CN109050278A

CN109050278A - 无人船自动充电系统及其控制方法

Info

Publication number: CN109050278A
Application number: CN201810691381.0A
Authority: CN
Inventors: 丁玲; 邓小鹏
Original assignee: ANHUI COWIS INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ANHUI COWIS INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2018-12-21

Abstract

本发明公开了一种无人船自动充电系统及其控制方法，一种无人船自动充电系统及其控制方法，包括无人船上设置的电压监测单元、第一通信单元、定位单元与控制单元；电压监测单元实时监测无人船的电池电量信息，定位单元实时监测无人船所在位置信息；第一通信单元与岸边设置的充电桩进行信息交互并实时获取充电桩的位置信息；控制单元根据电池电量信息、无人船位置信息以及充电桩位置信息进行计算并发送指令控制无人船返航至最近的充电桩进行充电。计算无人船当前位置与最近的充电桩之间的距离，当前电池电量消耗至仅能满足无人船返航至最近的充电桩时，控制单元控制无人船进行返航进行充电。

Description

无人船自动充电系统及其控制方法

技术领域

本发明属于无人船控制领域，特别涉及一种无人船自动充电系统及其控制方法。

背景技术

随着无人控制技术的成熟，无人船已经越来越多的走进人们的视野，并且发展方向也逐渐贴近完全排除人为干预的无人自动化方向。如今越来越多的小型无人船代替人们去执行水质检测，地形勘测等任务，很大程度提高了工作效率。无人船的续航能力随着技术的进步也在不断加大，但是，无人船在电量不足的情况下仍需要人员回收进行充电，大部分水域岸边是没有市电可供无人船充电。因此，无人船的供电系统无法得到较好的续航维护，如果需要工作人员进行充电维护也造成人力的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人船自动充电系统，确保无人船在自动航行时能根据剩余电池电量及时返航进行自动充电。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种无人船自动充电系统及其控制方法，包括无人船上设置的电压监测单元、第一通信单元、定位单元与控制单元；电压监测单元实时监测无人船的电池电量信息，定位单元实时监测无人船所在位置信息；第一通信单元与岸边设置的充电桩进行信息交互并实时获取充电桩的位置信息；控制单元根据电池电量信息、无人船位置信息以及充电桩位置信息进行计算并发送指令控制无人船返航至最近的充电桩进行充电。

上述技术方案中，控制单元实时接收无人船的电池电量信息以及位置信息，从而便于判断无人船所处位置以及接下来的电池电量能支撑多少行程，沿着海岸线设置有若干充电桩，通过第一通信单元实时确定充电桩的位置信息，计算无人船当前位置与最近的充电桩之间的距离，当前电池电量消耗至仅能满足无人船返航至最近的充电桩时，控制单元控制无人船进行返航进行充电，此外，当前电池电量应该稍大于无人船返航至最近的充电桩的所需电量，避免中途出现意外过多耗费电量而不能支撑返航。

本发明的目的还在于提供一种无人船自动充电系统的控制方法，确保无人船在自动航行时能根据剩余电池电量及时返航进行自动充电。

一种无人船自动充电系统的控制方法，包括如下步骤：A、电压监测单元实时监测无人船的电池电量信息，定位单元实时监测无人船所在位置信息；B、第一通信单元与岸边设置的充电桩进行信息交互并实时获取充电桩的位置信息；C、控制单元实时接收无人船电池电量信息、无人船位置信息以及充电桩位置信息；D、控制单元结合电池电量信息与航行速度计算剩余航行里程，并结合无人船与充电桩的位置信息计算当前电池电量是否大于无人船返航至最近的充电桩的所需电量；E、如果大于，控制单元发送指令控制无人船继续执行任务航行；如果等于，控制单元发送指令控制无人船返航至最近的充电桩进行充电。

附图说明

图1本发明系统框图。

具体实施方式

结合附图1对本发明做出进一步的说明：

一种无人船自动充电系统及其控制方法，包括无人船上设置的电压监测单元10、第一通信单元20、定位单元30与控制单元40；电压监测单元10实时监测无人船的电池电量信息，定位单元30实时监测无人船所在位置信息；第一通信单元20与岸边设置的充电桩50进行信息交互并实时获取充电桩50的位置信息；控制单元40根据电池电量信息、无人船位置信息以及充电桩50位置信息进行计算并发送指令控制无人船返航至最近的充电桩50进行充电。

控制单元40实时接收无人船的电池电量信息以及位置信息，从而便于判断无人船所处位置以及接下来的电池电量能支撑多少行程，沿着海岸线设置有若干充电桩50，通过第一通信单元20实时确定充电桩50的位置信息，计算无人船当前位置与最近的充电桩50之间的距离，当前电池电量消耗至仅能满足无人船返航至最近的充电桩50时，控制单元40控制无人船进行返航进行充电，此外，当前电池电量应该稍大于无人船返航至最近的充电桩50的所需电量，避免中途出现意外过多耗费电量而不能支撑返航。此外，无人船还设置有风速风向检测单元实时检测无人船附近水域的风速风向及行驶方向的水流速度，以便控制单元40判断返航时是否逆风还是顺风，便于留有充足的电池电量。

所述的充电桩50设置有与无人船进行信息交互的第二通信单元51，充电桩50还设有伸缩机械臂52，伸缩机械臂52的端头与无人船皆设置有对应配合的电磁铁。第一通信单元20、第二通信单元51用于无人船与充电桩50及时进行信息交互，在无人船接近充电桩50时，伸缩机械臂52开始工作与无人船上设置的电磁铁进行配合完成对接，便于进行充电。

所述的充电桩50上还设置有图像处理器53，图像处理器53用于采集充电桩50前方的水域图像信息，当无人船靠近充电桩50时，控制伸缩机械臂52对准无人船进行电磁铁吸附，使充电桩50的插孔与无人船的插头连接。无人船接近充电桩50时，图像处理器53工作采集充电桩50前方的水域图像信息，确定无人船的位置方位并控制伸缩机械臂52对准无人船进行电磁铁吸附，使充电桩50的插孔与无人船的插头连接。

一种无人船自动充电系统的控制方法，包括如下步骤：A、电压监测单元10实时监测无人船的电池电量信息，定位单元30实时监测无人船所在位置信息；B、第一通信单元20与岸边设置的充电桩50进行信息交互并实时获取充电桩50的位置信息；C、控制单元40实时接收无人船电池电量信息、无人船位置信息以及充电桩50位置信息；D、控制单元40结合电池电量信息与航行速度计算剩余航行里程，并结合无人船与充电桩50的位置信息计算当前电池电量是否大于无人船返航至最近的充电桩50的所需电量；E、如果大于，控制单元40发送指令控制无人船继续执行任务航行；如果等于，控制单元40发送指令控制无人船返航至最近的充电桩50进行充电。

所述的充电桩50设置有与无人船进行信息交互的第二通信单元51，充电桩50还设有伸缩机械臂52，伸缩机械臂52的端头与无人船皆设置有对应配合的电磁铁；当确定无人船返航进行充电时，对电磁铁进行通电。第一通信单元20、第二通信单元51用于无人船与充电桩50及时进行信息交互，在无人船接近充电桩50时，伸缩机械臂52开始工作与无人船上设置的电磁铁进行配合完成对接，便于进行充电。

步骤E之后包括如下步骤：F、通过第一通信单元20与第二通信单元51进行信息交互，使无人船向充电桩50发送充电请求，充电桩50启动进入充电模式并实时接收无人船的位置信息；G、无人船接近充电桩50时，图像处理器53工作采集充电桩50前方的水域图像信息，确定无人船的位置方位并控制伸缩机械臂52对准无人船进行电磁铁吸附，使充电桩50的插孔与无人船的插头连接；H、电压检测单元10监测无人船电量处于充满状态发送至控制单元40，控制单元40切断电磁铁的通电，并通过第一通信单元20发送停止充电指令至充电桩50，充电桩50停止充电模式并收回伸缩机械臂52。当电池电量充满以后，无人船与充电桩50进行信息交互，两者皆不对电磁体进行通电，此时伸缩机械臂52抽出，停止充电。

Claims

1.一种无人船自动充电系统，其特征在于：包括无人船上设置的电压监测单元（10）、第一通信单元（20）、定位单元（30）与控制单元（40）；

电压监测单元（10）实时监测无人船的电池电量信息，定位单元（30）实时监测无人船所在位置信息；

第一通信单元（20）与岸边设置的充电桩（50）进行信息交互并实时获取充电桩（50）的位置信息；

控制单元（40）根据电池电量信息、无人船位置信息以及充电桩（50）位置信息进行计算并发送指令控制无人船返航至最近的充电桩（50）进行充电。

2.根据权利要求1所述的无人船自动充电系统，其特征在于：所述的充电桩（50）设置有与无人船进行信息交互的第二通信单元（51），充电桩（50）还设有伸缩机械臂（52），伸缩机械臂（52）的端头与无人船皆设置有对应配合的电磁铁。

3.根据权利要求2所述的无人船自动充电系统，其特征在于：所述的充电桩（50）上还设置有图像处理器（53），图像处理器（53）用于采集充电桩（50）前方的水域图像信息，当无人船靠近充电桩（50）时，控制伸缩机械臂（52）对准无人船进行电磁铁吸附，使充电桩（50）的插孔与无人船的插头连接。

4.一种根据权利要求1所述的无人船自动充电系统的控制方法，包括如下步骤：

A、电压监测单元（10）实时监测无人船的电池电量信息，定位单元（30）实时监测无人船所在位置信息；

B、第一通信单元（20）与岸边设置的充电桩（50）进行信息交互并实时获取充电桩（50）的位置信息；

C、控制单元（40）实时接收无人船电池电量信息、无人船位置信息以及充电桩（50）位置信息；

D、控制单元（40）结合电池电量信息与航行速度计算剩余航行里程，并结合无人船与充电桩（50）的位置信息计算当前电池电量是否大于无人船返航至最近的充电桩（50）的所需电量；

E、如果大于，控制单元（40）发送指令控制无人船继续执行任务航行；如果等于，控制单元（40）发送指令控制无人船返航至最近的充电桩（50）进行充电。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述的充电桩（50）设置有与无人船进行信息交互的第二通信单元（51），充电桩（50）还设有伸缩机械臂（52），伸缩机械臂（52）的端头与无人船皆设置有对应配合的电磁铁；当确定无人船返航进行充电时，对电磁铁进行通电。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：步骤E之后包括如下步骤：

F、通过第一通信单元（20）与第二通信单元（51）进行信息交互，使无人船向充电桩（50）发送充电请求，充电桩（50）启动进入充电模式并实时接收无人船的位置信息；

G、无人船接近充电桩（50）时，图像处理器（53）工作采集充电桩（50）前方的水域图像信息，确定无人船的位置方位并控制伸缩机械臂（52）对准无人船进行电磁铁吸附，使充电桩（50）的插孔与无人船的插头连接；

H、电压检测单元（10）监测无人船电量处于充满状态发送至控制单元（40），控制单元（40）切断电磁铁的通电，并通过第一通信单元（20）发送停止充电指令至充电桩（50），充电桩（50）停止充电模式并收回伸缩机械臂（52）。