CN112109577A - 一种无人机自主循迹无线充电系统 - Google Patents

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李华
徐曦萌
孙彦丽
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Abstract

本发明实施例公开一种无人机自主循迹无线充电系统，系统包括：无人机判断机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至任务地点；若为否，向总控平台发送充电请求；获得总控平台反馈的目标平台位置信息；基于当前位置信息、障碍物位置信息及目标平台位置信息，判断当前可用电量值是否可支持其飞行至目标无线充电平台；若为是，飞行至目标无线充电平台，到达后向总控平台发送充电命令并充电；总控平台获得充电请求，基于无人机的当前位置信息及各无线充电平台的平台位置信息，确定目标平台位置信息并反馈给无人机；在获得充电命令之后，向目标无线充电平台发送充电通知；目标无线充电平台基于充电需求功率放电，以实现对无人机的无线充电，提高安全性。

Description

一种无人机自主循迹无线充电系统
技术领域
本发明涉及无人机充电技术领域，具体而言，涉及一种无人机自主循迹无线充电系统。
背景技术
随着技术的发展，无人机在侦察、巡航、通信中继以及信息对抗等方面的作用日渐突出。由于无人机的电池容量的限制，无人机的续航时间以及续航里程都不足以支撑无人机长时间以及远距离执行任务。为了保证无人机的任务执行，需要考虑如何为无人机充电。
目前，对无人机进行充电的方式一般采用的插拔式充电，该类充电方式人员的参与度较高，无人机以及充电设备的充电接口裸露，危险系数大。
发明内容
本发明提供了一种无人机自主循迹无线充电系统，以实现对无人机的无线充电，提高安全性。具体的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种无人机自主循迹无线充电系统，所述系统包括：无人机、总控平台以及无线充电平台；
所述无人机，被配置为基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至各任务地点；若判断为否，向所述总控平台发送充电请求；获得所述总控平台基于所述充电请求反馈的距离所述无人机最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；基于当前位置信息、障碍物位置信息及目标平台位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至所述目标无线充电平台；若判断为是，飞行至所述目标无线充电平台；在到达所述目标无线充电平台之后，向所述总控平台发送携带其充电所需的充电需求功率的充电命令；并为所述机载电池充电；
所述总控平台，被配置为在获得所述无人机的充电请求之后，基于所述无人机当前所处位置的当前位置信息以及各无线充电平台的平台位置信息，确定出所述目标平台位置信息，将所述目标平台位置信息反馈给所述无人机；在获得所述无人机的充电命令之后，向所述目标无线充电平台发送携带所述充电需求功率的充电通知；
所述目标无线充电平台，被配置为基于所述充电通知携带的所述充电需求功率放电。
可选的，无线充电平台包括离网型微电网模块和无线传能发射模块；
所述离网型微电网模块，被配置为基于所述总控平台发送的充电通知携带的充电需求功率，输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；
所述无线传能发射模块，被配置为接收满足所述充电需求功率的直流电，并将满足所述充电需求功率的直流电转化为电磁，以进行放电。
可选的，所述无线传能发射模块包括功率控制器、全桥逆变电路、谐振补偿网络、功率分配控制单元以及阵列式发射线圈，所述阵列式发射线圈中每一发射线圈并联；相应的，所述无人机的支架上设置有接收线圈；
所述功率控制器，被配置为控制所述全桥逆变电路将所接收的满足所述充电需求功率的直流电，转换为满足所述充电需求功率的高频方波电，并将所述高频方波电输入所述谐振补偿网络；
所述谐振补偿网络，被配置为将所述高频方波电转换为满足所述充电需求功率的高频正弦交流电，并加载至所述阵列式发射线圈；
所述功率分配控制单元，被配置为感应降落至所述阵列式发射线圈的表面的无人机的接收线圈，与所述阵列式发射线圈中的目标发射线圈的匹配情况；基于所述匹配情况控制所述目标发射线圈对应支路的电流导通，以通过所述目标发射线圈，将满足所述充电需求功率的高频正弦交流电转换为电磁，以进行放电；
所述无人机通过与所述目标发射线圈磁耦合的接收线圈，为所述机载电池充电。
可选的，阵列式发射线圈中的每一发射线圈的面积大于所述无人机的支架所占面积；所述无人机的每一支架设置一接收线圈；和/或
所述无人机降落至所述阵列式发射线圈表面时，接收线圈距离所述阵列式发射线圈表面的距离为3到5厘米。
可选的，所述离网型微电网模块包括：储能电池、柴油发电机、光伏发电机以及风力发电机中的至少两个以及能量分配单元；
所述能量分配单元，被配置为判断所述储能电池的输出功率，是否满足所述总控平台发送的充电通知所携带的充电需求功率；
若判断为满足，启动所述储能电池输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；
若判断为不满足，启动所述柴油发电机或光伏发电机或风力发电机输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；
所述光伏发电机和/或所述风力发电机可为所述储能电池充电。
可选的，所述无人机包括：感知器件、飞行控制器、无线传能接收端以及第一无线通信模块；
所述感知器件，被配置为感知所述无人机当前所处位置的环境信息，并发送至所述飞行控制器；
所述飞行控制器，被配置为获得所述感知器件感知的环境信息，并基于所述环境信息确定所述无人机当前所处位置的当前位置信息以及所对应当前障碍物的障碍物位置信息；基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至各任务地点；若判断为否，生成充电请求，并发送至所述第一无线通信模块；获得所述第一无线通信模块发送的所述总控平台基于所述充电请求反馈的距离所述无人机最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；基于当前位置信息、障碍物位置信息及目标平台位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其行至所述目标无线充电平台；若判断为是，飞行至所述目标无线充电平台；在到达所述目标无线充电平台之后，生成携带充电需求功率的充电命令，并发送至所述第一无线通信模块；
所述第一无线通信模块，被配置为向所述总控平台发送充电请求；获得所述总控平台反馈的目标平台位置信息；向所述总控平台发送所述充电命令；
所述无线传能接收端，被配置为获得所述目标无线充电平台放射的电能；为无人机的机载电池充电。
可选的，所述无线传能接收端包括电池管理组件；所述总控平台包括第二无线通信模块和信息显示器件；
所述电池管理组件，被配置为实时或定时读取所述机载电池的电池相关信息，并发送至所述飞行控制器，其中，所述电池相关信息包括：所述机载电池的剩余电量值、充/放电电流信息、充/放电电压信息以及电池温度信息中的至少一类信息；
所述飞行控制器，还被配置为将所述电池相关信息发送至所述第一无线通信模块；
所述第一无线通信模块，还被配置为将所述电池相关信息发送至所述总控平台的第二无线通信模块；
所述信息显示器件，被配置为获得第二无线通信模块发送的所述电池相关信息，并显示。
可选的，所述第二无线通信模块，还被配置为获得无人机的无人机状态信息、无人机当前所处位置的当前位置信息、无人机到达目标位置所需电量值，并发送至所述信息显示器件，其中，所述无人机状态信息包括闲置状态信息、在航状态信息以及充电状态信息，所述目标位置包括：所述任务地点中的最终到达地点位置或距离无人机当前所在位置最近的目标无线充电平台所在位置；
所述信息显示器件，还被配置为显示所获得的所述无人机的无人机状态信息、无人机当前所处位置的当前位置信息、无人机到达目标位置所需电量值；
所述信息显示器件，还被配置为基于所获得的无人机当前所处位置的当前位置信息，显示所述无人机当前所处位置对应的3D地图；
所述信息显示器件，还被配置为在无人机处于在航状态的情况下，显示距离所述无人机当前所处位置最近的目标无线充电平台的平台标识信息；
所述信息显示器件，还被配置为在无人机处于充电状态的情况下，显示所述无人机对应的目标无线充电平台的平台标识信息、充电位的标识信息、充电需求功率、充电效率信息以及所述目标无线充电平台的剩余电量值，其中，所述充电位的标识信息为：所述目标无线充电平台的发射线圈中与所述无人机的接收线圈匹配的目标发射线圈的标识信息。
可选的，所述总控平台，还被配置为获得针对无人机配置的任务地点的位置信息，作为该无人机所需到达任务地点的目的地位置信息，并发送至相应的无人机；
获得针对无人机设置的机载电池的充电阈值的上限电量值以及下限电量值，并发送至相应的无人机，所述当前可用电量值为：无人机的机载电池的剩余电量值与所述下限电量值的差值。
由上述内容可知，本发明实施例提供的一种无人机自主循迹无线充电系统，系统包括：无人机、总控平台以及无线充电平台；无人机，被配置为基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至各任务地点；若判断为否，向总控平台发送充电请求；获得总控平台基于充电请求反馈的距离无人机最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；基于当前位置信息、障碍物位置信息及目标平台位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至目标无线充电平台；若判断为是，飞行至目标无线充电平台；在到达目标无线充电平台之后，向总控平台发送携带其充电所需的充电需求功率的充电命令；并为机载电池充电；总控平台，被配置为在获得无人机的充电请求之后，基于无人机当前所处位置的当前位置信息以及各无线充电平台的平台位置信息，确定出目标平台位置信息，将目标平台位置信息反馈给无人机；在获得无人机的充电命令之后，向目标无线充电平台发送携带充电需求功率的充电通知；目标无线充电平台，被配置为基于充电通知携带的充电需求功率放电。
应用本发明实施例，无人机在存在充电需求的情况下，向总控平台发送充电请求，以获得总控平台反馈的距离无人机所处位置最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；进而，无人机在确定其机载电池的当前可用电量值可支持其飞行至目标无线充电平台的情况下，飞行至目标无线充电平台，并向总控平台发送包括充电需求功率的充电命令，总控平台向目标无线充电平台发送充电通知，目标无线充电平台基于充电通知携带的充电需求功率放电，无人机为其机载电池充电，通过无线充电平台为无人机充电，实现对无人机的无线充电，提高安全性。并且通过总控平台的统筹规划，为存在充电需求的无人机提供距离其最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息，以在无人机可飞行至目标无线充电平台的情况下，飞行至目标无线充电平台进行充电，在一定程度上为无人机的远距离航行提供支持，在一定程度上解决了无人机航行范围受限、充电不便的问题，实现无人机全自动的能量补给。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
本发明实施例的创新点包括：
1、无人机在存在充电需求的情况下，向总控平台发送充电请求，以获得总控平台反馈的距离无人机所处位置最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；进而，无人机在确定其机载电池的当前可用电量值可支持其飞行至目标无线充电平台的情况下，飞行至目标无线充电平台，并向总控平台发送包括充电需求功率的充电命令，总控平台向目标无线充电平台发送充电通知，目标无线充电平台基于充电通知携带的充电需求功率放电，无人机为其机载电池充电，通过无线充电平台为无人机充电，实现对无人机的无线充电，提高安全性。并且通过总控平台的统筹规划，为存在充电需求的无人机提供距离其最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息，以在无人机可飞行至目标无线充电平台的情况下，飞行至目标无线充电平台进行充电，在一定程度上为无人机的远距离航行提供支持，在一定程度上解决了无人机航行范围受限、充电不便的问题，实现无人机全自动的能量补给。
2、无线充电平台包括离网型微电网模块和无线传能发射模块，即可以通过离网型微电网模块为无人机提供满足其所需的充电需求功率的电能，为无人机补充电能，具有多负载功率自适应的效果。包括离网型微电网模块的无线充电平台的部署范围可不受国家电网的部署局限，可实现在偏远山林、海上孤岛以及高原边境等地区的部署，进而为无人机在偏远山林、海上孤岛以及高原边境等地区的长航时、远距离巡航飞行提供基础。并且通过无线传能发射模块的目标发射线圈，将满足所述充电需求功率的直流电转化为电磁，以进行放电，实现无人机的无线充电，保证安全性。
3、发射线圈为阵列式发射线圈，且发射线圈为并联连接，并且无线传能发射模块的功率分配控制单元可感应降落至阵列式发射线圈的无人机的接收线圈与阵列式发射线圈中的目标发射线圈的匹配情况，进而，控制目标发射线圈对应支路的导通即电流的导通，其他发射线圈对应支路的闭合即电流的闭合，以可实现与无人机的接收线圈匹配的目标发射线圈单独工作，此设计对无人机的定点降落有较强的容错能力，使得无人机的有效降落范围由一个发射线圈的大小，扩大至整个阵列式发射线圈的大小，对无人机充电降落时的定位精度要求大大降低，且控制仅目标发射线圈工作可达到节能的效果，在一定程度上提高电能传输效率。
4、无人机支架上设置的接收线圈的尺寸小于无线充电平台所设置的发射线圈的尺寸，在一定程度上实现了无人机上接收线圈的轻量化设计，无人机降落至所述目标无线充电平台时，接收线圈距离地面距离为3到5厘米，在一定程度上提高了电能传输效率。
5、总控平台的第二无线通信模块获得无人机发送的电池相关信息并通过信息显示器件显示，获得无人机的无人机状态信息、无人机当前所处位置的当前位置信息、无人机到达目标位置所需电量值，并通过所述信息显示器件显示，并在无人机处于不同状态下显示无人机对应的不同内容，实现无人机相关信息以及无线充电平台的相关信息的可视化。
6、总控平台提供无人机的所需到达任务地点的目的地位置信息、机载电池的充电阈值的上限电量值以及下限电量值的配置功能，可实现对无人机的可视化远程控制。
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他的附图。
图1为本发明实施例提供的无人机自主循迹无线充电系统的一种结构示意图；
图2为本发明实施例提供的无人机自主循迹无线充电系统的另一种结构示意图；
图3A为无线传能发射模块132的一种电路示意图；
图3B为无人机降落至阵列式发射线圈表面的一种场景示意图；
图3C为信息显示器件122的显示界面的一种示意图；
图3D为无线充电系统中故障诊断树的一种示意图；
图4为本发明实施例提供的无人机自主循迹无线充电系统的充电方法的一种流程示意图。
具体实施方式
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、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本发明提供了一种无人机自主循迹无线充电系统。下面对本发明实施例进行详细说明。
图1为本发明实施例提供的无人机自主循迹无线充电系统的一种结构示意图。该系统包括：无人机110、总控平台120以及无线充电平台130；
无人机110，被配置为基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至各任务地点；若判断为否，向总控平台120发送充电请求；获得总控平台120基于充电请求反馈的距离无人机110最近的目标无线充电平台130的目标平台位置信息；基于当前位置信息、障碍物位置信息及目标平台位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至目标无线充电平台130；若判断为是，飞行至目标无线充电平台130；在到达目标无线充电平台130之后，向总控平台120发送携带其充电所需的充电需求功率的充电命令；并为机载电池充电；
总控平台120，被配置为在获得无人机110的充电请求之后，基于无人机110当前所处位置的当前位置信息以及各无线充电平台130的平台位置信息，确定出目标平台位置信息，将目标平台位置信息反馈给无人机110；在获得无人机110的充电命令之后，向目标无线充电平台130发送携带充电需求功率的充电通知；
目标无线充电平台130，被配置为基于充电通知携带的充电需求功率放电。
本发明实施例中，该无人机自主循迹无线充电系统可以包括至少一个无人机110，各无人机110的状态可以包括闲置状态、在航状态以及充电状态，各无人机110的状态可以相同也可以不同。该无线充电平台为多个无线充电平台。为了便于总控平台对无人机以及无线充电平台的管理，总控平台记录有各无人机对应的无人机标识信息以及无线充电平台对应的平台标识信息。其中，无人机标识信息可以为无人机的序列号以及无人机在无人机自主循迹无线充电系统的标号等可以唯一标识无人机的信息；平台标识信息可以为无线充电平台的序列号以及无线充电平台在无人机自主循迹无线充电系统的标号等可以唯一标识无线充电平台的信息。
在一种实现方式中，无人机110处于非闲置状态的情况下，可以实时采集获得自身当前所处位置的当前位置信息，进而将所获得的自身当前所处位置的当前位置信息发送至总控平台120。总控平台120获得无人机110当前所处位置的当前位置信息，进而可以实现对无人机的监控以及后续的统筹操作。
在一种实现方式中，无人机110可以包括感知器件111、飞行控制器112、无线传能接收端113以及第一无线通信模块114。
感知器件111可以感知无人机当前所处位置的环境信息，并发送至飞行控制器112。一种情况中，该感知器件可以包括但不限于定位传感器和避障传感器。其中，定位传感器可以包括但不限于：全球定位系统，例如：GPS(Global Position System，全球定位系统)、GLONASS(格洛纳斯)全球卫星导航系统、北斗卫星定位系统，RTK载波相位差分系统，IMU(inertial measurement unit，惯性测量单元)，相机等视觉传感器，激光雷达，超声波传感器，红外传感器及其组合。避障传感器可以包括但不限于：相机等视觉传感器、激光雷达、超声波传感器、红外传感器及其组合。
飞行控制器112可以内嵌预设感知定位算法、预设路径规划算法以及预设控制执行算法。飞行控制器112获得感知器件111感知的环境信息，并利用预设感知定位算法，基于环境信息确定无人机当前所处位置的当前位置信息以及所对应当前障碍物的障碍物位置信息。并利用预设路径规划算法，基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，进行路径规划，确定出无人机从其当前所处位置，在躲避过各当前障碍物的情况下，到达各任务地点的第一路径信息，并预估飞行该第一路径信息所对应路径所需耗费电量值，是否不大于无人机的机载电池的当前可用电量值，即判断无人机的机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至各任务地点；若判断为否，飞行控制器112生成充电请求，并发送至第一无线通信模块114。
其中，上述所需到达任务地点的目的地位置信息包括：无人机本次飞行任务过程中尚未到达的任务地点的目的地位置信息。
一种情况，在利用预设路径规划算法，基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，进行路径规划，确定出无人机从其当前所处位置，在躲避过各当前障碍物的情况下，到达各任务地点的第一路径信息的过程中，需要第一路径信息满足如下约束条件：
Figure BDA0002676559980000081
其中，D表示第一路径信息对应的路程距离，V(t)表示无人机水平飞行速度，
Figure BDA0002676559980000082
Figure BDA0002676559980000083
S(t)-Smin表示无人机的机载电池的当前可用电量值，S(t)表示无人机的机载电池的当前剩余电量值，Smin表示无人机的充电阈值下限；I表示无人机水平匀速飞行时机载电池的平均放电电流。
总控平台120通过其第二无线通信模块121获得该无人机110通过第一无线通信模块115发送的充电请求，基于该无人机110当前所处位置的当前位置信息以及各无线充电平台130的平台位置信息，确定出距离该无人机110当前所处位置最近的无线充电平台，作为该无人机对应的目标无线充电平台，并通过第二无线通信模块121将该目标无线充电平台的目标平台位置信息发送至该无人机110的第一无线通信模块114。
无人机110的第一无线通信模块114获得总控平台120通过第二无线通信模块121发送的目标平台位置信息，并发送至飞行控制器112。飞行控制器112利用预设路径规划算法，基于无人机110当前所处位置的当前位置信息、所对应障碍物位置信息及目标平台位置信息，进行路径规划，确定出无人机110从当前所处位置，在躲避过各当前障碍物的情况下，到达目标无线充电平台的第二路径信息，并预估飞行该第二路径信息所对应路径所需耗费电量值，是否不大于无人机的机载电池的当前可用电量值，即判断无人机的机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至目标无线充电平台；若判断为是，飞行控制器112利用预设控制执行算法以及第二路径信息，确定飞行控制参数，无人机110基于飞行控制参数，飞行至目标无线充电平台。
一种情况，上述飞行控制器112利用预设路径规划算法，基于无人机110当前所处位置的当前位置信息、所对应障碍物位置信息及目标平台位置信息，进行路径规划，确定出无人机110从当前所处位置，在躲避过各当前障碍物的情况下，到达目标无线充电平台的第二路径信息的过程中，需要第二路径信息满足如下约束条件：
Figure BDA0002676559980000091
其中，D2表示第二路径信息，对应的路程距离，V(t)表示无人机水平飞行速度，
Figure BDA0002676559980000092
S(t)-Smin表示无人机的机载电池的当前可用电量值，S(t)表示无人机的机载电池的当前剩余电量值，Smin表示无人机的充电阈值下限；I表示无人机水平匀速飞行时机载电池的平均放电电流。
在一种情况中，上述D2可以为无人机110当前所处位置与目标无线充电平台所处位置之间的直线距离。
后续的，无人机110在到达目标无线充电平台，即降落至目标无线充电平台的充电平面之后，无人机110的第一无线通信模块114向总控平台120发送充电命令，其中，充电命令携带无人机充电所需的充电需求功率；总控平台120的第二无线通信模块121获得该充电命令，并向目标无线充电平台130发送携带该充电需求功率的充电通知。其中，目标无线充电平台的充电平面即后续的提到的目标无线充电平台的发射线圈所在平面。
目标无线充电平台130获得该充电通知，采用磁耦合谐振技术，基于充电通知携带的充电需求功率放电，即放射电能；无人机的无线传能接收端113获得目标无线充电平台放射的电能，为无人机的机载电池充电。
后续的，若无人机的机载电池的电量值达到充电阈值上限，则确定无人机的机载电池充电完成，无人机基于所感知到的其当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息以及所需达到的任务地点的目的地位置信息，规划路径，得到第三路径信息，并判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至所需达到的各任务地点，即沿第三路径信息所对应路径进行完整飞行；若判断为是，基于第三路径信息飞行至各所需达到的任务地点，执行相应的任务。一种情况，在无人机确定其执行完成任务后，可原地待命。
在另一种实现方式中，若飞行控制器112判断无人机的机载电池的当前可用电量值不可支持其飞行至目标无线充电平台，则无人机可以在原地待命。
其中，飞行控制器112可以为任一具有计算能力的处理器芯片。
应用本发明实施例，无人机在存在充电需求的情况下，向总控平台发送充电请求，以获得总控平台反馈的距离无人机所处位置最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；进而，无人机在确定其机载电池的当前可用电量值可支持其飞行至目标无线充电平台的情况下，飞行至目标无线充电平台，并向总控平台发送包括充电需求功率的充电命令，总控平台向目标无线充电平台发送充电通知，目标无线充电平台基于充电通知携带的充电需求功率放电，无人机为其机载电池充电，通过无线充电平台为无人机充电，实现对无人机的无线充电，提高安全性。并且通过总控平台的统筹规划，为存在充电需求的无人机提供距离其最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息，以在无人机可飞行至目标无线充电平台的情况下，飞行至目标无线充电平台进行充电，在一定程度上为无人机的远距离航行提供支持，在一定程度上解决了无人机航行范围受限、充电不便的问题，实现无人机全自动的能量补给。
在本发明的另一实施例中，无线充电平台130包括离网型微电网模块131和无线传能发射模块132；
离网型微电网模块131，被配置为基于总控平台120发送的充电通知携带的充电需求功率，输出满足充电需求功率的直流电至无线传能发射模块132；
无线传能发射模块132，被配置为接收满足充电需求功率的直流电，并将满足充电需求功率的直流电转化为电磁，以进行放电。
本实现方式中，为了扩大无人机的飞行范围，使其飞行范围不再局限于国家电网的分布，无线充电平台130包括离网型微电网模块131和无线传能发射模块132。离网型微电网模块131基于总控平台120发送的充电通知携带的充电需求功率，输出满足充电需求功率的直流电至无线传能发射模块132。无线传能发射模块132接收满足充电需求功率的直流电，并将满足充电需求功率的直流电转化为电磁，以进行放电。
在本发明的另一实施例中，无线传能发射模块132包括功率控制器、全桥逆变电路、谐振补偿网络、功率分配控制单元以及阵列式发射线圈，阵列式发射线圈中每一发射线圈并联；相应的，无人机110的支架上设置有接收线圈，该接收线圈属于无人机110的无人传能接收端114；
功率控制器，被配置为控制全桥逆变电路将所接收的满足充电需求功率的直流电，转换为满足充电需求功率的高频方波电，并将高频方波电输入谐振补偿网络；
谐振补偿网络，被配置为将高频方波电转换为满足充电需求功率的高频正弦交流电，并加载至阵列式发射线圈；
功率分配控制单元，被配置为感应降落至阵列式发射线圈的表面的无人机的接收线圈，与阵列式发射线圈中的目标发射线圈的匹配情况；基于匹配情况控制目标发射线圈对应支路的电流导通，以通过目标发射线圈，将满足充电需求功率的高频正弦交流电转换为电磁，以进行放电；
无人机110通过与目标发射线圈磁耦合的接收线圈，为机载电池充电。
本实施例中，功率控制器可以采用谐振脉冲跨度调制方法，控制全桥逆变电路将所接收的满足充电需求功率的直流电，转换为满足充电需求功率的高频方波电，后续的将高频方波电输入谐振补偿网络。
谐振补偿网络将高频方波电转换为满足充电需求功率的高频正弦交流电，并加载至阵列式发射线圈。一种方式中，该谐振补偿网络可以为LC串联谐振网络、LC并联谐振网络或LCC串并联谐振网络等网络。
在阵列式发射线圈通电后，功率分配控制单元可以感应降落至阵列式发射线圈的无人机的接收线圈与阵列式发射线圈中的目标发射线圈的匹配情况，即感应阵列式发射线圈中哪一个或哪些发射线圈，与无人机的接收线圈进行了匹配，与无人机的接收线圈进行匹配的发射线圈作为目标发射线圈。进而，根据匹配情况控制目标发射线圈对应支路的电流导通，即处于通电状态，相应的，阵列式发射线圈中非目标发射线圈对应支路的电流不导通，即处于断电状态，以实现通过目标发射线圈，将满足充电需求功率的高频正弦交流电转换为电磁，以进行放电。
一种实现中，考虑到在发射线圈处于通电状态，且存在负载的情况下，该发射线圈会存在功率消耗，即发射线圈对应支路存在有功功率；在发射线圈处于通电状态，但不存在负载的情况下，该发射线圈不会存在功率消耗，即发射线圈对应支路存在无有功功率。鉴于此，功率分配控制单元感应降落至阵列式发射线圈的表面的无人机的接收线圈，与阵列式发射线圈中的目标发射线圈的匹配情况的过程，可以是：在阵列式发射线圈的所有发射线圈对应支路均电流导通即通电的情况下，确定各发射线圈对应的功耗情况，基于各发射线圈的功耗情况，感应降落至阵列式发射线圈的无人机的接收线圈与阵列式发射线圈中的目标发射线圈的匹配情况，其中，发射线圈对应的功耗情况表征该反射线圈对应的支路存在有功功率，则确定该发射线圈与无人机的接收线圈匹配成功，确定该发射线圈为目标发射线圈，反之，发射线圈对应的功耗情况表征该反射线圈对应的支路不存在有功功率，则确定该发射线圈与无人机的接收线圈不匹配成功。
阵列式发射线圈中的每一发射线圈为并联连接，在一定程度上可以扩大无人机进行充电时，在无线充电平台130的充电平面的可降落位置的范围，这对无人机的定点降落有较强的容错能力，无人机的有效降落范围由一个反射线圈面积大小扩大至整个阵列式发射线圈的面积的大小，对无人机充电时的定位精度要求大大降低。且仅与无人机的接收线圈匹配的目标发射线圈对应的支路导通，在一定程度上实现节能的效果。
如图3A所示，为无线传能发射模块132的一种电路示意图。其中，图3A中所示的等效负载可以指代落于无线传能发射模块132的阵列式发射线圈表面的无人机，无人机部分的补偿网络可以指后续提到的整流电路。在一种情况中，该功率分配控制单元可以通过单片机实现。一种情况中，该功率控制器可以为TMS320LDF2407A控制器、IR2110驱动器。
在本发明的另一实施例中，阵列式发射线圈中的每一发射线圈的面积大于无人机的支架所占面积；无人机110的每一支架设置一接收线圈；和/或
无人机110降落至目标无线充电平台130时，接收线圈距离目标无线充电平台的距离为3到5厘米。
为了更好的降低无人机充电时的定位精度要求，阵列式发射线圈中的每一发射线圈的面积大于无人机的支架所占面积。考虑到无人机的负载能力，本实施例中设置于无人机的支架上的接收线圈为小尺寸线圈，以实现接收线圈的轻量化设计，阵列式发射线圈1321中的每一发射线圈可将无人机的所有支架上的接收线圈包络在内。
为了保证无人机的负载均衡，无人机110的每一支架上可以设置一接收线圈，一种情况，无人机110包括四个支架，相应的，无人机110设置有四个接收线圈。
无人机降落至阵列式发射线圈表面，其所有接收线圈可能同时与阵列式发射线圈中的同一发射线圈匹配，即落入同一发射线圈的表面上，也可能是不同接收线圈与不同发射线圈匹配，即落入不同发射线圈的表面上，这都是可以的。
在一种情况中，可以称一个反射线圈为一个充电位，即当无人机的所有接收线圈落入同一发射线圈的表面上，无人机的所有接收线圈与一个充电位匹配，通过该一个充电位进行充电，当无人机的所有接收线圈落入不同发射线圈的表面上，无人机的所有接收线圈与多个充电位匹配，通过该多个充电位进行充电。
在一种情况中，为了提高无人机的充电效率，提高电能传输效率，在无人机的支架上设置接收线圈时，可以适当调整在无人机落于地面时，接收线圈距离地面的距离，一般可以设置距离地面的距离为30厘米之内。在一种实现中，在无人机110降落至阵列式发射线圈表面时，接收线圈距离阵列式发射线圈表面的距离为3到5厘米。经实践测试，该距离下无人机的记载电池的充电效率较高，电能传输效率较高。
对于阵列式发射线圈的每一发射线圈的形状而言，为了有利于发射线圈与无人机的接收线圈的磁耦合，可以将发射线圈设置为中心对称的形状，例如：可以为椭圆形，也可以为矩形，这都是可以的。如图3B所示，为无人机降落至阵列式发射线圈表面的一种场景示意图。
在本发明的另一实施例中，离网型微电网模块131包括：储能电池、柴油发电机、光伏发电机以及风力发电机中的至少两个以及能量分配单元；
能量分配单元，被配置为判断储能电池的输出功率，是否满足总控平台120发送的充电通知所携带的充电需求功率；
若判断为满足，启动储能电池输出满足充电需求功率的直流电至无线传能发射模块132；
若判断为不满足，启动柴油发电机或光伏发电机或风力发电机输出满足充电需求功率的直流电至无线传能发射模块132；
光伏发电机和/或风力发电机可为储能电池充电。
本实现方式中，离网型微电网模块131包括多种类型的电源，以为无人机提供电能，离网型微电网模块131可以包括但不限于储能电池、柴油发电机、光伏发电机以及风力发电机。
其中，离网型微电网模块131的控制模式为主从控制模式，其中，储能电池为主电源，其他类型的电源为备用电源。相应的，离网型微电网模块131在获得总控平台120发送的为无人机提供电能的充电通知的情况下，离网型微电网模块131的能量分配单元首先判断储能电池的输出功率，是否满足总控平台120发送的充电通知所携带的充电需求功率；若判断为满足，则启动储能电池输出满足充电需求功率的直流电至无线传能发射模块132；若判断为不满足，启动柴油发电机或光伏发电机或风力发电机输出满足充电需求功率的直流电至无线传能发射模块132。
在一种情况中，考虑到不同类型的电源的电压的稳定情况不同，在判断储能电池的输出功率，不满足总控平台120发送的充电通知所携带的充电需求功率的情况下，可以优先启动柴油发电机输出满足充电需求功率的直流电至无线传能发射模块132。在确定光照条件较优，相应的光伏发电机的输出电压相对较稳定的情况下，可以启动光伏发电机输出满足充电需求功率的直流电至无线传能发射模块132。在风力条件较优，风力发电机的输出电压相对较稳定的情况下，可以启动风力发电机输出满足充电需求功率的直流电至无线传能发射模块132。
可以理解的是，储能电池、柴油发电机、光伏发电机以及风力发电机所输出的直流电可以为恒压直流电。
在一种情况中，在储能电池的剩余电量值较少，例如低于预设电量值阈值的情况下，或者，在无线充电平台空闲，且储能电池1311的电量值不满的情况下，光伏发电机和/或风力发电机可为储能电池充电。
在本发明的另一实施例中，无线传能接收端114可以包括接收线圈、该机载电池及其电池管理组件、整流电路。相应的，总控平台120包括第二无线通信模块121和信息显示器件122。
在充电过程中，接收线圈通过与目标发射线圈磁耦合，得到高频交流电，并加载至整流电路，整流电路将高频交流电转换为恒压直流电，进而加载至该机载电池，实现对机载电池的充电。电池管理组件可以实时或定时读取机载电池的电池相关信息，并发送至飞行控制器112。其中，电池相关信息可以包括但不限于：机载电池的剩余电量值、充/放电电流信息、充/放电电压信息以及电池温度信息中的至少一类信息。
后续的，飞行控制器112将电池相关信息发送至第一无线通信模块114；第一无线通信模块114将电池相关信息发送至总控平台120的第二无线通信模块121；第二无线通信模块121将电池相关信息发送至信息显示器件122，进而，信息显示器件122获得电池相关信息，并显示。
在本发明的另一实施例中，第二无线通信模块121，还被配置为获得无人机的无人机状态信息、无人机当前所处位置的当前位置信息、无人机到达目标位置所需电量值，并发送至信息显示器件，其中，无人机状态信息包括闲置状态信息、在航状态信息以及充电状态信息，目标位置包括：任务地点中的最终到达地点位置或距离无人机当前所在位置最近的目标无线充电平台所在位置；
信息显示器件122，还被配置为显示所获得无人机的无人机状态信息、无人机当前所处位置的当前位置信息、无人机到达目标位置所需电量值；
信息显示器件122，还被配置为基于所获得的无人机当前所处位置的当前位置信息，显示无人机当前所处位置对应的3D地图；
信息显示器件122，还被配置为在无人机处于在航状态的情况下，显示距离无人机当前所处位置最近的目标无线充电平台的平台标识信息；
信息显示器件122，还被配置为在无人机处于充电状态的情况下，显示无人机对应的目标无线充电平台的平台标识信息、充电位的标识信息、充电需求功率、充电效率信息以及目标无线充电平台的剩余电量值，其中，充电位的标识信息为：目标无线充电平台的发射线圈中与无人机的接收线圈匹配的目标发射线圈的标识信息。
本实现方式中，无人机可以通过其第一无线通信模块114实时将其无人机状态信息、及其在其处于在航状态或充电状态的情况下，将其当前所处位置的当前位置信息、以及到达目标位置所需电量值发送至总控平台120的第二无线通信模块121，第二无线通信模块121将所获得的上述信息发送至信息显示器件122，信息显示器件122显示所获得的上述信息。
在一种情况中，无人机设置有相机等图像采集设备，相应的，无人机可以通过其第一无线通信模块114将其在处于当前所处位置处时，图像采集设备所采集的各图像发送至总控平台120的第二无线通信模块121，第二无线通信模块121将所获得的图像发送至信息显示器件122，后续的，总控平台120可以根据无人机的当前所处位置的当前位置信息以及各图像，确定出无人机当前所处位置对应的3D地图，进而信息显示器件122显示无人机当前所处位置对应的3D地图。
另一种情况，总控平台120可以预存有3D地图，在获得无人机当前所处位置的当前位置信息后，可以从预存的3D地图中确定出无人机当前所处位置的当前位置信息对应的3D地图，进而信息显示器件122显示无人机当前所处位置对应的3D地图。该3D地图可以称为三维动态真地全貌图。
可以理解的是，为了可以实现对无人机的更好的监测，在无人机处于在航状态的情况下，信息显示器件122还可以显示距离无人机当前所处位置最近的目标无线充电平台的平台标识信息。在一种情况中，还可以随机显示该距离无人机当前所处位置最近的目标无线充电平台中任一处于空闲状态的充电位的标识信息，即处于空闲状态的发射线圈的标识信息；或者在充电位显示区域出省缺显示。
相应的，在无人机处于充电状态的情况下，信息显示器件122可以显示无人机对应的目标无线充电平台的平台标识信息、充电位的标识信息、充电需求功率、充电效率信息以及目标无线充电平台的剩余电量值。其中，充电效率信息可以基于目标充电平台的放电电量值和无人机的充电电量值进行确定。
在一种情况中，离网型微电网模块131中设置有母线与支线，其中，母线与支线的配置可以参照相关技术中微电网模块131的母线与支线的配置，相应的，总控平台120还可以获得离网型微电网模块131中设置母线的电压值与电流值，并通过信息显示器件122显示。如图3C所示，为信息显示器件122的显示界面的一种示意图。
其中，图中左上角为处于在航状态的无人机的状态信息，包括其无人机状态信息即图中所示的“状态”、当前所处位置的当前位置信息即图中所示的“当前位置坐标”，包括即所在位置的经纬度和高度，其任务地点中最终需要到达的任务地点的位置信息即图像中所示的“目标位置坐标”，电池相关信息即图中所示的“剩余电量”、“电流”以及“电压”；无人机到达目标位置所需电量值即图中所示的“抵达目标所需电量”，距离无人机当前所处位置最近的目标无线充电平台的平台标识信息即图中所示的“充电平台”，目标无线充电平台中处于空闲状态的充电位的标识信息即图中所示的“充电位”；还可以显示无人机的充电阈值上限和充电阈值下限。
图中左下角为处于充电状态的无人机的状态信息，与无人机的接收线圈匹配的目标发射线圈的配对情况，充电需求功率即图中所示的“输入负荷功率”、充电效率信息即图中所示的“效率”以及目标无线充电平台的剩余电量值即图中所示的“剩余电量”，还可以显示放电电流和电压。图中右侧为无人机当前所处位置对应的3D地图。
在本发明的另一实施例中，总控平台120还可以通过对无人机的相关信息进行远程设置的功能，相应的，总控平台120，还被配置为获得针对无人机配置的任务地点的位置信息，作为该无人机所需到达任务地点的目的地位置信息，并发送至相应的无人机；
获得针对无人机设置的机载电池的充电阈值的上限电量值以及下限电量值，并发送至相应的无人机，当前可用电量值为：无人机的机载电池的剩余电量值与下限电量值的差值。
其中，该上限电量值即为上述所提到的充电阈值上限，该下限电量值为上述所提到的充电阈值下限。
可以理解的是，本发明实施例所提供的无线充电系统中的通信包括以下几类：无人机内部器件之间、总控平台内部器件之间的通信可以为总线通信，其中，可选择can通信或串口通信，例如无人机的电池管理组件1143与飞行控制器112之间为总线通信。总控平台120与无人机110、无线充电平台130之间的通信可以为无线通信，其中，可选择NB-IoT、LoRa、Zigbee、WIFI等通信方式。当无线充电系统所处环境偏僻，无基站或不具备组网条件时，总控平台120与无人机110、无线充电平台130之间的通信可采取卫星报文通信。
如图3D所示，为本发明实施例所提供的无线充电系统中故障诊断树的一种示意图，其中，在“风机故障或无风”即风力发电机故障或无风、“光伏板故障或无光”即光伏发电机故障或无光、“柴油机故障或无油”即柴油发电机故障或无油和“储能电池故障或无电”，系统出现“源异常”故障；在出现“源异常”故障或电路断路故障的情况下，则“无线传能发射平台异常”即该无线充电平台异常；在出现“过电压保护”“过电流保护”、“短路保护”、“高温保护”获“低温保护”的状态，系统出现“电池BMS保护”故障，在出现“电池老化”或“电池BMS保护”故障，系统出现“电池异常”故障；在出现“电池异常”故障或“电路断路”故障的情况下，则“无线传能接收端异常”即无人机的无线传能接收端出现异常；在“无线传能发射平台异常”或“无线传能接收端异常”或空间电磁场未谐振，系统出现“电池充电异常”。
相应于上述方法实施例，本发明实施例提供了一种无人机自主循迹无线充电系统的充电方法，所述方法应用于所述无人机自主循迹无线充电系统的总控平台，无人机自主循迹无线充电系统还包括：无人机以及无线充电平台；如图4所示，所述方法可以包括如下步骤：
S401：获得无人机发送的充电请求，其中，所述充电请求为：所述无人机基于其当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值不可支持其飞行至各任务地点的情况下发送的请求；
S402：基于所述无人机的当前位置信息以及各无线充电平台的平台位置信息，确定出距离所述无人机最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；
S403：将所述目标平台位置信息反馈给所述无人机；
S404：获得所述无人机发送的携带其充电所需的充电需求功率的充电命令，其中，所述充电命令为：所述无人机到达所述目标无线充电平台之后发送的命令；
S405：向所述目标无线充电平台发送携带所述充电需求功率的充电通知，以使所述目标无线充电平台基于所述充电通知携带的所述充电需求功率放电，所述无人机为其机载电池充电。
应用本发明实施例，无人机在存在充电需求的情况下，向总控平台发送充电请求，以获得总控平台反馈的距离无人机所处位置最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；进而，无人机在确定其机载电池的当前可用电量值可支持其飞行至目标无线充电平台的情况下，飞行至目标无线充电平台，并向总控平台发送包括充电需求功率的充电命令，总控平台向目标无线充电平台发送充电通知，目标无线充电平台基于充电通知携带的充电需求功率放电，无人机为其机载电池充电，通过无线充电平台为无人机充电，实现对无人机的无线充电，提高安全性。并且通过总控平台的统筹规划，为存在充电需求的无人机提供距离其最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息，以在无人机可飞行至目标无线充电平台的情况下，飞行至目标无线充电平台进行充电，在一定程度上为无人机的远距离航行提供支持，在一定程度上解决了无人机航行范围受限、充电不便的问题，实现无人机全自动的能量补给。
在本发明的另一实施例中，无线充电平台包括离网型微电网模块和无线传能发射模块；
所述离网型微电网模块基于所述总控平台发送的充电通知携带的充电需求功率，输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；
所述无线传能发射模块接收满足所述充电需求功率的直流电，并将满足所述充电需求功率的直流电转化为电磁，以进行放电。
在本发明的另一实施例中，所述无线传能发射模块包括功率控制器、全桥逆变电路、谐振补偿网络、功率分配控制单元以及阵列式发射线圈，所述阵列式发射线圈中每一发射线圈并联；相应的，所述无人机的支架上设置有接收线圈；
所述功率控制器，被配置为控制所述全桥逆变电路将所接收的满足所述充电需求功率的直流电，转换为满足所述充电需求功率的高频方波电，并将所述高频方波电输入所述谐振补偿网络；
所述谐振补偿网络，被配置为将所述高频方波电转换为满足所述充电需求功率的高频正弦交流电，并加载至所述阵列式发射线圈；
所述功率分配控制单元，被配置为感应降落至所述阵列式发射线圈的表面的无人机的接收线圈，与所述阵列式发射线圈中的目标发射线圈的匹配情况；基于所述匹配情况控制所述目标发射线圈对应支路的电流导通，以通过所述目标发射线圈，将满足所述充电需求功率的高频正弦交流电转换为电磁，以进行放电；
所述无人机通过与所述目标发射线圈磁耦合的接收线圈，为所述机载电池充电。
在本发明的另一实施例中，阵列式发射线圈中的每一发射线圈的面积大于所述无人机的支架所占面积；所述无人机的每一支架设置一接收线圈；和/或
所述无人机降落至所述阵列式发射线圈表面时，接收线圈距离所述阵列式发射线圈表面的距离为3到5厘米。
在本发明的另一实施例中，所述离网型微电网模块包括：储能电池、柴油发电机、光伏发电机以及风力发电机中的至少两个以及能量分配单元；
所述能量分配单元，被配置为判断所述储能电池的输出功率，是否满足所述总控平台发送的充电通知所携带的充电需求功率；
若判断为满足，启动所述储能电池输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；
若判断为不满足，启动所述柴油发电机或光伏发电机或风力发电机输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；
所述光伏发电机和/或所述风力发电机可为所述储能电池充电。
在本发明的另一实施例中，所述无人机包括：感知器件、飞行控制器、无线传能接收端以及第一无线通信模块；
所述感知器件，被配置为感知所述无人机当前所处位置的环境信息，并发送至所述飞行控制器；
所述飞行控制器，被配置为获得所述感知器件感知的环境信息，并基于所述环境信息确定所述无人机当前所处位置的当前位置信息以及所对应当前障碍物的障碍物位置信息；基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至各任务地点；若判断为否，生成充电请求，并发送至所述第一无线通信模块；获得所述第一无线通信模块发送的所述总控平台基于所述充电请求反馈的距离所述无人机最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；基于当前位置信息、障碍物位置信息及目标平台位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其行至所述目标无线充电平台；若判断为是，飞行至所述目标无线充电平台；在到达所述目标无线充电平台之后，生成携带充电需求功率的充电命令，并发送至所述第一无线通信模块；
所述第一无线通信模块，被配置为向所述总控平台发送充电请求；获得所述总控平台反馈的目标平台位置信息；向所述总控平台发送所述充电命令；
所述无线传能接收端，被配置为获得所述目标无线充电平台放射的电能；为无人机的机载电池充电。
在本发明的另一实施例中，所述无线传能接收端包括电池管理组件；所述方法还包括：
获得并显示所述无人机的第一无线通信模块发送的无人机机载电池的电池相关信息，其中，所述电池相关信息为电池管理组件实时或定时读取并发送至第一无线通信模块的信息，所述电池相关信息包括：所述机载电池的剩余电量值、充/放电电流信息、充/放电电压信息以及电池温度信息中的至少一类信息。
在本发明的另一实施例中，所述方法还包括：
获得并显示所述无人机发送的无人机状态信息、无人机当前所处位置的当前位置信息、无人机到达目标位置所需电量值，所述无人机状态信息包括闲置状态信息、在航状态信息以及充电状态信息，所述目标位置包括：所述任务地点中的最终到达地点位置或距离无人机当前所在位置最近的目标无线充电平台所在位置；
基于所获得的无人机当前所处位置的当前位置信息，显示所述无人机当前所处位置对应的3D地图；
在无人机处于在航状态的情况下，显示距离所述无人机当前所处位置最近的目标无线充电平台的平台标识信息；
在无人机处于充电状态的情况下，显示所述无人机对应的目标无线充电平台的平台标识信息、充电位的标识信息、充电需求功率、充电效率信息以及所述目标无线充电平台的剩余电量值，其中，所述充电位的标识信息为：所述目标无线充电平台的发射线圈中与所述无人机的接收线圈匹配的目标发射线圈的标识信息。
在本发明的另一实施例中，所述方法还包括：
获得针对无人机配置的任务地点的位置信息，作为该无人机所需到达任务地点的目的地位置信息，并发送至相应的无人机；
获得针对无人机设置的机载电池的充电阈值的上限电量值以及下限电量值，并发送至相应的无人机，所述当前可用电量值为：无人机的机载电池的剩余电量值与所述下限电量值的差值。
上述方法实施例与系统实施例相对应，与该系统实施例具有同样的技术效果，具体说明参见系统实施例。方法实施例是基于系统实施例得到的，具体的说明可以参见系统实施例部分，此处不再赘述。本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种无人机自主循迹无线充电系统，其特征在于，所述系统包括：无人机、总控平台以及无线充电平台；
所述无人机，被配置为基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至各任务地点；若判断为否，向所述总控平台发送充电请求；获得所述总控平台基于所述充电请求反馈的距离所述无人机最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；基于当前位置信息、障碍物位置信息及目标平台位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至所述目标无线充电平台；若判断为是，飞行至所述目标无线充电平台；在到达所述目标无线充电平台之后，向所述总控平台发送携带其充电所需的充电需求功率的充电命令；并为所述机载电池充电；
所述总控平台，被配置为在获得所述无人机的充电请求之后，基于所述无人机当前所处位置的当前位置信息以及各无线充电平台的平台位置信息，确定出所述目标平台位置信息，将所述目标平台位置信息反馈给所述无人机；在获得所述无人机的充电命令之后，向所述目标无线充电平台发送携带所述充电需求功率的充电通知；
所述目标无线充电平台，被配置为基于所述充电通知携带的所述充电需求功率放电。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，无线充电平台包括离网型微电网模块和无线传能发射模块；
所述离网型微电网模块，被配置为基于所述总控平台发送的充电通知携带的充电需求功率，输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；
所述无线传能发射模块，被配置为接收满足所述充电需求功率的直流电，并将满足所述充电需求功率的直流电转化为电磁，以进行放电。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无线传能发射模块包括功率控制器、全桥逆变电路、谐振补偿网络、功率分配控制单元以及阵列式发射线圈，所述阵列式发射线圈中每一发射线圈并联；相应的，所述无人机的支架上设置有接收线圈；
所述功率控制器，被配置为控制所述全桥逆变电路将所接收的满足所述充电需求功率的直流电，转换为满足所述充电需求功率的高频方波电，并将所述高频方波电输入所述谐振补偿网络；
所述谐振补偿网络，被配置为将所述高频方波电转换为满足所述充电需求功率的高频正弦交流电，并加载至所述阵列式发射线圈；
所述功率分配控制单元，被配置为感应降落至所述阵列式发射线圈的表面的无人机的接收线圈，与所述阵列式发射线圈中的目标发射线圈的匹配情况；基于所述匹配情况控制所述目标发射线圈对应支路的电流导通，以通过所述目标发射线圈，将满足所述充电需求功率的高频正弦交流电转换为电磁，以进行放电；
所述无人机通过与所述目标发射线圈磁耦合的接收线圈，为所述机载电池充电。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，阵列式发射线圈中的每一发射线圈的面积大于所述无人机的支架所占面积；所述无人机的每一支架设置一接收线圈；和/或
所述无人机降落至所述阵列式发射线圈表面时，接收线圈距离所述阵列式发射线圈表面的距离为3到5厘米。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述离网型微电网模块包括：储能电池、柴油发电机、光伏发电机以及风力发电机中的至少两个以及能量分配单元；
所述能量分配单元，被配置为判断所述储能电池的输出功率，是否满足所述总控平台发送的充电通知所携带的充电需求功率；
若判断为满足，启动所述储能电池输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；
若判断为不满足，启动所述柴油发电机或光伏发电机或风力发电机输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；
所述光伏发电机和/或所述风力发电机可为所述储能电池充电。
6.如权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述无人机包括：感知器件、飞行控制器、无线传能接收端以及第一无线通信模块；
所述感知器件，被配置为感知所述无人机当前所处位置的环境信息，并发送至所述飞行控制器；
所述飞行控制器，被配置为获得所述感知器件感知的环境信息，并基于所述环境信息确定所述无人机当前所处位置的当前位置信息以及所对应当前障碍物的障碍物位置信息；基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至各任务地点；若判断为否，生成充电请求，并发送至所述第一无线通信模块；获得所述第一无线通信模块发送的所述总控平台基于所述充电请求反馈的距离所述无人机最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；基于当前位置信息、障碍物位置信息及目标平台位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其行至所述目标无线充电平台；若判断为是，飞行至所述目标无线充电平台；在到达所述目标无线充电平台之后，生成携带充电需求功率的充电命令，并发送至所述第一无线通信模块；
所述第一无线通信模块，被配置为向所述总控平台发送充电请求；获得所述总控平台反馈的目标平台位置信息；向所述总控平台发送所述充电命令；
所述无线传能接收端，被配置为获得所述目标无线充电平台放射的电能；为无人机的机载电池充电。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无线传能接收端包括电池管理组件；所述总控平台包括第二无线通信模块和信息显示器件；
所述电池管理组件，被配置为实时或定时读取所述机载电池的电池相关信息，并发送至所述飞行控制器，其中，所述电池相关信息包括：所述机载电池的剩余电量值、充/放电电流信息、充/放电电压信息以及电池温度信息中的至少一类信息；
所述飞行控制器，还被配置为将所述电池相关信息发送至所述第一无线通信模块；
所述第一无线通信模块，还被配置为将所述电池相关信息发送至所述总控平台的第二无线通信模块；
所述信息显示器件，被配置为获得第二无线通信模块发送的所述电池相关信息，并显示。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二无线通信模块，还被配置为获得无人机的无人机状态信息、无人机当前所处位置的当前位置信息、无人机到达目标位置所需电量值，并发送至所述信息显示器件，其中，所述无人机状态信息包括闲置状态信息、在航状态信息以及充电状态信息，所述目标位置包括：所述任务地点中的最终到达地点位置或距离无人机当前所在位置最近的目标无线充电平台所在位置；
所述信息显示器件，还被配置为显示所获得的所述无人机的无人机状态信息、无人机当前所处位置的当前位置信息、无人机到达目标位置所需电量值；
所述信息显示器件，还被配置为基于所获得的无人机当前所处位置的当前位置信息，显示所述无人机当前所处位置对应的3D地图；
所述信息显示器件，还被配置为在无人机处于在航状态的情况下，显示距离所述无人机当前所处位置最近的目标无线充电平台的平台标识信息；
所述信息显示器件，还被配置为在无人机处于充电状态的情况下，显示所述无人机对应的目标无线充电平台的平台标识信息、充电位的标识信息、充电需求功率、充电效率信息以及所述目标无线充电平台的剩余电量值，其中，所述充电位的标识信息为：所述目标无线充电平台的发射线圈中与所述无人机的接收线圈匹配的目标发射线圈的标识信息。
9.如权利要求1-8任一项所述的系统，其特征在于，所述总控平台，还被配置为获得针对无人机配置的任务地点的位置信息，作为该无人机所需到达任务地点的目的地位置信息，并发送至相应的无人机；
获得针对无人机设置的机载电池的充电阈值的上限电量值以及下限电量值，并发送至相应的无人机，所述当前可用电量值为：无人机的机载电池的剩余电量值与所述下限电量值的差值。
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