号发射口。

通过时刻获取所述空闲充电位的图像信息进行调整所述无人机的位置，使所述无人机上的红外光接收口能更快更精准的对准所述空闲充电位上的红外光发射口。

在本实施例的步骤s6中，如图8所示，所述通过获取所述空闲的充电位的图像信息调整所述无人机上的红外光信号接收口对准所述空闲充电位上的信号发射口包括步骤s602：

当所述无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法获取所述空闲充电位上发射的红外光信号时，所述无人机进行报警；所述上限值x为整数。

通过无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法获取所述空闲充电位上发射的红外光信号时，所述无人机进行报警，这样当所述无人机上的红外光接收装置或者空闲充电位上的红外光信号发射装置损坏或者出现问题时，及时通知修理人员进行修理。

在本实施例的步骤s602中，所述无人机调整的次数达到上限值x优选为4至8次，因为当无人机进行多次调整后还是无法进行对位，这说明红外光信号发射装置获取红外光信号接收装置已损坏，通过及时报警通知技术人员进行修理，避免无人机需要充电时得不到充电，而导致无人机坠机。

在本实施例的步骤s602中，如图8所示，当所述无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法对准所述空闲充电位上的红外光发射口时，所述无人机进行报警包括步骤：

当所述无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法对准所述空闲充电位上的红外光发射口时，所述无人机发出让所述充电基站关闭红外光信号发射装置的指令，并关闭所述无人机上的红外光信号接收装置；

静待10至30秒后，所述无人机再次发出让所述充电基站打开红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置；

再次调整所述无人机使红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口；

当再次调整后所述无人机上的红外光接收口还是无法对准所述空闲充电位上的红外光发射口时，所述无人机进行报警。

当所述无人机上的红外光接收口还是无法对准所述空闲充电位上的红外光发射口时通过关闭所述红外光信号发射装置以及所述红外光接收装置后，再次打开进行调整对位，这样避免由于所述红外光信号发射装置或所述红外光接收装置单次出现问题而导致无人机无法进行对位的问题。

在本实施例的步骤s5中，如图6所示，所述无人机发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置包括步骤s501：

获取所述无人机与所述充电基站的路线距离，当所述路线距离小于预设值r时，所述无人机发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置。

通过设置预设值r使所述无人机发出指令，并打开所述红外光接收装置，这样当所述无人机还没有飞到预设距离值r时，所述充电基站无需打开信号发射装置，所述无人机也无需打开信号发射装置，这样避免了所述充电基站与所述无人机的能量消耗，从而起到节约效果。

在本实施例中，所述预设值优选为1米。

在本实施例中，如图9所示，还包括步骤s7：

s701、获取所述无人机充电状态；

s702、当所述无人机遇到外力脱离充电状态时，再次进行对位充电；

s703、当所述无人机再次进行对位充电的次数达到预设值n还是无法对位充电时，所述无人机进行报警；所述预设值为整数。

当无人机脱离充电状态后，所述无人机可以再次进行对位充电，这样避免了无人机脱离充电状态后无法进行充电，并且还设置了报警方式，这样避免了无人机脱离充电状态再次进行定位而定位不了，还导致无人机管理的情况。

在本实施例的步骤s7中，所述预设值n等于上限值x的次数，优选为4至9次。

本发明的另一种实施例如下：

如图10至12所示，一种无人机充电位的对准方法，包括以下步骤：

s1、获取充电基站的定位信息；

s2、判断无人机是否需要充电，当所述无人机需要充电时，所述无人机通过获取的充电基站的定位信息飞往所述充电基站上方；

s3、当所述无人机飞至所述充电基站的上方时，获取所述充电基站上充电位的图像信息，分析所述图像信息获取空闲的充电位；

s4、获取空闲充电位的精准图像信息，分析所述空闲充电位上的图像数字信息，选择与所述无人机匹配的空闲充电位；

s5、所述无人机飞往所述空闲充电位的上方；并发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置；

s6、通过获取所述空闲充电位的图像信息调整所述无人机上的红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口进行下降充电。

这种实施例是通过分析所述空闲充电位上的图像数字信息，获取与所述无人机匹配的空闲充电位。这种获取与无人机匹配的空闲充电位的方式相对于上一种获取方式更为方便快速。

在本实施例的步骤s6中，如图11所示，所述通过获取所述空闲的充电位的图像信息调整所述无人机上的红外光信号接收口对准所述空闲充电位上的信号发射口包括步骤：

s601、当所述无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法对准所述空闲充电位上的红外光发射口时，所述无人机发出让所述充电基站关闭红外光信号发射装置的指令，并关闭所述无人机上的红外光信号接收装置；

s602、静待10至30秒后，所述无人机再次发出让所述充电基站打开红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置；

s603、再次调整所述无人机使红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口；

当再次调整所述无人机的红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口时，进行下降充电；

当所述无人机通过再次调整所述无人机使红外光接收口对准所述空闲充电位上的红外光发射口还是无法进行对准后，所述无人机进行报警并降落在该空闲充电位上。

通过无人机调整的次数达到上限值x时，所述无人机上的红外光接收口还是无法获取所述空闲充电位上发射的红外光信号时，通过关闭所述红外光信号发射装置以及所述红外光接收装置后，再次打开进行调整对位，这样避免由于所述红外光信号发射装置或所述红外光接收装置单次出现问题而导致无人机无法进行对位的问题。如果再次打开进行调整对位还是无法对准时，所述无人机进行报警并降落在该空闲充电位上，这样当所述无人机上的红外光接收装置或者空闲充电位上的红外光信号发射装置损坏或者出现问题时，及时通知修理人员进行修理，并且无人机还降落在损坏出现问题的充电位上，这样修理人员过来修理时可以及时得知是哪个充电位需要进行修理。

在本实施例中，所述无人机调整的次数达到上限值x为4至8次。当所述无人机调整的次数达到上限值x过少时，会由于误差而导致错误报警。而当所述无人机调整的次数达到上限值x过多时，会导致无人机由于电力不足而导致坠机。因此，无人机调整的次数达到上限值x为4至8次是优选方案。

在本实施例的步骤s5中，如图12所示，所述无人机发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置包括步骤s501：

获取所述无人机与所述充电基站的路线距离，当所述路线距离小于1米时，所述无人机发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述无人机上的红外光信号接收装置。

通过当所述无人机与所述充电基站的路线距离小于1米时，无人机发送让所述充电基站开启红外光信号发射装置的指令，并打开所述红外光接收装置，这样当所述无人机还没有飞到距离充电基站1米时，所述充电基站无需打开信号发射装置，所述无人机也无需打开信号发射装置，这样避免了所述充电基站与所述无人机的能量消耗，从而起到节约效果。

如图13所示，无人机已经飞到充电基站旁，无人机上具有两个红外光接收口，与所述无人机相匹配的是充电基站上中间的空闲充电位，所述充电基站上以及具有一个无人机正在充电。

这时无人机到达充电基站旁时获取充电基站的图像信息，然后，通过分析图像信息可以得到充电基站的左上角的充电位具有无人机在充电，其余的充电位为空闲充电位。

无人机再通过获取每个空闲充电位的精准图像信息，通过分析可得充电基站的中间位置的充电位上有两个红外光发射口，并且，两个红外光发射口与无人机上的红外光接收口可以进行对接，所以得到充电基站的中间位置的充电位与该无人机匹配。

无人机通过实时获取图像信息调整位置，直至该充电位的两个红外光接收口与无人机的两个红外光发射口对准，最后无人机进行下降充电。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。