CN110254737B - 一种多功能无人机综合管理平台及其控制方法 - Google Patents

一种多功能无人机综合管理平台及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能无人机综合管理平台及其控制方法，该管理平台包括无人机调平平台和总控制台，无人机调平平台包括调平机构、折叠拼接平台、无线检测系统、无线充电系统和电磁铁，调平机构置于底层，由四个调平支腿构成，连接于折叠拼接平台；折叠拼接平台用于多个单体无人机停放平台拼接；无线检测系统包括压力传感器、电力检测装置、GPS、超声波传感器、移动检测装置；无线充电系统包括无线充电板、太阳能电池板和锂电池；总控制台接收所述无线检测系统传递过来的信息进行数据处理，置于综合管理平台角落。本发明可实现多个无人机停放及综合管理，规范了无人机停放市场。

Description

一种多功能无人机综合管理平台及其控制方法
技术领域
本发明涉及小型无人机应用技术及智能综合管理技术领域，特别涉及一种多功能无人机综合管理平台及其控制方法，该管理平台包括无人机停放过程中智能综合管理平台与无人机信息的对接及智能综合管理充电平台。
背景技术
随着网络化综合管理技术平台在无人机系统中的不断应用发展和国内小型无人机应用领域的扩展，逐渐出现了能够用于无人机续航的设备以及针对无人机停放过程的无人机综合管理回收站，但由于一些用于无人机续航的设备采用有线充电装置，这种设备较复杂，同时无人机用户在搜索附近无人机综合管理回收站的过程中存在不能准确与无人机管理回收站的进行信息的对接、无人机在管理回收站不进行登记，使得无人机综合管理回收站秩序混乱，此外小型无人机无法实现在降落过程后的智能充电，这就需要有一种安全可靠、工作稳定的具有智能综合管理模式及包含无线充电装置的充电平台，实现无人机在降落过程中的准确对接、智能管理、智能充电，以解决无人机的续航问题、安全停降以及无人机停放秩序混乱，损坏丢失等问题。
无人机智能综合管理平台，这项技术是一种新型的领域。公开号为CN108357689A的发明专利“可自动充电的无人机港，其工作方式主要是通过提供一种可自动充电的无人机港，包括用于收纳无人机的无人机巢，还包括电源组件，所述无人机巢包括可打开且能够供无人机停放的腔体以及安设于所述腔体内且可向无人机自动供电的供电组件，所述供电组件与所述电源组件电连接，无人机巢可以用于收容停放无人机，且在停放的过程中可以实现对无人机的自动充电。但在实际应用过程中，无人机用户无法准确判断无人机港上的无人机巢中哪个位置没有停放无人机，以及没有对需要停放的无人机做出合理的监管、登记。本发明专利所涉及的无人机智能综合管理管理平台是由安装GPS及雷达装置的无人机平台拼接而成，同时在无人机停放后有适应拼接功能的玻璃折叠盖，方便吸收太阳能。与该专利所提出的收纳至少一个无人机巢的可充电无人机港存在根本性原理差异。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种多功能无人机综合管理平台及其控制方法，首先无人机登记过后被允许在这个停机场上停放，总控制台会根据现有无人机停放位置占有情况分配空闲的停落位置，并将该信息记录；如果没有登记强行停放，压力传感器传递停放信息给总控制台，总控制台没有包含准许信息将会进行报警。被允许停放的无人机先通过GPS飞至预定的无人机综合管理场附近，综合管理场预制的雷达检测到飞来的无人机，将无人机的准确位置实时反馈给总控台，总控台通过算法对无人机实时分配最近的空停机位，并将位置信息反馈至无人机，无人机向精确飞行至该位置过程中并通过超声波传感器实时监测距离预制停机位的距离，保证在接近停机位时，无人机进行降速并精确降落至预定位置；并通过电力检测装置提取无人机的电量信息，反馈给总控制台，如电量不足则进行无线充电，并在充电过程中实时监测电量信息，实现智能续航。该设计解决了现代小型无人飞机的持久续航问题。当无人机调平平台内某个单体无人机停放平台发生故障，也会将该信息传递给总控制台进行报警。
为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：
一种多功能无人机综合管理平台，其特征在于包括无人机调平平台和总控制台，其中，所述无人机调平平台包括调平机构、折叠拼接平台、无线检测系统、无线充电系统和电磁铁；
所述调平机构置于底层，由四个调平支腿构成，连接于所述折叠拼接平台，所述调平支腿为移动副，中部腔体内装有压电陶瓷直线驱动器，通过分别控制支腿升降完成调平；
所述折叠拼接平台位于所述调平机构上面，由多个单体无人机停放平台拼接，每相邻两个所述单体无人机停放平台彼此间通过定位销连接；
所述电磁铁置于所述无线充电系统上；
所述总控制台接收所述无线检测系统传递过来的信息进行数据处理并对其进行控制。
上述技术方案中，所述无线检测系统包括压力传感器、电力检测装置、GPS、超声波传感器、移动检测装置，所述移动检测装置装于所述调平支腿上面，所述压力传感器置于所述折叠拼接平台上表面，所述电力检测装置、所述GPS、所述超声波传感器皆置于所述折叠拼接平台下表面。
上述技术方案中，所述无线充电系统包括无线充电板、太阳能电池板和锂电池，所述锂电池置于所述折叠拼接平台下面，所述无线充电板和所述太阳能电池板置于所述压力传感器上表面。
上述技术方案中，所述综合管理平台还包括报警灯，所述报警灯位于所述总控制台的上方，所述总控制台对无人机调平平台的综合管理监控，并对管理者进行报警。
本发明提供了一种多功能无人机综合控制方法，根据上述的多功能无人机综合管理平台实现的，包括如下步骤：
步骤S1：启动工作开始，无人机实名登记录入系统；
步骤S2：无人机通过GPS定位飞至管理平台上方；
步骤S3：检测无人机是否被登记；
步骤S4：如果无人机被登记，则通过算法分配最优指定位置，指定位置处超声波发射信号，无人机接收信号精确飞至指定停机位，进行下一步骤；如果无人机没有被登记，压力传感器传递信息给总控制台，总控制台进行报警，最后进行人工处理；
步骤S5：检测指定位置压力传感器是否有压力信号；
步骤S6：如果指定位置压力传感有压力信号，则说明无人机已停车到位，将信息反馈给总控制台，进行下一步骤；如果指定位置压力传感没有压力信号，说明无人机没有停车就位，在定长时间后仍然没有信号，总控制台发出报警信息，最后进行人工处理；
步骤S7：判断电源是否充足，将电源充电充足；
步骤S8：停机等待，当用户发出命令起飞时，通过传感器测定天气是否适合飞行，进行如果判断天气信息适合飞行，如果适合则起飞无人机。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明提出一种集无线智能充电、精确位置降落、平台姿态调整及可拼接的多功能无人机综合管理平台；
2、本发明的总控制台可以感知无人机调平平台上无人机停放的状态信息；
3、本发明的无人机调平平台的下面留有锂电池安装槽及连接接口，可根据拼接平台的大小及无人机车位的数目调整锂电池安装数目，并可以将无人机调平平台电源状态信息及无人机信息反馈至控制台，并设有低电量报警及故障报警功能；
4、本发明采用拼接的思想，可根据无人机调平平台安放位置的大小，及容纳无人机数目拼接成合适大小的无人机调平平台；拼接好的无人机调平平台上安装有超声波传感器，并配合GPS可使无人机精确定位，并通过总控台获取空无人机停车位的坐标信息，通过总控台与无人机之间位置信息通讯从而实现无人机的精确停放。
5、本发明的总控制台可以显示整个无人机调平平台的供电情况；并显示当前调平平台的水平状态，若倾斜将发出指令控制支腿伸缩来调平无人机降落平台；利用指示灯显示车位的利用状况；总控台可监测整个无人机调平平台的工作状况，当哪部分出现故障异常，会有红色指示灯显示。本发明的一些参数可以调整：报警功能、太阳能电池板充电信息、无人机停放信息记录包括时长次数等信息。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。
图1为多功能无人机综合管理平台总体示意图；
图2为控制平台结构简图；
图3为单体无人机停放平台上表面结构简图；
图4为单体无人机停放平台下表面结构简图；
图5为调平机构结构示意图；
图6为拼接处结构示意图；
图7为工作流程图。
图中：1.总控制台、2.无人机调平平台、3.单体无人机停放平台、4.折叠拼接平台、5.压力传感器、6.无线充电板、7.太阳能电池板、8.电磁铁、9.电力检测装置、10.GPS、11.超声波传感器、12.锂电池、13.调平支腿、14.压电陶瓷直线驱动器、15.移动检测装置、16.定位销、17.拼接凹槽、18.报警灯、19.指示灯。
具体实施方式：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在图1与图2所示的多功能无人机综合管理平台总体示意图中总控制台1置于无人机调平平台2旁对其进行控制，报警灯18置于总控制台1上方，总控制台1对无人机调平平台的综合管理监控，并对管理者进行报警。无人机调平平台2由多个单体无人机停放平台3拼接构成。
如图3所示，无线充电系统包括无线充电板6、太阳能电池板7和锂电池12，锂电池12置于折叠拼接平台4下面，折叠拼接平台4位于调平机构上面，无线充电板6和太阳能电池板7置于压力传感器5上表面。折叠拼接平台4上表面置有压力传感器5，对上方的压力进行实时监测，以便反馈给总控制台1是否停有无人机的信息，并通过指示灯19显示车位情况，上方是无线充电板6，能对停在上面的无人机进行无线充电，旁边置有太阳能电池板7，能通过太阳光储存能量，在无线充电板6上表面的电磁铁8用于固定停靠的无人机，风速传感器20可检测当前风速，超声波传感器11可以对无人机的位置和距离做出大致反馈，GPS10用于精确定位无人机，以便实现其与单体无人机停放平台3的准确对接。
结合图3和图4，总控制台1接收无线检测系统传递过来的信息进行数据处理，置于综合管理平台角落。无线检测系统包括压力传感器5、电力检测装置9、GPS10、超声波传感器11、移动检测装置15，移动检测装置15装于调平支腿13上面，所述压力传感器5置于所述折叠拼接平台4上表面，电力检测装置9、GPS10、超声波传感器11皆置于所述折叠拼接平台4下表面。
如图4所示，电力检测装置9固定在折叠拼接平台4底部，对无人机以及锂电池12进行电量监控，并将信息反馈至总控制台1，锂电池12在接收了太阳能电池板7的充电后，用于无线充电板6的持续充电。
图5是调平机构结构示意图，本发明利用四个调平支腿13进行无人机调平平台2的调平，四个调平支腿13内部均有压电陶瓷直线驱动器14，可以分别实现上下移动，通过总控制台1的控制，可以组合完成两转动和上下移动，使无人机调平平台2保持水平，移动检测装置15用于反馈和控制调平支腿13的移动量。
图6为拼接处结构示意图，本发明采用定位销16固定每相邻两个带有拼接凹槽17的折叠拼接平台4。
图7为工作流程图，显示了整个方案的运作过程，本发明的一种多功能无人机综合控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：启动工作开始，无人机实名登记录入系统；
步骤S2：无人机通过GPS定位飞至管理平台上方；
步骤S3：检测无人机是否被登记；
步骤S4：如果无人机被登记，则通过算法分配最优指定位置，指定位置处超声波发射信号，无人机接收信号精确飞至指定停机位，进行下一步骤；如果无人机没有被登记，压力传感器传递信息给总控制台，总控制台进行报警，最后进行人工处理；
步骤S5：检测指定位置压力传感器是否有压力信号；
步骤S6：如果指定位置压力传感有压力信号，则说明无人机已停车到位，将信息反馈给总控制台，进行下一步骤；如果指定位置压力传感没有压力信号，说明无人机没有停车就位，在定长时间后仍然没有信号，总控制台发出报警信息，最后进行人工处理；
步骤S7：判断电源是否充足，将电源充电充足；
步骤S8：停机等待，当用户发出命令起飞时，通过传感器测定天气是否适合飞行，进行如果判断天气信息适合飞行，如果适合则起飞无人机。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种多功能无人机综合管理平台，其特征在于，包括：无人机调平平台和总控制台，其中，所述无人机调平平台包括调平机构、折叠拼接平台、无线检测系统、无线充电系统和电磁铁；
所述调平机构置于底层，由四个调平支腿构成，连接于所述折叠拼接平台，所述调平支腿为移动副，中部腔体内装有压电陶瓷直线驱动器，通过分别控制支腿升降完成调平；
所述折叠拼接平台位于所述调平机构上面，由多个单体无人机停放平台拼接，每相邻两个所述单体无人机停放平台彼此间通过定位销连接；
所述电磁铁置于所述无线充电系统上；
所述总控制台接收所述无线检测系统传递过来的信息进行数据处理并对其进行控制；所述总控制台的控制方法为：检测无人机是否被登记；如果无人机被登记，则通过算法分配最优指定位置，指定位置处超声波发射信号，无人机接收信号精确飞至指定停机位，检测指定位置压力传感器是否有压力信号；如果无人机没有被登记，压力传感器传递信息给总控制台，总控制台进行报警，最后进行人工处理；如果指定位置压力传感有压力信号，则说明无人机已停车到位，将信息反馈给总控制台，判断电源是否充足，将电源充电充足；如果指定位置压力传感没有压力信号，说明无人机没有停车就位，在定长时间后仍然没有信号，总控制台发出报警信息，最后进行人工处理；
所述无线检测系统包括压力传感器、电力检测装置、GPS、超声波传感器、移动检测装置，所述移动检测装置装于所述调平支腿上面，所述压力传感器置于所述折叠拼接平台上表面，所述电力检测装置、所述GPS、所述超声波传感器皆置于所述折叠拼接平台下表面。
2.根据权利要求1所述的一种多功能无人机综合管理平台，其特征在于，所述无线充电系统包括无线充电板、太阳能电池板和锂电池，所述锂电池置于所述折叠拼接平台下面，所述无线充电板和所述太阳能电池板置于所述压力传感器上表面。
3.根据权利要求2所述的一种多功能无人机综合管理平台，其特征在于，所述综合管理平台还包括报警灯，所述报警灯位于所述总控制台的上方，所述总控制台对无人机调平平台的综合管理监控，并对管理者进行报警。
4.一种多功能无人机综合控制方法，根据权利要求3所述的多功能无人机综合管理平台实现的，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：启动工作开始，无人机实名登记录入系统；
步骤S2：无人机通过GPS定位飞至管理平台上方；
步骤S3：检测无人机是否被登记；
步骤S4：如果无人机被登记，则通过算法分配最优指定位置，指定位置处超声波发射信号，无人机接收信号精确飞至指定停机位，进行下一步骤；如果无人机没有被登记，压力传感器传递信息给总控制台，总控制台进行报警，最后进行人工处理；
步骤S5：检测指定位置压力传感器是否有压力信号；
步骤S6：如果指定位置压力传感有压力信号，则说明无人机已停车到位，将信息反馈给总控制台，进行下一步骤；如果指定位置压力传感没有压力信号，说明无人机没有停车就位，在定长时间后仍然没有信号，总控制台发出报警信息，最后进行人工处理；
步骤S7：判断电源是否充足，将电源充电充足；
步骤S8：停机等待，当用户发出命令起飞时，通过传感器测定天气是否适合飞行，进行如果判断天气信息适合飞行，则无人机起飞，否则提示信息不适合飞行。
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