CN108081991A - 无线移动充电方法、装置及无人飞行器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种无线移动充电方法、装置及无人飞行器系统。无线移动充电方法包括：获取移动目标拍摄的包括无线充电装置的图像信息；依据图像信息计算出移动目标与无线充电装置之间的相对距离值和相对速度值；依据相对距离值和相对速度值，控制移动目标移动至无线充电装置的工作区域内，无线充电装置向移动目标充电；控制无线充电装置与移动目标的相对位移处于工作区域内并持续充电；当检测到移动目标的充电量达到预定电量时，移动目标按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。本发明具有移动目标无需关机停止，可以边执行任务边充电，实现方式简单、快捷，且拓展了移动目标的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及移动充电技术领域，尤其涉及一种无线移动充电方法、装置及无人飞行器系统。
背景技术
近年来，随着无人机技术的发展，无人机日益在人们生活工作中占据越来越重要的角色，在生活娱乐、遥感测绘、边海防巡逻、森林防火巡逻、管道巡线、警务执法、物流快递、农业生产等方面都有相关的应用报道。而且应用领域还在不断扩大。当前无人机多采用锂电池供电，为保证飞行、减轻飞行重量，通常不会将锂电池容量续航时间有限，空中飞行时间和续航里程会大大受限，
而充电多采用有线充电的方式，这限制了无人机应用领域及应用效果的进一步拓展。部分提供无线充电功能的无人机也需将无人机停泊在固定区域，不适应需要移动充能的应用环境。
发明内容
本发明实施例提供了一种无线移动充电方法、装置及无人飞行器系统，用以解决现有技术中存在的移动目标因电量原因而影响执行任务的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种无线移动充电方法，所述方法包括：
获取移动目标拍摄的包括无线充电装置的图像信息；
依据所述图像信息计算出所述移动目标与所述无线充电装置之间的相对距离值和相对速度值；
依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电；
控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
当检测到所述移动目标的充电量达到预定电量时，所述移动目标按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
作为本发明的一个优选实施例，所述控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电进一步包括：
间隔预设时间获取所述移动目标与所述无线充电装置的相对位置变化值；
当所述相对位置变化值大于等于预设充电距离值时，调整所述移动目标与所述无线充电装置的所述相对位移处于所述工作区域内，并持续充电。
作为本发明的一个优选实施例，所述依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电，进一步包括：
当所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内时，所述移动目标与所述无线充电装置之间产生磁耦合作用，所述无线充电装置采用磁共振无线充电方式向所述移动目标充电。
作为本发明的一个优选实施例，所述无线充电装置充电部设有图像标识，以便于所述移动目标拍摄识别出充电位置。
作为本发明的一个优选实施例，所述控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电进一步包括：
控制所述无线充电装置与所述移动目标同向移动，且所述无线充电装置与所述移动目标的移动速度大小相同，以便所述相对位移处于所述工作区域内并持续充电。
作为本发明的一个优选实施例，所述控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电进一步包括：
检测所述移动目标充电时的电流变化值，当所述电流变化值大于等于预设的电流变化容忍值时，所述移动目标拍摄包括所述无线充电装置的图像来调整所述移动目标与所述无线充电装置的相对位置；
当检测到所述移动目标的电流变化值小于所述预设的电流变化容忍值时，则所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内；
持续向所述移动目标充电。
作为本发明的一个优选实施例，所述移动目标为带有摄像头的无人飞行器、电动汽车、电动玩具。
另一方面，本发明还提供一种无线移动充电装置，所述无线移动充电装置包括：
图像获取模块，用于获取移动目标拍摄的包括无线充电装置的图像信息；
计算模块，用于依据所述图像信息计算出所述移动目标与所述无线充电装置之间的相对距离值和相对速度值；
控制模块，依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电；
持续充电控制模块，用于控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
充电量检测模块，用于当检测到所述移动目标的充电量达到预定电量时，所述移动目标按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
又一方面，本发明还提供一种无人飞行器系统，所述无人飞行器系统包括：无人飞行器和无线移动充电电源，所述无人飞行器包括：处理器、存储器和设于所述无人飞行器上的摄像头和无线充电接收器，所述无线移动充电电源包括无线充电发射器，所述处理器调用所述存储器中存储的程序指令用以实现以下步骤：
获取所述摄像头拍摄的包括所述无线充电发射器的图像信息；
依据所述图像信息计算出所述无人飞行器与所述无线充电发射器之间的相对距离值和相对速度值；
依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述无人飞行器移动至所述无线充电发射器的工作区域内，所述无线充电发射器向所述无人飞行器充电；
控制所述无线充电发射器与所述无人飞行器的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
当检测到所述无人飞行器的充电量达到预定电量时，所述无人飞行器按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
作为本发明的一个优选实施例，所述无人充电发射器包括N个第一谐振器，所述无线充电接收器包括至少一个第二谐振器，所述N为大于等于3的自然数，所述无线充电发射器的N个第一谐振器与所述无人充电接收器的至少一个第二谐振器产生磁耦合作用，以便所述无线充电发射器向所述无人飞行器充电。
本发明实施例提供的无线移动充电方法、装置及无人飞行器系统通过采用移动目标自身携带的摄像头来定位无线充电发射器与移动目标之间的位置，确保所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电，并且保证在较佳状态下充电，缩短充电时间，保证移动目标执行任务中能有充足电量的同时，还能及时完成执行的任务。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例1的无线移动充电方法的流程示意图。
图2示出了本发明实施例2的无线移动充电装置的结构示意图。
图3示出了本发明实施例3的无人飞行器系统的结构示意图。
图4示出了本发明实施例4的无人飞行器系统的结构示意图。
图5示出了本发明实施例4的无线充电设备的结构示意图。
图6示出了本发明实施例4的无人飞行器的结构示意图。
图7示出了本发明实施例5的无线充电设备的结构示意图。
图8示出了本发明实施例5的无人飞行器的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，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描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例1
请参见图1，本发明实施例提供了一种无线移动充电方法，所述方法包括以下步骤：
S1、获取移动目标拍摄的包括无线充电装置的图像信息；
S2、依据所述图像信息计算出所述移动目标与所述无线充电装置之间的相对距离值和相对速度值；
S3、依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电；
S4、控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
S5、当检测到所述移动目标的充电量达到预定电量时，所述移动目标按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
本发明实施例提供的无线移动充电方法通过采用移动目标自身携带的摄像头来定位无线充电发射器与移动目标之间的位置，确保所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电，并且保证在较佳状态下充电，缩短充电时间，保证移动目标执行任务中能有充足电量的同时，还能及时完成执行的任务。
作为本发明的一个优选实施例，所述控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电进一步包括：
间隔预设时间获取所述移动目标与所述无线充电装置的相对位置变化值；
当所述相对位置变化值大于等于预设充电距离值时，调整所述移动目标与所述无线充电装置的所述相对位移处于所述工作区域内，并持续充电。
作为本发明的一个优选实施例，所述依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电，进一步包括：
当所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内时，所述移动目标与所述无线充电装置之间产生磁耦合作用，所述无线充电装置采用磁共振无线充电方式向所述移动目标充电。
作为本发明的一个优选实施例，所述无线充电装置充电部设有图像标识，以便于所述移动目标拍摄识别出充电位置。
作为本发明的一个优选实施例，所述控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电进一步包括：
控制所述无线充电装置与所述移动目标同向移动，且所述无线充电装置与所述移动目标的移动速度大小相同，以便所述相对位移处于所述工作区域内并持续充电。
当然，还可以是无线充电装置相对地面不发生移动，而移动目标若是空中飞行的可以暂时处于悬停状态，进行充电。也可以是移动目标绕无线充电装置以一个预定的半径移动，进行充电。
作为本发明的一个优选实施例，所述控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电进一步包括：
检测所述移动目标充电时的电流变化值，当所述电流变化值大于等于预设的电流变化容忍值时，所述移动目标拍摄包括所述无线充电装置的图像来调整所述移动目标与所述无线充电装置的相对位置；
当检测到所述移动目标的电流变化值小于所述预设的电流变化容忍值时，则所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内；
持续向所述移动目标充电。
作为本发明的一个优选实施例，所述移动目标为带有摄像头的无人飞行器、电动汽车、电动玩具。
上述无线充电装置可以是安装在运动工具上，如汽车、自行车，或者无线充电装置自身设置驱动移动的系统，如无线充电装置靠近底面的一端设置轮子，无线充电装置安装有驱动马达，驱动轮子移动，从而使得无线充电装置移动。
实施例2
请参见图2，本发明还提供一种无线移动充电装置，所述无线移动充电装置包括：
图像获取模块1，用于获取移动目标拍摄的包括无线充电装置的图像信息；
计算模块2，用于依据所述图像信息计算出所述移动目标与所述无线充电装置之间的相对距离值和相对速度值；
控制模块3，依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电；
持续充电控制模块4，用于控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
充电量检测模块5，用于当检测到所述移动目标的充电量达到预定电量时，所述移动目标按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
本发明实施例提供的无线移动充电装置通过采用移动目标自身携带的摄像头来定位无线充电发射器与移动目标之间的位置，确保所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电，并且保证在较佳状态下充电，缩短充电时间，保证移动目标执行任务中能有充足电量的同时，还能及时完成执行的任务。
实施例3
本发明还提供一种无人飞行器系统，所述无人飞行器系统包括：无人飞行器200和无线移动充电电源100，所述无人飞行器200包括：处理器201、存储器202和设于所述无人飞行器200上的摄像头203和无线充电接收器204，所述无线移动充电电源100包括无线充电发射器101，所述处理器调用所述存储器中存储的程序指令用以实现以下步骤：
获取无人飞行器200的所述摄像头203拍摄的包括所述无线充电发射器101的图像信息；
依据所述图像信息计算出所述无人飞行器200与所述无线充电发射器101之间的相对距离值和相对速度值；
依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述无人飞行器200移动至所述无线充电发射器101的工作区域内，所述无线充电发射器101向所述无人飞行器200充电；
控制所述无线充电发射器101与所述无人飞行器200的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
当检测到所述无人飞行器200的充电量达到预定电量时，所述无人飞行器10按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
作为本发明的一个优选实施例，所述无人充电发射器包括N个第一谐振器，所述无线充电接收器包括至少一个第二谐振器，所述N为大于等于3的自然数，所述无线充电发射器的N个第一谐振器与所述无人充电接收器的至少一个第二谐振器产生磁耦合作用，以便所述无线充电发射器向所述无人飞行器充电。
在一个具体实施例中，上述处理器还包括图像跟踪处理单元，用于实时发送图像跟踪指令，控制摄像头跟踪无线充电发射器的位置。在执行飞行任务的过程中，摄像头将拍摄到的图像实时发送给图像跟踪处理单元，图像跟踪处理单元对接收到的图像进行分析处理，发出飞控指令，实现避障、追踪等功能。
当图像跟踪处理单元通过接收到的图像信息发现了移动中的无线充电发射器时，无人飞行器判断自身电量情况，若电量储备充足，则无人飞行器继续执行飞行任务；若无人飞行器电量储备不足，则图像跟踪处理单元根据图像信息计算无人飞行器和无线充电发射端的位置差和速度差，发出飞控指令，指导无人飞行器追踪并靠近无线充电发射器。
当无人飞行器上的无线充电接收器和无线充电发射器开始磁耦合时，无线充电发射器给无人飞行器充电。在充电电流变化时，根据摄像头拍摄到图像变化来判断无人飞行器和无线充电模块间的相对位置，计算无人飞行器获得最佳充电效果时，无人飞行器和无线充电发射器间的最佳相对位置，通过图像跟踪处理单元调整无人飞行器的飞行，保持所述最佳相对位置。当充电过程完成时，无人飞行器改变速度，飞离无线充电发射器，继续执行预定的飞行任务。
进一步地，为控制所述无人飞行器200的飞行，还包括遥控器，无人飞行器200依据遥控器发出的控制指令进行相关任务，控制无人飞行器的飞行和摄像头拍摄包括无线充电接收器的图像。
此外，在另一具体实施例中，无线移动充电电源运动的最大加速度和最大速度均小于无人飞行器，这样设置，是因为无线移动充电电源是随机运动的，只有无人飞行器的最大速度大于无线移动充电电源，无人飞行器才能追的上无线移动充电电源。只有无人飞行器的加速度大于无线移动充电电源才能保证无人飞行器能实时调整需要的前进方向和角度以满足追踪要求。上述无线充电发射器表面具有一定的图像标识，且无线充电发射器的面积远大于无线充电接收器的面积，上述无线充电发射器与无线充电接收器之间采用磁共振无线充电技术，无线充电发射器和无线充电接收器组成松耦合系统，使得无线充电发射器和接收器在垂直方向上的距离允许存在一定的偏差和变动。
本发明的无人飞行器系统给处于飞行状态的无人飞行器充电，使得无人飞行器不必为了充能而进行起降操作，延长了无人飞行器的留空时间和续航能力，提高了无人飞行器执行任务时的机动性，有利于进一步拓展无人飞行器的应用领域。
实施例4
请参阅图4至6，本发明提供了一种无线充电设备10，用于为无人飞行器20充电，其包括：用于驱动所述无线充电设备10运动的驱动机构11、用于向所述无人飞行器20充电的无线充电发射装置12、设置于所述无人飞行器20上的无线充电接收装置13及用于与所述无人飞行器20通讯的第一通讯装置14；其中，所述驱动机构11、所述无线充电发射装置12及所述第一通讯装置14设置于所述无线充电设备10的本体10a上。通过设置在所述无线充电设备10的本体10a上的驱动机构11可以驱动所述无线充电设备10随机运动或者跟随所述无人飞行器20运动。
优选地，所述无线充电发射装置12包括无线充电发射器12a，所述无线充电接收装置13包括无线充电接收器13a；所述无线充电发射器12a与所述无线充电接收器13a磁耦合连接，以进行无线充电。避免了传统有线连接充电的繁琐，所述无线充电发射装置12随时可以对所述无人飞行器20进行快捷方便的无线充电。
优选地，所述无线充电发射器12a包括N个呈矩阵排列的第一谐振器12b，所述无线充电接收器13a包括至少一个第二谐振器13b，所述N为大于等于3的自然数，所述无线充电发射器12a的N个第一谐振器12b与所述无线充电接收器13a的至少1个第二谐振器13b产生磁耦合作用，以便所述无线充电发射器12a向所述无人飞行器20充电。设置多个第一谐振器12b可以实现同时对多个所述无人飞行器20进行无线充电，并且由于所述第一谐振器12b的数量比较多，避免了只有一个所述第一谐振器12b时需要所述无人飞行器20精准定位才能实现无线充电的问题。
优选地，所述无线充电设备10还包括升降机构15及充电平台16，所述升降机构15的一端与所述无线充电设备10的本体10a相连，所述升降机构15的另一端与所述充电平台16相连，用于驱动所述充电平台16的升降运动，以使所述充电平台16靠近所述无人飞行器20；通过所述升降机构15使得所述充电平台16升高，可以避免所述无人飞行器20不必要的升降浪费电能，当所述无人飞行器20电量较低时，所述无人飞行器20还能直接降落在所述充电平台16上进行充电，充满电量之后能够直接从具有一定高度的充电平台16上起飞，使得所述无人飞行器20能够快速执行任务。在本实施例中，N个所述第一谐振器12b呈矩阵排列设置于所述充电平台16上，在其它实施例中，所述第一谐振器12b也可以设置于所述无线充电设备10的本体10a的上表面，在此不作具体限定。
优选地，所述升降机构15包括微型液压站15a及若干伸缩柱15b，若干所述伸缩柱15b活动套设相连形成多级伸缩液压缸，其中，若干所述伸缩柱中半径最小的所述伸缩柱15b的一端与所述充电平台16相连，若干所述伸缩柱中半径最大的所述伸缩柱15b的一端与所述无线充电设备10的本体10a相连，所述微型液压站15a与所述若干伸缩柱15b导通连接，用于驱动所述充电平台16的升降运动。因此，所述升降机构15具有升降平稳的优点。
本发明还提供一种无人飞行器20系统，其包括：无人飞行器20及用于向所述无人飞行器20进行无线充电的无线充电设备10，所述无线充电设备10为上述所述的无线充电设备10。
优选地，所述无人飞行器20包括摄像头21、存储器22、驱动装置23、第二辅助定位装置24、第二通讯装置25、控制器26、储能器27及遥控装置28；
所述摄像头21与所述存储器22电连接，所述摄像头21用于获取所述无线充电发射装置12的图像信息及其它航拍图像；所述存储器22与所述控制器26电连接，用于存储所述图像信息、所述航拍图像及分析控制程序；所述驱动装置23与所述控制器26电连接，用于驱动所述无人飞行器20的运动；所述第二辅助定位装置24与所述控制器26电连接，用于获取所述无人飞行器20的实时定位信息；所述第二通讯装置25与所述第一通讯装置14及所述遥控装置28通过无线方式通讯连接。所述控制器26可以依据所述图像信息计算出所述无人飞行器20与所述无线充电发射装置12之间的相对距离值和相对速度值；当所述摄像头21无法获取所述无线充电发射装置12的所述图像信息时，所述控制器26可以依据所述第一辅助定位装置17及所述第二辅助定位装置24的实时位置信息计算出所述无人飞行器20与所述无线充电发射装置12之间的相对距离值和相对速度值，进而确保所述无人飞行器20的无线充电。
优选地，所述无线充电设备10还包括第一通讯装置14及第一辅助定位装置17，所述第一通讯装置14与所述第一辅助定位装置电连接17，并与所述第二通讯装置25无线通讯连接；所述第一辅助定位装置17设置于所述无线充电设备10的本体10a顶部，用于为所述无人飞行器20提供所述无线充电设备10的实时定位信息。在本实施例中，所述第一辅助定位装置17将获取的所述无线充电设备10的实时定位信息通过所述第一通讯装置14发送至所述控制器26，以进行分析计算出相对位置关系。
所述储能器27与所述摄像头21、所述存储器22、所述驱动装置23、所述第二辅助定位装置24、所述第二通讯装置25、所述控制器26及所述无线充电接收装置13电连接；
所述储能器27包括电池组(图中未示出)及保护电路(图中未示出)，其中，所保护电路包括电量判断电路，用于判断所述储能器27的电量，当电量低时，所述控制器26控制所述无人飞行器20寻找所述无线充电设备10进行无线充电，当电量足够时，所述控制器26控制所述无人飞行器20离开所述无线充电设备10的断开充电并继续执行任务。
所述控制器26用于分析所述图像信息、所述无人飞行器20的实时定位信息及所述无线充电设备10的实时定位信息计算出所述无人飞行器20与所述无线充电设备10的相对距离值和相对速度值。
在本发明实施例中，如图3所示，无线充电接收装置13的无线充电接收器13a设于无人飞行器中部两侧，而摄像头21设于无人飞行器尾部，拍摄图像。驱动装置23为旋翼结构，在无人飞行器的前端和后端的两相对侧边对称分布。第二辅助定位装置24为一个GPS定位装置，位于无人飞行器20的顶部，第二通讯装置25为通讯天线，位于无人飞行器20顶部且靠近尾部的位置设置。控制器26、储能器27以及存储器22位于无人飞行器20的头部内。这样可以平衡无人飞行器的重量分布。
在本实施例中，所述无人飞行器20还包括如下步骤：
S1、获取所述无人飞行器20拍摄的包括无线充电发射装置12的图像信息；
S2、依据所述图像信息计算出所述无人飞行器20与所述无线充电发射装置12之间的相对距离值和相对速度值；
S3、依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述无人飞行器20移动至所述无线充电发射装置12的工作区域内，所述无线充电发射装置12向所述无人飞行器20充电；当所述相对距离值超过预设值时，所述驱动机构11驱动所述无线充电设备10朝所述无人飞行器20运动，以减少所述无人飞行器20的运动距离，快速进入充电状态；当所述无人飞行器20的垂直高度超过预设值时，所述升降机构15驱动所述充电平台16升高到预设高度，以减少所述无人飞行器20的升降运动，避免不必要的耗电；
S4、控制所述无线充电发射装置12与所述无人飞行器20的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
S5、当检测到所述无人飞行器20的充电量达到预定电量时，所述无人飞行器20按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
本发明实施例提供的无人飞行器20系统通过采用无人飞行器20自身携带的摄像头21来定位无线充电发射器12a与无人飞行器20之间的位置，确保所述无人飞行器20移动至所述无线充电发射装置12的工作区域内，所述无线充电发射装置12向所述无人飞行器20充电，并且保证在较佳状态下充电，缩短充电时间，保证无人飞行器20执行任务中能有充足电量的同时，还能及时完成执行的任务。
实施例5
请参阅图7和图8，本实施例与实施例4结构相似，在图7和图8中与实施例4相同的元件标号请参见图5和图5，作用相同，在此不再赘述。其不同之处在于：本实施例的无线充电方式还设有红外激光无线充电。具体地，在本实施例中，所述无线充电发射装置12包括无线充电红外激光发射器12c，所述无线充电接收装置13包括：光电转换器13c；无线充电红外激光发射器12c通过红外激光向所述光电转换器13c进行无线充电。这里的光电转换器13c包括光电接收单元和光电转换单元，光电接收单元接收无线充电红外激光发射器12c发射的红外激光信号，经由光电转换单元转换为电能，存储到无人飞行器的储能器中。上述光电转换器13c由于光电转换效率不高，既可以是实施例1无线充电基础上的补充，也可以是无人飞行器仅设置光电转换器13转换电能并对储能器充电。光能转换器13可以设于无人飞行器20头部位置。
优选地，所述无线充电发射装置12还包括用于瞄准所述光电转换器的瞄准装置18，所述瞄准装置18设置于所述无线充电设备的本体的上表面，所述无线充电红外激光发射器12c设置于所述瞄准装置18上，所述瞄准装置18设置有水平旋转机构18a及倾角调节机构18b，所述瞄准装置18用于追随瞄准所述光电转换器13c，使得所述无线充电红外激光发射器12c能够对准所述光电转换器13c。因此，所述无线充电红外激光发射器12c可以直接瞄准所述无人飞行器20上的所述光电转换器13c进行无线充电，不需要移动及升降，不易受到可见光的干扰，响应快，充电方便。
综上所述，本发明提供的无线充电设备10包括驱动机构11、无线充电发射装置12、第一通讯装置14及设置在无人飞行器20上的无线充电接收装置13，通过所述第一通讯装置14获取所述无人飞行器20的需要充电的指令，所述驱动机构11可以驱动所述无线充电设备10运动到所述无人飞行器20的下方，使得所述无人飞行器20位于所述无线充电设备10的工作区域内，所述无线充电发射装置12可以向所述无线充电接收装置13进行无线充电，并且保证在较佳状态下充电，缩短充电时间。因此能够保证无人飞行器20执行任务中能有充足电量的同时，还能及时完成执行的任务。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，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揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无线移动充电方法，其特征在于，所述方法包括：
获取移动目标拍摄的包括无线充电装置的图像信息；
依据所述图像信息计算出所述移动目标与所述无线充电装置之间的相对距离值和相对速度值；
依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电；
控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
当检测到所述移动目标的充电量达到预定电量时，所述移动目标按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
2.根据权利要求1所述的无线移动充电方法，其特征在于，所述控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电进一步包括：
间隔预设时间获取所述移动目标与所述无线充电装置的相对位置变化值；
当所述相对位置变化值大于等于预设充电距离值时，调整所述移动目标与所述无线充电装置的所述相对位移处于所述工作区域内，并持续充电。
3.根据权利要求1所述的无线移动充电方法，其特征在于，所述依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电，进一步包括：
当所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内时，所述移动目标与所述无线充电装置之间产生磁耦合作用，所述无线充电装置采用磁共振无线充电方式向所述移动目标充电。
4.根据权利要求3所述的无线移动充电方法，其特征在于，所述无线充电装置充电部设有图像标识，以便于所述移动目标拍摄识别出充电位置。
5.根据权利要求1所述的无线移动充电方法，其特征在于，所述控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电进一步包括：
控制所述无线充电装置与所述移动目标同向移动，且所述无线充电装置与所述移动目标的移动速度大小相同，以便所述相对位移处于所述工作区域内并持续充电。
6.根据权利要求5所述的无线移动充电方法，其特征在于，所述控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电进一步包括：
检测所述移动目标充电时的电流变化值，当所述电流变化值大于等于预设的电流变化容忍值时，所述移动目标拍摄包括所述无线充电装置的图像来调整所述移动目标与所述无线充电装置的相对位置；
当检测到所述移动目标的电流变化值小于所述预设的电流变化容忍值时，则所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内；
持续向所述移动目标充电。
7.根据权利要求1至6任一项所述的无线移动充电方法，其特征在于，所述移动目标为带有摄像头的无人飞行器、电动汽车、电动玩具。
8.一种无线移动充电装置，其特征在于，所述无线移动充电装置包括：
图像获取模块，用于获取移动目标拍摄的包括无线充电装置的图像信息；
计算模块，用于依据所述图像信息计算出所述移动目标与所述无线充电装置之间的相对距离值和相对速度值；
控制模块，依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述移动目标移动至所述无线充电装置的工作区域内，所述无线充电装置向所述移动目标充电；
持续充电控制模块，用于控制所述无线充电装置与所述移动目标的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
充电量检测模块，用于当检测到所述移动目标的充电量达到预定电量时，所述移动目标按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
9.一种无人飞行器系统，其特征在于，所述无人飞行器系统包括：无人飞行器和无线移动充电电源，所述无人飞行器包括：处理器、存储器和设于所述无人飞行器上的摄像头和无线充电接收器，所述无线移动充电电源包括无线充电发射器，所述处理器调用所述存储器中存储的程序指令用以实现以下步骤：
获取所述摄像头拍摄的包括所述无线充电发射器的图像信息；
依据所述图像信息计算出所述无人飞行器与所述无线充电发射器之间的相对距离值和相对速度值；
依据所述相对距离值和所述相对速度值，控制所述无人飞行器移动至所述无线充电发射器的工作区域内，所述无线充电发射器向所述无人飞行器充电；
控制所述无线充电发射器与所述无人飞行器的相对位移处于所述工作区域内并持续充电；
当检测到所述无人飞行器的充电量达到预定电量时，所述无人飞行器按照预先规划的任务要求继续执行余下任务。
10.根据权利要求9所述的无人飞行器系统，其特征在于，所述无人充电发射器包括N个第一谐振器，所述无线充电接收器包括至少一个第二谐振器，所述N为大于等于3的自然数，所述无线充电发射器的N个第一谐振器与所述无人充电接收器的至少一个第二谐振器产生磁耦合作用，以便所述无线充电发射器向所述无人飞行器充电。
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