CN109361451A - 双无人机长续航通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双无人机长续航通信系统，包括高空通信无人机、地面充电无人机和地面控制中心。高空通信无人机包括飞行控制器、通信基站、无线通信模块、电池箱，电池箱安装在高空通信无人机下方，内置电池槽，底板上有四个凹型触控点，底板可向两边移动；地面充电无人机包括飞行控制器、太阳能板、降落平台、充电器、电池夹、第三通信单元，降落平台承载高空通信无人机降落，平台上有四个凸型触控点，电池夹与充电器和太阳能板连接，电池夹上下伸缩移动，下方设有压力感受器；地面控制中心接收第一通信单元和第三通信单元数据，了解双无人机工作状况。一种双无人机长续航通信系统，能有效的提高救灾人员救援效率，极大提升无人机续航能力。

Description

双无人机长续航通信系统

技术领域

本发明属于灾害应急通信领域，特别是一种灾害后快速恢复通信的双无人机长续航通信系统。

背景技术

中国地质灾害频繁发生，山体滑波、泥石流、地震等自然灾害容易导致地面通信基站毁损，大范围、长期信号中断给救援任务提出巨大挑战，而早期有效的通信恢复是应急救援的基础。

伴随无人机技术发展，应急通信无人机备受关注，查询发现，无人机应用于通信恢复的专利已有较多公开，如专利申请号：201710452080.7，专利名称：一种应急通信无人机及系统，无人搭载通信基站实现指定区域信号覆盖。专利号：201710966490.4，专利名称：一种基于无人机和无线设备的应急救援通信网络及组网方法，通过搭载无线路由器，结合地面网络，大大降低功耗和设备重量，提供更长时间的续航服务。然而，上述专利仍然无法解决无人机长期续航问题，目前小型无人机采用锂电池供电的电动系统，用于提供螺旋桨叶旋转带动升力，而受限于锂电池技术发展，无人机续航仅能维持30-60分钟，现有充电方式主要为人工拆换电池和手动接入插座充电，无法满足灾害发生时的及时、长期应急通信。因此，急需一种及时、快速、稳定、长期的通信系统保障救援任务的实施。

发明内容

本发明提供一种双无人机长续航通信系统，能有效的提高救灾人员救援效率，极大提升无人机续航能力。

为实现上述目标，本发明提供以下技术方案：

一种双无人机长续航通信系统，包括高空通信无人机、地面充电无人机、地面控制中心。

所述无人机均为四旋翼无人机。

所述高空通信无人机，包括飞行控制器、通信基站、无线通信模块、电池箱。所述飞行控制器包括导航仪，GPS定位系统，气压感受器，飞行控制器控制无人机飞行、定点悬停、定点高度；所述通信基站实现灾区信号覆盖；所述无线通信模块包括第一通信单元和第二通信单元，第一通信单元与地面控制中心无线连接，第二通信单元与地面充电无人机第三通信单元连接；所述电池箱安装在高空通信无人机下方，内置电池槽用于固定充电电池，电池箱底板上包括四个顶点处凹型触控点，底板可向两边移动。

所述地面充电无人机，包括飞行控制器、太阳能板、降落平台、充电器、电池夹、第三通信单元。所述飞行控制器包括导航仪、GPS定位系统，飞行控制器控制无人机飞行、定点悬停；所述太阳能板覆盖在无人机外壳四周，接收太阳能并转化为电能储存；所述降落平台承载高空通信无人机降落，平台上设置四个凸型触控点，触控点之间的平板可向两边移动；所述充电器置于地面充电无人机底部，存储电能；所述电池夹与充电器和太阳能板连接，提供电池充电，电池夹通过转动连接，可上下伸缩移动，实现电池更换功能，下方设有压力感受器；所述第三通信单元与第二通信单元和地面控制中心连接。

所述地面控制中心接收第一通信单元和第三通信单元数据传输，地面控制中心实时了解双无人机工作状况。

优化的，电池充电方式可采用有线充电或无线充电。

优化的，所述电池夹可多于两个。

本发明产生的有益效果：

本发明提供一种双无人机长续航通信系统，当自然灾害发生后，地面通信基站毁损严重，无法提供通信服务时，双无人机能及时快速启动，按照地面控制中心规划，定点悬停在指定区域作业，实现灾区通信功能恢复，保障救援任务的实施，更重要的是，在现有电池电量瓶颈尚未突破情况下，大幅度提高应急救援高空通信无人机的续航能力。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为高空通信无人机电池箱底示意图。

附图3为地面充电无人机降落平台示意图。

具体实施方式

结合附图1、附图2和附图3，对本发明的技术方案进行详细描述。

本发明提供一种用于灾害通信紧急恢复的双无人机长续航通信系统，具体包括高空通信无人机1、地面充电无人机2、地面控制中心3。

所述无人机均为四旋翼无人机。

所述高空通信无人机1，包括飞行控制器11，通信基站12，无线通信模块13，电池箱14。飞行控制器11包括导航仪，GPS定位系统，气压感受器。飞行控制器11控制无人机飞行、定点悬停、定点高度；通信基站12实现灾区信号覆盖；无线通信模块13包括第一通信单元和第二通信单元，第一通信单元与地面控制中心3无线连接，第二通信单元与地面充电无人机2的第三通信单元23连接；电池箱14安装在高空通信无人机1下方，内置两个电池槽141用于固定充电电池4，电池箱14底板上四周顶点处设置四个凹型触控点142，底板143可向两边移动。

所述地面充电无人机2，包括降落平台21、飞行控制器22、第三通信单元23、太阳能板24、充电器25、电池夹26。飞行控制器22包括导航仪，GPS定位系统，飞行控制器22控制无人机飞行、定点悬停；太阳能板24覆盖在无人机2外壳四周，接收太阳能并转化为电能储存；降落平台21承载高空通信无人机1降落，平台上设置四个凸型触控点212，触控点之间的平板211可向两边移动；充电器25置于地面充电无人机2底部，存储电能；电池夹26与充电器25和太阳能板24连接，提供电池充电，电池夹26通过转动261连接，可实现上下伸缩移动，提供更换电池4功能，下方设有压力感受器262；第三通信单元23与第一通信单元连接。

地面控制中心3接收第一通信单元和第三通信单元23数据传输，地面控制中心3实时了解双无人机工作状况。

重大自然灾害发生时，地面通信基站被损毁，受灾地区大范围通信中断给救灾任务提出巨大挑战，及时、快速、稳定、持续的信号恢复是救援工作开展的前提。本发明提供一种双无人机长续航通信系统，在地面控制中心3规划下，高空通信无人机1快速启动，在飞行控制器11控制下，按照预先设定的飞行轨迹到达目标悬停位点和飞行高度开始作业；地面充电无人机2在高空通信无人机1启动后，也依照同样的轨迹定点停留在高空通信无人机1的下方平缓地面。当高空通信无人机1电池箱14上的电量低于5％时，通过第一通信单元无线连接第三通信单元23，引导高空通讯无人机1缓慢下降到地面充电无人机2的降落平台21上，高空通讯无人机电池箱14下方四周凹型触控点142与降落平台21四个凸型触控点212连接后，电池箱14下方底板143和降落平台21上的顶板211同时向两边移动，显现出高空通信无人机电池槽141和地面充电无人机电池夹26，电池夹26下方有压力感受器262，压力感受器262压力不为0的电池夹通过转动连接261向上移动，将电池4安装在高空通信无人机空电池槽141上，之后压力感受器262压力为0的电池夹26向上移动，取下高空通信无人机1上的无电电池4进行充电。当高空通信无人机1电池箱14电量大于95％，同时完成电池4替换时，第二通信单元与第三通信单元23连接中断，高空通信无人机飞行控制器11启动，凹凸触控点断开，电池箱底板143和降落平台顶板211向中心移动闭合，高空通信无人机1重新悬停在定点高度作业。当地面充电无人机2剩余电量达到返航所需电量时，启动飞行控制器22，返回充电。一种用于灾害后恢复通信的双无人机长续航通信系统，在灾害发生的第一时间内快速应急启动，保障救援任务的实施，更重要的，在现有电池电量瓶颈尚未突破情况下，大幅度提高应急高空通信无人机的续航能力，实现长期稳定的通信覆盖。

最后应当指出，本发明所描述的具体实施例是本发明的一个特例，而不是所有的实施例。本领域普通技术人员基于本发明的具体实施例而做出的具有相同效果的实施例，都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双无人机长续航通信系统，其特征是：包括高空通信无人机、地面充电无人机、地面控制中心。

2.根据权利要求1所述的双无人机，其特征是：四旋翼无人机。

3.根据权利要求1所述的高空通信无人机，其特征是：包括飞行控制器、通信基站、无线通信模块、电池箱；飞行控制器包括导航仪，GPS定位系统，气压感受器，飞行控制器控制无人机飞行、定点悬停、定点高度；通信基站实现灾区信号覆盖；无线通信模块包括第一通信单元和第二通信单元，第一通信单元与地面控制中心无线连接，第二通信单元与地面充电无人机第三通信单元连接；电池箱安装在高空通信无人机下方，内置电池槽用于固定充电电池，电池箱底板上包括四个顶点处凹型触控点，底板可向两边移动。

4.根据权利要求1所述的地面充电无人机，其特征是：飞行控制器、太阳能板、降落平台、充电器、电池夹、第三通信单元；飞行控制器包括导航仪、GPS定位系统，飞行控制器控制无人机飞行、定点悬停；太阳能板覆盖在无人机外壳四周，接收太阳能并转化为电能储存；降落平台承载高空通信无人机降落，平台上设置四个凸型触控点，触控点之间的平板可向两边移动；充电器置于地面充电无人机底部，存储电能；电池夹与充电器和太阳能板连接，提供电池充电，电池夹通过转动连接，可上下伸缩移动，实现电池更换功能，下方设有压力感受器；第三通信单元与第二通讯单元和地面控制中心连接。

5.根据权利要求1所述的地面控制中心，其特征是：接收第一通信单元和第三通信单元数据传输，实时了解双无人机工作状况。

6.根据权利要求4所述的电池夹，其特征是：充电夹可多于两块，电池充电方式可采用有线充电或无线充电。