CN106742012A - 无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无人机，该无人机包括：控制器、无线通讯模块、蓄电池、无线充电接收装置、导航系统，以及电量检测模块；所述无线通讯模块、所述无线充电接收装置、所述导航系统、所述电量检测模块分别与所述控制器相连接；所述电量检测模块、所述无线充电接收装置分别与所述蓄电池电性连接；所述控制器确定所述蓄电池的剩余电量低于第一预设值后，将所述无人机降落到预设区域；向所述无线充电接收装置发送启动指令，所述启动指令指示所述无线充电接收装置利用所述预设区域中的电磁场对所述蓄电池进行无线充电。该无人机可以自动进行无线充电，操作简单、快捷。

Description

无人机

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机。

背景技术

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。从技术角度定义可以分为：无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。

随着科技的迅猛发展，无人机作为一种新型的飞行器，民用化程度越来越高。越来越多的年轻人在拍摄视频和照片时，使用拍摄角度更广的便携式无人机，代替手持拍摄或自拍杆。为了保证民用无人机的便携操控，便携式无人机的电池的尺寸受限，续航时间较短，通常只有20分钟左右。目前，无人机一般采用有线的方式对无人机进行充电，用户需要将连接电源的充电插头与无人机的充电接口连接起来对无人机进行充电。对于使用无人机较频繁的用户来说，需要经常对无人机进行充电，操作复杂。

无人机的充电操作过程复杂直接影响用户的体验，如何方便用户的充电操作成为技术人员研究的方向。

发明内容

本发明实施例提供了一种无人机，该无人机可以自动进行无线充电，操作方便、快捷。

本发明实施例提供了一种无人机，包括：控制器、无线通讯模块、蓄电池、无线充电接收装置、导航系统，以及电量检测模块；

所述无线通讯模块、所述无线充电接收装置、所述导航系统、所述电量检测模块分别与所述控制器相连接；所述电量检测模块、所述无线充电接收装置分别与所述蓄电池电性连接；

所述电量检测模块将检测到的所述蓄电池的剩余电量的数据发送给所述控制器；所述控制器在根据所述数据确定所述剩余电量低于第一预设值后，向所述无线通讯模块发送控制指令，所述控制指令指示所述无线通讯模块向控制设备发送充电指令；所述无线通讯模块在接收到所述控制设备针对所述充电指令发送的确认充电指令后，向所述控制器发送确认指令；所述控制器在接收到所述确认指令后，向所述导航系统发送导航指令，所述导航指令指示所述导航系统向所述控制器发送将无人机导航至预设区域的导航数据，所述预设区域是为所述无人机进行无线充电的区域，由目标无线充电装置产生；所述控制器在根据所述导航数据将所述无人机降落到所述预设区域后，向所述无线充电接收装置发送启动指令，所述启动指令指示所述无线充电接收装置利用所述预设区域中的电磁场对所述蓄电池进行充电。

在一个可选的实现方式中，所述控制器，还用于在根据所述数据和预计工作时间数据确定所述无人机不能完成工作任务后，通过所述无线通讯模块向所述控制设备发送报警信息，所述预计工作时间数据是所述控制设备通过所述无线通讯模块向所述控制器发送的。

在一个可选的实现方式中，所述控制器，还用于通过所述无线通讯模块向所述控制设备发送所述无人机的剩余工作时间数据，所述剩余工作时间数据由所述控制器根据所述剩余电量和所述无人机的耗电信息确定，所述耗电信息包含所述无人机消耗电量的信息。

在一个可选的实现方式中，所述无线通讯模块，还用于在接收到所述确认充电指令后，通过广播方式发送查询指令，所述查询指令用于查询携带所述查询指令的信号所覆盖的范围内的无线充电装置的状态信息；在接收到至少一个无线充电装置针对所述查找指令发送的状态信息后，将所述状态信息发送给所述控制器，所述状态信息包含所述无线充电装置的位置信息和工作状态信息；

所述控制器，还用于根据所述状态信息确定所述目标无线充电装置；

所述导航系统，还用于在接收到所述控制器发送的所述目标无线充电装置的位置信息后，将所述无人机导航到所述目标无线充电装置的位置。

在一个可选的实现方式中，所述控制器，还用于在根据所述剩余电量的数据确定所述剩余电量达到第二预设值时，通过所述无线通讯模块向所述控制设备或所述无人机绑定的终端设备发送提示信息，所述提示信息提示所述蓄电池的电量达到所述第二预设值，所述第二预设值大于所述第一预设值。

在一个可选的实现方式中，所述无线充电接收装置为无线磁感应充电装置，利用感应所述预设区域中的电磁场产生的电流对所述蓄电池进行充电。

在一个可选的实现方式中，所述无线充电接收装置包括：接收线圈和接收模块电路；

所述接收线圈和接收模块电路电性连接；

所述接收线圈，用于将感应所述预设区域中的电磁场所产生的电流导入所述接收模块电路；

所述接收模块电路，用于在将所述电流调整为满足所述蓄电池充电需求的电流后，对所述蓄电池进行充电。

在一个可选的实现方式中，所述无线充电接受装置支持电磁感应式充电、磁场共振充电、无线电波式充电中的至少一种。

在一个可选的实现方式中，所述无线通讯模块，还用于向云服务器转发所述控制器发送的充电请求；向所述控制器转发所述云服务器发送的所述目标无线充电装置的位置信息和前往所述目标无线充电装置的路径导航数据；

所述控制器，还用于根据所述路径导航数据将所述无人机降落到所述目标无线充电装置的位置。

在一个可选的实现方式中，所述无人机与终端设备具有绑定关系；

所述无线通讯模块向所述终端设备发送所述无人机的剩余电量信息、高度信息和坐标信息。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：当无人机的剩余电量低于第一预设值时，该无人机向用户发送充电请求，在接收到该用户发送的确认充电指令后，可以自行定位目标无线充电装置的位置，并在降落到该目标无线充电装置的预设区域后进行充电。该无人机可以自动进行无线充电，操作方便、快捷。

附图说明

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要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种无人机无线充电系统的架构示意图；

图2为本发明实施例无人机的结构示意图；

图3为本发明实施例控制器的结构示意图；

图4为本发明实施例无线充电接收装置的结构示意图；

图5为本发明实施例接收模块电路的结构示意图；

图6为本发明实施例终端设备的控制界面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种无人机无线充电系统的架构示意图。如图1所示，本发明实施例提供了一种无人机。如图1所示，无人机无线充电系统包括：控制设备101、无人机102和无线充电平台103，其中，控制设备101可以是控制该无人机的控制装置，也可以是能够控制该无人机的终端设备如手机、平板电脑、穿戴式设备(如智能手表、智能手环等)等，该控制设备配置有无线通信模块可以向该无人机发送控制指令和接收该无人机发送的数据。该无人机具有无线通讯模块可以向该控制设备发送数据和接收该控制设备发送的控制指令。

请参见图2，图2是本发明实施例无人机的结构示意图。无人机包括：控制器201、无线通讯模块202、导航系统203、电量检测模块204、蓄电池205、无线充电接收装置206；上述无线通讯模块202、上述无线充电接收装置206、上述导航系统203、上述电量检测模块204分别与上述控制器201相连接；上述电量检测模块、上述无线充电接收装置分别与上述蓄电池电性连接；控制器201，用于解析所接收到的控制指令并根据上述控制指令对无人机进行控制；无线通讯模块202，用于接收控制指令和发送所收集的数据；蓄电池205，用于为上述无人机提供电力；无线充电接收装置206，用于对上述蓄电池进行充电；导航系统203，用于为上述无人机提供导航数据；电量检测模块204，用于检测上述蓄电池剩余的电量。

上述电量检测模块204将检测到的上述蓄电池205的剩余电量的数据发送给上述控制器201；上述控制器201在根据上述数据确定上述剩余电量低于第一预设值后，向上述无线通讯模块202发送控制指令，上述控制指令指示上述无线通讯模块202向控制设备发送充电指令；上述无线通讯模块202在接收到上述控制设备针对上述充电指令发送的确认充电指令后，向上述控制器201发送确认指令；上述控制器201在接收到上述确认指令后，向上述导航系统203发送导航指令，上述导航指令指示上述导航系统向上述控制器201发送将无人机导航至预设区域的导航数据，上述预设区域是为上述无人机进行无线充电的区域，由目标无线充电装置产生；上述控制器201在根据上述导航数据将上述无人机降落到上述预设区域后，向上述无线充电接收装置206发送启动指令，上述启动指令指示上述无线充电接收装置206利用上述预设区域中的电磁场对上述蓄电池205进行充电。

无线充电平台是可以为无人机提供无线充电服务的平台。该平台可以配置多个无线充电装置，并支持多种无线充电方式例如电磁感应式充电、磁场共振充电、无线电波式。该无线充电平台可以是智能平台，可以自动检测是否有待充电的无人机，可以为无人机自动进行无线充电。该无线充电平台可以接收并解析无人机发送的各种指令，如预约指令、查询指令。该平台可以向无人机发送多种信息。如预约成功的信息、位置信息等。

本发明实施例中上述控制器，还用于在根据上述数据和预计工作时间数据确定上述无人机不能完成工作任务后，通过上述无线通讯模块向上述控制设备发送报警信息，上述预计工作时间数据是上述控制设备通过上述无线通讯模块向上述控制器发送的。

请参见图3，图3是上述控制器的结构示意图。上述控制器包括计时器301和处理器302，上述计时器301用于计时；上述处理器用于处理和计算数据。例如该处理器配合该计时器可以以一定的时间周期通知上述电量检测模块检测上述蓄电池的剩余电量，并根据上述剩余电量和上述无人机的预计工作时间计算该无人机的剩余电量是否可以完成工作任务。举例来说，该处理器可以每三分钟向上述电量检测模块发送一个电量检测指令，在获取上述电量检测模块发送的剩余电量的数据后，处理器根据该数据和上述预计的工作时间计算该无人机是否可以完成工作任务，若剩余电量不足以支持该无人机工作上述预计的工作时间，通过上述无线通讯模块向上述控制设备发送报警信息。上述预计工作时间可以是用户预计该无人机需要工作的时间。

本发明实施例中，上述控制器，还用于通过上述无线通讯模块向上述控制设备发送上述无人机的剩余工作时间数据，上述剩余工作时间数据由上述控制器根据上述剩余电量和上述无人机的耗电信息确定，上述耗电信息包含上述无人机消耗电量的信息。

上述控制器以一定的时间周期收集该无人机的耗电信息，再结合上述剩余电量计算该无人机的剩余工作时间，最后通过上述无线通讯模块发送给上述控制设备。

本发明实施例中，上述无线通讯模块，还用于在接收到上述确认充电指令后，通过广播方式发送查询指令，上述查询指令用于查询携带上述查询指令的信号所覆盖的范围内的无线充电装置的状态信息；在接收到至少一个无线充电装置针对上述查找指令发送的状态信息后，将上述状态信息发送给上述控制器，上述状态信息包含上述无线充电装置的位置信息和工作状态信息；

上述控制器，还用于根据上述状态信息确定上述目标无线充电装置；

上述导航系统，还用于在接收到上述控制器发送的上述目标无线充电装置的位置信息后，将上述无人机导航到上述目标无线充电装置的位置。

其中，上述无线通讯模块可以通过广播的方式发射携带查询指令的信号。举例来说，当上述无线通讯模块接收到上述控制器发送的确认充电指令后，发射上述信号用来查询该信号覆盖的范围内的无线充电装置的状态信息。无线充电装置的状态信息可以是该无线充电装置的位置信息、工作状态信息、是否可以为上述无人机充电的信息、充电需要等待的时间信息等。上述控制器在接收到上述无线通讯模块转发的上述无线充电装置的状态信息后，确定其中一个无线充电装置为目标无线充电装置。上述导航系统在接收到上述控制器发送的上述目标无线充电装置的位置信息后，为上述无人机提供飞至目标充电装置的预设区域的导航数据。上述控制器根据上述导航数据控制该无人机降落到该预设区域。

本发明实施例中，上述控制器，还用于在根据上述剩余电量的数据确定上述剩余电量达到第二预设值时，通过上述无线通讯模块向上述控制设备或上述无人机绑定的终端设备发送提示信息，上述提示信息提示上述蓄电池的电量达到上述第二预设值，上述第二预设值大于上述第一预设值。

举例来说，当上述控制器根据上述电量检测模块发送的剩余电量的数据确定上述蓄电池的剩余电量的达到第二预设值时，通过上述无线通讯模块向上述控制设备或上述无人机绑定的终端设备发送提示信息。举例来说，当上述控制器确定上述蓄电池的电量充满后或者达到用户设置的阈值后，通过上述无线通讯模块向上述控制设备或上述无人机绑定的终端设备如手机、可穿戴设备等发送提示信息，提示用户电量已充满或达到用户设置的阈值。用户可以通过上述控制设备向上述无人机发送上述阈值。具体的实现可以如下：用户通过上述控制设备向上述无人机发送想要设置的阈值，上述无线通讯模块接收到该阈值后，将该阈值发送给上述控制器，该控制器确定上述蓄电池的电量到达该阈值后，向上述无线通讯模块发送相应的控制指令，上述无线通讯模块向上述控制设备或上述无人机绑定的终端设备发送提示信息。

本发明实施例中，上述无线充电接收装置为无线磁感应充电装置，利用感应所述预设区域中的电磁场产生的电流对所述蓄电池进行充电。

上述无线充电接收装置可以利用感应上述预设区域中的电磁场产生的电流对上述蓄电池进行充电。该无线充电接收装置也可以接收电磁波如激光、红外线等，将其转换为可以对上述蓄电池进行充电的电流。

本发明实施例中，上述无线充电接收装置包括：接收线圈和接收模块电路；

上述接收线圈和接收模块电路电性连接；

上述接收线圈，用于将感应上述预设区域中的电磁场所产生的电流导入上述接收模块电路；

上述接收模块电路，用于在将上述电流调整为满足上述蓄电池充电需求的电流后，对上述蓄电池进行充电。

请参阅图4，图4是无线充电接收装置的结构示意图。上述接收线圈可以感应上述预设区域中的电磁场产生电流，并将产生的电流导入上述接收模块电路。上述接收模块电路将接收到的电路进行处理后，对上述蓄电池进行充电。如图5所示，上述接收模块电路可以包括降压电路501、整流电路502和充电控制电路503。上述接收线圈感应上述预设区域的电磁场产生电流后，由上述降压电路501进行降压，并通过整流电路502进行整流，最后由充电控制电路503对上述蓄电池进行充电。

本发明实施例中，上述无线充电接受装置支持电磁感应式充电、磁场共振充电、无线电波式充电中的至少一种。

上述无线充电接受装置可以支持电磁感应式充电、磁场共振充电、无线电波式充电中的至少一种。举例来说，上述无线充电接受装置可以集成电磁感应式充电和磁场共振充电两种无线充电方式。两种无线充电装置可以分别占据上述无线充电接受装置的一部分，上述无线充电接受装置也可以集中支持多种无线充电方式。上述无线充电接受装置可以根据无线充电装置的充电方式选择合适的无线充电方式。

本发明实施例中，上述无线通讯模块，还用于向云服务器转发上述控制器发送的充电请求；向上述控制器转发上述云服务器发送的上述目标无线充电装置的位置信息和前往上述目标无线充电装置的路径导航数据；

上述控制器，还用于根据上述路径导航数据将上述无人机降落到上述目标无线充电装置的位置。

上述控制器可以通过上述无线通讯模块向云服务器转发上述控制器发送的充电请求，也可以接收上述云服务器通过上述无线通讯模块转发的上述目标无线充电装置的位置信息和前往上述目标无线充电装置的路径导航数据。上述控制器可以根据上述路径导航数据将上述无人机降落到上述目标无线充电装置的位置，即上述预设区域。

本实施例中，上述无人机与终端设备具有绑定关系；

上述无线通讯模块向上述终端设备发送上述无人机的剩余电量信息、高度信息和坐标信息。

终端设备例如手机、平板电脑、台式电脑等可以与上述无人机进行绑定，如图6所示，上述终端设备可以向上述无人机发送各种指令，如充电指令、上升指令、下降指令等。充电指令可以指示该无人机自动进行充电。上升指令可以指示该无人机向上飞行。下降指令指示该无人机向下飞行。上述控制器可以控制该无线通讯模块向上述终端设备发送上述无人机的剩余电量信息、高度信息和坐标信息。上述终端设备可以通过服务器主动获取该无人机的信息，也可以通过该服务器向该无人机发送相应的指令。

举例来说，上述终端设备中可以安装控制无人机的应用程序，该应用程序将用户的终端设备和用户的无人机绑定到一起，通过该应用程序用户可以向该无人机发送各种指令和查看该无人机的信息等。具体的实现方式是通过服务器实现的。具体实现方式可以如下：用户通过终端设备上的应用程序发送相应的指令，服务器在接收到该指令后，通过无线方式向该无人机发送该指令，并将接收到的信息发送给上述终端设备。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无人机，其特征在于，包括：

控制器、无线通讯模块、蓄电池、无线充电接收装置、导航系统，以及电量检测模块；

所述无线通讯模块、所述无线充电接收装置、所述导航系统、所述电量检测模块分别与所述控制器相连接；所述电量检测模块、所述无线充电接收装置分别与所述蓄电池电性连接；

所述电量检测模块将检测到的所述蓄电池的剩余电量的数据发送给所述控制器；所述控制器在根据所述数据确定所述剩余电量低于第一预设值后，向所述无线通讯模块发送控制指令，所述控制指令指示所述无线通讯模块向控制设备发送充电指令；所述无线通讯模块在接收到所述控制设备针对所述充电指令发送的确认充电指令后，向所述控制器发送确认指令；所述控制器在接收到所述确认指令后，向所述导航系统发送导航指令，所述导航指令指示所述导航系统向所述控制器发送将无人机导航至预设区域的导航数据，所述预设区域是为所述无人机进行无线充电的区域，由目标无线充电装置产生；所述控制器在根据所述导航数据将所述无人机降落到所述预设区域后，向所述无线充电接收装置发送启动指令，所述启动指令指示所述无线充电接收装置利用所述预设区域中的电磁场对所述蓄电池进行充电。

2.根据权利要求1所述无人机，其特征在于，

所述控制器，还用于在根据所述数据和预计工作时间数据确定所述无人机不能完成工作任务后，通过所述无线通讯模块向所述控制设备发送报警信息，所述预计工作时间数据是所述控制设备通过所述无线通讯模块向所述控制器发送的。

3.根据权利要求1所述无人机，其特征在于，

所述控制器，还用于通过所述无线通讯模块向所述控制设备发送所述无人机的剩余工作时间数据，所述剩余工作时间数据由所述控制器根据所述剩余电量和所述无人机的耗电信息确定，所述耗电信息包含所述无人机消耗电量的信息。

4.根据权利要求1所述无人机，其特征在于，

所述无线通讯模块，还用于在接收到所述确认充电指令后，通过广播方式发送查询指令，所述查询指令用于查询携带所述查询指令的信号所覆盖的范围内的无线充电装置的状态信息；在接收到至少一个无线充电装置针对所述查找指令发送的状态信息后，将所述状态信息发送给所述控制器，所述状态信息包含所述无线充电装置的位置信息和工作状态信息；

所述控制器，还用于根据所述状态信息确定所述目标无线充电装置；

所述导航系统，还用于在接收到所述控制器发送的所述目标无线充电装置的位置信息后，将所述无人机导航到所述目标无线充电装置的位置。

5.根据权利要求1所述无人机，其特征在于，

所述控制器，还用于在根据所述剩余电量的数据确定所述剩余电量达到第二预设值时，通过所述无线通讯模块向所述控制设备或所述无人机绑定的终端设备发送提示信息，所述提示信息提示所述蓄电池的电量达到所述第二预设值，所述第二预设值大于所述第一预设值。

6.根据权利要求1所述无人机，其特征在于，所述无线充电接收装置为无线磁感应充电装置，利用感应所述预设区域中的电磁场产生的电流对所述蓄电池进行充电。

7.根据权利要求1所述无人机，其特征在于，所述无线充电接收装置包括：接收线圈和接收模块电路；

所述接收线圈和接收模块电路电性连接；

所述接收线圈，用于将感应所述预设区域中的电磁场所产生的电流导入所述接收模块电路；

所述接收模块电路，用于在将所述电流调整为满足所述蓄电池充电需求的电流后，对所述蓄电池进行充电。

8.根据权利要求1所述无人机，其特征在于，所述无线充电接受装置支持电磁感应式充电、磁场共振充电、无线电波式充电中的至少一种。

9.根据权利要求1所述无人机，其特征在于，

所述无线通讯模块，还用于向云服务器转发所述控制器发送的充电请求；向所述控制器转发所述云服务器发送的所述目标无线充电装置的位置信息和前往所述目标无线充电装置的路径导航数据；

所述控制器，还用于根据所述路径导航数据将所述无人机降落到所述目标无线充电装置的位置。

10.根据权利要求1所述无人机，其特征在于，

所述无人机与终端设备具有绑定关系；

所述无线通讯模块向所述终端设备发送所述无人机的剩余电量信息、高度信息和坐标信息。