CN106864762A - 无人机起降台和此起降台的管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人机起降台和此起降台的管理装置。具体而言，起降台(1)包括：能够安装在基座上且设有用于无人机(2)的平台(4)的结构(3)，包括能够与至少一个控制中心通信的第一数据传输单元和能够与至少一个无人机(2)通信的第二数据传输单元的数据传输系统(5)，以及链接到所述数据传输系统(5)的中央单元。

Description

无人机起降台和此起降台的管理装置
技术领域
本发明涉及无人机起降台和用于管理此起降台的装置。
背景技术
已知的是在未来无人机将越来越通常地用于安全检查或用于详细视觉检查，特别是在敏感和/或安全场所或在不容易接近的区域。
目前，无人机不被法律允许飞过城市区域，且需要许可以飞过工业区域和空域的控制区域，诸如机场。
具体而言，由于可能被监控的区域的大小和到控制中心的距离，从单个控制中心的一个或多个无人机的管理在此环境中不总是容易的。
发明内容
本发明的目的是纠正此缺点。其涉及一种无人机起降台，该起降台包括能够安装在基座上且设有用于至少一个无人机的平台的结构。
根据本发明，该起降台还包括：
-无线数据传输系统，该数据传输系统包括：
·能够与至少一个控制中心通信的至少一个第一数据传输单元；
·能够与至少一个无人机通信的至少一个第二数据传输单元；以及
-链接到所述数据传输系统的中央单元。
因此，借助于本发明，除了提供用于接收无人机的场所(经由平台)，例如在其任务结束或允许其在如下文所述的必需的情况下为其电池再充电，该起降台能够使用数据传输系统来与控制中心(和无人机)通信，其可继续监控和管理无人机的任务，也如下文所述的那样。
有利地，起降台包括链接到中央单元且构造成生成与起降台相关的数据的至少一个数据生成单元，这些数据中的至少一些能够经由数据传输系统传输到控制中心。
此外，有利地，起降台还包括以下构件中的至少一个：
-至少一个计算单元，其构造成计算无人机的至少一个起飞路径或一个降落路径；
-至少一个电气充电系统，其能够给位于用于无人机的平台上的无人机的电池充电，该电气充电系统包括由电气电池供应电力的电气感应板，该电气电池优选地使用安装在结构上的至少一个太阳能电池板供应电力；
-形成基于卫星的定位系统的部分的至少一个定位单元；
-至少一个太阳能电池板；
-至少一个气象单元；
-用于确定起降台的至少一个电池的状态的至少一个单元；
-至少一个驱鸟器具；以及
-至少一个数据生成单元，其能够生成与无人机相关的数据。
此外，有利地，无人机平台设有至少一个定位指示器。
本发明还涉及一种用于管理起降台的装置。
根据本发明，此管理装置包括至少一个控制中心和诸如上文所述的至少一个起降台，该起降台经由数据传输系统的第一数据传输单元链接到所述控制中心，其配备有交互数据传输单元。
本发明还涉及一种用于管理至少一个无人机的系统，其包括诸如上文所述的至少一个管理装置和至少一个无人机。
在一个特定实施例中，无人机配备有引导单元，其构造成自动地引导无人机朝管理装置的起降台。
此外，在另一特定实施例中，无人机配备有感应板，当无人机位于此起降台的平台上时，其意在给电池再充电且构造成与管理装置的起降台的感应板交互。
本发明还涉及一种使用用于管理诸如上文所述的至少一个无人机的系统来传输数据的方法。
根据本发明，所述方法包括以下步骤中的至少一个：
-从起降台向控制中心传输数据的第一步骤，所述第一步骤包括传输以下数据中的至少一些：
·起降台的至少一个电池的充电的状态；
·起降台的可用性；
·安装在起降台上的至少一个设备部件的状态；
-从控制中心向起降台传输数据的第二步骤，所述第二步骤包括向起降台传输至少一个检查请求；
-从起降台向无人机传输数据的第三步骤，所述第三步骤包括传输至少一个命令以停止无人机的马达；以及
-从无人机向起降台传输数据的第四步骤。
附图说明
从下面的附图将清楚地理解可如何实施本发明。在这些附图中，相同的参考表示类似的构件。
图1以透视画法示意性示出了无人机接近根据本发明的一个实施例的起降台。
图2以透视画法示意性示出了图1中的起降台。
图3是无人机管理系统的框图。
图4以透视画法示意性示出了诸如图1中所示的无人机。
图5以透视画法示意性示出了无人机停靠在其上的起降台。
图6从侧面示意性示出了诸如图5中所示的无人机停靠在其上的起降台。
图7是说明起降台、无人机和控制中心之间的通信的示例的示意性展示。
具体实施方式
在图1中示意性示出且允许说明本发明的起降台1是用于无人机2的起降台。
在图1中的示例中，所述起降台安装在例如工业区域或机场(包括建筑物B1和B2)的空间中。
根据本发明，此起降台1包括(也如在图2中所示)：
-结构3，其能够安装在基座(未示出)上且其设有用于至少一个无人机的平台4(或停靠处)；
-无线数据传输系统5；以及
-中央单元6，其通过链接7链接到所述数据传输系统5，如图3中所示。
另外，根据本发明，数据传输系统5包括(如也在图3中所示)：
-数据传输单元8，其能够经由天线9与至少一个控制中心10通信；和
-数据传输单元11，其能够经由天线12与至少一个无人机2通信。
起降台1配备有无线数据传输系统5，其可特别在起降台1的设备的主件上自动地传输数据，如下文所述。
起降台1是自主起降台，其能够停靠任何类型的无人机，无论该无人机的特点(尺寸、重量)怎样。
此起降台1可安装在各种区域(机场、工业场所等)的各种位置(屋顶、塔门、立面)中和在各种基座上。
起降台1的结构3包括基座部分13，其例如由金属制成。在图2中所示的特定实施例中，结构部分13包括两个平坦且重叠的基板14和15，其在形状上例如为方形或矩形。在其上侧的上板14用作用于无人机2的平台4。
基板14和15通过链接腿部16牢固地紧固至彼此。链接腿部16布置在基板14和15之间，优选地在所述基板14和15的四个角落处。
此结构部分13通过一个或多个腿部17(即，图1和图2中的示例中的单个腿部17(部分示出))放置(或紧固)至地面或另一基座。
起降台1还配备(如例如在图1和/或图2中所示)有：
-一个或多个太阳能电池板18；
-感应板连接器19；
-定位指示器20，例如直接在平台4上产生或在附接至平台4的片材上产生且包括例如以交叉的形式示出的目标21的标记；
-放置在下基板15上的至少一个电池22；
-定位单元43(图3)的天线23，其与基于卫星的定位系统交互，诸如GPS(全球定位系统)；以及
-驱鸟器具24。
驱鸟器具24是音频器具。在一个优选的实施例中，此音频器具自动地且随机地触发，以便防止鸟占据居住。此音频器具也可由控制中心10的操作者远程控制。
天线9、12和23优选地布置在结构3的侧面上，如图1和图2中所示。
此外，太阳能电池板18构造成为电池22充电，其用作给起降台1的电气设备供应电。借助于太阳能电池板18，起降台1是电气自主的，且由于不需要电气连接，因此在其安装上不受限制。
太阳能电池板18布置在板25(图2)上。此板25在向下指向的同时例如通过其垂直端部中的一个25A紧固至基板14。此板25倾斜布置。当然其也可水平布置。
在一个特定实施例中，在图5和图6中所示，承载太阳能电池板的板25安装在基板14的顶部上。因此，其可形成保护性构件，特别是保护不受视线和外部侵害，例如，诸如阵风。
起降台1还包括能够给位于无人机平台上的无人机的电池充电的电气充电系统。该电气充电系统包括电气感应板(其连接器19在图2中可见)，其由电气电池22供应电力，电气电池22自身使用起降台1的一个或多个太阳能电池板18供应电力。
起降台1还包括气象单元(或站台)27，特别是包括以下构件中的至少某些：风速计、气压计、用于测量温度的构件等。在图1和图2中，气象单元27的风速计28已经通过示例示出。
如图3中所示，起降台1包括数据生成单元，其被链接至中央单元6且其构造成生成与起降台1相关的数据。这些数据中的至少某些经由中央单元6和数据传输系统5传输至控制中心10。
起降台1特别地包括(如图3中所示)以下构件：
-计算单元29，其构造成自动地计算无人机的至少一个起飞路径或一个着陆路径；
-气象单元27；
-驱鸟器具24；
-用于验证无人机30的单元(任务控制继电器)；
-用于确定起降台1的太阳能电池板和电池的状态或起降台1的其它设备部件的状态的单元31；以及
-用于确定无人机的电池或无人机的其它设备部件的状态的单元32。
由气象单元27生成的数据在计算起飞和着陆路径时由计算单元29考虑。具体而言，由风速计28确定的风的方向和强度被考虑以取决于关于起降台1的实际外部条件来优化路径。
构件31、30、29、27、24和32分别通过链接33至38连接至中央单元6。
计算单元29也可集成到中央单元6中。
起降台1形成用于管理起降台的装置40的部分。此管理装置40包括诸如上文所述的至少一个起降台1和如在图3中示意性示出的至少一个控制中心10。
管理装置40包括至少一个摄像机(未示出)，其允许操作者从控制中心10查看和监控起降台1。此摄像机可位于建筑物B1或B2(图1)中的一个上或甚至在集成到起降台中的基座上，且其具有允许平台被查看的定向。
控制中心10优选地远离起降台1。
控制中心10包括设有天线42的数据传输(发射/接收)单元41，其与安装在起降台1上的数据传输(发射/接收)单元8交互，以便允许它们一起通信，如在图3中由符号44(表示电磁波)所示。
此管理装置40形成用于管理无人机的系统45的部分，诸如也在图3中所示，其中另外包括至少一个无人机2。在图3中，示出了位于环绕起降台1的空间中的不同位置中的三个无人机2。这些无人机优选地对应于图4中所示的无人机2。
各个无人机2配备(如例如在图4中所示)有：
-一组特别包括马达(未示出)和推进器50的常规器件，其允许无人机2飞行；
-任何类型的至少一个常规摄像机46，其能够在视觉范围中拍摄图像和/或其能够查看除了可见光之外的类型的光(例如红外光)；
-感应板47；以及
-定位单元48，其与基于卫星的定位系统交互，诸如GPS(全球定位系统)。
因此无人机2配备有允许其观察危险区域和/或难以接近的区域的摄像机46。
摄像机46还允许识别在起降台1(图4和图5)的平台4上的目标21，以便允许无人机2在起降台1上正确地定位自身，如下文所述的那样。
无人机2还配备有意在为至少一个机载电池(未示出)再充电的感应板47，其意在给无人机2的各种设备部件供应电。当无人机2位于此起降台1的平台4上时，此感应板47构造成与起降台1的感应板交互，如例如在图5和图6中所示的那样。
管理系统45因此包括电气充电系统，其包括两个电磁感应板：
-其中一个安装在起降台1上且其由电池22供应电力；且
-其中另一个47安装在无人机2上。
当无人机2位于平台4上时，如图5和图6中所示，这两个电磁感应板交互，使得由电池22供应电力的起降台1的感应板以常规方式作用在无人机2的感应板47上，以便后者给无人机2的电池供应电力。
无人机2还配备有自动引导单元(未示出)，其构造成朝管理装置45的起降台1自动地引导无人机2。为此，引导单元从与要到达的位置(起降台1的GPS坐标或具体而言起降台1上的定位指示器20的位置)相关的数据确定引导命令，且其将这些引导命令传输至意在控制其飞行的无人机的常规设备部件(马达、推进器等)。
将无人机2(例如从其在图1中相对于起降台1的位置)引导至其在图5和图6中的最终位置以两个步骤执行：
-首先，引导单元使用起降台1的GPS坐标(其传输到那里)和其自己的GPS坐标(其使用定位单元48确定)引导无人机2尽可能接近起降台1；
-然后，一旦可能，无人机2的摄像机46识别起降台1上的定位指示器20的目标21，且无人机2确定此目标21的位置并使用引导单元指引其自身朝向后者以便降落在平台4上。
因此，将无人机2降落在起降台1上不需要通过控制中心的干预。
然而，如果需要的话操作者可以干预。具体而言，他可控制无人机2且手动地指引它，或发送给它另一个起降台1的GPS坐标以便朝此另一起降台1指引无人机。
此无人机2(其因此是自主的)可特别用于执行视觉检查，例如：
-在机场中的飞机的机身的顶部的；
-机场的安全区域的；
-危险的军事区域的；
-化学品仓库的；
-公司的脆弱区域的等。
关于起降台1，其特别具有以下目的：
-在安全区域中停靠无人机2；
-为停靠的无人机2的电池再充电；以及
-传递无人机2的和/或起降台1的设备部件上的数据。
一般地说，起降台1用于与无人机2和/或控制中心10的操作者交换数据。数据传输系统5特别能够传递以下数据：
-起降台1和无人机2的电池的状态；
-无人机2的摄像机46(视频、校准、红外线等)的可用性；
-无人机2的一个或多个马达的状态；
-起降台1的可用性；以及
-起降台1和无人机2的其它设备部件的状态。
为此，各个无人机2包括(如在图3中示意性示出)设有天线55的数据传输单元49，其与安装在起降台1上且设有天线12的数据传输单元11交互(发射/接收)，以便允许它们一起通信，如由符号56(表示电磁波)所示。
此外，对于管理系统45内的通信，各个无人机2还包括(如也在图3中示意性示出)设有天线58的数据传输单元57，其与安装在控制中心10中的设有天线52的数据传输单元51交互(发射/接收)，以便允许它们一起通信，如由符号53(表示电磁波)所示。
从起降台1的管理系统45内的通信可包括以下步骤中的至少一个：
-从起降台1向控制中心10传输数据的步骤，此步骤包括传输以下数据中的至少某些：
·起降台1的电池的充电的状态；
·起降台1的可用性；
·安装在起降台1上的至少一个设备部件(驱鸟器具、气象单元、太阳能电池板等)的状态；
-从控制中心10向起降台1传输数据的步骤，此步骤包括传输以下数据中的至少某些：
·对起降台1的检查请求；
·对起降台1的设备部件(例如，诸如驱鸟器具)的指令；
-从起降台1向无人机2传输数据的步骤，此步骤包括传输至少一个命令以停止无人机2的马达；以及
-从无人机2向起降台1传输数据的步骤。
通过说明的方式，管理系统45的操作(诸如上文所述)可在一个特定示例中涉及以下步骤E1至E7：
E1/安装在控制中心10中的(无人机2的)操作者向无人机2作出状态请求，如由图7中的箭头F2所示；
E2/数据(特别关于无人机2的电池水平)、其存储卡和摄像机的状态从无人机2发送到控制中心10的操作者，如由图7中的箭头F1所示；
E3/操作者决定是否可激活无人机2。此决定可以可选地由中央单元在阈值将超过或不超过的基础上自动地作出。例如，无人机2可构造成仅在其电池充电到至少75％和/或在其存储卡少于50％满量(警告消息的传输)的情况下起飞。操作者远程激活无人机2的任务，如由箭头F2所示；
E4/无人机2起飞以执行其任务。无人机2由操作者控制，或其跟随程序，如由箭头F1所示；
E5/在任何时刻，起降台1的状态可由控制中心10的操作者检查，如由箭头F3所示。起降台1发送例如关于其电池的水平、其可用性和其各种设备部件(太阳能电池板、感应板等)的可操作性的数据，如由箭头F4所示；
E6/在其任务结束时，将无人机2朝可用的起降台1指引且准备使其停靠。无人机2借助于起降台1的GPS坐标指引其自身朝可用的起降台1。无人机2(经由摄像机46)识别起降台1上的定位指示器20的目标21的位置(箭头F5)，以便正确地降落在平台4上；
E7/当电气充电系统的两个感应板已经进行接触时，无人机2的一个或多个电池再充电(箭头F6)。然后达到无人机2的任务的结束。

Claims (14)

1.一种无人机起降台，所述起降台(1)包括：
-结构(3)，其能够安装在基座上且设有用于无人机(2)的平台(4)；
-无线数据传输系统(5)，所述数据传输系统包括：
·能够与至少一个控制中心(10)通信的至少一个第一数据传输单元(8)；
·能够与至少一个无人机(2)通信的至少一个第二数据传输单元(11)；以及
-链接到所述数据传输系统(5)的中央单元(6)，
其中所述起降台另外包括至少一个计算单元(29)，其构造成计算无人机(2)的至少一个起飞路径或一个着陆路径。
2.根据权利要求1所述的起降台，其特征在于，所述起降台包括链接到所述中央单元(6)且构造成生成与所述起降台(1)相关的数据的至少一个数据生成单元(31)，这些数据中的至少一些能够经由所述数据传输系统(5)传输到所述控制中心(10)。
3.根据权利要求1和权利要求2中的一项所述的起降台，其特征在于，所述起降台另外包括至少一个电气充电系统，其能够给位于用于所述无人机(2)的所述平台(4)上的无人机(2)的电池充电，所述电气充电系统包括由电气电池(2)供应电力的电气感应板。
4.根据前述权利要求中任一项所述的起降台，其特征在于，所述起降台另外包括形成基于卫星的定位系统的部分的至少一个定位单元(43)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的起降台，其特征在于，所述起降台另外包括安装在所述结构(3)上的至少一个太阳能电池板(18)和/或至少一个气象单元(27)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的起降台，其特征在于，所述起降台另外包括用于确定所述起降台(1)的至少一个电池(22)的状态的至少一个单元(31)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的起降台，其特征在于，所述无人机平台(4)设有至少一个定位指示器(20)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的起降台，其特征在于，所述起降台另外包括至少一个驱鸟器具(24)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的起降台，其特征在于，所述起降台包括能够生成与无人机(2)相关的数据的至少一个数据生成单元(30，32)。
10.一种用于管理起降台的装置，其中，所述装置包括：至少一个控制中心(10)，以及如权利要求1至权利要求9中任一项所述的至少一个起降台(1)，所述起降台(1)经由所述数据传输系统(5)的第一数据传输单元(8)链接到所述控制中心(10)，所述控制中心配备有交互数据传输单元(41)。
11.一种用于管理至少一个无人机的系统，其中，所述系统包括如权利要求10所述的至少一个管理装置(40)和至少一个无人机(2)。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述无人机(2)配备有构造成自动地引导所述无人机(2)朝所述管理装置(40)的起降台(1)的引导单元。
13.根据权利要求11和权利要求12中的一项所述的系统，其特征在于，所述无人机(2)配备有感应板(47)，当所述无人机(2)位于此起降台(1)的平台(4)上时，所述感应板(47)意在给电池再充电且构造成与所述管理装置(40)的起降台(1)的感应板交互。
14.一种使用如权利要求11至权利要求13中任一项所述的用于管理至少一个无人机的系统来传输数据的方法，其中，所述方法包括以下步骤中的至少一个：
-从所述起降台(1)向所述控制中心(10)传输数据的第一步骤，所述第一步骤包括传输以下数据中的至少一些：
·所述起降台(1)的至少一个电池(22)的充电的状态；
·所述起降台(1)的可用性；
·安装在所述起降台(1)上的至少一个设备部件(18，27)的状态；
-从所述控制中心(10)向所述起降台(1)传输数据的第二步骤，所述第二步骤包括向所述起降台(1)传输至少一个检查请求；
-从所述起降台(1)向无人机(2)传输数据的第三步骤，所述第三步骤包括传输至少一个命令以停止所述无人机(2)的马达；以及
-从所述无人机(2)向所述起降台(1)传输数据的第四步骤。
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