CN106101511A - 一种全自动无人机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动无人机系统，包括无人机、基站和调度中心，无人机内设置有第一电池，第一控制模块、第一通信模块和第一定位模块；基站上设置有盖板，基站中设置有起降平台、无人机固定卡爪、第二通信模块、第二定位模块、第二控制装置和第二电源；调度中设置有第三控制模块、显示屏、第三电源和第三通信模块。通过设置基站、调度中心，使无人机能够在自动起飞、飞行、降落，且能够精确回落到距离无人机最近的空闲基站中。智能化程度高，不需要操纵者手持遥控设备来操控，解决人力成本；同时，保证操纵者人身安全，特别在一些恶劣环境中。

Description

一种全自动无人机系统

技术领域

本发明属于无人机控制技术领域，具体涉及一种全自动无人机系统。

背景技术

随着科技的发展，无人机越来越得到大众的青睐应用在多个领域，但现有技术中，无人机的飞行必须依靠专业的操纵者使用控制设备来操控，无论是远程还是近程。这种无人机智能化程度低，在一些存在危险的应用领域，比如进行某些大型化工厂、储存仓的某些气体或者液体泄露的检测，如果没有自动监控设备，采用操纵者来控制无人机，则操纵者人身安全受到很大威胁，同时采用操纵者来控制无人机增加了人力资源的投入。因此急需一款自动飞行、控制的无人机系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动无人机系，解决现有技术中无人机智能化程度低，需要专业的操纵者来控制无人机的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种全自动无人机系，包括调度中心、多架无人机和多个基站，所述无人机的数量与基站相同；

所述每个无人机包括第一电池、第一控制模块、第一通信模块和第一定位模块，第一通信模块、第一定位模块与第一控制模块之间通过电连接，第一电池为第一控制模块、第一通信模块和第一定位模块供电；所述无人机上通过云台设置有摄像机，摄像机与第一控制模块之间电连接；

所述每个基站设置有一个无人机收纳盒，无人机收纳盒上设置有盖板，无人机收纳盒中设置有起降平台、无人机固定卡爪、第二通信模块、第二定位模块、第二控制装置和第二电源；所述无人机固定卡爪设置在无人机起降平台上，用于固定无人机，第二控制装置分别与无人机起降平台、第二定位模块、第二通信模块、无人机固定卡爪之间电连接，第二电源为第二控制装置供电；

所述调度中心中设置有第三控制模块、显示屏、第三电源和第三通信模块，所述显示屏、第三通信模块与第三控制模块之间电连接，第三电源为第三通信模块和第三控制模块供电；

所调度中心的第三通信模块与每个基站的第二通信模块之间进行通信，其中一个基站的第二通信模块与对应的一个无人机的第一通信模块之间进行通信，调度中心的第三通信模块与每个无人机的第一通信模块之间进行通信。

当无人机装载在无人机收纳盒中时，无人机被无人机固定卡爪固定在起降平台上，且起降平台下沉，盖板关闭。当无人机需要飞行执行任务时，第三通信模块与第二通信模块进行通信，调度中心的第三控制装置发出指令给基站的第二控制模块，第二控制模块控制盖板打开、起降平台上升、无人机固定卡爪松开，无人机处于待起飞状态；同时通过调度中心的第三控制模块设定多个航点，多个航点自动形成航线，第三通信模块与第二通信模块进行通信将设定的航线传送给基站的第二控制装置，第二通信模块与第一通信模块进行通信将设定的航线传送给无人机的第一控制模块，无人机接收到航线信息后，在第一控制模块控制下起飞，并按照设定的航线飞行。在飞行过程中，无人机将当前位置信息，如高度、飞行速度等参数实时传送给调度中心的第三控制模块，并通过显示屏显现，方便通过调度中心实时了解无人机的飞行情况。由于可能有多架无人机同时在执行飞行任务，则通过给每个无人机一个唯一的编号，则可以在在调度中心根据编号调度每个无人机的飞行情况。

当其中一个无人机执行完任务后，调度中心下达指令给此时距离该无人机最近的空闲基站，使该无人机降落到该基站的无人机收纳盒，所述空闲基站是指此时该基站的无人机收纳盒中尚未停有无人机，且没有无人机要降落到此基站。该基站的第二定位模块将基站的位置坐标传送给第二控制模块，第二控制模块再将基站的位置坐标传送给该无人机第一控制模块，无人机接收到指令后，第一控制模块控制无人机以最近的路线返航、降落，且在飞行过程实时修正与该基站位置坐标之间的偏差，保证无人机能够精确落回指定基站的中无人机收纳盒，当无人机准确降落在升降平台时，第二控制装置控制无人机固定卡爪固定住无人机、升降装置回落、盖板关闭。

进一步改进，所述每个无人机上设置有避障装置，避障装置与第一控制模块之间电连接。所述避障模块为激光雷达或红外传感器等，通过避障装置检测无人机在飞行过程中与周围障碍物的距离，及时进行避让，保证无人机安全飞行。

进一步改进，所述每个无人机收纳盒中设置有自检模块，自检模块包括均与第二控制装置电连接的测风速传感器、温度传感器和湿度传感器，所述测风速传感器、温度传感器湿度传感器安装在基站的外部。在无人机执行飞行任务之前，自检模块通过测风速传感器、温度传感器和湿度传感器会对基站外部的风速、温度、湿度进行检测，并将检测结果传送给第二控制装置，第二控制装置根据检测结果判断外部环境是否适合无人机进行飞行，并将判断结果传送给调度中心，通过显示屏显示。

进一步改进，所述每个无人机收纳盒中设置有自动清洁模块，自动清洁模块与第二控制器之间电连接。当无人机在比较恶劣的环境中执行任务后，会在机身上沾满灰尘、雨水或者一些腐蚀性物质等，为了保证无人机的安全和使用寿命，在无人机执行完任务回落到升降台上后，自动清洁模块会对无人机进行清洁。

进一步改进，所述每个无人机收纳盒中设置有电池自动更换装置，电池自动更换装置与第二控制模块之间电连接，电池自动更换装置包括至少两个备用电池。无人机在飞行过程中，第一控制装置实时监测第一电池的电量，当检测到电量低于设定值，无人机自动返航。但是在返航前，无人机如果尚未完成任务，第一控制装置记录此次飞行的最后航点，并自动计算基站坐标点到最后记录航点的最近航线，然后控制无人机以低耗电模式飞行，按此航线返航回落到基站中，通过电池自动更换装置为无人机更换备用电池，并检查飞机状态，读取任务数据，然后继续飞行任务。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、通过设置基站、调度中心，使无人机能够在自动起飞、飞行、降落，且能够精确回落到基站中，智能化程度高，不需要操纵者手持遥控设备来操控，解决人力成本；同时，保证操纵者人身安全，特别在一些恶劣环境中。

2、通过在无人机上设置有避障装置，保证无人机在飞行过程中实时检测与周围障碍物的距离，及时进行避让，保证无人机安全飞行。

3、通过在基站中设置有自检模块，自检模块判断外部环境是否适合无人机进行飞行，防止无人机在恶劣的飞行环境中损坏。

4、通过在基站中设置有自动清洁模块，在无人机回落到升降平台上后自动清洁模块对机身上的灰尘、雨水或者一些腐蚀性物质进行清洁，保证无人机的安全和使用寿命。

5、通过在基站中设置有电池自动更换装置，当无人机电量不足以完成飞行任务时及时回到基站中进行电池更换，方便、快捷。

附图说明

图1为本发明所述一种全自动无人机系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐释本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

如图1所示，一种全自动无人机系统，包括调度中心3、多架无人机1和多个基站，所述无人机的数量与基站相同；

所述每个无人机1包括第一电池、第一控制模块、第一通信模块和第一定位模块，第一通信模块、第一定位模块与第一控制模块之间通过电连接，第一电池为第一控制模块、第一通信模块和第一定位模块供电；所述无人机上通过云台设置有摄像机，摄像机与第一控制模块之间电连接；

所述每个基站设置有一个无人机收纳盒2，无人机收纳盒2上设置有盖板，无人机收纳盒2中设置有起降平台、无人机固定卡爪、第二通信模块、第二定位模块、第二控制装置和第二电源；所述无人机固定卡爪设置在无人机起降平台上，用于固定无人机，第二控制装置分别与无人机起降平台、第二定位模块、第二通信模块、无人机固定卡爪之间电连接，第二电源为第二控制装置供电；

所述调度中心3中设置有第三控制模块、显示屏、第三电源和第三通信模块，所述显示屏、第三通信模块与第三控制模块之间电连接，第三电源为第三通信模块和第三控制模块供电；

所调度中心的第三通信模块与每个基站的第二通信模块之间进行通信，其中一个基站的第二通信模块与对应的一个无人机的第一通信模块之间进行通信，调度中心的第三通信模块与每个无人机的第一通信模块之间进行通信。

当无人机1装载在无人机收纳盒2中时，无人机被无人机固定卡爪固定在起降平台上，且起降平台下沉，盖板关闭。当无人机需要飞行执行任务时，第三通信模块与第二通信模块进行无线通信，调度中心的第三控制装置发出指令给基站的第二控制模块，第二控制模块控制盖板打开、起降平台上升、无人机固定卡爪松开，无人机处于待起飞状态；同时通过调度中心的第三控制模块设定多个航点，多个航点自动形成航线，第三通信模块与第二通信模块进行无线通信将设定的航线传送给基站的第二控制装置，第二通信模块与第一通信模块无线通信将设定的航线传送给无人机的第一控制模块，无人机接收到航线信息后，在第一控制模块控制下起飞，并按照设定的航线飞行。在飞行过程中，无人机将当前位置信息，如高度、飞行速度等参数实时传送给调度中心的第三控制模块，并通过显示屏显现，方便通过调度中心实时了解无人机的飞行情况。由于可能有多架无人机同时在执行飞行任务，则通过给每个无人机一个唯一的编号，则可以在在调度中心根据编号调度每个无人机的飞行情况。

当其中一个无人机执行完任务后，调度中心3下达指令给此时距离该无人机最近的空闲基站，使该无人机降落到该基站的无人机收纳盒。该基站的第二定位模块将基站的位置坐标传送给第二控制模块，第二控制模块再将基站的位置坐标传送给该无人机第一控制模块，无人机接收到指令后，第一控制模块控制无人机以最近的路线返航、降落，且在飞行过程实时修正与该基站位置坐标之间的偏差，保证无人机能够精确落回指定基站的中无人机收纳盒，当无人机准确降落在升降平台时，第二控制装置控制无人机固定卡爪固定住无人机、升降装置回落、盖板关闭。

在本实施例中，所述无人机1上设置有避障装置，避障装置与第一控制模块之间电连接。所述避障模块为激光雷达，通过激光雷达检测无人机在飞行过程中与周围障碍物的距离，及时进行避让，保证无人机安全飞行。在其他实施例中，避障模块可以为红外传感器。

在本实施例中，所述无人机收纳盒2中设置有自检模块，自检模块包括均与第二控制装置电连接的测风速传感器、温度传感器和湿度传感器，所述测风速传感器、温度传感器湿度传感器安装在基站的外部。在无人机执行飞行任务之前，自检模块通过测风速传感器、温度传感器和湿度传感器会对基站外部的风速、温度、湿度进行检测，并将检测结果传送给第二控制装置，第二控制装置根据检测结果判断外部环境是否适合无人机进行飞行，并将判断结果传送给调度中心，通过显示屏显示。

在本实施例中，所述无人机收纳盒2中设置有自动清洁模块，自动清洁模块与第二控制器之间电连接。当无人机在比较恶劣的环境中执行任务后，会在机身上沾满灰尘、雨水或者一些腐蚀性物质等，为了保证无人机的安全和使用寿命，在无人机执行完任务回落到升降台上后，自动清洁模块会对无人机进行清洁。

在本实施例中，所述基站2中设置有电池自动更换装置，电池自动更换装置与第二控制模块之间电连接，电池自动更换装置包括至少两个备用电池。无人机在飞行过程中，第一控制装置实时监测第一电池的电量，当检测到电量低于设定值，无人机自动返航。但是在返航前，无人机如果尚未完成任务，第一控制装置记录此次飞行的最后航点，并自动计算基站坐标点到最后记录航点的最近航线，然后控制无人机以低耗电模式飞行，按此航线返航回落到基站中，通过电池自动更换装置为无人机更换备用电池，并检查飞机状态，读取任务数据，然后继续飞行任务。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的典型实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (5)

1.一种全自动无人机系统，其特征在于，包括调度中心、多架无人机和多个基站，所述无人机的数量与基站相同；

所述每个无人机包括第一电池、第一控制模块、第一通信模块和第一定位模块，第一通信模块、第一定位模块与第一控制模块之间通过电连接，第一电池为第一控制模块、第一通信模块和第一定位模块供电；所述无人机上通过云台设置有摄像机，摄像机与第一控制模块之间电连接；

所述每个基站设置有一个无人机收纳盒，无人机收纳盒上设置有盖板，无人机收纳盒中设置有起降平台、无人机固定卡爪、第二通信模块、第二定位模块、第二控制装置和第二电源；所述无人机固定卡爪设置在无人机起降平台上，用于固定无人机，第二控制装置分别与无人机起降平台、第二定位模块、第二通信模块、无人机固定卡爪之间电连接，第二电源为第二控制装置供电；

所述调度中心中设置有第三控制模块、显示屏、第三电源和第三通信模块，所述显示屏、第三通信模块与第三控制模块之间电连接，第三电源为第三通信模块和第三控制模块供电；

所调度中心的第三通信模块与每个基站的第二通信模块之间进行通信，其中一个基站的第二通信模块与对应的一个无人机的第一通信模块之间进行通信，调度中心的第三通信模块与每个无人机的第一通信模块之间进行通信。

2.根据权利要求1所述的全自动无人机系统，其特征在于，所述每个无人机上设置有避障装置，避障装置与第一控制模块之间电连接。

3.根据权利要求1或2所述的全自动无人机系统，其特征在于，所述每个无人机收纳盒中设置有自检模块，自检模块包括均与第二控制装置电连接的测风速传感器、温度传感器和湿度传感器，所述测风速传感器、温度传感器湿度传感器安装在基站的外部。

4.根据权利要求3所述的全自动无人机系统，其特征在于，所述每个无人机收纳盒中设置有自动清洁模块，自动清洁模块与第二控制器之间电连接。

5.根据权利要求1所述的全自动无人机系统，其特征在于，所述每个无人机收纳盒中设置有电池自动更换装置，电池自动更换装置与第二控制模块之间电连接，自动更换装置包括至少两个备用电池。