CN107863804A - 基于无人值守平台的无人机充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于无人值守平台的无人机充电系统，包括与无人机四旋翼无人机，无人机的充电接口位于无人机的支撑脚上，无人机上还设置有与无人机飞控系统连接的DSP，所述DSP上还连接有设置在无人机底部镜头垂直水平面向下的摄像头组，还包括与无人机支撑脚匹配的充电桩，所述充电桩中心设置有与摄像头组匹配的标识图像；本系统基于图像识别技术，由摄像头组识别充电桩的标识图像，将标识图像发送到DSP进行处理，计算无人机与标识图像的水平误差，飞控系统根据水平误差控制无人机动作；当无人机飞到充电桩正上方时，开始降落，使设置在无人机底部的充电接口与充电桩连接，对无人机进行充电。

Description

基于无人值守平台的无人机充电系统
技术领域
本发明涉及一种无人机降落辅助系统，具体涉及基于无人值守平台的无人机充电系统。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“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，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。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、微型自拍、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，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。
现有的无人机充电一般依赖人工插入充电接口的方法实现，效率较低，在偏远地区难以普及。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的无人机充电一般依赖人工插入充电接口的方法实现，效率较低，在偏远地区难以普及，目的在于提供基于无人值守平台的无人机充电系统，解决现有的无人机充电一般依赖人工插入充电接口的方法实现，效率较低，在偏远地区难以普及的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
基于无人值守平台的无人机充电系统，包括与无人机四旋翼无人机，无人机的充电接口位于无人机的支撑脚上，无人机上还设置有与无人机飞控系统连接的DSP，所述DSP上还连接有设置在无人机底部镜头垂直水平面向下的摄像头组，还包括与无人机支撑脚匹配的充电桩，所述充电桩中心设置有与摄像头组匹配的标识图像；
飞控系统：接收DSP发送水平偏差参数，根据水平偏差参数控制无人机飞行；
DSP：接收摄像头组发送的标识图像数据，处理后生成无人机与标识图像的水平偏差参数；
摄像头组：向地面拍摄照片，生成标识图像参数发送到DSP。
本系统基于图像识别技术，由摄像头组识别充电桩的标识图像，将标识图像发送到DSP进行处理，计算无人机与标识图像的水平误差，飞控系统根据水平误差控制无人机动作；当无人机飞到充电桩正上方时，开始降落，使设置在无人机底部的充电接口与充电桩连接，对无人机进行充电。
所述无人机上还设置有与DSP连接的近场信号接收装置，所述充电装置上连接有现场控制器，所述现场控制器上设置有近场信号发送装置。系统的启动依赖近场信号接收装置和近场信号发送装置的匹配完成，近场信号发送装置位于充电桩上，向外发送近场通信信号，信号的有效发送范围小于10m，近场信号接收装置位于无人机上，当近场信号接收装置接收到近场信号发送装置发送的近场通信信号时，意味着无人机位于着陆点10m之内，近场信号接收装置发送触发信号到DSP，开启摄像头组。
所述摄像头组为四个分别设置在无人机四个旋翼下的摄像头。由于摄像头之间距离越大越有利于多摄像头图像处理和定位，而四旋翼无人机中距离最远的位置就是无人机四个旋翼下方。
所述充电装置通过蓄电池与电力线连接。蓄电池不仅能在停电的时候为无人机充电，还能承担整流变压任务。
所述现场控制器上还连接有照明系统。在无人机上安装照明设备会影响无人机的起飞重量和续航，而为了便于无人机夜间着陆时能清晰的识别地面的标识，只能在充电桩上安装值与现场控制器连接的照明系统。
所述充电桩包括一个水平的支撑板，在水平的支撑板上嵌入与无人机的支撑脚匹配的充电槽，所述充电槽为凸出支撑板的开口由上到下逐渐减小的凹槽。采用上述结构的充电桩，充电接口为“V”字型，在无人机降落时，由于开口较大，便于将无人机的支撑脚导入充电槽中。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明基于无人值守平台的无人机充电系统，自动为无人机进行充电，有效的解决了偏远地区布设无人机的充电问题；
2、本发明基于无人值守平台的无人机充电系统，基于现有的成熟的图像识别技术，可靠性高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明充电桩结构示意图。
1-支撑板；2-充电槽；4-支撑脚；5-蓄电池。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本发明基于无人值守平台的无人机充电系统，包括与无人机四旋翼无人机，无人机的充电接口位于无人机的支撑脚4上，无人机上还设置有与无人机飞控系统连接的ADSP21DSP，所述DSP上还连接有设置在无人机底部镜头垂直水平面向下的摄像头组，还包括与无人机支撑脚4匹配的充电桩，所述充电桩中心设置有与摄像头组匹配的标识图像；本系统基于图像识别技术，由摄像头组识别充电桩的标识图像，将标识图像发送到DSP进行处理，计算无人机与标识图像的水平误差，飞控系统根据水平误差控制无人机动作；当无人机飞到充电桩正上方时，开始降落，使设置在无人机底部的充电接口与充电桩连接，对无人机进行充电。所述无人机上还设置有与DSP连接的RF近场信号接收装置，所述充电装置上连接有AT89S52现场控制器，所述现场控制器上设置有RF近场信号发送装置。系统的启动依赖近场信号接收装置和近场信号发送装置的匹配完成，近场信号发送装置位于充电桩上，向外发送近场通信信号，信号的有效发送范围小于10m，近场信号接收装置位于无人机上，当近场信号接收装置接收到近场信号发送装置发送的近场通信信号时，意味着无人机位于着陆点10m之内，近场信号接收装置发送触发信号到DSP，开启摄像头组。所述摄像头组为四个分别设置在无人机四个旋翼下的摄像头。由于摄像头之间距离越大越有利于多摄像头图像处理和定位，而四旋翼无人机中距离最远的位置就是无人机四个旋翼下方。所述充电装置通过蓄电池5与电力线连接。蓄电池5不仅能在停电的时候为无人机充电，还能承担整流变压任务。所述现场控制器上还连接有LED照明系统。在无人机上安装照明设备会影响无人机的起飞重量和续航，而为了便于无人机夜间着陆时能清晰的识别地面的标识，只能在充电桩上安装值与现场控制器连接的照明系统。所述充电桩包括一个水平的支撑板1，在水平的支撑板1上嵌入与无人机的支撑脚4匹配的充电槽2，所述充电槽2为凸出支撑板1的开口由上到下逐渐减小的凹槽。采用上述结构的充电桩，充电接口为“V”字型，在无人机降落时，由于开口较大，便于将无人机的支撑脚4导入充电槽2中。
飞控系统：接收DSP发送水平偏差参数，根据水平偏差参数控制无人机飞行；
DSP：接收摄像头组发送的标识图像数据，处理后生成无人机与标识图像的水平偏差参数；
摄像头组：向地面拍摄照片，生成标识图像参数发送到DSP。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于无人值守平台的无人机充电系统，包括与无人机四旋翼无人机，其特征在于，无人机的充电接口位于无人机的支撑脚上，无人机上还设置有与无人机飞控系统连接的DSP，所述DSP上还连接有设置在无人机底部镜头垂直水平面向下的摄像头组，还包括与无人机支撑脚匹配的充电桩，所述充电桩中心设置有与摄像头组匹配的标识图像；
飞控系统：接收DSP发送水平偏差参数，根据水平偏差参数控制无人机飞行；
DSP：接收摄像头组发送的标识图像数据，处理后生成无人机与标识图像的水平偏差参数；
摄像头组：向地面拍摄照片生成标识图像参数发送到DSP。
2.根据权利要求1所述的基于无人值守平台的无人机充电系统，其特征在于，所述无人机上还设置有与DSP连接的近场信号接收装置，所述充电装置上连接有现场控制器，所述现场控制器上设置有近场信号发送装置。
3.根据权利要求2所述的基于无人值守平台的无人机充电系统，其特征在于，所述摄像头组为四个分别设置在无人机四个旋翼下的摄像头。
4.根据权利要求1所述的基于无人值守平台的无人机充电系统，其特征在于，所述充电装置通过蓄电池与电力线连接。
5.根据权利要求1所述的基于无人值守平台的无人机充电系统，其特征在于，所述现场控制器上还连接有照明系统。
6.根据权利要求1所述的基于无人值守平台的无人机充电系统，其特征在于，所述充电桩包括一个水平的支撑板，在水平的支撑板上嵌入与无人机的支撑脚匹配的充电槽，所述充电槽为凸出支撑板的开口由上到下逐渐减小的凹槽。
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