基于异地起落的车载无人机多工位协调系统的制作方法

1.本发明属于车载无人机技术领域，尤其是基于异地起落的车载无人机多工位协调系统。


背景技术：

2.随着输电线路数据获取途径的增加，使得输电线路的信息量与日俱增。输电杆塔巡检工作成为电力发展进程最重要的内容之一，初期受科学技术水平的制约，多数采用人工巡检工作模式，高空作业的危险性以及自然环境条件的多变性使个体生命安全性受到胁迫。伴随着无人机技术的研制，其在输电线路巡检进程中得到高频率的应用，在无人机巡检技术的协助下，巡检质量实现大幅度提升的目标，同时也减少了因人工巡检安全事故出现的概率。
3.在采用车载无人机进行巡检过程中，为了提高无人机的巡检效率以及一次飞行巡检的距离，最好的方法是使无人机可实现异地降落，但是一般车载无人机的模式搭配有多架无人机，在同时工作的过程中，如何精准的实现每台无人机的精准降落，以及多台无人机之间的起落如何协调统一，是很重要的课题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供基于异地起落的车载无人机多工位协调系统，可以提高多个无人机在飞行过程中的协调性，实现了多台无人机的异地安全降落，提高了工作效率。
5.本发明提供了基于异地起落的车载无人机多工位协调系统，其解决技术问题的技术方案包括车体和无人机、地面控制中心、基站、卫星站，所述车体上设有无线通讯模块、第一传感器模块、定位模块以及车机交互显示模块；所述无人机上设有无线通讯模块、第二传感器模块、定位模块以及电量检测单元，所述第一传感器模块包括第一气压传感器，所述第二传感器模块包括第二气压传感器，所述第一气压传感器用于检测车体所处位置的第一气压，所述第二传感器用于检测无人机所处位置的第二气压，所述车机交互显示模块包括显示屏，所述车机交互显示模块能够通过第一气压和第二气压分别计算出当前气压条件下的车体高度和无人机高度并通过所述显示屏显示二者的高度差，所述电量检测单元可检测无人机的剩余电量；所述定位装置可实时监测车体和无人机的位置；所述车体上还设有机械夹取装置，用于夹取停留在车体上的无人机实现停放空间的清理。
6.优选的，所述车机交互显示模块与所述电量检测单元通讯连接，所述车机交互显示模块接收电量检测单元检测的剩余电量数据并可根据剩余电量计算无人机的飞行时间，无人机可持续的飞行时间可在显示屏上显示。
7.优选的，所述车体和无人机上的定位模块均与交互显示模块通讯连接，所述交互显示模块可根据定位模块计算二者之间的地面距离并通过显示屏进行显示。
8.优选的，所述车体上设有报警模块，所述报警模块包括信号灯和蜂鸣器。
9.优选的，所述车体距离无人机距离为s，当l1＜s＜l2时，报警模块只有信号灯闪
烁；当s＜l1时，报警模块中只有蜂鸣器报警。
10.优选的，所述车体上设有箱体，所述箱体内设有用于停放无人机的平台，所述机械夹取装置设置在箱体的一侧，所述机械夹取装置包括立柱、横梁、夹爪，所述立柱转动安装在箱体的外侧壁上，所述横梁安装在立柱的一端，所述夹爪固定在横梁的一端，所述夹爪可伸入箱体内并夹取平台上的停放的无人机。
11.优选的，所述机械夹取装置还包括转动部件以及升降部件以及摆动部件，所述转动部件用于驱动所述立柱绕其自身轴线转动，所述升降部件用于驱动所述横梁沿立柱在竖直方向直线往复运动，所述摆动部件驱动所述夹爪在竖直面内摆动。
12.优选的，所述无人机上设有视频模块，所述视频模块包括第一摄录单元、第二摄录单元，所述第一摄录单元用于高空电力线路巡检作业，所述第二摄录单元用于采集交通道路的路况。
13.综上所述，本发明实现了无人机和地面车辆的协同作业，在每次出发前都可重新计算路径，达到更好的协调效果；对于运行中的作业，出现突发状况时可以进行即时转化。例如有一台计划外的无人机出现故障，需要计算地面车辆是否能及时赶到指定地点予以支援。在作业过程中不断调整无人机和车辆的轨迹，形成最优的巡检方案，提高了巡检效率。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本发明整体结构示意图；
16.图2是本发明车载无人机整体结构主视图(摆动部件竖直状态)；
17.图3是本发明图1中摆动部件摆动至倾斜状态示意图。
18.图中：1、车体；2、无人机；3、地面控制中心；4、基站；5、卫星站；6、第一传感器模块；7、第二传感器模块；8、立柱；9、横梁；10、夹爪；11、转动部件；12、升降部件；13、箱体；14、平台。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明提供基于异地起落的车载无人机多工位协调系统，如图1-3所示，包括车体1和无人机2、地面控制中心3、基站4、卫星站5，其中车体1上设有无线通讯模块、第一传感器模块6、定位模块以及车机交互显示模块；所述无人机2上设有无线通讯模块、第二传感器模块7、定位模块以及电量检测单元，每个车体1可承载多个无人机2。
21.本发明中第一传感器模块6包括第一气压传感器，所述第二传感器模块7包括第二气压传感器，所述第一气压传感器用于检测车体1所处位置的第一气压，所述第二传感器用
于检测无人机2所处位置的第二气压，所述车机交互显示模块包括显示屏，所述车机交互显示模块能够通过第一气压和第二气压分别计算出当前气压条件下的车体1高度和无人机2高度并通过所述显示屏显示二者的高度差，无人机2协同作业的关键在于∶车辆在不同地点的信息多样性，如何准确的传递到无人机2；同时，如何保证无人机2的信息与车辆的信息同步基准一致。
22.本技术在具体工作时的作业流程为，一、通过第一传感器获取非精确的a点气压数据(第一气压)，并经过计算，获取一定频次的可信度的值，并计算为a点参考值。
23.二、通过第二传感器获取非精确的b点气压数据(第二气压)，并经过计算，获取同样多频次的可信度的值，并计算为b点参考值。
24.三、通过对比a、b点的值，得到消除误差的气压数据，并计算为ab点之间的相对高度(车体1与无人机2)。
25.四、将此高度传递给无人机2，即可实现车载无人机2异地降落时的可用相对高度。以便无人机2可以准确判断b点降落的相对高度。
26.可以看出，本技术通过测量气压数据进而换算为高度数据信息后，进行比对，即可得到无人机2和车体1之间的相对距离，可以给无人机2提供更好的降落信息，在实际过程中，二者之间的地面距离之间也会通过定位装置确定(根据卫星和地面站之间共同确定)，这样就可以得到无人机2和车体1之间实时的地面距离和相对高度，可以方便二者之间进行路径上的协调，车体1可以根据地面距离计算出可以到达无人机2位置的时间范围，同时可以根据电量检测单元可检测无人机2的剩余电量；进而可以确定无人机2的剩余可持续飞行时间，在针对多个无人机2同时进行巡检任务时，可以根据每个无人机2的位置以及其可以飞行的剩余时间，合理规划车体1的承接路径，实现更好的工作效率。
27.此外在车体1上设有箱体13，所述箱体13内设有用于停放无人机2的平台14，车体1上还设有用于夹取停放在平台14上的无人机2的机械夹取装置，所述机械夹取装置设置在箱体13的一侧，所述机械夹取装置包括立柱8、横梁9、夹爪10，所述立柱8转动安装在箱体13的外侧壁上，所述横梁9安装在立柱8的一端，所述夹爪10固定在横梁9的一端，所述夹爪10可伸入箱体13内并夹取平台14上的停放的无人机2；在具体使用时，夹爪10用于在车体1上的停放工位紧张时使用，比如当平台14上没有停放空间时，此时如果有在飞的无人机2故障需要紧急降落，此时通过夹爪10将平台14上的无人机2取出，腾出停放空间用于故障无人机2的降落，其中夹爪10夹取的无人机2可直接进行放飞。
28.本发明中的车机交互显示模块与所述电量检测单元通讯连接，所述车机交互显示模块接收电量检测单元检测的剩余电量数据并可根据剩余电量计算无人机2的飞行时间，无人机2可持续的飞行时间可在显示屏上显示，便于观察，可动态监视无人机2与车体1之间位置和高度信息，在具体使用时，车机交互显示模块还可以用来显示无人机2的剩余飞行时间，车体1的速度等等，达到更好的协调效果。
29.本发明在车体1上设有报警模块，所述报警模块包括信号灯和蜂鸣器，由于在实际工作过程中，可能有多个无人机2在同时飞行巡检，车体1内的工作人员在启动车体1运动是，可能会忽略靠近的无人机2，这样通过不同的报警终端的设置，在车体1距离无人机2距离为s，当l1＜s＜l2时，报警模块只有信号灯闪烁；当s＜l1时，报警模块中只有蜂鸣器报警；通过不同的报警方式，可以起到提醒的作用，便于提醒工作人员进行相应的作业。
30.本发明中的机械夹取装置还包括转动部件11以及升降部件12以及摆动部件，所述转动部件11用于驱动所述立柱8绕其自身轴线转动，所述升降部件12用于驱动所述横梁9沿立柱8在竖直方向直线往复运动，所述摆动部件驱动所述夹爪10在竖直面内摆动。
31.此外本发明在无人机2上设有视频模块，所述视频模块包括第一摄录单元、第二摄录单元，所述第一摄录单元用于高空电力线路巡检作业，所述第二摄录单元用于采集交通道路的路况。其中无人机2和车体1之间的通讯采用无线通讯模块进行数据传输，无线通讯模块还可以用来接收地面控制站通过卫星发来的信息，在具体使用时，车体1上的无线通讯模块可以用来接收基站4发出的信息，可以对巡检区域内的空中路径进行统一，避免发生撞击事故。
32.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。