CN106921193B - 一种无人机的充电方法及停机坪 - Google Patents

Abstract

本发明应用于无人机技术领域，提供了一种无人机的充电方法，包括：当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号，以使所述无人机根据所述引导信号完成降落，当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电。本发明实施例通过检测无人机的返航信号，并根据该返航信号发送引导信号，以使无人机根据该引导信号完成降落，并在该无人机降落后，对该无人机进行充电。本发明实施例提供的停机坪不仅能够为无人机的降落提供引导信号，还可以在无人机降落后进行充电，解决了现有技术中停机坪无法为无人机充电的问题，同时提供的引导信号能够帮助无人机实现精准降落。

Description

一种无人机的充电方法及停机坪

技术领域

本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机的充电方法及停机坪。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机(Unmanned Aerial Vehicle/Drones，UAV)”，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。

无人机越来越多的被应用在工业上，但是当无人机应用在工业上的时，受到电池技术的限制，使得无人机只能飞行20多分钟，严重降低了无人机在工业上的推广。同时，工业上无人机大多缺乏专门的停机坪，仅仅起到供无人机起飞与降落的作用，无法对无人机进行充电。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无人机的充电方法及停机坪，旨在解决现有技术中的停机坪除了为无人机提供起飞降落，无法对无人机进行充电的问题。

本发明是这样实现的，一种无人机的充电方法，包括：

当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号，以使所述无人机根据所述引导信号完成降落；

当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电。

进一步地，所述当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号包括：

当检测到所述无人机的返航信号时，获取所述无人机的标识信息；

从标识图案列表中查找所述无人机的标识信息对应的引导图案，根据查找到引导图案生成显示指令并发送给光电模块，以使所述光电模块根据所述显示指令发出引导信号，所述标识图案列表中包含无人机的标识信息和引导图案的对应关系，所述引导信号包括所述光电模块根据所述引导图案生成的LED灯光图案。

进一步地，所述当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号包括：

当检测到所述无人机的应答器激活信号时，获取所述应答器激活信号中的应答器编号；

根据所述应答器编号确定并激活目标应答器，并发送应答信息给所述无人机，以使所述无人机以所述应答信息为引导信号确定目标位置信息，所述应答信号包括所述目标应答器的位置信息和环境信息。

进一步地，所述当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电包括：

当检测到所述无人机的降落信号后，根据所述降落信号确认所述无人机的降落位置；

判断所述无人机的降落位置是否为充电位置，若否，则发送调整信号给所述无人机，以使所述无人机根据所述调整信号调整至所述充电位置；

若是，则连接所述无人机的充电导线，开始对所述无人机进行充电。

进一步地，所述根据所述降落信息对无人机进行充电之后，还包括：

获取所述无人机的电池信息，所述电池信息包括电量信息和电压信息；

根据所述电池信息计算所述充电完成时间，并按照预置显示方式显示所述充电完成时间、所述电量信息和所述电压信息。

进一步地，所述充电方法还包括：

当检测到所述无人机的起飞信号后，获取所述无人机的状态信息，所述无人机的状态信息包括所述无人机的重量信息、温度信息或电量信息中的一种或多种；

判断所述无人机的状态信息是否满足起飞要求，若满足，则发出允许起飞指示，若不满足，则发出禁飞警告，并显示禁飞信息，所述禁飞信息包括所述无人机的重量异常信息、温度异常信息或电量异常信息中的一种或多种。

本发明还提供了一种无人机的停机坪，包括：

引导单元，用于当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号，以使所述无人机根据所述引导信号完成降落；

充电单元，用于当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电。

进一步地，所述引导单元包括：

指示模块，用于当检测到所述无人机的返航信号时，获取所述无人机的标识信息，从标识图案列表中查找所述无人机的标识信息对应的引导图案，并根据查找到引导图案生成显示指令并发送给光电模块，所述标识图案列表中包含无人机的标识信息和引导图案的对应关系；

所述光电模块，包括若干LED灯，用于接收显示指令，并按照所述显示指令发出引导信号，所述引导信号包括根据所述显示指令生成的LED灯光图案；

应答模块，用于当检测到所述无人机的应答器激活信号时，获取所述应答器激活信号中的应答器编号，根据所述应答器编号确定并激活目标应答器，并发送应答信息给所述无人机，以使所述无人机以所述应答信息为引导信号确定目标位置信息，所述应答信号包括所述目标应答器的位置信息和环境信息。

进一步地，所述充电单元包括：

降落检测模块，用于当检测到所述无人机的降落信号后，根据所述降落信号确认所述无人机的降落位置；

充电确定模块，用于判断所述无人机的降落位置是否为充电位置，若否，则发送调整信号给所述无人机，以使所述无人机根据所述调整信号调整至所述充电位置，若是，则连接所述无人机的充电导线，开始对所述无人机进行充电；

信息提示模块，用于获取所述无人机的电池信息，所述电池信息包括电量信息和电压信息，根据所述电池信息计算所述充电完成时间，并按照预置显示方式显示所述充电完成时间、所述电量信息和所述电压信息。

进一步地，所述停机坪还包括：

获取单元，用于当检测到所述无人机的起飞信号后，获取所述无人机的状态信息，所述无人机的状态信息包括所述无人机的重量信息、温度信息或电量信息中的一种或多种；

警告单元，用于判断所述无人机的状态信息是否满足起飞要求，若满足，则发出允许起飞指示，若不满足，则发出禁飞警告，并显示禁飞信息，所述禁飞信息包括所述无人机的重量异常信息、温度异常信息或电量异常信息中的一种或多种。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明实施例通过检测无人机的返航信号，并根据该返航信号发送引导信号，以使无人机根据该引导信号完成降落，并在该无人机降落后，对该无人机进行充电。本发明实施例提供的停机坪不仅能够为无人机的降落提供引导信号，还可以在无人机降落后进行充电，解决了现有技术中停机坪无法为无人机充电的问题，同时提供的引导信号能够帮助实现无人机精准降落。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种无人机的充电方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的无人机的充电示意图；

图3是本发明另一实施例提供的一种无人机的充电方法的流程图；

图4a示出了无人机的一种双电池舱的结构示意图；

图4b示出了无人机的另一种双电池舱的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种无人机的停机坪的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种无人机的停机坪的详细结构示意图；

图7是本发明另一实施例提供的一种无人机的停机坪的结构示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的一种无人机的充电方法，包括：

S101，当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号，以使所述无人机根据所述引导信号完成降落。

在本步骤中，本发明实施例提供两种实施方式，其中：

第一种实施方式包括：

当检测到所述无人机的返航信号时，获取所述无人机的标识信息；

从标识图案列表中查找所述无人机的标识信息对应的引导图案，根据查找到引导图案生成显示指令并发送给光电模块，以使所述光电模块根据所述显示指令发出引导信号，所述标识图案列表中包含无人机的标识信息和引导图案的对应关系，所述引导信号包括所述光电模块根据所述引导图案生成的LED灯光图案。

具体地，本发明实施例提供的停机坪上有光电模块，该光电模块包括若干LED灯，LED灯能够根据显示指令显示对应的灯光图案，该灯光图案能够明确地引导无人机降落。无人机的底部安装有图像采集装置，能够识别停机坪上显示的LED光电图案，当无人机采集到LED光电图案之后，将与自身内置的目标位置的LED光电图案进行对比，当采集的LED光电图案与内置的目标位置的LED光电图案达到一定的吻合度之后，无人机将进行降落。

本步骤的第二种实施方式包括：

当检测到所述无人机的应答器激活信号时，获取所述应答器激活信号中的应答器编号；

根据所述应答器编号确定并激活目标应答器，并发送应答信息给所述无人机，以使所述无人机以所述应答信息为引导信号确定目标位置信息，所述应答信号包括所述目标应答器的位置信息和环境信息。

具体地，在本实施方式中，停机坪上布置有若干应答器，并内置一数据库，该数据库中保存有每一个应答器的编号和该应答器的位置信息及其环境信息，无人机上同时也具备与停机坪相同的数据库。无人机上安装有阅读器，该阅读器能与停机坪上的应答器进行信息交互。当无人机接收到返航的指示信号后，将以广播式的方式发出应答器激活信号，该应答器激活信号中包含有该无人机需要降落的应答器编号。停机坪接收到无人机的应答器激活信号后，将确定需要激活的目标应答器，在完成目标应答器激活后，停机坪将向无人机发送应答信号，该应答信号包括该目标应答器的位置信息和环境信息。无人机根据接收到的应答信息及自身的位置信息进行对比，计算得到降落路线，并根据该降落路线进行降落。更具体地，应答器为超高频无源应答器，其与无人机通过射频识别(RFID，Radio FrequencyIdentification)技术进行信息交互。

S102，当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电。

在本步骤中，停机坪检测到无人机的降落信号后，根据该降落信号确认该无人机的降落位置，判断该无人机的降落位置是否为正确的充电位置，若否，则发送调整信号给该无人机，以使该无人机根据所述调整信号调整至该正确的充电位置，若是，则连接该无人机的充电导线，开始对该无人机进行充电。当停机坪连接该无人机的充电导线开始对无人机进行充电时，将获取该无人机的电池信息，该电池信息包括电量信息和电压信息，根据所述电池信息计算该无人机的电池的充电完成时间，并按照预置显示方式显示该充电完成时间、该电量信息和该电压信息。具体地，在实际应用中，如图2所示，当无人机降落在正确的充电位置时，通过绑定在无人机的脚架上的充电导线与停机坪上的充电板接触，开始进行快速充电，无人机脚架上的充电导线的一端与停机坪上的充电板相连接，另外一端将连接无人机内置的转换器，该转换器与无人机的电源模块相连接，充电导线的获取的电压经转换器进行高低压转换后对无人机的电源模块充电。

在本发明提供的上述实施例中，当停机坪检测到无人机的返航信号后，将发送引导信号，以使无人机根据该引导信号完成降落，并在该无人机完成降落后，对该无人机进行充电。本发明实施例能够为无人机提供引导信号，以使无人机根据该引导信号完成降落，并对该无人机进行充电，解决了无人机在工业应用中续航不足，无法及时充电的问题。

图3示出了本发明提供的另一实施例，一种无人机的充电方法，包括：

S301，当检测到所述无人机的起飞信号后，获取所述无人机的状态信息，所述无人机的状态信息包括所述无人机的重量信息、温度信息或电量信息中的一种或多种。

在本步骤中，停机坪作为无人机的起飞平台，在无人机进行起飞前，将对无人机进行状态信息的检测，以获取无人机的状态信息。

S302，判断所述无人机的状态信息是否满足起飞要求，若满足，则发出允许起飞指示，若不满足，则发出禁飞警告，并显示禁飞信息，所述禁飞信息包括所述无人机的重量异常信息、温度异常信息或电量异常信息中的一种或多种。

在本步骤中，距离判断的状态信息包括：

重量判断：

本发明实施例提供的停机坪上装有重量感应器，能够检测无人机的重量。停机坪上内置的数据库中保存有每一型号的无人机的标准重量，并保存该无人家上携带的各个器件的对应重量，停机坪在获取无人机当前的重量后，将与数据库中的标准重量进行对比，当判断实际检测到的无人机的重量与标准重量不符时，将提示当前无人机可能缺少相关器件，进一步地，根据实际检测到无人机的重量和标准重量之间的重量差，对比保存的各个器件的对应重量，得出无人机缺少的部件，并继续提示该无人机可能缺少的器件。

温度判断：

本发明实施例提供的停机坪的上安装有红外热像仪，该红外热像仪的检测部位对准降落在停机坪上的无人机，该红外热像仪检测无人机温度分布的异常，重点检测无人机的飞控板及各电机的红外热场的分布，当检测到的红外热场超出预置红外热场时，将发出禁飞警告，并显示禁飞提示，该禁飞提示包括该无人机出现温度异常，及温度异常的具体部位，更进一步地，停机坪还可以根据检测到的无人机的红外热场，实时显示该无人机不同部位的不同温度。

电量判断：

无人机电池舱中的电池检验模块实时检测电池的电量信息，并将检测到的电量信息发送给停机坪，停机坪根据接收到的电量进行飞行判断，判断依据是从数据库中获取该无人机此次飞行的飞行计划，并依据该飞行计划计算得出的预计消耗电量，若判断当前无人机的电池足以支撑该无人机的飞行计划所需的消耗电量，则不发出提示或发出允许起飞的提示，若判断不足以支撑时，将发出禁飞警告，同时显示禁飞信息，该禁飞信息用于提示该无人机的当前电量不足以完成此次飞行计划。

更具体地，在本步骤中，禁飞警告包括按照预置图案显示对应禁飞标识，还包括LED闪烁报警、声音报警等。

S303，当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号，以使所述无人机根据所述引导信号完成降落。

在本步骤中，无人机发送出返航信号可以是根据接收到外部系统传输的返航指令生成，也可以是无人机根据自身的电量信息判断需返航充电，或者无人机已完成飞行计划后发出的返航信号。

S304，当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电。

本步骤中，本发明实施例提供的停机坪的包括电源供电模块(220V供电或者化学蓄电池供电)、充电板(圆形停机坪，自身携带降压模块，输出给无人机电池充电的电流)结构，无人机采用双电池舱设计，双电池舱含有无人机的电池检测模块，用于检测电池电压并给出是否需要进行充电的信号。具体地，双电池舱的包括两种结构图，图4a示出了第一种双电池舱结构：电池竖直放置，结构简单，节省空间与重量。图4b示出了第二种电池舱结构：电池均为横向放置，有利于降低无人机总体重心。图4b中的双电池舱设计既可以选择一个电池横向摆放，也可以选择两个电池纵向摆放，按实际需求来定，比较灵活。

本发明实施例提供了一种解决无人机在工业应用中当出现续航能力不足时的解决方案，当检测到无人机的返航信号后，将给该无人机提供引导信号，使该无人机能够完成后降落，在该无人机完成降落后为无人机充电，同时能够根据检测到的无人机的状况信息给出无人机起飞的建议，增强了无人机在永夜应用中的飞行安全可靠性。

图5示出了本发明实施例提供的一种无人机的停机坪，包括：

引导单元501，用于当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号，以使所述无人机根据所述引导信号完成降落；

充电单元502，用于当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电。

进一步地，如图6所示，引导单元501包括：

指示模块5011，用于当检测到所述无人机的返航信号时，获取所述无人机的标识信息，从标识图案列表中查找所述无人机的标识信息对应的引导图案，并根据查找到引导图案生成显示指令并发送给光电模块5012，所述标识图案列表中包含无人机的标识信息和引导图案的对应关系；

光电模块5012，包括若干LED灯，用于接收显示指令，并按照所述显示指令发出引导信号，所述引导信号包括根据所述显示指令生成的LED灯光图案；

应答模块5013，用于当检测到所述无人机的应答器激活信号时，获取所述应答器激活信号中的应答器编号，根据所述应答器编号确定并激活目标应答器，并发送应答信息给所述无人机，以使所述无人机以所述应答信息为引导信号确定目标位置信息，所述应答信号包括所述目标应答器的位置信息和环境信息。

充电单元502包括：

降落检测模块5021，用于当检测到所述无人机的降落信号后，根据所述降落信号确认所述无人机的降落位置；

充电确定模块5022，用于判断所述无人机的降落位置是否为充电位置，若否，则发送调整信号给所述无人机，以使所述无人机根据所述调整信号调整至所述充电位置，若是，则连接所述无人机的充电导线，开始对所述无人机进行充电；

信息提示模块5023，用于获取所述无人机的电池信息，所述电池信息包括电量信息和电压信息，根据所述电池信息计算所述充电完成时间，并按照预置显示方式显示所述充电完成时间、所述电量信息和所述电压信息。

图7示出了本发明实施例提供的一种无人机的停机坪，包括：

获取单元701，用于当检测到所述无人机的起飞信号后，获取所述无人机的状态信息，所述无人机的状态信息包括所述无人机的重量信息、温度信息或电量信息中的一种或多种；

警告单元702，用于判断所述无人机的状态信息是否满足起飞要求，若满足，则发出允许起飞指示，若不满足，则发出禁飞警告，并显示禁飞信息，所述禁飞信息包括所述无人机的重量异常信息、温度异常信息或电量异常信息中的一种或多种；

引导单元703，用于当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号，以使所述无人机根据所述引导信号完成降落；

充电单元704，用于当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无人机的充电方法，其特征在于，包括：

当检测到所述无人机的起飞信号后，获取所述无人机的状态信息，所述无人机的状态信息包括所述无人机的重量信息、温度信息或电量信息中的一种或多种；

判断所述无人机的状态信息是否满足起飞要求，若满足，则发出允许起飞指示，若不满足，则发出禁飞警告，并显示禁飞信息，所述禁飞信息包括所述无人机的重量异常信息、温度异常信息或电量异常信息中的一种或多种；

其中，在状态信息为重量信息以及所述禁飞信息为重量异常信息时，所述判断所述无人机的状态信息是否满足起飞要求，若满足，则发出允许起飞指示，若不满足，则发出禁飞警告，并显示禁飞信息包括：将所述无人机当前的重量信息与数据库中保存的标准重量进行对比；判断所述无人机当前的重量信息与所述标准重量是否相符；若所述无人机当前的重量信息与所述标准重量相符，则发出允许起飞指示；若所述无人机当前的重量信息与所述标准重量不符，则发出禁飞警告，并根据所述无人机当前的重量信息与所述标准重量的重量差，对比所述数据库中保存的所述无人机上携带的各个器件的对应重量，确定所述无人机缺少的器件；基于所述缺少的器件生成所述重量异常信息进行显示；

当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号，以使所述无人机根据所述引导信号完成降落；

当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电。

2.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号包括：

当检测到所述无人机的返航信号时，获取所述无人机的标识信息；

从标识图案列表中查找所述无人机的标识信息对应的引导图案，根据查找到引导图案生成显示指令并发送给光电模块，以使所述光电模块根据所述显示指令发出引导信号，所述标识图案列表中包含无人机的标识信息和引导图案的对应关系，所述引导信号包括所述光电模块根据所述引导图案生成的LED灯光图案。

3.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号包括：

当检测到所述无人机的应答器激活信号时，获取所述应答器激活信号中的应答器编号；

根据所述应答器编号确定并激活目标应答器，并发送应答信息给所述无人机，以使所述无人机以所述应答信息为引导信号确定目标位置信息，所述应答信号包括所述目标应答器的位置信息和环境信息。

4.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电包括：

当检测到所述无人机的降落信号后，根据所述降落信号确认所述无人机的降落位置；

判断所述无人机的降落位置是否为充电位置，若否，则发送调整信号给所述无人机，以使所述无人机根据所述调整信号调整至所述充电位置；

若是，则连接所述无人机的充电导线，开始对所述无人机进行充电。

5.如权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述根据所述降落信息对无人机进行充电之后，还包括：

获取所述无人机的电池信息，所述电池信息包括电量信息和电压信息；

根据所述电池信息计算所述充电完成时间，并按照预置显示方式显示所述充电完成时间、所述电量信息和所述电压信息。

6.一种无人机的停机坪，其特征在于，包括：

获取单元，用于当检测到所述无人机的起飞信号后，获取所述无人机的状态信息，所述无人机的状态信息包括所述无人机的重量信息、温度信息或电量信息中的一种或多种；

警告单元，用于判断所述无人机的状态信息是否满足起飞要求，若满足，则发出允许起飞指示，若不满足，则发出禁飞警告，并显示禁飞信息，所述禁飞信息包括所述无人机的重量异常信息、温度异常信息或电量异常信息中的一种或多种；

其中，在状态信息为重量信息以及所述禁飞信息为重量异常信息时，所述警告单元具体用于：将所述无人机当前的重量信息与数据库中保存的标准重量进行对比；判断所述无人机当前的重量信息与所述标准重量是否相符；若所述无人机当前的重量信息与所述标准重量相符，则发出允许起飞指示；若所述无人机当前的重量信息与所述标准重量不符，则发出禁飞警告，并根据所述无人机当前的重量信息与所述标准重量的重量差，对比所述数据库中保存的所述无人机上携带的各个器件的对应重量，确定所述无人机缺少的器件；基于所述缺少的器件生成所述重量异常信息进行显示；

引导单元，用于当检测到无人机的返航信号时，发送引导信号，以使所述无人机根据所述引导信号完成降落；

充电单元，用于当检测到无人机降落后，获取所述无人机的降落信息，根据所述降落信息对无人机进行充电。

7.如权利要求6所述的停机坪，其特征在于，所述引导单元包括：

指示模块，用于当检测到所述无人机的返航信号时，获取所述无人机的标识信息，从标识图案列表中查找所述无人机的标识信息对应的引导图案，并根据查找到引导图案生成显示指令并发送给光电模块，所述标识图案列表中包含无人机的标识信息和引导图案的对应关系；

所述光电模块，包括若干LED灯，用于接收显示指令，并按照所述显示指令发出引导信号，所述引导信号包括根据所述显示指令生成的LED灯光图案；

应答模块，用于当检测到所述无人机的应答器激活信号时，获取所述应答器激活信号中的应答器编号，根据所述应答器编号确定并激活目标应答器，并发送应答信息给所述无人机，以使所述无人机以所述应答信息为引导信号确定目标位置信息，所述应答信号包括所述目标应答器的位置信息和环境信息。

8.如权利要求6所述的停机坪，其特征在于，所述充电单元包括：

降落检测模块，用于当检测到所述无人机的降落信号后，根据所述降落信号确认所述无人机的降落位置；

充电确定模块，用于判断所述无人机的降落位置是否为充电位置，若否，则发送调整信号给所述无人机，以使所述无人机根据所述调整信号调整至所述充电位置，若是，则连接所述无人机的充电导线，开始对所述无人机进行充电；

信息提示模块，用于获取所述无人机的电池信息，所述电池信息包括电量信息和电压信息，根据所述电池信息计算所述充电完成时间，并按照预置显示方式显示所述充电完成时间、所述电量信息和所述电压信息。

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