CN105262187A - 无人机充电设备及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机充电设备及其充电方法，充电设备包括无人机，机上自动控制系统、机上电源、飞行系统、机上导航定位系统、摄像机、机上信息处理系统及无人机支撑设施，其特征在于:在无人机中设有智能随身Wi-Fi设备、监控单元、Wi-Fi智能插座、RFID标签、接受端模块和与此无人机连接的无线充电设施，无线充电设施中设有充电Wi-Fi设备、充电控制系统、射频识别阅读器、定位系统、视频收发系统、充电信息处理系统、充电电源及设有摄像头和发送端模块的伸缩装置。其优点是：用定位系统和摄像头精确确定无人机降落位置、充电位置，充电电源给发送端模块供电，依靠发送端模块与接受端模块感应耦合给机上电源充电。本发明优点是无人机充电可无线操控，安全可靠。

Description

无人机充电设备及充电方法

技术领域

本发明涉及天空产业技术领域，特别是一种无人机充电设备及充电方法。

背景技术

现阶段，无人机主要应用于航拍、物流、军警、农业、边防等市场，随着近两年影视和个人航拍的迅猛发展和2015年国内即将有序地开放低空等利好政策的消息，国内的无人机市场也变得越来越活跃。但是无人机所带电能只能使用一定时间，无人机飞行一定时间后就需要充电。

现在无人机存在如下缺陷:1、当无人机在室外人工充电时，暴徒会对充电人员的生命安全造成严重威胁。2、当无人机用于物流时，无法识别货物的取送方。3、当无人机用电时，只使用自身所带能源，电能供应不足，不适于某些军警市场。发明专利申请201310089626.x公开了一种无线充电装置及其充电方法，充电装置与无线充电能量发射装置及电子装置相连接，对电子装置进行充电。

发明专利申请201410753395.2公开了一种基于Wi-Fi定位的自动无线充电系统，包括带有Wi-Fi功能的无线充电模块、定位移动模块和带有Wi-Fi和无线充电功能的电子设备。Wi-Fi定位模块用于对电子设备进行定位，定位移动模块将充电设备移动到无线充电范围内，对电子设备进行充电。

无人机虽然也是一种电子设备，但是有其特殊性，因此必须开发一种适合无人机的充电设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机充电设备。

本发明的另外一个目的是提供一种无人机的充电方法，可无线操控充电设备的充电电源给无人机充电，实现自动控制，保证充电人员安全，尤其适合于军警市场。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

本发明的无人机充电设备，包括无人机，机上自动控制系统、机上电源、飞行系统、机上导航定位系统、机上摄像机、机上信息处理系统及在无人机的下部的无人机支撑设施，其特征在于:在无人机中设有机上智能随身Wi-Fi设备、监控单元、机上Wi-Fi智能插座、RFID标签和与此无人机连接的无线充电设施，所述的机上自动控制系统分别与机上智能随身Wi-Fi设备、监控单元、机上Wi-Fi智能插座和RFID标签相连接，机上Wi-Fi智能插座与机上智能随身Wi-Fi设备相连接，在无人机支撑设施内设有无线充电的接受端模块；

所述的无线充电设施包括设置在无线充电设施中的充电智能随身Wi-Fi设备、充电控制系统、射频识别阅读器、充电导航定位系统、无线视频收发系统、充电信息处理系统、充电智能插座、充电电源，在所述的无线充电设施的上部设有伸缩式前部装置及导轨，在所述的伸缩式前部装置内缘内设有无线充电的发送端模块，在所述的伸缩式前部装置上设有两个摄像头、移动导轮，分别与此充电智能随身Wi-Fi设备相连接的充电控制系统、射频识别阅读器、充电导航定位系统、无线视频收发系统、充电信息处理系统及充电智能插座，此充电控制系统分别与所述的射频识别阅读器、充电导航定位系统、无线视频收发系统、充电信息处理系统及充电智能插座相连接，此充电智能插座分别与充电电源及无线充电的发送端模块相连接，所述的射频识别阅读器、充电导航定位系统、无线视频收发系统与所述的充电智能插座相连接，所述的伸缩式前部装置上的移动导轮与无线充电设施的上部设有的导轨相连接。

所述的无线充电设施为移动设备，所述的伸缩式前部装置为2～8组。

所述的伸缩式前部装置与设在所述的无线充电设施上部的动力装置相连接，所述的动力装置为电动推杆。

所述的无线充电的接受端模块为电磁感应接收件，所述的无线充电的发送端模块为电磁感应发射件。

所述的无人机中还设有信息识别系统和报警系统，所述的报警系统分别与所述的机上智能随身Wi-Fi设备、信息识别系统、机上信息处理系统、机上Wi-Fi智能插座相连接，所述的信息识别系统分别与机上智能随身Wi-Fi设备、机上信息处理系统、机上Wi-Fi智能插座相连接，所述的无人机中的信息识别系统为身份识别系统，所述的无人机中还设有攻击系统，此攻击系统为低功率激光攻击系统。

本发明的一种无人机充电设备的充电方法，其特征在于当无人机上的监控单元监测到无人机的机上电源需要充电时，通过无人机中的机上智能随身Wi-Fi设备将信息传给无线充电设施，无线充电设施上的操作人员用所述的无人机上的机上导航定位系统、所述的无线充电设施上的充电导航定位系统和无人机上的机上摄像机，确定无人机降落位置，机上导航定位系统确定无人机与无线充电设施上部的空间位置，通过无人机中的机上智能随身Wi-Fi设备，操控机上自动控制系统，机上自动控制系统操控飞行系统，无人机飞行到无线充电设施的上方，安装在无人机上的机上摄像机的两个摄像头从两个视点获取无线充电设施上部充电部位的空间位置，在不同视角下形成的图像坐标，来获取无线充电设施上部充电部位的确切三维坐标，无人机降落到充电位置后，用无线充电设施上部伸缩式前部装置上的两个摄像头精确确定充电位置，

无人机上的机上摄像机将无线充电设施上部充电部位的信息传送给机上信息处理系统，无人机的机上自动控制系统根据机上信息处理系统所传递的信息，调整、控制无人机的飞行系统，使无人机与无线充电设施上部充电部位对正，对正后，无人机降落到无线充电设施上部充电部位，

无线充电设施上部伸缩式前部装置上的两个摄像头将无人机降落到无线充电设施上部充电部位的确切三维坐标信息传给无线充电设施的充电信息处理系统，无线充电设施的充电控制系统根据充电信息处理系统所传递的信息，通过设在无线充电设施上部的动力装置调整、控制伸缩式前部装置，伸缩式前部装置上的导轮在无线充电设施上部的导轨上移动，使无线充电设施上部的伸缩式前部装置与无人机的支撑设施外缘部位接触，保证无人机的位置固定，然后合上无线充电设

施上的充电智能插座，再合上无人机上的机上Wi-Fi智能插座，无线充电设施中的充电电源给伸缩式前部装置内缘内设有的无线充电的发送端模块供电，伸缩式前部装置内缘内设有的无线充电的发送端模块和无人机的机上电源的无线充电的接受端模块感应耦合，产生磁场，依靠发送端模块与接受端模块相互作用来传输电流，无人机的机上电源的无线充电的接受端模块将接收到的电能给机上电源充电。

无人机上的监控单元检测到无人机上的机上电源充足电后，通过无人机中的机上自动控制系统和机上智能随身Wi-Fi设备给无人机上的机上Wi-Fi智能插座及无线充电设施上的充电智能插座发出停止充电信号，断开无人机上的机上Wi-Fi智能插座及无线充电设施上的充电智能插座，无线充电设施中的充电电源停止给伸缩式前部装置内缘内的无线充电的发送端模块供电，无线充电设施停止给无人机的机上电源充电，无线充电设施的上部设有的伸缩式前部装置缩回原处，无人机起飞。

所述的无人机充电时利用无线充电设施上的射频识别阅读器和无人机上的RFID标签对无人机进行身份识别。

所述的无线充电设施由操作人员通过手机利用无线充电设施中的充电智能随身Wi-Fi设备、充电导航定位系统、充电信息处理系统对无线充电设施进行操控。

本发明的优点是：采用上述设备和方法，克服现有无人机充电方法的不足，充分利用已有无线充电方法的优点，可无线操控充电设备的充电电源给无人机充电，实现自动控制，保证充电人员安全，尤其适于军事领域。

附图说明

图1是本发明的无人机充电设备及充电方法的控制系统框图。

图2是本发明的无人机充电设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明的无人机充电设备，包括无人机1，机上自动控制系统、机上电源、飞行系统、机上导航定位系统、机上摄像机、机上信息处理系统及在无人机1的下部的无人机支撑设施，其特征在于:在无人机1中设有机上智能随身Wi-Fi设备3、监控单元4、机上Wi-Fi智能插座5、RFID标签6和与此无人机1连接的无线充电设施2，所述的机上自动控制系统分别与机上智能随身Wi-Fi设备3、监控单元4、机上Wi-Fi智能插座5和RFID标签6相连接，机上Wi-Fi智能插座5与机上智能随身Wi-Fi设备3相连接，在无人机支撑设施内设有无线充电的接受端模块7。

所述的无线充电设施2包括设置在无线充电设施2中的充电智能随身Wi-Fi设备8、充电控制系统9、射频识别阅读器10、充电导航定位系统11、无线视频收发系统12、充电信息处理系统13、充电智能插座14、充电电源15，在所述的无线充电设施2的上部设有伸缩式前部圆弧装置16及导轨17，在所述的伸缩式前部圆弧装置16内缘内设有无线充电的发送端模块18，在所述的伸缩式前部圆弧装置16上设有两个摄像头19、移动导轮20，分别与此充电智能随身Wi-Fi设备8相连接的充电控制系统9、射频识别阅读器10、充电导航定位系统11、无线视频收发系统12、充电信息处理系统13及充电智能插座14，此充电控制系统9分别与所述的射频识别阅读器10、充电导航定位系统11、无线视频收发系统12、充电信息处理系统13及充电智能插座14相连接，此充电智能插座14分别与充电电源15及无线充电的发送端模块18相连接，所述的射频识别阅读器10、充电导航定位系统11、无线视频收发系统12与所述的充电智能插座14相连接，所述的伸缩式前部圆弧装置16上的移动导轮20与无线充电设施2的上部设有的导轨17相连接。

所述的无线充电设施2为移动设备，所述的伸缩式前部圆弧装置16为2～8组，所述的机上摄像机为1～12组，所述的机上摄像机带有两个摄像头，所述的伸缩式前部圆弧装置16与设在所述的无线充电设施2上部的动力装置21相连接，所述的动力装置21为电动推杆。

所述的无人机1为垂直起落无人机，

所述的机上导航定位系统为厘米级高精度机上导航定位系统，所述的充电导航定位系统11为厘米级高精度充电导航定位系统。

所述的无线充电的接受端模块7为电磁感应接收件，所述的无线充电的发送端模块18为电磁感应发射件。

所述的无线充电设施2上部设有维护结构，此无线充电设施上部维护结构的前端为流线型。

所述的无人机1中还设有信息识别系统和报警系统，所述的报警系统分别与所述的机上智能随身Wi-Fi设备3、信息识别系统、机上信息处理系统、机上Wi-Fi智能插座5相连接，所述的信息识别系统分别与机上智能随身Wi-Fi设备3、机上信息处理系统、机上Wi-Fi智能插座5相连接，所述的无人机1中的信息识别系统为身份识别系统，

所述的无人机1中还设有攻击系统，此攻击系统为低功率激光攻击系统。

本发明的利用所述的无人机充电设备的充电方法，其特征在于当无人机1上的监控单元4监测到无人机1的机上电源需要充电时，通过无人机1中的机上智能随身Wi-Fi设备3将信息传给无线充电设施2，无线充电设施2上的操作人员用所述的无人机1上的机上导航定位系统、所述的无线充电设施2上的充电导航定位系统11和无人机1上的机上摄像机，确定无人机1降落位置，机上导航定位系统确定无人机1与无线充电设施2上部的空间位置，通过无人机1中的机上智能随身Wi-Fi设备3，操控机上自动控制系统，机上自动控制系统操控飞行系统，无人机1飞行到无线充电设施2的上方，安装在无人机1上的机上摄像机的两个摄像头从两个视点获取无线充电设施2上部充电部位的空间位置，在不同视角下形成的图像坐标，来获取无线充电设施2上部充电部位的确切三维坐标，无人机1降落到充电位置后，用无线充电设施2上部伸缩式前部圆弧装置16上的两个摄像头19精确确定充电位置，

无人机1上的机上摄像机将无线充电设施2上部充电部位的信息传送给机上信息处理系统，无人机1的机上自动控制系统根据机上信息处理系统所传递的信息，调整、控制无人机1的飞行系统，使无人机1与无线充电设施2上部充电部位对正，对正后，无人机1降落到无线充电设施2上部充电部位，

或者，当无人机1上的监控单元4监测到无人机1的机上电源需要充电时，无人机1上的机上摄像机通过无人机1中的机上智能随身Wi-Fi设备3和无线充电设施2中的智能随身Wi-Fi设备8将与无线充电设施2上部充电部位的确切三维坐标信息传送给无线充电设施2的无线视频收发系统12，由无线充电设施2的操作人员通过无线充电设施2中的充电智能随身Wi-Fi设备8、无线视频收发系统12、充电控制系统9、充电信息处理系统13和无人机1上的机上智能随身Wi-Fi设备3、机上自动控制系统调整、控制无人机1的飞行系统，使无人机1与无线充电设施2上部充电部位对正，对正后，无人机1降落到无线充电设施2上部充电部位，

无线充电设施2上部伸缩式前部圆弧装置16上的两个摄像头19将无人机1降落到无线充电设施2上部充电部位的确切三维坐标信息传给无线充电设施2的充电信息处理系统13，无线充电设施2的充电控制系统9根据充电信息处理系统13所传递的信息，通过设在无线充电设施2上部的动力装置21调整、控制伸缩式前部圆弧装置16，伸缩式前部圆弧装置16上的导轮20在无线充电设施2上部的导轨17上移动，使无线充电设施2上部的伸缩式前部圆弧装置16与无人机1的圆环支撑设施外缘部位接触，保证无人机1的位置固定，然后合上无线充电设施2上的充电智能插座14，再合上无人机1上的机上Wi-Fi智能插座5，无线充电设施2中的充电电源15给伸缩式前部圆弧装置16内缘内设有的无线充电的发送端

模块18供电，伸缩式前部圆弧装置16内缘内设有的无线充电的发送端模块18和无人机1的机上电源的无线充电的接受端模块7感应耦合，产生磁场，依靠发送端模块18与接受端模块7相互作用来传输电流，无人机1的机上电源的无线充电的接受端模块7将接收到的电能给机上电源充电。

无人机1上的监控单元4检测到无人机1上的机上电源充足电后，通过无人机1中的机上自动控制系统和机上智能随身Wi-Fi设备3给无人机1上的机上Wi-Fi智能插座5及无线充电设施2上的充电智能插座14发出停止充电信号，断开无人机1上的机上Wi-Fi智能插座5及无线充电设施2上的充电智能插座14，无线充电设施2中的充电电源15停止给伸缩式前部圆弧装置16内缘内的无线充电的发送端模块18供电，无线充电设施2停止给无人机1的机上电源充电，无线充电设施2的上部设有的伸缩式前部圆弧装置16缩回原处，无人机1起飞。

所述的无线充电设施2移动时，无线充电设施2上部的维护结构可减小无线充电设施2的运行阻力，

所述的无人机1充电时利用无线充电设施2上的射频识别阅读器10和无人机1上的RFID标签6对无人机1进行身份识别，所述的无线充电设施2可为无人值守的无线充电设施，

所述的无线充电设施2由操作人员通过手机利用无线充电设施2中的充电智能随身Wi-Fi设备8、充电导航定位系统11、充电信息处理系统13对无线充电设施2进行操控。

本发明的无人机充电方法，克服现有无人机充电方法的不足，充分利用已有无线充电方法的优点，可无线操控充电设备的充电电源给无人机充电，实现自动控制，保证充电人员安全，尤其适于军事领域。

Claims (8)

1.一种无人机充电设备，包括无人机，机上自动控制系统、机上电源、飞行系统、机上导航定位系统、机上摄像机、机上信息处理系统及在无人机的下部的无人机支撑设施，其特征在于:在无人机中设有机上智能随身Wi-Fi设备、监控单元、机上Wi-Fi智能插座、RFID标签和与此无人机连接的无线充电设施，所述的机上自动控制系统分别与机上智能随身Wi-Fi设备、监控单元、机上Wi-Fi智能插座和RFID标签相连接，机上Wi-Fi智能插座与机上智能随身Wi-Fi设备相连接，在无人机支撑设施内设有无线充电的接受端模块；

所述的无线充电设施包括设置在无线充电设施中的充电智能随身Wi-Fi设备、充电控制系统、射频识别阅读器、充电导航定位系统、无线视频收发系统、充电信息处理系统、充电智能插座、充电电源，在所述的无线充电设施的上部设有伸缩式前部装置及导轨，在所述的伸缩式前部装置内缘内设有无线充电的发送端模块，在所述的伸缩式前部装置上设有两个摄像头、移动导轮，分别与此充电智能随身Wi-Fi设备相连接的充电控制系统、射频识别阅读器、充电导航定位系统、无线视频收发系统、充电信息处理系统及充电智能插座，此充电控制系统分别与所述的射频识别阅读器、充电导航定位系统、无线视频收发系统、充电信息处理系统及充电智能插座相连接，此充电智能插座分别与充电电源及无线充电的发送端模块相连接，所述的射频识别阅读器、充电导航定位系统、无线视频收发系统与所述的充电智能插座相连接，所述的伸缩式前部装置上的移动导轮与无线充电设施的上部设有的导轨相连接。

2.根据权利要求1所述的无人机充电设备，其特征在于所述的无线充电设施为移动设备，所述的伸缩式前部装置为2～8组。

3.根据权利要求1所述的无人机充电设备，其特征在于所述的伸缩式前部装置与设在所述的无线充电设施上部的动力装置相连接，所述的动力装置为电动推杆。

4.根据权利要求1所述的无人机充电设备，其特征在于所述的无线充电的接受端模块为电磁感应接收件，所述的无线充电的发送端模块为电磁感应发射件。

5.根据权利要求1所述的无人机充电设备，其特征在于所述的无人机中还设有信息识别系统和报警系统，所述的报警系统分别与所述的机上智能随身Wi-Fi设备、信息识别系统、机上信息处理系统、机上Wi-Fi智能插座相连接，所述的信息识别系统分别与机上智能随身Wi-Fi设备、机上信息处理系统、机上Wi-Fi智能插座相连接，所述的无人机中的信息识别系统为身份识别系统，所述的无人机中还设有攻击系统，此攻击系统为低功率激光攻击系统。

6.一种利用权利要求1所述的无人机充电设备的充电方法，其特征在于当无人机上的监控单元监测到无人机的机上电源需要充电时，通过无人机中的机上智能随身Wi-Fi设备将信息传给无线充电设施，无线充电设施上的操作人员用所述的无人机上的机上导航定位系统、所述的无线充电设施上的充电导航定位系统和无人机上的机上摄像机，确定无人机降落位置，机上导航定位系统确定无人机与无线充电设施上部的空间位置，通过无人机中的机上智能随身Wi-Fi设备，操控机上自动控制系统，机上自动控制系统操控飞行系统，无人机飞行到无线充电设施的上方，安装在无人机上的机上摄像机的两个摄像头从两个视点获取无线充电设施上部充电部位的空间位置，在不同视角下形成的图像坐标，来获取无线充电设施上部充电部位的确切三维坐标，无人机降落到充电位置后，用无线充电设施上部伸缩式前部装置上的两个摄像头精确确定充电位置，

无人机上的机上摄像机将无线充电设施上部充电部位的信息传送给机上信息处理系统，无人机的机上自动控制系统根据机上信息处理系统所传递的信息，调整、控制无人机的飞行系统，使无人机与无线充电设施上部充电部位对正，对正后，无人机降落到无线充电设施上部充电部位，

无线充电设施上部伸缩式前部装置上的两个摄像头将无人机降落到无线充电设施上部充电部位的确切三维坐标信息传给无线充电设施的充电信息处理系统，无线充电设施的充电控制系统根据充电信息处理系统所传递的信息，通过设在无线充电设施上部的动力装置调整、控制伸缩式前部装置，伸缩式前部装置上的导轮在无线充电设施上部的导轨上移动，使无线充电设施上部的伸缩式前部装置与无人机的支撑设施外缘部位接触，保证无人机的位置固定，然后合上无线充电设

施上的充电智能插座，再合上无人机上的机上Wi-Fi智能插座，无线充电设施中的充电电源给伸缩式前部装置内缘内设有的无线充电的发送端模块供电，伸缩式前部装置内缘内设有的无线充电的发送端模块和无人机的机上电源的无线充电的接受端模块感应耦合，产生磁场，依靠发送端模块与接受端模块相互作用来传输电流，无人机的机上电源的无线充电的接受端模块将接收到的电能给机上电源充电；

无人机上的监控单元检测到无人机上的机上电源充足电后，通过无人机中的机上自动控制系统和机上智能随身Wi-Fi设备给无人机上的机上Wi-Fi智能插座及无线充电设施上的充电智能插座发出停止充电信号，断开无人机上的机上Wi-Fi智能插座及无线充电设施上的充电智能插座，无线充电设施中的充电电源停止给伸缩式前部装置内缘内的无线充电的发送端模块供电，无线充电设施停止给无人机的机上电源充电，无线充电设施的上部设有的伸缩式前部装置缩回原处，无人机起飞。

7.根据权利要求6所述的利用无人机充电设备的充电方法，其特征在于所述的无人机充电时利用无线充电设施上的射频识别阅读器和无人机上的RFID标签对无人机进行身份识别。

8.根据权利要求6所述的利用无人机充电设备的充电方法，其特征在于所述的无线充电设施由操作人员通过手机利用无线充电设施中的充电智能随身Wi-Fi设备、充电导航定位系统、充电信息处理系统对无线充电设施进行操控。