CN108137154A - 用于无人驾驶飞行器的无线充电系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施方式的用于操作无人驾驶飞行器的方法可以包括以下步骤:使得无人驾驶飞行器能够基于GPS信息移动,并且从充电设备接收包括充电设备的位置信息的无线信号;确定GPS信息是否与无线信号中包括的位置信息匹配,并且使得无人驾驶飞行器能够基于GPS信息和无线信号降落;以及向充电设备发送包括无人驾驶飞行器的电力信息的接收分组,并且从充电设备接收基于接收分组所生成的包括充电设备的位置坐标的精确位置信息。

Description

用于无人驾驶飞行器的无线充电系统及其操作方法
技术领域
本发明涉及用于无人驾驶飞行器的无线充电系统及其驱动方法。
背景技术
无线电力传输或无线能量传送技术是通过利用磁场感应原理将能量从发送器无线传送至接收器的技术。在用的电动机或变压器在19世纪开始使用,并且从那时起,已经尝试了辐射电磁波例如无线电波或激光来传送能量的方法。无线电力传输技术可以广泛用于诸如信息技术(IT)、铁路和家电行业以及移动电话等的整个行业中。
无人驾驶飞行器在没有飞行员登上飞行器的情况下通过使用自飞行控制设备或通过远程控制来飞行,因此在无人驾驶飞行器执行对于人直接执行而言困难或有风险的任务例如锚定、货物运输、森林火灾观测、辐射探测等方面的可用性非常高。然而,由于不容易给无人驾驶飞行器供电,所以存在无人驾驶飞行器难以长时间飞行的问题。
发明内容
技术问题
本发明的技术目的在于提供用于无人驾驶飞行器的具有提高的无线充电效率的无线充电系统及其操作方法。
技术解决方案
根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的驱动方法可以包括:由无人驾驶飞行器基于GPS信息移动,从充电设备接收包括关于充电设备的位置信息的无线信号;确定GPS信息是否与无线信号中包括的位置信息匹配,并且基于GPS信息和无线信号降落;以及向充电设备传送包括关于无人驾驶飞行器的电力信息的接收分组,并且接收基于接收分组所生成的包括充电设备的位置坐标的精确位置信息。
根据一个实施方式的充电设备的驱动方法可以包括:向无人驾驶飞行器传送包括关于充电设备的AP信息的无线信号;感测无人驾驶飞行器以传送数字信号,并且从无人驾驶飞行器接收接收分组;以及基于接收分组中包括的无线电力接收设备的接收电力信息来确定是否对准。
根据一个实施方式的充电设备的驱动方法可以包括:向无人驾驶飞行器传送包括关于充电设备的AP信息的无线信号;与无人驾驶飞行器进行IR-UWB通信以测量无人驾驶飞行器的位置;向无人驾驶飞行器传送位置测量信息和数字信号,从无人驾驶飞行器接收接收分组;基于接收分组中包括的无线电力接收设备的接收电力信息来确定是否对准;以及由充电设备的电子织物传感器感测无人驾驶飞行器。
根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的驱动方法可以包括:由无人驾驶飞行器基于GPS信息移动,从充电设备接收包括关于充电设备的位置信息的无线信号;确定GPS信息是否与无线信号中包括的位置信息匹配;以及与充电设备进行IR-UWB通信,并且基于从充电设备接收到的位置测量信息降落。
有益效果
根据一个实施方式,无线充电模块布置在无人驾驶飞行器的降落单元中,从而提高了充电效率。
此外,通过使用充电设备的电子织物传感器来选择是否使无人驾驶飞行器降落以及无线电力传送设备,从而提高了充电效率。
此外,通过使用IR-UWB通信方案进行定位,可以促使无人驾驶飞行器准确降落。
此外,无线电力传送设备基于无人驾驶飞行器的降落点而被激活或移动,从而提高了充电效率。
附图说明
图1是磁感应等效电路。
图2是磁谐振等效电路。
图3a和图3b是示出作为配置无线电力传送系统的子系统之一的无线电力传送设备的框图。
图4是示出作为配置无线电力传送系统的子系统之一的无线电力接收设备的框图。
图5a是描述根据一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图,以及图5b是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。
图6是根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的前视图。
图7是根据另一个实施方式的无人驾驶飞行器的透视图。
图8a是根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的系统框图,以及图8b是根据另一个实施方式的无人驾驶飞行器的系统框图。
图9是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。
图10是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。
图11a和图11b是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。
图12是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。
图13是根据一个实施方式的充电设备的系统框图。
图14是根据另一个实施方式的充电设备的系统框图。
图15是描述根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的驱动方法的流程图。
图16是描述根据一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。
图17是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。
图18是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。
图19是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。
图20是根据一个实施方式的充电设备的系统框图。
图21是描述根据一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。
图22是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。
图23是根据一个实施方式的充电设备的系统框图。
图24是描述根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的驱动方法的流程图。
图25是描述根据另一个实施方式的无人驾驶飞行器的驱动方法的流程图。
图26是描述根据一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。
图27是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述根据一个实施方式的包括具有无线传送电力的功能的无线电力传送设备和用于无线接收电力的无线电力接收设备的无线电力传送系统。提供本文中描述的实施方式,使得本公开内容是透彻和完整的并且将本发明构思完全传达给本领域技术人员。因此,本发明不限于下面描述的实施方式,并且可以以各种形式来实施。另外,在附图中,为了方便起见,设备的尺寸、厚度等可以被放大和示出。相同的附图标记始终指代相同的元件。
一个实施方式可以包括如下通信系统,其选择性地使用从低频(50KHz)到高频(15MHz)的各种频带用于无线电力传送,并且可以交换数据和控制信号用于系统控制。
一个实施方式可以被应用于使用利用或需要电池的电子装置的各种行业领域,例如便携式终端行业、智能手表行业、计算机和笔记本行业、家电行业、电动车辆行业、医疗器械行业和机器人行业。
一个实施方式可以考虑用于通过使用一个或多个传输线圈向一个或更多个装置发送电力的系统。
根据一个实施方式,可以解决在智能电话、笔记本电脑等中电池不足的问题,并且例如,当在无线充电板(pad)位于桌子上的状态下使用智能电话或笔记本时,电池可以自动充电,因此可以长时间使用。另外,如果无线充电板安装在诸如咖啡馆、机场、出租车、办公室或餐厅的公共场所处,则无论由不同移动装置制造商制造的不同充电终端如何都可以对各种移动装置进行充电。另外,如果将无线电力传送技术应用于诸如真空吸尘器和电风扇的家用电器,则不需要找到电力线缆,在家中移除复杂的电缆,减少建筑物中的线路以及可以增加使用空间。另外,在使用当前家用电力给电动汽车充电的情况下,花费很多时间。然而,如果通过无线电力传送技术传送高功率,则可以减少充电时间,并且如果将无线充电设施安装在停车场的地板上,则可以解决应该在电动车辆附近设置电力线缆的不便。
在实施方式中描述的术语和缩写如下。
无线电力传送系统:用于在磁场区域中提供无线电力传送的系统。
无线电力传送设备(无线电力传送系统-充电器):向磁场区域中的电力接收器提供无线电力传送并管理整个系统的设备。
无线电力接收设备(无线电力传送系统-设备):在磁场区域中被提供有来自电力发送器的无线电力传送的设备。
充电区域:在磁场区域中执行实际无线电力传送的区域,并且充电区域可以基于应用产品的尺寸、所需电力和工作频率而改变。
S参数:S参数为频率分布中输入电压与输出电压的比例,以及为输入端口与输出端口的比例(传输;S21)或每个输入/输出端口的反射值,即基于输入反射的输出的值(反射;S11和S22)。
品质因数(QA):谐振中的Q值表示频率选择的品质,并且随着Q值增加,谐振特性良好。Q值被表达为谐振器中存储的能量与失去的能量的比例。
为了描述无线传送电力的原理,无线电力传送原理包括磁感应方法和磁谐振方法。
磁感应方法为如下非接触能量传送技术:源电感器Ls靠近负载电感器L1,并且通过使用当电流流向源电感器Ls时产生的磁通量而在负载电感器L1中产生电动势。此外,磁谐振方法为如下技术:两个谐振器耦合,通过两个谐振器之间的固有频率执行磁谐振,并且通过使用其中在同一波长范围内产生电场和磁场的谐振技术来无线传送能量。
图1是磁感应等效电路。
参照图1,在磁感应等效电路中,无线电力传送设备可以用基于用于供电的设备的源电压Vs、源电阻器Rs、用于阻抗匹配的源电容器Cs以及用于磁耦合至无线电力接收设备的源线圈Ls来实现。无线电力接收设备可以用为无线电力接收设备的等效电阻器的负载电阻器用于阻抗匹配的负载电容器用于磁耦合至无线电力传送设备的负载线圈来实现,并且源线圈Ls和负载线圈的磁耦合度可以被表示为互感
在图1中,根据被配置成仅具有线圈而不具有用于阻抗匹配的源电容器Cs和负载电容器的磁感应等效电路来计算输入电压与输出电压的比例S21,并且如果从该比例获得最大电力传送条件,则最大电力传送条件满足以下等式(1)。
[等式1]
当根据等式(1)传送线圈Ls和源电阻Rs的电感的比例与负载线圈和负载电阻的电感的比例相同时,最大电力传送是可能的。在仅存在电感的系统中,由于不存在用于补偿电抗的电容器,所以输入端口/输出端口的反射值S11的值在进行最大电力传送的点处可以不为0,并且电力传送效率可以基于互感的值而大大地改变。因此,可以将源电容器Cs作为用于阻抗匹配的补偿电容器添加至无线电力传送设备,并且可以将负载电容器添加至无线电力接收设备。补偿电容器Cs和可以串联或并联连接至例如接收线圈Ls和负载线圈中的每一个。另外,除了补偿电容器之外,可以将无源元件例如另外的电容器和电感器添加至无线电力传送设备和无线电力接收设备中的每一个用于阻抗匹配。
图2是磁谐振等效电路。
参照图2,在磁谐振等效电路中,无线电力传送设备使用以下来实现:源线圈,其基于源电压Vs、源电阻器Rs和源电感器Ls的串联连接而构成闭合电路;以及发送侧谐振线圈,其基于发送侧谐振电感器L1和发送侧谐振电容器C1的串联连接而构成闭合电路,以及无线电力接收设备使用以下来实现:负载线圈,其基于负载电阻器和负载电感器的串联连接而构成闭合电路;以及接收侧谐振线圈,其基于接收侧谐振电感器L2和接收侧谐振电容器C2而构成闭合电路。源电感器Ls和发送侧电感器L1磁耦合为耦合系数K01,负载电感器和负载侧谐振电感器L2磁耦合为耦合系数K23,以及发送侧谐振电感器L1和接收侧谐振电感器L2磁耦合为耦合系数L12。在根据另一个实施方式的等效电路中,省略了源线圈和/或负载线圈,并且等效电路可以仅配置有发送侧谐振线圈和接收侧谐振线圈。
在磁感应方法中,当两个谐振器的谐振频率相同时,无线电力传送设备的谐振器的大部分能量被传送至无线电力接收设备的谐振器,可以提高电力传送效率。当满足以下等式(2)时,提高磁谐振方法的效率。
[等式2]
k/Γ>>1(k为耦合系数,以及Γ为衰减率)
在磁谐振方法中,为了提高效率,可以添加用于阻抗匹配的元件,并且阻抗匹配元件可以是无源元件例如电感器或电容器。
基于这种无线电力传送原理,将描述用于以磁感应方法或磁谐振方法传送电力的无线电力传送系统。
<无线电力传送设备>
图3a和图3b是示出作为配置无线电力传送系统的子系统之一的无线电力传送设备的框图。
参照图3a,根据一个实施方式的无线电力传送系统可以包括无线电力传送设备1000和从无线电力传送设备1000无线接收电力的无线电力接收设备2000。无线电力传送设备1000可以包括:电力转换器101,其对输入至此的交流(AC)信号进行电力转换以输出AC信号;谐振电路单元102,其基于从电力转换器101输出的AC信号来生成磁场,并向充电区域中的无线电力接收设备2000提供电力;以及控制器103,其控制电力转换器101的电力转换,调整电力转换器101的输出信号的幅度和频率,执行谐振电路单元102的阻抗匹配,感测来自电力转换器101和谐振电路单元102的阻抗、电压以及电流信息,并且与无线电力接收设备2000进行无线通信。电力转换器101可以包括以下中之一:将AC信号转换成直流(DC)信号的电力转换单元、改变AC电平以输出AC信号的电力转换单元、以及将DC信号转换成AC信号的电力转换单元。另外,谐振电路单元102可以包括线圈和能够与线圈谐振的阻抗匹配单元。另外,控制器103可以包括无线通信器以及用于感测阻抗、电压和电流信息的感测单元。
详细参照图3b,无线电力传送设备1000可以包括发送侧AC/DC转换器1100、发送侧DC/AC转换器1200、发送侧阻抗匹配单元1300、传送线圈单元1400和发送侧通信控制单元1500。
发送侧AC/DC转换器1100是根据发送侧通信控制单元1500的控制将从外部提供的AC信号转换成DC信号的电力转换器,并且发送侧AC/DC转换器1100可以包括整流器1110和发送侧DC/AC转换器1120作为子系统。整流器1110是将提供至此的AC信号转换成DC信号的系统,并且在用于实现整流器1110的实施方式中,整流器1110可以是在高频操作中具有相对高的效率的二极管整流器、能够为一个芯片的同步整流器、或能够节省空间并且死区时间的自由度高的混合整流器。然而,整流器1110不限于此,并且可以应用用于将AC信号转换成DC信号的系统。另外,发送侧DC/AC转换器1120根据发送侧通信控制单元1500的控制来控制从整流器1110提供的DC信号的电平,并且作为实现发送侧DC/AC转换器1120的示例,发送侧DC/AC转换器1120可以是降低输入信号的电平的降压转换器、增加输入信号的电平的升压转换器、或者降低或增加输入信号的电平的降压升压转换器或古卡型(cuk)转换器。此外,发送侧DC/AC转换器1120可以包括:开关元件,其执行电力转换控制功能;电感器和电容器,其执行用于电力转换的功能或输出电压平滑功能;以及变压器,其调整电压增益或执行电隔离功能(绝缘功能),并且可以去除输入至此的DC信号中包括的脉动分量(DC信号中包括的AC分量)或纹波分量。另外,可以通过反馈方式来控制发送侧DC/AC转换器1120的输出信号的参考值与实际输出值之间的差异,并且该控制可以由发送侧通信控制单元1500执行。
发送侧DC/AC转换器1200是如下系统,其根据发送侧通信控制单元1500的控制将从发送侧AC/DC转换器1100输出的DC信号转换成AC信号并且调整转换后的AC信号的频率,并且作为实现发送侧DC/AC转换器1200的示例,发送侧DC/AC转换器1200的示例包括半桥逆变器或全桥逆变器。另外,用于将DC信号转换成AC信号的各种放大器可以应用于无线电力传送系统,并且例如存在A类放大器、B类放大器、AB类放大器、C类放大器、E类放大器和F类放大器。另外,发送侧DC/AC转换器1200可以包括产生输出信号的频率的振荡器和放大输出信号的电力放大器。
发送侧阻抗匹配单元1300使具有不同阻抗的点处的反射波最小化以改进信号的流动。无线电力传送设备1000和无线电力接收设备2000的两个线圈在空间上彼此分开,为此,磁场泄漏较大。因此,通过校正无线电力传送设备1000和无线电力接收设备2000的两个连接端口之间的阻抗差异,可以提高电力传送效率。发送侧阻抗匹配单元1300可以配置有电感器、电容器和电阻器,并且可以根据通信控制单元1500的控制来改变电感器的电感、电容器的电容和电阻器的电阻值,以调整用于阻抗匹配的阻抗值。另外,在无线电力传送系统以磁感应方法传送电力的情况下,发送侧阻抗匹配单元1300可以具有串联谐振结构或并联谐振结构,并且可以增大无线电力传送设备1000和无线电力接收设备2000之间的感应耦合系数以使能量损失最小化。此外,在无线电力传送系统以磁谐振方法传送电力的情况下,发送侧阻抗匹配单元1300可以使得能够基于由无线电力传送设备1000和无线电力接收设备2000之间的分开距离的变化所引起的能量传送线上的匹配阻抗的变化以及由异物(FO)和多个装置的影响所引起的线圈的特性的变化来实时校正阻抗匹配,并且校正方法的示例可以包括使用电容器的多匹配法、使用多天线的匹配法以及使用多环路的方法。
发送侧线圈1400可以使用多个线圈或单个线圈来实现。在发送侧线圈1400被设置为多个的情况下,多个发送侧线圈1400可以彼此间隔开或者可以被布置成彼此交叠,并且可以基于磁通量密度的偏差来确定交叠区域。另外,在制造发送侧线圈1400的过程中,可以基于内部电阻和辐射电阻来制造发送侧线圈1400,并且在这种情况下,如果电阻分量小,则QA可以增大,并且传送效率可以提高。
通信控制单元1500可以包括发送侧控制器1510和发送侧通信器1520。发送侧控制器1510可以基于无线电力接收设备2000所需的电力量、当前充电量和无线电力方式来控制发送侧AC/DC转换器1100的输出电压。另外,可以基于最大电力传送效率通过生成用于驱动发送侧DC/AC转换器1200的频率和开关波形来控制电力。此外,发送侧控制器1510可以基于从无线电力接收设备接收到的唯一信息RXID来确定无线电力接收设备的尺寸。即,可以基于无线电力接收设备的尺寸来选择多个传送线圈之一。唯一信息RXID可以包括RXID消息、验证信息、标识信息和误差检测码CRC,但是不限于此。RXID消息可以包括关于无线电力接收设备的电量的信息。
此外,无线电力接收设备2000的整体操作可以通过使用从无线电力接收设备2000的存储单元(未示出)读取并且对于控制所需的算法、程序或应用来控制。发送侧控制器1510可以被称为微处理器、微控制器单元或微型计算机。发送侧通信器1520可以与接收侧通信器2620进行通信,并且例如,通信方案可以使用短程通信方案例如蓝牙、近场通信(NFC)或Zigbee。发送侧通信器1520和接收侧通信器2620可以在其之间发送或接收充电情况信息和充电控制命令。此外,充电情况信息可以包括无线电力接收设备2000的数量、电池的余量、充电次数、使用量、电池容量、电池速率和无线电力传送设备1000的传送电量。此外,发送侧通信器1520可以传送用于控制无线电力接收设备2000的充电功能的充电功能控制信号,并且充电功能控制信号可以是控制无线电力接收设备2000启用或禁用充电功能的控制信号。
以这种方式,发送侧通信器1520可以以配置有单独模块的带外方式执行通信,但是不限于此。发送侧通信器1520可以使用通过使用从无线电力传送设备传送的电力信号从无线电力接收设备传送至无线电力传送设备的反馈信号以带内方式执行通信。例如,无线电力接收设备可以对反馈信号进行调制,并且可以通过使用反馈信号将诸如充电开始、充电结束、电池状态的信息传送至发送器。另外,发送侧通信器1520可以与发送侧控制器1510不同地被配置,并且在无线电力接收设备2000中,接收侧通信器2620可以被包括在接收设备的控制器2610中,或者可以分开地被配置。
<无线电力接收设备>
图4是示出作为配置无线电力传送系统的子系统之一的无线电力接收设备的框图。
参照图4,无线电力传送系统可以包括无线电力传送设备1000和从无线电力传送设备1000无线接收电力的无线电力接收设备2000。无线电力接收设备2000可以包括接收侧线圈单元2100、接收侧阻抗匹配单元2200、接收侧AC/DC转换器2300、接收侧DC/AC转换器2400、负载2500以及接收侧通信控制单元2600。
接收侧线圈单元2100可以通过磁感应方法或磁谐振方法接收电力。以这种方式,基于电力接收方法,接收侧线圈单元2100可以包括一个或更多个感应线圈或谐振线圈。另外,接收侧线圈单元2100可以包括NFC天线。另外,接收侧线圈单元2100可以与发送侧线圈单元1400相同,并且接收天线的尺寸可以基于无线电力接收设备2000的电气特性而改变。
接收侧阻抗匹配单元2200执行无线电力传送设备1000和无线电力接收设备2000之间的阻抗匹配。
接收侧AC/DC转换器2300可以对从接收侧线圈单元2100输出的AC信号进行整流以生成DC信号。
接收侧DC/AC转换器2400可以根据负载2500的容量来调整从接收侧AC/DC转换器2300输出的DC信号的电平。
负载2500可以包括电池、显示器、声音输出电路、主处理器和各种传感器。
接收侧通信控制单元2600可以由来自发送侧通信控制单元1500的唤醒电力被激活,可以与发送侧通信控制单元1500进行通信,并且可以控制无线电力接收设备2000的子系统的操作。
无线电力接收设备2000可以是一个或多个,并且可以同时从无线电力传送设备1000接收能量。即,在基于磁谐振方法的无线电力传送系统中,多个目标无线电力接收设备2000可以被提供来自一个无线电力传送设备1000的电力。此时,无线电力传送设备1000的发送侧匹配单元1300可以自适应地执行多个无线电力接收设备2000之间的阻抗匹配。这可以同样地被应用于在磁感应方法中设置多个独立的接收侧线圈单元的情况。
此外,在设置多个无线电力接收设备2000的情况下,多个无线电力接收设备2000可以是使用相同的电力接收方法或不同类型的系统的系统。在这种情况下,无线电力传送设备1000可以是以磁感应方法或磁谐振方法传送电力的系统,或者可以是使用磁感应方法和磁谐振方法二者的系统。
为了描述无线电力传送系统的信号的频率和电平之间的关系,在基于磁感应方法的无线电力传送中,无线电力传送设备1000中的发送侧AC/DC转换器1100可以接收数十或数百伏(例如100V至220V)的数十或数百赫兹(例如60Hz)的AC信号,将该AC信号转换成DC信号,输出DC信号,以及发送侧DC/AC转换器1200可以接收该DC信号以输出KHz(例如125KHz)的AC信号。此外,无线电力接收设备2000中的接收侧AC/DC转换器2300可以接收KHz(例如,125KHz)的AC信号,将该AC信号转换成几伏至几十伏或几百伏(例如10V至20V)的DC信号,并且输出该DC信号,以及接收侧DC/AC转换器2400可以输出例如适合于负载2500的5V的DC信号并且可以将该DC信号传送至负载2500。此外,在基于磁谐振方法的无线电力传送中,无线电力传送设备1000中的发送侧AC/DC转换器1100可以接收数十或数百伏(例如100V至220V)的数十或数百赫兹(例如,60Hz)的AC信号,将该AC信号转换成DC信号,输出该DC信号,以及发送侧DC/AC转换器1200可以接收该DC信号以输出MHz(例如,6.78MHz)的AC信号。此外,无线电力接收设备2000中的接收侧AC/DC转换器2300可以接收MHz(例如,6.78MHz)的AC信号,将该AC信号转换成几伏到几十伏或几百伏(例如,10V至20V)的接收侧DC信号,并且输出该接收侧DC信号,以及DC/AC转换器2400可以输出例如适合于负载2500的5V的DC信号并且可以将该DC信号传送至负载2500。
图5a是描述根据一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。参照图5a,用于无人驾驶飞行器的无线充电系统10包括无人驾驶飞行器100和充电设备200。
无人驾驶飞行器表示即使当人不登上和控制飞行器时也被远程控制或者根据预先存储的程序进行操作的飞行器。作为详细的示例,无人驾驶飞行器是包括以下中的全部的构思:包括三个螺旋桨的三旋翼、包括四个螺旋桨的四旋翼、包括五个螺旋桨的五旋翼、包括六个螺旋桨的六旋翼和包括八个螺旋桨的八旋翼。因此,在下文中,为了便于描述,将描述例如四旋翼,但是本发明的范围不限于此。可以基于螺旋桨的数量和配置来实现各种类型的无人驾驶飞行器。
根据一个实施方式的无人驾驶飞行器100包括配备有用于控制电力供应和飞行操作的模块的机身部分、包括相对于机身部分110的四向框和螺旋桨的机翼部分120、以及布置在机身部分110下方的腿部分130。
机身部分110可以包括:控制器195,其控制下面将参照图8a描述的无人驾驶飞行器100的飞行操作;以及无线通信器140,其用于与远程控制器、服务器或充电设备交换数据。
机身部分110可以具有基于无人驾驶飞行器的种类而改变的形状。例如,在三旋翼中,机身部分110可以被配置成等边三角形板,以及在四旋翼中,机身部分110可以被配置成方形板。本发明不限于此。
机翼部分120可以包括将电能转换成机械能以使螺旋桨旋转的驱动器以及由驱动器旋转的螺旋桨。
腿部分130可以布置在无人驾驶飞行器110下方,并且当无人驾驶飞行器降落在地面上时,腿部分130可以保持稳定的姿势并且可以减小降落冲击。腿部分130可以使用泡沫聚苯乙烯、记忆海绵或硬化海绵,但不限于此。
腿部分130可以配置有支承机身部分110的支承部分131和连接至支承部分131的下端的降落部分133。
具体地,在根据一个实施方式的无人驾驶飞行器100中,无线电力接收设备180(图4的2000)可以装配在降落部分133中,并且可以从充电设备200接收无线充电电力。另外,在无人驾驶飞行器100中,无线电力接收设备180(图4的2000)可以装配在降落部分133的下端,并且可以从充电设备200接收电力。另外,无线电力接收设备180(图4的2000)可以装配在机身部分110的下端或装配在机身部分110的下端中装配的相机的下端,并且可以从充电设备200接收电力。
充电设备200包括无线电力传送设备260(图3a和图3b的1000),无线电力传送设备260包括传送线圈和支承构件210。传送线圈可以是单个线圈或布置有多个线圈的阵列,并且传送线圈的直径可以大于多个腿部分130之间的间隔。
此外,参照图5b,无线电力接收设备的接收线圈可以具有与传送线圈的尺寸相同的尺寸。无人驾驶飞行器100的脚部130可以配置有支承机身部分110的支承部分131和连结至支承部分131的下端的降落部分133,并且降落部分133可以装配有具有与传送线圈的形状和尺寸相同的形状和尺寸的接收线圈,并且可以从充电设备200接收电力。例如,无线电力接收设备的接收线圈的直径R1可以与传送线圈的直径R2相同。通过调整无人驾驶飞行器的平衡,具有相同形状和尺寸的接收线圈可以用作降落部分。根据一个实施方式,接收线圈和传送线圈中的每一个的形状可以为多边形或椭圆形。
在无线电力传送设备260中,霍尔传感器215可以布置在传送线圈内部,并且可以感测布置在无线电力接收设备180的接收线圈内部的磁性物质以确定无人驾驶飞行器100是否降落和对准。霍尔传感器215可以感测磁性物质的磁通量密度的强度,并且如果磁性物质的磁通量密度的强度等于或大于预定阈值,则充电设备200的控制器295(图13a的295)可以确定降落和对准完成以供对无人驾驶飞行器进行充电,并且可以执行开始充电的控制。即,在根据一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统中,无人驾驶飞行器100可以降落在充电设备200上,并且装配在无人驾驶飞行器100中的无人电力接收设备和装配在充电设备200中的无线电力传送设备可以传送和接收无线电力以对无人驾驶飞行器100进行充电。
图6是根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的前视图。参照图6,无人驾驶飞行器100配置有:装配有用于控制电力供给和飞行操作的模块的机身部分;包括相对于机身部分110的四向框和螺旋桨的机翼部分120;腿部分130,其布置在机身部分110的下方并且包括支承部分131和降落部分133。多个腿部分130之间的间隔W1可以为15厘米或更小,但是不限于此。
图7是根据另一个实施方式的无人驾驶飞行器的透视图。
参照图7,与图5的实施方式相比,除了修改了腿部分130的形状之外,另一个实施方式与图5的实施方式相同。在描述另一个实施方式时,省略了对与图5的实施方式的元件相同或相似的元件的详细描述。腿部分130a可以配置有支承机身部分110a的支承部分131a和连接至支承部分131a的端部的降落部分133a。在一个实施方式中,无人驾驶飞行器100a可以配置有两个降落部分133a,以及无线电力接收设备180可以装配在降落部分133a的下端并且可以从充电设备200接收电力。
此外,根据一个实施方式,布置在充电设备200中的无线电力接收设备180的接收线圈和无线电力传送设备280的传送线圈可以被布置成多个以便以一对一(1:1)关系彼此匹配,并且接收线圈和传送线圈可以被布置成具有相同的形状和尺寸,由此提高无线充电效率。
根据一个实施方式,接收线圈和传送线圈中的每一个的形状可以为多边形或椭圆形。
图8a是根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的系统框图。
参照图8a,无人驾驶飞行器100包括无线通信器140、电池170、无线电力接收设备180、存储器190、驱动器193和控制器195。
无线通信器140可以包括在以下之间实现无线通信的一个或更多个模块:无人驾驶飞行器100与无线通信系统(未示出)、无人驾驶飞行器100与另一无人驾驶飞行器、或者无人驾驶飞行器100与云服务器(未示出)。另外,无线通信器140可以包括将无人驾驶飞行器100连接至一个或更多个网络的一个或更多个模块。
无线通信器140可以包括短程通信模块143和位置信息模块145中至少之一。短程通信模块143用于短程通信,并且可以通过使用以下中至少之一来支持短程通信:蓝牙(Bluetooth)TM、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、ZigBee、NFC、无线保真(Wi-Fi)、Wi-Fi直连和无线通用串行总线(USB)。短程通信模块143可以支持无人驾驶飞行器100与无线通信系统之间以及无人驾驶飞行器100与另一无人驾驶飞行器之间通过无线局域网进行的无线通信。无线局域网可以是无线个人局域网。
位置信息模块145是用于获得无人驾驶飞行器100的位置的模块,并且作为代表性示例,存在全球定位系统(GPS)模块或Wi-Fi模块。例如,如果使用GPS模块,则无人驾驶飞行器100可以通过使用从GPS卫星发送的信号来获得无人驾驶飞行器100的位置。作为另一示例,如果使用Wi-Fi模块,则无人驾驶飞行器100可以基于关于向Wi-Fi模块发送无线信号或从Wi-Fi模块接收无线信号的无线接入点(AP)的信息来获得无人驾驶飞行器100的位置。位置信息模块145是用于获得无人驾驶飞行器100的位置的模块,并且不限于直接计算或获得无人驾驶飞行器100的位置的模块。
电池170根据控制器195的控制接收外部电力或内部电力以向无人驾驶飞行器100中包括的元件中的每个元件供电。电池170可以是嵌入式电池或可替换电池。
无线电力接收设备180可以与上面参照图1至图4描述的无线电力接收设备2000相同地被配置。
存储器190存储支持无人驾驶飞行器100的各种功能的数据。存储器190可以存储由无人驾驶飞行器100驱动的多个应用程序或应用以及用于无人驾驶飞行器100的操作的数据片段和命令。应用程序中的至少一些可以通过无线通信从外部服务器下载。应用程序可以被存储在安装在无人驾驶飞行器100中的存储器190中,并且根据控制器195的控制被驱动以执行无人驾驶飞行器100的操作(或功能)。
驱动器193可以包括使无人驾驶飞行器100能够飞行的一个或更多个电力设备。例如,驱动器193可以包括马达和发动机中至少之一。
控制器195可以对通过上述元件输入或输出的信号、数据、信息等进行处理,或者可以驱动存储器190中存储的应用程序,从而提供或处理适合于用户的功能或信息。
此外,控制器195可以控制上面参照图8描述的元件中的至少一些元件,用于驱动存储器190中存储的应用程序。此外,为了驱动应用程序,控制器195可以组合和操作无人驾驶飞行器100中包括的元件中的两个或更多个元件。
元件中的至少一些元件可以协作用于实现根据下面将描述的各种实施方式的无人驾驶飞行器100的操作、控制或控制方法。此外,无人驾驶飞行器100的操作、控制或控制方法可以通过驱动存储器190中存储的至少一个应用程序在无人驾驶飞行器100中实现。
图8b是根据另一个实施方式的无人驾驶飞行器的系统框图。参照图8b,无人驾驶飞行器100包括无线通信器140、输入单元150、感测单元160、电池170、无线电力接收设备180、存储器190、驱动器193、控制器195和接口197。在描述另一个实施方式时,省略了对与图8a的实施方式的元件相同或相似的元件的详细描述。在实现无人驾驶飞行器100时,图8b中所示的元件不是必不可少的,因此,本文中描述的无人驾驶飞行器100可以包括比上述元件较多或较少的元件。
无线通信器140可以包括无线互联网模块141、短程通信模块143和位置信息模块145中至少之一。无线互联网模块141可以执行无线互联网接入,并且可以嵌入到无人驾驶飞行器100中或者设置在无人驾驶飞行器100外部。无线互联网模块141被配置成基于无线互联网技术通过通信网络发送或接收无线信号。
无线互联网技术的示例可以包括无线局域网(WLAN)、Wi-Fi、Wi-Fi直连、数字生活网络联盟(DLNA)、无线宽带(WiBro)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、高速下行分组接入(HSDPA)、高速上行分组接入(HSUPA)、长期演进(LTE)、高级长期演进(LTE-A)等,并且无线互联网模块141根据包括上面未描述的互联网技术的无线互联网技术中的至少一种互联网技术来发送或接收数据。
输入单元150可以包括用于输入图像信号的相机151或图像输入单元、用于输入音频信号的麦克风153或音频输入单元、以及用于从用户接收信息的用户输入单元155(例如,触摸键、机械键等)。由输入单元150收集的声音数据或图像数据可以被分析并且可以被处理为用户的控制命令。
输入单元150用于输入图像信息(或信号)、音频信息(或信号)、从用户输入的数据或信息,并且无人驾驶飞行器100可以包括用于输入图像信息的一个或多个相机151。
相机151对图像帧例如由图像传感器在视频呼叫模式或拍摄模式下获得的静止图像或运动图像进行处理。经处理的图像帧可以被存储在存储器190中,被发送至保护装置(protector)或公共机构,或者被发送至云服务器或被存储在云服务器中。
麦克风153将外部声音信号处理成电声音数据。用户输入单元153用于从用户接收信息,并且当通过用户输入单元153输入信息时,控制器195可以基于所输入的信息来控制无人驾驶飞行器100的操作。用户输入单元153可以包括机械输入装置(或机械键,例如,布置在无人驾驶飞行器100的前表面、后表面或侧表面上的圆顶开关、旋钮(jog wheel)、滚轮开关(jog switch)以及按钮)和触摸式输入装置。例如,触摸式输入装置可以配置有通过软件处理显示在触摸屏上的虚拟键、软键或视觉键,或者可以配置有布置在除了触摸屏之外的部分中的触摸键。
感测单元160可以包括用于感测关于无人驾驶飞行器100的内部信息、关于无人驾驶飞行器100的周围环境信息以及用户信息中至少之一的一个或更多个传感器。例如,感测单元160可以包括以下中至少之一:接近传感器161、照度传感器、触摸传感器、加速度传感器、磁传感器、G传感器、陀螺仪传感器、运动传感器、RGB传感器、红外传感器142、手指扫描传感器、超声波传感器、光学传感器(例如,相机(参见151))、麦克风(参见153)、电池量表、环境传感器(例如,气压计、湿度计、温度计、辐射感测传感器、热感测传感器、气体感测传感器等)以及化学传感器(例如,电子鼻、医疗传感器、生物传感器等)。本文中公开的无人驾驶飞行器100可以组合并使用由传感器中的两个或更多个传感器感测到的信息片段。
接近传感器161表示在没有机械接触的情况下通过使用电磁场的力或红外光来检测靠近特定检测表面的物体或检测附近物体的存在的传感器。接近传感器161可以感测无人驾驶飞行器100前方或后方的物体,并且因此,无人驾驶飞行器100可以在避开物体的同时飞行或者可以确定物体的种类。
红外传感器163是检测到前方物体的距离的传感器,并且可以使无人驾驶飞行器100能够在保持与用户的恒定距离的同时沿向前/向后/向左/向右方向以一定高度飞行。
在本发明中,除了上述传感器之外,可以添加更多的传感器,或者可以省略上述传感器中的一些传感器。然而,本发明不限于此。
图9是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。参照图9,与图5的实施方式相比,除了修改了充电设备的配置之外,根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统10与图5的实施方式相同。因此,在描述另一个实施方式时,省略了对与图5的实施方式的元件相同或相似的元件的详细描述。
充电设备200a包括无线电力传送设备260a和支承构件210a,无线电力传送设备260a包括传送线圈。充电设备200a可以包括多个无线电力传送设备260a,并且例如,可以布置四个无线电力传送设备260a。在这种情况下,无线电力接收设备的接收线圈和无线电力传送设备260a的传送线圈可以被布置成具有相同的形状和尺寸,由此提高无线充电效率。
在无人驾驶飞行器100中,多个无线电力传送设备260a可以分别布置在多个降落部分中。无人驾驶飞行器100的多个降落部分之间的间隔W2可以等于或大于多个无线电力传送设备260a之间的间隔,并且例如,无人驾驶飞行器100的多个降落部分之间的间隔W2可以为15cm或更小,但不限于此。也就是说,分别布置在无人驾驶飞行器100的降落部分中的无线电力接收设备从具有平行结构的多个无线电力传送设备接收无线电力,由此提高无线充电效率。
图10是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。参照图10,与图5的实施方式相比,除了修改了充电设备的配置之外,根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统10与图5的实施方式相同。因此,在描述另一个实施方式时,省略了对与图5的实施方式的元件相同或相似的元件的详细描述。
充电设备200b包括无线电力传送设备260b和支承构件210b,无线电力传送设备260b包括传送线圈。充电设备200b可以包括在支承构件210b上具有矩阵类型的多个无线电力传送设备260a。
在一个实施方式中,无人驾驶飞行器100可以通过位置信息模块145接收关于充电设备200被安装的地点的GPS信息,并且可以基于该GPS信息降落在充电设备200上。充电设备200可以选择与无人驾驶飞行器100的降落点对应的一个或更多个无线电力传送设备,并且可以通过使用所选择的无线电力传送设备(斜条纹部分)来进行无线充电。
也就是说,根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统仅驱动部分地耦合至无人驾驶飞行器100的无线电力接收设备的无线电力传送设备,由此提高无线充电效率。
在充电设备200的传送线圈和无人驾驶飞行器100的接收线圈以一对一(1:1)关系彼此匹配的情况下,下面将描述由充电设备200指导无人驾驶飞行器100降落的方法(参照图15)。
无人驾驶飞行器100可以基于GPS信息移动以接近充电设备200。此时,充电设备200可以向无人驾驶飞行器100传送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备200所位于的AP的AP信息。无人驾驶飞行器100可以基于所接收到的无线信号中包括的GPS信息和AP信息来确定降落点并且可以降落。
当无人驾驶飞行器100已经降落时,充电设备200可以传送数字信号。
数字信号可以包括电力信标,并且电力信标可以提供使无线电力接收设备能够启动和响应的足够电力。在一个实施方式中,充电设备200可以在28ms或更少的时间内发送数字信号五次或更少次,并且如果无线电力接收设备没有响应,则充电设备200可以返回到待机状态。
无人驾驶飞行器100的无线电力接收设备可以向充电设备200传送接收分组。接收分组可以包括接收电力信息,并且充电设备200可以基于接收电力信息来确定是否对准无人驾驶飞行器100。例如,如果接收分组中包括的接收电力信息等于或大于阈值,则充电设备200的控制器295可以确定无人驾驶飞行器100的对准完成,并且可以开始充电。另外,如果接收电力信息大于阈值,则充电设备200的控制器295可以执行关断驱动器的控制。
如果接收分组中包括的接收电力信息等于或小于阈值,则充电设备200的控制器295可以确定无人驾驶飞行器100的对准失败,基于接收分组中包括的接收电力信息来生成精确位置信息,并且将该精确位置信息传送至无人驾驶飞行器100。在这种情况下,基于接收分组中包括的接收电力信息,精确位置信息可以包括传送线圈的精确位置坐标。
在充电设备200的传送线圈与无人驾驶飞行器100的接收线圈以一对一(1:1)关系彼此匹配的情况下,下面将描述由充电设备200通过使用霍尔传感器指导无人驾驶飞行器100降落的方法。
无人驾驶飞行器100可以基于GPS信息移动以接近充电设备200。此时,充电设备200可以向无人驾驶飞行器100传送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备200所位于的AP的AP信息。无人驾驶飞行器100可以基于所接收到的无线信号中包括的GPS信息和AP信息来确定降落点并且可以降落。
当无人驾驶飞行器100已经降落时,充电设备200可以传送数字信号。数字信号可以包括电力信标,并且电力信标可以提供使无线电力接收设备能够启动和响应的足够电力。在一个实施方式中,充电设备200可以在28ms或更少的时间内发送数字信号五次或更少次,并且如果无线电力接收设备没有响应,则充电设备200可以返回到待机状态。
在充电设备200的无线电力传送设备260中,霍尔传感器215可以布置在传送线圈内部,并且可以感测布置在无线电力接收设备180的接收线圈内部的磁性物质以确定无人驾驶飞行器100是否降落和对准。霍尔传感器215可以感测磁性物质的磁通量密度的强度,并且如果磁性物质的磁通量密度的强度等于或大于预定阈值,则充电设备200的控制器295可以确定降落和对准完成以供对无人驾驶飞行器进行充电,并且可以执行开始充电的控制。如果磁性物质的磁通量密度的强度等于或小于阈值,则充电设备200的控制器295可以向无人驾驶飞行器100传送精确位置信息以促使重新降落。
图11a是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。参照图11a,与图5的实施方式相比,除了修改了充电设备的配置之外,根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统10与图5的实施方式相同。因此,在描述另一个实施方式时,省略了对与图5的实施方式的元件相同或相似的元件的详细描述。
充电设备200d包括具有传送线圈的无线电力传送设备260d、支承构件210d、移动构件220d和驱动马达230d。在充电设备200d中,四个成对的无线电力传送设备260a可以布置在支承构件210d上。
移动构件220d连接至多个无线电力传送设备260d中的每一个,并将多个无线电力传送设备260d连接至支承构件。移动构件220d可以驱动多个无线电力传送设备以在支承构件210d上水平移动,并且移动构件220可以由驱动马达230控制。
也就是说,当无人驾驶飞行器100降落时,充电设备200可以基于从霍尔传感器或无人驾驶飞行器接收到的接收电力信息来确定是否对准,并且当对准未被准确地执行时,控制器可以执行控制以使成对的多个无线电力传送设备260d与无人驾驶飞行器对准。此时,可以从多个无线电力传送设备260d中选择至少一个设备并且可以开始充电。
也就是说,当无人驾驶飞行器100由于GPS误差而不能准确降落时,根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统可以移动无线电力传送设备,从而提高无线充电效率。
图11b是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。参照图11b,与图5的实施方式相比,除了修改了充电设备的配置之外,根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统10与图5的实施方式相同。因此,在描述另一个实施方式时,省略了对与图5的实施方式的元件相同或相似的元件的详细描述。
充电设备200c包括具有传送线圈的无线电力传送设备260c、支承构件210c和移动构件220。在充电设备200c中,四个无线电力传送设备260a可以布置在支承构件210c上。
移动构件220连接至多个无线电力传送设备260c中的每一个,并将多个无线电力传送设备260c连接至支承构件。移动构件220可以驱动多个无线电力传送设备以在支承构件210c上水平移动。移动构件220需要驱动元件例如压电元件或子马达,并且可以由本领域技术人员容易地配置,因此,省略了其详细描述。
也就是说,充电设备200可以基于无人驾驶飞行器100的降落点水平移动多个无线电力传送设备260c以进行无线充电。
也就是说,当无人驾驶飞行器100由于GPS误差而不能准确降落时,根据另一各实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统可以移动无线电力传送设备,从而提高无线充电效率。
充电设备200可以包括:控制电路,其识别降落物体是否可充电或充电是否完成;以及传感器,其感测充电时电压或温度的异常变化。充电设备200可以使用在无线电力接收设备和无线电力传送设备之间流动的载波电流。
图12是描述根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统的图。参照图12,与图5的实施方式相比,除了修改了充电设备的配置之外,根据另一个实施方式的用于无人驾驶飞行器的无线充电系统10与图5的实施方式相同。因此,在描述另一个实施方式时,省略了对与图5的实施方式的元件相同或相似的元件的详细描述。
参照图12(a)和图12(b),充电设备200d包括具有传送线圈的无线电力传送设备260d、支承构件210d和电子织物传感器230。
电子织物传感器230可以感测无人驾驶飞行器100是否降落在充电设备200d上。电子织物传感器230可以使用电子织物来实现,并且电子织物是保持织物本身的独特特性并且具有电气特性的织物。电子织物传感器230可以应用于各种传感器(例如,非接触式电容传感器、压力传感器、温度传感器等)。
电子织物传感器230可以布置在无线电力传送设备260d和支承构件210d之间,并且电子织物传感器230可以包括使用织物电极(fabric electrode)实现的电极层230a、电连接电极层230a的连接部分230b、使用绝缘泡沫或绝缘片实现的感测层230c、以及支承部分230d。
也就是说,当无人驾驶飞行器100降落时,电子织物传感器230可以感测重量,并且因此,充电设备200d可以感测无人驾驶飞行器100是否降落以及降落位置。电子织物传感器230可以快速检测无线充电目标,从而提高充电效率。
图13是根据一个实施方式的充电设备的系统框图。
参照图13,充电设备1300包括无线通信器1340、感测单元1350、无线电力传送设备1360、距离测量器1370、电源1380、存储器1390、控制器1395和接口1397。在实现充电设备1300时,图13所示的元件不是必不可少的,因此,本文中描述的充电设备1300可以包括比上述元件较多或较少的元件。
无线通信器1340可以包括在以下之间实现无线通信的一个或更多个模块:充电设备1300与无线通信系统(未示出)、充电设备1300与另一充电设备之间。另外,无线通信器1340可以包括将充电设备1300连接至一个或更多个网络的一个或更多个模块。
无线通信器1340可以包括无线互联网模块1341、短程通信模块1343和位置信息模块1345中至少之一。无线互联网模块1341可以执行无线互联网接入并且可以嵌入到充电设备1300中或设置在充电设备1300外部。无线互联网模块1341被配置成基于无线互联网技术通过通信网络发送或接收无线信号。
短程通信模块1343用于短程通信并且可以通过使用以下中至少之一来支持短程通信:蓝牙TM、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、ZigBee、NFC、无线保真(Wi-Fi)、Wi-Fi直连和无线通用串行总线(USB)。短程通信模块1343可以支持充电设备1300与无线通信系统之间以及充电设备1300与另一充电设备之间通过无线局域网进行的无线通信。无线局域网可以是无线个人局域网。
位置信息模块1345是用于获得无人驾驶飞行器的位置的模块,并且作为代表性示例,存在全球定位系统(GPS)模块或Wi-Fi模块。例如,如果使用GPS模块,则充电设备1300可以通过使用从GPS卫星发送的信号来获得充电设备1300的位置。作为另一示例,如果使用Wi-Fi模块,则充电设备1300可以基于关于向Wi-Fi模块发送无线信号或从Wi-Fi模块接收无线信号的无线接入点(AP)的信息来获得充电设备1300的位置。位置信息模块1345是用于获得充电设备1300的位置的模块,并不限于直接计算或获得充电设备1300的位置的模块。此外,充电设备1300可以向无人驾驶飞行器提供关于无线AP的信息。
感测单元1350可以包括用于感测关于充电设备1300的内部信息、关于充电设备1300的周围环境信息和用户信息中至少之一的一个或更多个传感器。例如,感测单元1350可以包括以下中至少之一:接近传感器1351、照度传感器、触摸传感器、加速度传感器、磁传感器、G传感器、陀螺仪传感器、运动传感器、RGB传感器、红外传感器142、手指扫描传感器、超声波传感器、光学传感器、麦克风、电池量表、环境传感器(例如,气压计、湿度计、温度计、辐射感测传感器、热感测传感器、气体感测传感器等)以及化学传感器(例如,电子鼻、医疗传感器、生物传感器等)。本文中公开的充电设备1300可以组合和使用由传感器中的两个或更多个传感器感测到的信息片段。
接近传感器1351表示在没有机械接触的情况下通过使用电磁场的力或红外光来检测靠近特定检测表面的物体或检测附近物体的存在的传感器。红外传感器1353是检测到充电设备1300附近的物体的距离的传感器。电子织物传感器1355可以用图12中所示的电子织物传感器230来实现。
无线电力传送设备1360可以与上面参照图1至图4描述的无线电力传送设备1000相同地被配置。
距离测量器1370可以在IR-UWB通信方案中检测到附近物体的距离。IR-UWB通信方案是具有使用纳秒或更短的短脉冲而不使用载波的特征的短程无线通信技术,并且由于不进行能量的连续传送,所以IR-UWB通信方案可以应用于具有传感器网络或高分辨率的无线定位系统。
也就是说,充电设备1300的距离测量器1370可以通过使用IR-UWB通信方案来测量到无人驾驶飞行器的距离,并且可以将所检测到的定位信息提供给无人驾驶飞行器以使得无人驾驶飞行器能够降落在准确的位置处。
电源1380根据控制器1395的控制接收外部电力或内部电力以向充电设备1300中包括的元件中的每个元件供电。
存储器1390存储支持充电设备1300的各种功能的数据。存储器1390可以存储由充电设备1300驱动的多个应用程序或应用以及用于充电设备1300的操作的数据片段和命令。
控制器1395可以对通过上述元件输入或输出的信号、数据、信息等进行处理,或者可以驱动存储器1390中存储的应用程序,由此提供或处理适合于用户的功能或信息。
接口1397用作各种外部装置连接至充电设备1300的路径。
图14是根据另一个实施方式的充电设备的系统框图。参照图14,充电设备1400包括无线通信器1440、无线电力传送设备1460、电源1480和存储器1490。
无线通信器1440可以包括短程通信模块1443和位置信息模块1445中至少之一。短程通信模块1443用于短程通信,以及位置信息模块1445是用于获得无人驾驶飞行器的位置的模块,并且作为代表性示例,存在全球定位系统(GPS)模块或Wi-Fi模块。例如,如果使用GPS模块,则充电设备1400可以通过使用从GPS卫星发送的信号来获得充电设备1400的位置。作为另一示例,如果使用Wi-Fi模块,则充电设备1400可以基于关于向Wi-Fi模块发送无线信号或从Wi-Fi模块接收无线信号的无线接入点(AP)的信息来获得充电设备1400的位置。短程通信模块1443可以将精确位置信息传送至无人驾驶飞行器100以指导降落。无线电力传送设备1460可以与上面参照图1至图4描述的无线电力传送设备1000相同地被配置。
电源1480根据控制器1495的控制接收外部电力或内部电力以向充电设备1400中包括的元件中的每个元件供电。
存储器1490存储支持充电设备1400的各种功能的数据。存储器1490可以存储由充电设备1400驱动的多个应用程序或应用以及用于充电设备1400的操作的数据片段和命令。
图15是描述根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的驱动方法的流程图。
参照图15,在操作S1510中,无人驾驶飞行器可以基于所接收到的充电设备的GPS信息而移动。在操作S1520中,无人驾驶飞行器可以访问充电设备以接收包括充电设备的AP信息的无线信号。在操作S1530中,无人驾驶飞行器可以将GPS信息与无线信号进行比较,并且当GPS信息与无线信号之间匹配时,无人驾驶飞行器可以在操作S1540中基于GPS信息和无线信号降落。在无人驾驶飞行器降落之后,无人驾驶飞行器可以从充电设备的无线电力传送设备接收数字信号,并且可以在操作S1550中向充电设备传送包括无人驾驶飞行器的接收电力信息的接收分组。充电设备可以检查从无人驾驶飞行器接收到的接收分组的接收电力信息以确定无人驾驶飞行器的接收线圈是否与充电设备的传送线圈对准,并且可以通知无人驾驶飞行器是否重新降落。也就是说,充电设备可以基于接收分组的接收电力信息生成包括传送线圈的精确位置的精确位置信息。
无人驾驶飞行器可以在操作S1560中接收精确位置信息,并且可以在操作S1570中将无人驾驶飞行器的降落位置与精确位置进行比较。如果无人驾驶飞行器的降落位置与精确位置之间匹配,则无人驾驶飞行器可以在操作S1580中接收无线电力,而如果无人驾驶飞行器的降落位置与精确位置之间不匹配,则无人驾驶飞行器可以在操作S1590中基于精确位置信息重新降落。
图16是描述根据一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。参照图16,在充电设备的传送线圈和无人驾驶飞行器的接收线圈以一对一(1:1)关系彼此匹配的情况下,示出了充电设备的驱动方法。
充电设备可以在操作S1610中向无人驾驶飞行器传送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备所位于的AP的AP信息。当无人驾驶飞行器降落时,充电设备可以在操作S1620中传送数字信号。数字信号可以包括电力信标,并且电力信标可以提供使得无线电力接收设备能够启动和响应的足够电力。在一个实施方式中,充电设备可以在28ms或更少的时间内发送数字信号五次或更少次,并且如果无线电力接收设备没有响应,则充电设备可以返回到待机状态。
充电设备可以在操作S1630中从无人驾驶飞行器接收接收分组。接收分组可以包括接收电力信息,并且充电设备可以在操作S1640中基于接收电力信息来确定是否对准无人驾驶飞行器100。例如,如果接收分组中包括的接收电力信息等于或大于阈值,则充电设备的控制器可以确定无人驾驶飞行器的对准完成,并且可以在操作S1650中开始充电。
如果接收分组中包括的接收电力信息等于或小于阈值,则充电设备的控制器可以确定无人驾驶飞行器的对准失败,在操作S1660中基于接收分组中包括的接收电力信息生成包括传送线圈的精确位置的精确位置信息,并且向无人驾驶飞行器传送精确位置信息。
图17是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。参照图17,在充电设备的传送线圈和无人驾驶飞行器的接收线圈以一对一(1:1)关系彼此匹配的情况下,充电设备可以通过使用霍尔传感器指导无人驾驶飞行器降落。
充电设备可以在操作S1710中向无人驾驶飞行器传送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备所位于的AP的AP信息。无人驾驶飞行器可以基于GPS信息和所接收到的无线信号中包括的AP信息来确定降落点并且可以降落。
当无人驾驶飞行器已经降落时,充电设备可以在操作S1720中传送数字信号。
在充电设备的无线电力传送设备中,霍尔传感器可以布置在传送线圈内部,并且可以感测布置在无线电力接收设备的接收线圈内部的磁性物质以在操作S1730中确定无人驾驶飞行器是否降落和对准。霍尔传感器可以感测磁性物质的磁通量密度的强度,并且如果磁性物质的磁通量密度的强度等于或大于预定阈值,则充电设备的控制器可以确定完成降落和对准以供对无人驾驶飞行器进行充电,并且可以在操作S1750中执行开始充电的控制。如果磁性物质的磁通量密度的强度等于或小于阈值,则充电设备的控制器可以在操作S1760中向无人驾驶飞行器传送精确位置信息以促使重新降落。
图18是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。参照图18,在充电设备的传送线圈与无人驾驶飞行器的接收线圈以n:1的关系彼此匹配的情况下,下面将描述充电设备的驱动方法。
充电设备可以在操作S1810中向无人驾驶飞行器传送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备所位于的AP的AP信息。无人驾驶飞行器可以基于GPS信息和所接收到的无线信号中包括的AP信息来确定降落点并且可以降落。
当无人驾驶飞行器已经降落时,充电设备可以在操作S1820中从多个无线电力传送设备中选择与无人驾驶飞行器的降落点对应的至少一个无线电力传送设备。所选择的无线电力传送设备可以在操作S1830中向无人驾驶飞行器的无线电力接收设备传送数字信号。
充电设备可以在操作S1840中从无人驾驶飞行器接收接收分组。充电设备可以在操作S1850中基于接收分组中包括的接收电力信息来确定是否对准无人驾驶飞行器。例如,如果接收分组中包括的接收电力信息等于或大于阈值,则充电设备的控制器可以确定无人驾驶飞行器的对准完成,并且可以在操作S1870中开始充电。
如果接收分组中包括的接收电力信息等于或小于阈值,则充电设备的控制器可以确定无人驾驶飞行器的对准失败,在操作S1880中基于接收分组中包括的接收电力信息生成包括传送线圈的精确位置的精确位置信息,并且向无人驾驶飞行器传送精确位置信息。
图19是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。参照图19,下面将描述充电设备的驱动方法,在该驱动方法中充电设备的传送线圈移动至无人驾驶飞行器的降落点并执行充电。
充电设备可以在操作S1910中向无人驾驶飞行器传送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备所位于的AP的AP信息。无人驾驶飞行器可以基于GPS信息和所接收到的无线信号中包括的AP信息来确定降落点并且可以降落。
当无人驾驶飞行器已经降落时,充电设备可以在操作S1920中从多个无线电力传送设备中选择与无人驾驶飞行器的降落点对应的至少一个无线电力传送设备。所选择的无线电力传送设备可以在操作S1930中向无人驾驶飞行器的无线电力接收设备传送数字信号。
充电设备可以在操作S1940中从无人驾驶飞行器接收接收分组。充电设备可以在操作S1950中基于接收分组中包括的接收电力信息来确定是否对准无人驾驶飞行器。例如,如果接收分组中包括的接收电力信息等于或大于阈值,则充电设备的控制器可以确定无人驾驶飞行器的对准完成,并且可以在操作S1980开始充电。
如果接收分组中包括的接收电力信息等于或小于阈值,则充电设备可以确定无人驾驶飞行器的对准失败,并且可以在操作S1970中基于接收分组中包括的电力信息或由霍尔传感器感测到的信息来移动所选择的无线电力传送设备。
图20是根据一个实施方式的充电设备的系统框图。参照图20,充电设备2000包括无线通信器2040、无线电力传送设备2060、电源2080和存储器2090。
无线通信器2040可以包括短程通信模块2043和位置信息模块2045中至少之一。短程通信模块2043用于短程通信,以及位置信息模块2045是用于获得无人驾驶飞行器的位置的模块,并且作为代表性示例,存在全球定位系统(GPS)模块或Wi-Fi模块。例如,如果使用GPS模块,则充电设备2000可以通过使用从GPS卫星发送的信号来获得充电设备2000的位置。作为另一示例,如果使用Wi-Fi模块,则充电设备2000可以基于关于向Wi-Fi模块发送无线信号或从Wi-Fi模块接收无线信号的无线接入点(AP)的信息来获得充电设备2000的位置。短程通信模块2043可以向无人驾驶飞行器传送精确位置信息以指导降落。无线电力传送设备2060可以与上面参照图1至图4描述的无线电力传送设备1000相同地被配置。
电源2080根据控制器2095的控制接收外部电力或内部电力以向充电设备2000中包括的元件中的每个元件供电。
存储器2090存储支持充电设备2000的各种功能的数据。存储器2090可以存储由充电设备2000驱动的多个应用程序或应用以及用于充电设备2000的操作的数据片段和命令。
图21是描述根据一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。参照图21,在充电设备的传送线圈和无人驾驶飞行器的接收线圈以一对一(1:1)关系彼此匹配的情况下,示出了充电设备的驱动方法。
充电设备可以在操作S2110中向无人驾驶飞行器传送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备所位于的AP的AP信息。充电设备可以在操作S2120中与无人驾驶飞行器进行IR-UWB通信,测量无人驾驶飞行器的位置以生成位置测量信息,并且在步骤S2130中向无人驾驶飞行器传送位置测量信息。无人驾驶飞行器可以基于位置测量信息降落,并且在降落之后,充电设备可以在操作S2140中向无人驾驶飞行器传送数字信号。数字信号可以包括电力信标,并且电力信标可以提供使得无线电力接收设备能够启动和响应的足够电力。在一个实施方式中,充电设备可以在等于或小于预定单位时间值的时间(例如,28ms)内传送数字信号一定次数或更少次数(例如,五次),并且如果无线电力接收设备没有响应,充电设备可以返回到待机状态。
充电设备可以在操作S2150中从无人驾驶飞行器接收接收分组(响应分组或信号强度分组)。接收分组可以包括接收电力信息,并且充电设备可以在操作S2160中基于接收电力信息来确定是否对准无人驾驶飞行器。例如,如果接收分组中包括的接收电力信息等于或大于阈值,则充电设备的控制器2195可以在操作S2160中确定无人驾驶飞行器的对准完成,并且充电设备的电子织物传感器可以在操作S2180中感测无人驾驶飞行器。
如果接收分组中包括的接收电力信息等于或小于阈值,则充电设备的控制器可以确定无人驾驶飞行器的对准失败,在操作S2170中基于接收分组中包括的接收电力信息生成包括传送线圈的精确位置的精确位置信息,并且向无人驾驶飞行器传送精确位置信息。
如果所感测到的物体的重量在预定重量范围内,则充电设备的电子织物传感器可以将所感测到的物体确定为无人驾驶飞行器并且可以在操作S2195中开始充电。
图22是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。参照图22,在充电设备的传送线圈和无人驾驶飞行器的接收线圈以一对一(1:1)关系彼此匹配的情况下,示出了充电设备的驱动方法。
充电设备可以在操作S2210中向无人驾驶飞行器传送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备所位于的AP的AP信息。
充电设备可以在操作S2220中与无人驾驶飞行器进行IR-UWB通信,测量无人驾驶飞行器的位置以生成位置测量信息,并且在操作S2230中向无人驾驶飞行器传送位置测量信息。无人驾驶飞行器可以基于位置测量信息降落,并且当无人驾驶飞行器降落时,充电设备的电子织物传感器可以感测无人驾驶飞行器的重量,并且可以在操作S2240中从多个无线电力传送设备中选择与在预定重量范围内的无人驾驶飞行器的降落点对应的至少一个无线电力传送设备。所选择的无线电力传送设备可以在操作S2250中向无人驾驶飞行器的无线电力接收设备传送数字信号。
充电设备可以在操作S2260中从无人驾驶飞行器接收接收分组。充电设备可以在操作S2270中基于接收分组中包括的接收电力信息来确定是否对准无人驾驶飞行器。例如,如果接收分组中包括的接收电力信息等于或大于阈值,则充电设备的控制器可以在操作S2280中确定无人驾驶飞行器的对准完成,并且充电设备的电子织物传感器可以在操作S2290中感测无人驾驶飞行器。如果所感测的物体的重量在预定重量范围内,则充电设备的电子织物传感器可以将所感测到的物体确定为无人驾驶飞行器并且可以在操作S2297中开始充电。
在另一个实施方式中,电子织物传感器可以检测无人驾驶飞行器的降落单元降落在垫上的区域。电子织物传感器可以划分垫的区域以感测重量。例如,如在图10的实施方式中,如果在充电设备中包括多个传送线圈,则电子织物传感器可以基于多个线圈感测基于区域的重量。在当无人驾驶飞行器降落时感测无人驾驶飞行器的操作(S2290)中,电子织物传感器可以感测基于区域的重量,并且当预定区域的重量被感测到时,可以通过操作与相应区域对应的线圈开始无线电力的传送。另外,如果检测到除了预定区域之外的重量感测区域,则充电设备可以命令无人驾驶飞行器执行重新降落操作。例如,如果如图5的实施方式在充电设备中包括一个传送线圈,则充电设备可以感测该一个线圈周围的重量,并且如果感测到降落单元降落在相应区域外部或相应区域中,则充电设备可以向无人驾驶飞行器发送重新降落操作消息。此时,传送/接收线圈可以通过重新降落被对准,然后,充电设备可以开始传送无线电力。
如果接收分组中包括的接收电力信息等于或小于阈值,则充电设备可以确定无人驾驶飞行器的对准失败,在操作S2280中基于接收分组中包括的接收电力信息生成包括传送线圈的精确位置的精确位置信息,并且向无人驾驶飞行器传送精确位置信息。
图23是根据一个实施方式的充电设备的系统框图。参照图23,充电设备2300包括无线通信器2340、无线电力传送设备2360、电源2380和存储器2390。
无线通信器2340可以包括短程通信模块2343和位置信息模块2345中至少之一。短程通信模块2343用于短程通信,以及位置信息模块2345是用于获得无人驾驶飞行器的位置的模块,并且作为代表性示例,存在全球定位系统(GPS)模块或Wi-Fi模块。例如,如果使用GPS模块,则充电设备2300可以通过使用从GPS卫星发送的信号来获得充电设备2300的位置。作为另一示例,如果使用Wi-Fi模块,则充电设备2300可以基于关于向Wi-Fi模块发送无线信号或从Wi-Fi模块接收无线信号的无线接入点(AP)的信息来获得充电设备2300的位置。短程通信模块2343可以将精确位置信息传送至无人驾驶飞行器以指导降落。无线电力传送设备2360可以与上面参照图1至图4描述的无线电力传送设备1000相同地被配置。
距离测量器2370可以以IR-UWB通信方案检测到周围物体的距离。IR-UWB通信方案是具有使用纳秒级以下的短脉冲而不使用载波的特征的短程无线通信技术,并且由于不进行连续的能量传送,所以可以进行超低电力通信,并且IR-UWB通信方案可以用于具有高分辨率或传感器网络的无线定位系统。
也就是说,充电设备2300可以通过使用距离测量器2370以IR-UWB通信方案来测量到无人驾驶飞行器的距离,并且可以将所检测到的位置测量信息提供给无人驾驶飞行器以帮助无人驾驶飞行器降落在准确的位置处。
电源2380根据控制器2395的控制接收外部电力或内部电力以向充电设备2300中包括的元件中的每个元件供电。
存储器2390存储支持充电设备2300的各种功能的数据。存储器2390可以存储由充电设备2300驱动的多个应用程序或应用以及用于充电设备2300的操作的数据片段和命令。
图24是描述根据一个实施方式的无人驾驶飞行器的驱动方法的流程图。
参照图24,在操作S2410中,无人驾驶飞行器可以基于所接收到的充电设备的GPS信息而移动。在操作S2420中,无人驾驶飞行器可以访问充电设备以接收包括充电设备的AP信息的无线信号。无人驾驶飞行器可以在操作S2430中将GPS信息与无线信号进行比较,并且当二者之间匹配时,无人驾驶飞行器可以在操作S2440中与充电设备进行IR-UWB通信,并且可以在操作S2450中基于GPS信息和无线信号降落。在另一个实施方式中,无需将GPS信息与无线信号进行比较,无人驾驶飞行器可以在操作S2430中将预先存储的充电设备识别信息与无线信号中包括的识别信息进行比较以识别充电设备。在识别之后,该驱动方法执行作为下一操作的IR-UWB通信操作(S2440),并且促使无人驾驶飞行器执行精确降落。精确降落表示使无人驾驶飞行器的无线电力接收线圈与充电设备的无线电力传送线圈对准的降落感应方法。无人驾驶飞行器可以从充电设备的无线电力传送设备接收无线充电电力以在操作S2460中开始充电。
图25是描述根据另一个实施方式的无人驾驶飞行器的驱动方法的流程图。
参照图25,在操作S2510中,无人驾驶飞行器可以基于所接收到的充电设备的GPS信息而移动。在操作S2520中,无人驾驶飞行器可以访问充电设备以接收包括充电设备的AP信息的无线信号。无人驾驶飞行器可以在操作S2530中将GPS信息与无线信号进行比较,并且当它们之间匹配时,无人驾驶飞行器可以在操作S2540中与充电设备进行IR-UWB通信,并且可以在操作S2550中基于GPS信息和无线信号降落。在另一和实施方式中,无需将GPS信息与无线信号进行比较,无人驾驶飞行器可将预先存储的充电设备识别信息与无线信号中包括的识别信息进行比较以识别充电设备(S2530)。在识别之后,该驱动方法执行作为下一操作的IR-UWB通信操作(S2540),并且引导无人驾驶飞行器执行精确降落。精确降落表示使无人驾驶飞行器的无线电力接收线圈与充电设备的无线电力传送线圈对准的降落感应方法。在无人驾驶飞行器降落之后,无人驾驶飞行器可以在操作S2560中从充电设备的无线电力传送设备接收数字信号并且可以向充电设备传送包括无人驾驶飞行器的接收电力信息的接收分组。充电设备可以检查从无人驾驶飞行器接收到的接收分组的接收电力信息以确定无人驾驶飞行器的接收线圈是否与充电设备的传送线圈对准,并且可以通知无人驾驶飞行器是否重新降落。也就是说,充电设备可以基于接收分组的接收电力信息生成包括传送线圈的精确位置的精确位置信息。
无人驾驶飞行器可以在操作S2570中接收精确位置信息,并且可以在操作S2580中将无人驾驶飞行器的降落位置与精确位置进行比较。如果它们之间匹配,则无人驾驶飞行器可以在操作S2595中接收无线电力,而如果它们之间存在不匹配,则无人驾驶飞行器可以在操作S2590中基于精确位置信息重新降落。
图26是描述根据一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。参照图26,在充电设备的传送线圈和无人驾驶飞行器的接收线圈以一对一(1:1)关系彼此匹配的情况下,示出了充电设备的驱动方法。
充电设备可以在操作S2610中向无人驾驶飞行器发送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备所位于的AP的AP信息。充电设备可以在操作S2620中与无人驾驶飞行器进行IR-UWB通信,测量无人驾驶飞行器的位置以生成位置测量信息,并且在操作S2630中将位置测量信息传送至无人驾驶飞行器。无人驾驶飞行器可以基于位置测量信息降落,并且在降落之后,充电设备可以在操作S2640中向无人驾驶飞行器传送数字信号。数字信号可以包括电力信标,并且电力信标可以提供使得无线电力接收设备能够启动和响应的足够电力。在一个实施方式中,充电设备可以在等于或小于预定单位时间值的时间(例如,28ms)内传送数字信号一定次数或更少次数(例如,五次),并且如果无线电力接收设备没有响应,则充电设备可以返回到待机状态。
充电设备可以在操作S2650中从无人驾驶飞行器接收接收分组(响应分组或信号强度分组)。接收分组可以包括接收电力信息,并且充电设备可以在操作S2660中基于接收电力信息来确定是否对准无人驾驶飞行器。例如,如果接收分组中包括的接收电力信息等于或大于阈值,则充电设备的控制器可以确定无人驾驶飞行器的对准完成,并且可以在操作S2680中开始充电
如果接收分组中包括的接收电力信息等于或小于阈值,则充电设备的控制器可以确定无人驾驶飞行器的对准失败,在操作S2670中基于接收分组中包括的接收电力信息生成包括传送线圈的精确位置的精确位置信息,并且向无人驾驶飞行器传送精确位置信息。因此,无人驾驶飞行器可以执行重新降落操作。
图27是描述根据另一个实施方式的充电设备的驱动方法的流程图。参照图27,在充电设备的传送线圈和无人驾驶飞行器的接收线圈以一对一(1:1)关系彼此匹配的情况下,示出了充电设备的驱动方法。
充电设备可以在操作S2710中向无人驾驶飞行器发送无线信号。无线信号可以包括关于充电设备所位于的AP的AP信息。
充电设备可以在操作S2720中与无人驾驶飞行器进行IR-UWB通信,测量无人驾驶飞行器的位置以生成位置测量信息,并且在操作S2730中向无人驾驶飞行器传送位置测量信息。无人驾驶飞行器可以基于位置测量信息降落,并且当无人驾驶飞行器已经降落时,充电设备的电子织物传感器可以感测无人驾驶飞行器的重量,并且可以在操作S2740中从多个无线电力传送设备中选择与预定重量范围内的无人驾驶飞行器的降落点对应的至少一个无线电力传送设备。所选择的无线电力传送设备可以在操作S2750中向无人驾驶飞行器的无线电力接收设备传送数字信号。
充电设备可以在操作S2760中从无人驾驶飞行器接收接收分组(响应分组或信号强度分组)。充电设备可以在操作S2770中基于接收分组中包括的接收电力信息来确定是否对准无人驾驶飞行器。例如,如果接收分组中包括的接收电力信息等于或大于阈值,则充电设备的控制器可以确定无人驾驶飞行器的对准完成,并且可以在操作S2790中开始充电。
如果接收分组中包括的接收电力信息等于或小于阈值,则充电设备可以确定无人驾驶飞行器的对准失败,在操作S2780中基于接收分组中包括的接收电力信息生成包括传送线圈的精确位置的精确位置信息,并且向无人驾驶飞行器传送精确位置信息。
以上详细描述不应当在所有方面被限制性地说明,而应当被视为示例。本发明的范围应当通过对所附权利要求的理性解释来确定,并且所有修改都在等同范围内被包括在本发明的范围内。
[工业适用性]
本发明可以用于无线电力传送领域。

Claims (15)

1.一种从充电设备接收无线充电电力的无人驾驶飞行器的驱动方法,所述驱动方法包括:
由所述无人驾驶飞行器基于GPS信息移动,并且从所述充电设备接收包括关于所述充电设备的位置信息的无线信号;
确定所述GPS信息是否与所述无线信号中包括的所述位置信息匹配,并且基于所述GPS信息和所述无线信号降落;以及
向所述充电设备传送包括关于所述无人驾驶飞行器的电力信息的接收分组,并且接收基于所述接收分组所生成的包括所述充电设备的位置坐标的精确位置信息。
2.根据权利要求1所述的驱动方法,还包括:将所述精确位置信息与关于所述无人驾驶飞行器的降落位置信息进行比较,并且当所述精确位置信息与所述降落位置信息匹配时,接收所述无线充电电力。
3.根据权利要求1所述的驱动方法,还包括:将所述精确位置信息与关于所述无人驾驶飞行器的降落位置信息进行比较,并且当所述精确位置信息与所述降落位置信息不匹配时,由所述无人驾驶飞行器基于所述精确位置信息重新降落。
4.根据权利要求1所述的驱动方法,还包括:当所述电力信息大于阈值时,基于包括所述电力信息的所述接收分组执行关断驱动器电力的控制。
5.根据权利要求1所述的驱动方法,其中,所述无人驾驶飞行器包括:
机身部分;
连接至所述机身部分的机翼部分,所述机翼部分包括多个螺旋桨;以及
腿部分,其装配有从所述充电设备接收所述无线充电电力的无线电力接收设备。
6.根据权利要求5所述的驱动方法,其中,所述无线电力接收设备的接收线圈的尺寸和形状与所述充电设备的传送线圈的尺寸和形状相同。
7.一种向无人驾驶飞行器传送无线充电电力的充电设备的驱动方法,所述驱动方法包括:
向所述无人驾驶飞行器传送包括关于所述充电设备的AP信息的无线信号;
感测所述无人驾驶飞行器以传送数字信号,并且从所述无人驾驶飞行器接收接收分组;以及
基于所述接收分组中包括的无线电力接收设备的接收电力信息来确定是否对准。
8.根据权利要求7所述的驱动方法,还包括:当所述接收分组大于阈值时,使用无线电力对所述无人驾驶飞行器进行充电。
9.根据权利要求7所述的驱动方法,还包括:当所述接收分组等于或小于阈值时,基于所述接收分组生成包括所述充电设备的位置坐标的精确位置信息,并且将所生成的精确位置信息传送至所述无人驾驶飞行器。
10.根据权利要求7所述的驱动方法,还包括:从多个无线电力传送设备中选择与所述无人驾驶飞行器的降落点对应的至少一个无线电力传送设备。
11.根据权利要求8所述的驱动方法,还包括:当所述接收分组等于或小于阈值时,基于所述接收分组或由所述充电设备的霍尔传感器感测到的信息生成包括所述充电设备的位置坐标的精确位置信息,并且将所生成的精确位置信息传送至所述无人驾驶飞行器。
12.根据权利要求7所述的驱动方法,其中,所述充电设备包括:
无线电力传送设备,其包括线圈;
控制器,其基于所述接收分组生成包括所述充电设备的位置坐标的精确位置信息;以及
无线通信器,其将所述精确位置信息传送至所述无人驾驶飞行器。
13.根据权利要求12所述的驱动方法,其中,当所述无人驾驶飞行器未对准时,所述控制器执行水平移动成对的多个无线电力传送设备的控制。
14.一种向无人驾驶飞行器传送无线充电电力的充电设备的驱动方法,所述驱动方法包括:
向所述无人驾驶飞行器传送包括关于所述充电设备的AP信息的无线信号;
与所述无人驾驶飞行器进行IR-UWB通信以测量所述无人驾驶飞行器的位置;
向所述无人驾驶飞行器传送位置测量信息和数字信号,并且从所述无人驾驶飞行器接收接收分组;
基于所述接收分组中包括的无线电力接收设备的接收电力信息来确定是否对准;以及
由所述充电设备的电子织物传感器感测所述无人驾驶飞行器。
15.一种从充电设备接收无线充电电力的无人驾驶飞行器的驱动方法,所述驱动方法包括:
由所述无人驾驶飞行器基于GPS信息移动,并且从所述充电设备接收包括关于所述充电设备的位置信息的无线信号;
确定所述GPS信息是否与所述无线信号中包括的位置信息匹配;以及
与所述充电设备进行IR-UWB通信,并且基于从所述充电设备接收到的位置测量信息降落。
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