CN105162219A - 无人机的充电方法以及充电管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机的充电方法以及充电管理方法，其中，所述无人机的充电方法包括以下步骤：判断剩余电量是否能到达目的地，否则发送充电信息；接收供电信息，根据其中的地址信息飞向充电位置；在所述充电位置进行充电。采用上述方案，本发明实现了无人机飞行过程中能够智能选取合适的充电位置进行充电，突破了传统充电方式，大大延长了其续航里程，延伸了无人机的应用领域，具有很高的应用价值。

Description

无人机的充电方法以及充电管理方法

技术领域

本发明涉及无人机的充电技术，尤其涉及的是，一种无人机的充电方法以及充电管理方法。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”(unmannedaerialvehicle或drone)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。无人机系统由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。无人机可实现高分辨率影像的采集，在弥补卫星遥感经常因云层遮挡获取不到影像缺点的同时，解决了传统卫星遥感重访周期过长，应急不及时等问题。

无人机用途广泛，成本低，效费比好；无人员伤亡风险；生存能力强，机动性能好，使用方便，在现代战争中有极其重要的作用，在民用领域更有广阔的前景。例如，侦察机用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战等；也可民用，如边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾情监视、交通巡逻、治安监控等。靶机可作为火炮、导弹的靶标。新一代的无人机能从多种平台上发射和回收，例如从地面车辆、舰船、航空器、亚轨道飞行器和卫星进行发射和回收。地面操纵员可以通过计算机检验它的程序并根据需要改变无人机的航向。而其他一些更先进的技术装备、如高级窃听装置、穿透树叶的雷达、提供化学能力的微型分光计设备等，也将被安装到无人机上。

随着技术发展，现已出现许多民用无人机技术的应用，例如，申请号为201310174462.0的中国专利提供了一种无人机，涉及一种无人驾驶飞机。本发明的无人机包括机壳、机身、置于机身两侧的至少两个起落架臂和电机安装杆，其还包括电动折叠机构、遥控装置、根据遥控装置发送的控制信号控制电动折叠机构折叠的控制装置和旋转件，起落架臂通过电动折叠机构连接至机身上，电机安装杆一端设置同轴且输出端反向的第一电机和第二电机，另一端与所述旋转件的第一端部固定连接，所述旋转件的第二端部与机身活动连接。该发明的无人机可折叠，解决无人机整体存放时占用空间大的问题，且设置多个电机，保证无人机的飞行稳定性，同时，起落架的收放结构简单，适用性广，操作方便。

又如，申请号为201410455819.7的中国专利提出一种无人机的供电系统，包括：备用电池；发电整流单元，用于为无人机的用电设备供电，并为备用电池充电；电池控制与保护单元，用于控制备用电池的充电和放电；以及供电仲裁单元，用于监测用电设备的用电功率，当判断发电整流单元的额定输出功率大于用电设备的用电功率时，控制发电整流单元单独为用电设备供电，当监测到用电功率增大且变化率大于预设值时，控制发电整流单元和备用电池共同为用电设备提供电能，当发电整流单元出现故障时，控制备用电池为用电设备提供电能。该发明的供电系统具有结构简单、成本低、可靠性高、重量轻、散热低的优点。该发明还提出一种无人机。

又如，申请号为201420050573.0的中国专利公开了一种无人机，包括机壳及设于机壳内的遥感设备，其特征在于，机壳包括上盖、下盖及无人机机身，无人机机身过导电材料一体成型制成，无人机机身内的中隔板将内部的收容空间分隔成上腔室与下腔室，上腔室位于中隔板与无人机机身内的上板之间，下腔室位于中隔板与无人机机身内的下板之间，上板设有供部件置入上腔室的第一安装口，下板设有供部件置入所述下腔室的第二安装口，所述上盖可拆卸地安装于所述无人机机身的上板上以盖住所述第一安装口，所述下盖可拆卸地安装于所述无人机机身的下板上以盖住所述第二安装口。该发明能够减少信号之间的互相干扰，从而提高无人机飞行时的安全性。

但是，无人机在执行任务中，由于受到供电池容量的限制，当电池能量给定时，无人机的续航里程就确定了。传统的全电化无人机需要在返回地面发射站更换新电池，再次执行任务，或者使用地面充电设备为无人机充电。当天气不良的情况使用传统的充电技术受到了限制。例如，无人机在执行任务过程中耗电量急剧下降，天气恶劣的环境下剩余电量无法支持其正常返回降落。又如，由于受到自身电量支持的原因，无法到一些更远的地方实施任务，即使到达了，也不具备返航的能力。

并且，传统无人机在飞行过程和地面需要保持通信联系，需要不时发送信息，将空中飞行情况告知地面通信管理人员。但在此通信过程中，需要不断地频发信息，且飞行距离的加大，通信过程中无人机发射功率也随之加大，导致耗电量也不断加大，而通过充电过程中采用同一频段进行通信，极大地降低耗电量，从而极大影响了无人机的续航能力和飞行体验。

因此，现有技术需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的无人机的充电方法以及充电管理方法。

本发明的技术方案如下：一种无人机的充电方法，其包括以下步骤：判断剩余电量是否能到达目的地，否则发送充电信息；接收供电信息，根据其中的地址信息飞向充电位置；在所述充电位置进行充电。

优选的，判断剩余电量的续航距离小于所述无人机与其目的地之间的路程距离时，发送充电信息。例如，判断剩余电量的续航距离小于所述无人机当前位置与其目的地之间的路程距离时，发送充电信息。

优选的，接收供电信息后，根据其中的地址信息，选择其中的一个充电位置，飞向该充电位置；优选的，飞向充电位置之前，还获取所述充电位置的状态信息，判断是否提供充电服务，是则飞向该充电位置。

优选的，充电之前还发送充电请求，获得许可后在所述充电位置进行充电。例如，到达所述充电位置后发送充电请求，获得许可后在所述充电位置进行充电；优选的，发送充电请求，获得许可后，再飞向所述充电位置进行充电；优选的，所述充电请求还包括帐户信息，以及同意付款的授权信息。

优选的，在所述充电位置自动更换蓄电池。

优选的，在所述充电位置进行无线充电。

优选的，采用悬停共振方式在所述充电位置进行无线充电。

本发明又一技术方案如下：一种无人机的充电管理方法，其包括以下步骤：获取无人机的充电信息；确定该无人机的机身位置，选择充电位置，发送供电信息；其中，所述供电信息包括所述充电装置的地址信息；在所述充电位置进行供电。

优选的，所述充电信息包括所述无人机的位置数据，优选的，还包括所述无人机的剩余电量和/或续航距离。

优选的，所述供电信息包括可选的若干充电装置的地址信息；优选的，还获取所述充电装置的状态信息并发送。

优选的，供电之前，还接收充电请求，判断是否符合供电条件，是则许可供电，在所述充电位置进行供电。

优选的，所述充电请求还包括帐户信息，以及同意付款的授权信息；供电之前或者供电之后，根据所述授权信息，从所述账户信息中扣除一定充电费用。例如，根据所述授权信息，记录充电量，根据充电量和费用的预设等价关系，从所述账户信息中扣除一定充电费用。

优选的，在所述充电位置自动更换蓄电池。

优选的，在所述充电位置进行无线供电。

优选的，采用悬停共振方式在所述充电位置进行无线供电。例如，所述充电位置处的充电装置包括若干磁圈阵列，使得充电过程中无人机接触磁场表面扩大，以提升充电效率。

本发明所要解决的技术问题包括提供一种新的无人机及其充电装置以及充电管理系统。

本发明又一技术方案如下：一种无人机，其包括蓄电池，以及分别与所述蓄电池连接的控制单元、无线收发单元、充电管理单元、电量管理单元；所述电量管理单元还连接所述控制单元，用于计算所述蓄电池的剩余电量，发送给所述控制单元；所述控制单元还分别连接所述充电管理单元、所述无线收发单元，用于在剩余电量的续航距离小于所述无人机与其目的地之间的路程距离时，通过所述无线收发单元发送充电信息；所述控制单元还通过所述无线收发单元接收供电信息，根据其中的地址信息，控制所述无人机飞向充电位置；所述控制单元还控制所述充电管理单元接收外部的充电能量，对所述蓄电池进行充电。

例如，所述路程距离为直线距离；优选的，所述路程距离为GPS导航的路程的距离。

优选的，所述控制单元还设置判断模块；所述控制单元还通过所述无线收发单元发送充电请求并接收其反馈信息，所述判断模块用于根据所述反馈信息，确定获得许可时，由所述控制单元根据所述地址信息，控制所述无人机飞向所述充电位置。

优选的，所述控制单元还设置开关模块，用于控制所述蓄电池的电池舱的开关。

优选的，所述充电管理单元设置无线充电装置，用于接收外部的无线充电能量，对所述蓄电池进行无线充电。

优选的，所述充电管理单元设置位置感应模块及磁铁模块；所述位置感应模块用于感应当前无线充电方位偏离时，通过所述磁铁模块根据磁力相吸作用，调整所述无人机的无线充电方位，使得所述无线充电装置处于最大共振的方位。

本发明又一技术方案如下：一种无人机的充电装置，其包括中央处理器，以及分别连接所述中央处理器的信号收发器、充电器；所述信号收发器用于接收充电信息，传输到所述中央处理器；所述中央处理器还用于通过所述信号收发器发送供电信息，以及控制所述充电器进行供电。

优选的，所述信号收发器还用于接收充电请求或发送反馈信息。

优选的，所述充电器设置密集磁圈阵列，其包括若干个充电线圈。

优选的，所述中央处理器还设置判断单元；所述信号收发器还用于接收充电请求，传输到所述中央处理器；所述判断单元用于判断充电请求是否符合充电条件，通过所述信号收发器发送反馈信息。

本发明又一技术方案如下：一种无人机的充电管理系统，其包括服务器，以及若干上述任一充电装置；所述服务器用于获取无人机的充电信息，确定该无人机的机身位置，选择充电位置，将所述充电信息发送到充电位置上的充电装置；所述服务器还用于接收所述充电装置的供电信息，发送到所述无人机。

优选的，按Mesh网格形态设置各所述充电装置的位置。

采用上述方案，本发明实现了无人机飞行过程中能够智能选取合适的充电位置进行充电，突破了传统充电方式，大大延长了其续航里程，延伸了无人机的应用领域，具有很高的应用价值。

附图说明

图1为本发明充电方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明充电管理方法的一个实施例的流程示意图；

图3为本发明无人机的一个实施例的结构示意图；

图4为本发明充电装置的一个实施例的结构示意图；

图5为本发明充电方法的调整位置和悬停姿势一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明的一个实施例是，一种无人机的充电方法，其包括以下步骤：判断剩余电量是否能到达目的地，否则发送充电信息；接收供电信息，根据其中的地址信息飞向充电位置；在所述充电位置进行充电。

例如，一种无人机的充电方法，其包括以下步骤。

判断剩余电量是否能到达目的地，否则发送充电信息；优选的，判断剩余电量的续航距离小于所述无人机与其目的地之间的路程距离时，发送充电信息。例如，判断剩余电量的续航距离小于所述无人机当前位置与其目的地之间的路程距离时，发送充电信息。又如，判断剩余电量的续航距离小于所述无人机当前飞行位置与其目的地之间的路程距离时，发送充电信息。

接收供电信息，根据其中的地址信息飞向充电位置；优选的，接收供电信息后，根据其中的地址信息，选择其中的一个充电位置，飞向该充电位置；优选的，飞向充电位置之前，还获取所述充电位置的状态信息，判断是否提供充电服务，是则飞向该充电位置；其中，所述状态信息包括能否充电、能提供什么充电服务、对于无人机有何需求等，充电服务包括换电池、无线充电、有线充电等。优选的，所述供电信息包括若干充电位置；优选的，所述供电信息包括按优先顺序排列的若干充电位置；优选的，接收供电信息后，根据其中的地址信息，飞向首选充电位置。优选的，飞向首选充电位置之前，还获取所述首选充电位置的状态信息，判断是否提供充电服务，是则飞向该首选充电位置，否则获取下一充电位置的状态信息，判断是否提供充电服务，是则飞向对应的充电位置；直至判断无充电位置为止。优选的，判断首选充电位置是否提供充电服务，是则向其发送充电请求，继续判断充电请求是否获得许可，是则飞向所述首选充电位置，否则判断下一充电位置是否提供充电服务，是则向其发送充电请求，继续判断充电请求是否获得许可，是则飞向对应的充电位置；以此类推。

在所述充电位置进行充电；优选的，在所述充电位置自动更换蓄电池；或者，在所述充电位置进行无线充电。优选的，采用悬停共振方式在所述充电位置进行无线充电。

优选的，充电之前还发送充电请求，获得许可后在所述充电位置进行充电。例如，到达所述充电位置后发送充电请求，获得许可后在所述充电位置进行充电；优选的，发送充电请求，获得许可后，再飞向所述充电位置进行充电；优选的，所述充电请求还包括帐户信息，以及同意付款的授权信息。这样，可以方便地实现收费服务，从而能够有效维护充电位置处的充电站或者充电装置的正常运营以及长期提供服务。例如，无人机发送充电请求，获得许可后，再飞向所述充电位置进行充电；充电之前提供帐户信息以及同意付款的授权信息，充电装置或者服务器扣除该次充电的款项。优选的，所述供电信息包括费用信息，无人机接收供电信息后，根据其中的地址信息飞向充电位置；又如，所述充电位置的状态信息包括费用信息，无人机获取所述充电位置的状态信息后，确认接受费用信息中的充电费用，飞向充电位置，到达所述充电位置后发送充电请求，所述充电请求包括帐户信息以及同意付款的授权信息；由充电装置或者服务器扣除该次充电的款项；然后在所述充电位置进行充电。

如图2所示，又一个例子是，一种无人机的充电管理方法，其包括以下步骤：获取无人机的充电信息；确定该无人机的机身位置，选择充电位置，发送供电信息；其中，供电信息包括所述充电装置的地址信息；在所述充电位置进行供电。例如，所述充电管理方法与上述各实施例结合应用。

例如，一种无人机的充电管理方法，其包括以下步骤。

获取无人机的充电信息；优选的，所述充电信息包括所述无人机的位置数据，优选的，还包括所述无人机的剩余电量和/或续航距离。

确定该无人机的机身位置，选择充电位置，发送供电信息；其中，所述供电信息包括所述充电装置的地址信息；优选的，所述供电信息包括可选的若干充电装置的地址信息；优选的，还获取所述充电装置的状态信息并发送。优选的，所述供电信息包括费用信息，例如，充一次电，收费99999元人民币。

在所述充电位置进行供电。例如，感应到该无人机处于所述充电位置时，在所述充电位置为其进行供电。优选的，接收充电请求，所述充电请求还包括帐户信息，以及同意付款的授权信息；供电之前根据所述授权信息，从所述账户信息中扣除一定充电费用，然后开始供电；或者，供电之后，根据所述授权信息，从所述账户信息中扣除一定充电费用。例如，根据所述授权信息，记录充电量，根据充电量和费用的预设等价关系，从所述账户信息中扣除一定充电费用；例如，所述预设等价关系为1000mAh为100元，或者1度电为10000元等。这样，可以实现有偿充电服务。优选的，在所述充电位置自动更换蓄电池；或者，在所述充电位置进行无线供电。优选的，采用悬停共振方式在所述充电位置进行无线供电。例如，所述充电位置处的充电装置包括若干磁圈阵列，使得充电过程中无人机接触磁场表面扩大，以提升充电效率。又如，无人机连接旋翼的位置或者固定机翼设置若干充电线圈阵列，以实现更好的无线充电效果。

又如，如图3所示，一种无人机，其包括蓄电池，以及分别与所述蓄电池连接的控制单元、无线收发单元、充电管理单元、电量管理单元；所述电量管理单元还连接所述控制单元，用于计算所述蓄电池的剩余电量，发送给所述控制单元；所述控制单元还分别连接所述充电管理单元、所述无线收发单元，用于在剩余电量的续航距离小于所述无人机与其目的地之间的路程距离时，通过所述无线收发单元发送充电信息；所述控制单元还通过所述无线收发单元接收供电信息，根据其中的地址信息，控制所述无人机飞向充电位置；所述控制单元还控制所述充电管理单元接收外部的充电能量，对所述蓄电池进行充电。例如，所述无人机的机身内部设置蓄电池，以及分别与所述蓄电池连接的控制单元、无线收发单元、充电管理单元、电量管理单元；优选的，所述无人机为旋翼无人机；优选的，所述无人机还设置摄像装置，其分别连接蓄电池、控制单元，用于实时记录；优选的，所述摄像装置设置于所述机身下部。优选的，所述摄像装置包括两个摄像头，其摄像方向相背设置，并且，两个摄像头之间存在高度差，即两个摄像头的摄像方向平行而非处于同一直线上，这样有利于获取360度的全角度图像。优选的，所述摄像装置还设置一个摄像方向朝向机身下方的第三摄像头，这样有利于获取三维立体图像。

例如，所述无人机采用上述任一实施例所述充电方法实现；例如，所述无人机采用上述任一实施例所述充电方法进行充电管理。

例如，所述路程距离为直线距离；优选的，所述路程距离为GPS导航的路程的距离；例如，翻山越岭时，选择走直线或者绕过山岭。

优选的，所述控制单元还设置判断模块；所述控制单元还通过所述无线收发单元发送充电请求并接收其反馈信息，所述判断模块用于根据所述反馈信息，确定获得许可时，由所述控制单元根据所述地址信息，控制所述无人机飞向所述充电位置。优选的，所述控制单元还设置开关模块，用于控制所述蓄电池的电池舱的开关，例如，又如，开关模块用于控制容置所述蓄电池的电池舱的开关，自动开启或者关闭电池舱。优选的，所述充电管理单元设置无线充电装置，用于接收外部的无线充电能量，对所述蓄电池进行无线充电。

优选的，所述充电管理单元设置位置感应模块及磁铁模块；所述位置感应模块用于感应当前无线充电方位偏离时，通过所述磁铁模块根据磁力相吸作用，调整所述无人机的无线充电方位，使得所述无线充电装置处于最大共振的方位。这样，通过采用无人机内置的磁铁模块，用于调整无人机和充电桩的相对位置和方向，使得磁能转换成电能效率最大。

又如，如图4所示，一种无人机的充电装置，其包括中央处理器，以及分别连接所述中央处理器的信号收发器、充电器；所述信号收发器用于接收充电信息，传输到所述中央处理器；所述中央处理器还用于通过所述信号收发器发送供电信息，以及控制所述充电器进行供电。

例如，所述充电装置采用上述任一实施例所述充电管理方法实现；例如，所述充电装置采用上述任一实施例所述充电管理方法进行充电管理。

优选的，所述信号收发器还用于接收充电请求或发送反馈信息。

优选的，所述充电器设置密集磁圈阵列，其包括若干个充电线圈。这样，充电桩阵列磁线圈布置，使得产生磁场空间和磁力较为均匀，无人机即使位置不佳也能获得充电电能。

优选的，所述中央处理器还设置判断单元；所述信号收发器还用于接收充电请求，传输到所述中央处理器；所述判断单元用于判断充电请求是否符合充电条件，通过所述信号收发器发送反馈信息，例如包括许可充电或者拒绝充电信息。又如，所述中央处理器还用于通过所述信号收发器发送反馈信息时加入预存的费用信息到反馈信息中。

例如，所述中央处理器还用于通过所述信号收发器发送供电信息时加入预存的费用信息到供电信息中。又如，所述中央处理器还用于通过所述信号收发器接收充电请求时，发送所述充电装置的状态信息，即处于充电位置的充电装置的状态信息，优选的，所述状态信息包括费用信息。

优选的，所述中央处理器还设置支付模块，所述中央处理器用于通过所述信号收发器获取包括帐户信息以及同意付款的授权信息的充电请求，通过支付模块根据所述帐户信息以及同意付款的授权信息，与金融机构交互以获取该次充电的款项。

又如，一种无人机的充电管理系统，其包括服务器，以及若干上述任一充电装置；所述服务器用于获取无人机的充电信息，确定该无人机的机身位置，选择充电位置，将所述充电信息发送到充电位置上的充电装置；所述服务器还用于接收所述充电装置的供电信息，发送到所述无人机。

优选的，按Mesh网格形态设置各所述充电装置的位置。无线mesh网络是一种无线网络技术，包括meshrouters(路由器)和meshclients(客户端)等，其中meshrouters构成骨干网络，并和有线的internet网相连接，负责为meshclients提供多跳的无线internet连接。无线Mesh网络(无线网状网络)也称为“多跳(multi-hop)”网络。在单跳网络中，设备必须共享AP。如果几个设备要同时访问网络，就可能产生通信拥塞并导致系统的运行速度降低。而在多跳网络中，设备可以通过不同的节点同时连接到网络，因此不会导致系统性能的降低；即无须设置拓扑结构的中心节点，各Mesh网络节点通过相邻其他Mesh网络节点，以无线多跳方式相连。Mesh网络还提供了更大的冗余机制和通信负载平衡功能。在无线Mesh网络中，每个设备都有多个传输路径可用，网络可以根据每个节点的通信负载情况动态地分配通信路由，从而有效地避免了节点的通信拥塞。而单跳网络并不能动态地处理通信干扰和接入点的超载问题。在Mesh网络中，一个节点不仅能传送和接收信息，还能充当路由器对其附近节点转发信息，随着更多节点的相互连接和可能的路径数量的增加，总的带宽也大大增加。此外，因为网格之间的传输距离短，传输数据所需要的功率也较小。既然多跳网络通常使用较低功率将数据传输到邻近的节点，节点之间的无线信号干扰也较小，网络的信道质量和信道利用效率大大提高，因而能够实现更高的网络容量。比如在高密度的城市网络环境中，Mesh网络能够减少使用无线网络的相邻用户的相互干扰，大大提高信道的利用效率。

例如，充电装置为无线充电桩；例如，本发明提供一种适用于无人机的充电通信装置，无线充电桩，无人机磁能转换电能设备，无人信号发射设备，传感装置。其中无线充电桩地理位置分布场景为Mesh网络形态，这样保证当无人机充电或通信中，可方便地搜寻到离当前位置最近的无线充电桩，由无线充电桩进行充电或通信。例如，无线充电桩具有某一频率的信号发送单元、信号接收单元、中央处理器。其中充电桩可以是平面、立体、半包裹等形式的无线充电形式。当无人机充电过程中，可由无人机或地面控制台的信息通过无线充电桩的信号处理单元完成，避免了飞行途中频繁的信息交互。无人机磁能转换电能设备可以是套在无人机机身的充电接收罩，或者内置于无人机的磁能转换电能的接收装置。这样，就能够为无人机进行能量再补充，并通过改进地面和空中通信方式提升续航能力。

例如，无人机充电桩包括至少一密集磁圈阵列；例如，由若干个较小的线圈组成一个密集磁圈阵列，每个较小的线圈产生一个小的磁场，若干个小的磁场组成一个大的磁场空间，在这个磁场空间中，只要保证无人机保持一个正确的姿势，其充电的效率将会加快。为了保持无人机悬空充电时，无人机能正确地以一个合理的飞行姿势，使得发射线圈和接收线圈产生最大的共振，在无人机上装载有一个位置感应及磁铁单元，即无人机位置感应单元感应当前悬停姿势，当悬停姿势不佳时，磁铁单元根据磁力相吸原理，将无人机具有接收磁能的线圈和充电桩磁圈阵列始终处于一个最大共振的位置。且在共振过程中，充电桩和无人机接收磁能的装置处于同一个频率。无线充电桩以及无人机接收器之间，是通过一个频率感应装置来互相感应的。当两者互相感应之后，积聚较大的磁场，便可以开始对无人机提供电磁感应充电。

例如，在无人机飞行途中，无人机监测当前剩余电量，判断是否能到达目的地，当电量无法支持到达目的地时，无人机发送充电信息，地面的无线充电桩接收到该充电信息后，检测无线充电状态是否就绪，若就绪，向无人机发送充电申请同意信息，同时附带当前无线充电桩的位置信息。无人机接收到此信息后，根据接收到的充电桩标识和位置，选出距离最近的无线充电桩作为充电设施。又如，在无人机飞行途中，无人机监测当前剩余电量，判断剩余电量是否能到达目的地，否则发送充电信息，服务器接收到该充电信息后，确定该无人机的机身位置，选择充电位置，发送供电信息；其中，所述供电信息包括所述充电装置的地址信息；无人机接收供电信息，根据其中的地址信息飞向充电位置；在所述充电位置进行无线充电。又如，在无人机飞行途中，无人机监测当前剩余电量，判断剩余电量是否能到达目的地，否则发送充电信息，服务器接收到该充电信息后，确定该无人机的机身位置，选择若干充电位置，发送供电信息；无人机接收供电信息，根据其中的地址信息，向首选充电位置的充电装置发送充电请求；判断是否获得许可，是则飞向所述充电位置进行无线充电，否则向次选充电位置的充电装置发送充电请求，以此类推。

例如，无人机充电过程中，在充电桩所产生的磁场中需要处于一个最佳的位置，使得磁场的磁能共振最大，生成的电能也就最大。而在充电桩和无人机两端，均有磁线圈产生磁场，通过不断地磁场生成，积累磁能，进而转化成电能。在产生磁能的过程中，要求发射和接收的磁线圈的相对位置达到一个合适的距离及方向。无人机在悬停充电过程中，最重要的就是调整和充电桩的相对位置，同时调整自身姿势使得两端线圈产生的磁场最大。具体地调整位置和悬停姿势的步骤如图5所示，位置感应单元检测无人机与充电桩的相对位置与姿势；判断无人机是否处于最佳位置和姿势？是则结束调整，否则无人机磁力单元调整相对充电桩(即充电装置)磁力大小，改变相对位置和姿势；然后判断磁力大小是否最佳？是则结束调整，否则无人机磁力单元调整相对充电桩磁力大小，改变相对位置和姿势。优选的，沿磁力线方向或者与磁力线相切的方向，调整无人机与充电装置的相对位置以及无人机的姿势，所述姿势包括机身方向、左右倾斜角度和/或上下倾斜角度，这样，可以使无人机中的充电管理单元或其充电线圈，位于最佳充电方位，从而达到最佳充电效果，能够通过充电装置迅速进行无线充电。优选的，在所述充电位置进行充电还包括步骤：判断最佳充电方位是否被占据，否则调整无人机与充电装置的相对位置和/或无人机的姿势，在该最佳充电方位进行无线充电；是则进一步判断下一优选充电方位是否被占据，否则调整无人机与充电装置的相对位置和/或无人机的姿势，在该对应的优选充电方位进行无线充电；以此类推。

例如，位置感应单元检测无人机和充电桩的相对位置，通过内置到无人机的磁铁装置确认当前磁力大小，当磁力较小时，调整姿势和充电桩的相对位置，直到磁力大小在一个最佳的区间，此时调整无人机的姿势和相对位置结束。优选的，采用磁感应方法进行无线充电。

在充电过程中，无人机实时监测当前的充电电量，充电桩阵列磁场产生磁能，无人机的磁电转换单元将磁场中的磁能转换为电能。无人机的接收线圈配置电容构成一个具有频率特性的接收天线，在特定的频率下可以得到较大的功率转移。当充电电量的功率达到最大时，无人机通知充电桩结束充电，充电桩关闭磁场发射装置。而这期间，由于充电桩和无人机均在一个特定的频率工作，此时，无人机和充电桩之间可在此频率上进行信息的交互，例如：无人机在此频率上发送信息，充电桩的信息接收装置接收此信息后，由云端或控制中心确定实施步骤。节约了原有在飞行途中信息交互的耗电成本。

进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的无人机的充电方法以及充电管理方法，以及无人机及其充电装置以及充电管理系统。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人机的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

判断剩余电量是否能到达目的地，否则发送充电信息；

接收供电信息，根据其中的地址信息飞向充电位置；

在所述充电位置进行充电。

2.根据权利要求1所述充电方法，其特征在于，充电之前还发送充电请求，获得许可后在所述充电位置进行充电。

3.根据权利要求1所述充电方法，其特征在于，在所述充电位置自动更换蓄电池。

4.根据权利要求1所述充电方法，其特征在于，在所述充电位置进行无线充电。

5.根据权利要求4所述充电方法，其特征在于，采用悬停共振方式在所述充电位置进行无线充电。

6.一种无人机的充电管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取无人机的充电信息；

确定该无人机的机身位置，选择充电位置，发送供电信息；其中，所述供电信息包括所述充电装置的地址信息；

在所述充电位置进行供电。

7.根据权利要求6所述充电管理方法，其特征在于，供电之前，还接收充电请求，判断是否符合供电条件，是则许可供电，在所述充电位置进行供电。

8.根据权利要求6所述充电管理方法，其特征在于，在所述充电位置自动更换蓄电池。

9.根据权利要求6所述充电管理方法，其特征在于，在所述充电位置进行无线供电。

10.根据权利要求9所述充电管理方法，其特征在于，采用悬停共振方式在所述充电位置进行无线供电。