CN114476063B - 一种用于地理测绘的无人机控制方法及系统 - Google Patents

一种用于地理测绘的无人机控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于地理测绘的无人机控制方法及系统,其中系统中具有多个无人机,各无人机都具有无线充电接收装置和无线充电发射装置,并且各无人机的飞行控制器之间相互通信连接。无人机系统中各无人机的飞行控制器可以控制相应的无人机按照预置航线飞行,并在到达测绘点时控制第一摄像机获取图像以实现地理测绘作业,并且在作业的过程中,如果有无人机动力电池的电量过低,可以根据其他无人机的动力电池剩余电量、与该无人机之间的距离以及各无人机的测绘优先级,选择出充电成本最低的无人机对起进行充电。本发明所提供的技术方案,能够提高无人机系统进行地理测绘时作业的可靠性。

Description

一种用于地理测绘的无人机控制方法及系统
技术领域
本发明涉及地理测绘无人机的安全控制技术领域,具体涉及一种用于地理测绘的无人机控制方法及系统。
背景技术
无人机是无人驾驶飞机的简称,是一种利用无线电遥控设备进行控制的不载人的飞机,无人机可以由自备的程序控制装置进行操纵,也可以由地面计算机完全地或者间歇地进行自主操纵。由于具有机动性强、反应速度快、作业成本低和适用范围广的优点,因此无人机被广泛应用于环境检测、图像拍摄等技术领域。
采用无人机进行地理测绘,是指在无人机上装载用于高清度的数码相机,然后控制无人机按照预置的航线进行飞行,并在无人机到达设定的位置时控制数码相机进行拍照以获取地理测绘图像,然后采用图像处理技术,根据该地理测绘图像获取地理信息,实现对指定地区的地理测绘操作。在进行地理测绘时,为了加快测绘的速度,可以采用多个无人机按照不同的航线同时航行,从而提高对设定区域内地理测绘的工作效率。
目前,无人机的动力源主要采用动力电池,即由动力电池为无人机上的旋翼等驱动设备供电。但是动力电池能够存储的电量是有上限的,在无人机的作业过程中会持续性地消耗动力电池所存储的电量,并且在遇到特殊情况时(如风阻增加时),还会加快对电量的消耗速度。如果无人机在作业过程中动力电池的电量被耗尽,不仅会造成无人机无法正常完成作业,甚至会由于动力不足而出现安全事故。
综上所述,现有技术中的无人机系统,其中的无人机系统在进行地理测绘作业时,存在可靠性差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于地理测绘的无人机控制方法及系统,以至少解决现有技术中的无人机系统存在的供电可靠性差的问题。
为实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种用于地理测绘的无人机系统,包括多个无人机,各无人机分别具有相应的飞行控制器和动力电池,所述动力电池连接有相应的无线充电接收装置和无线充电发射装置,各飞行控制器之间相互通信连接,并且各飞行控制器分别连接有相应的定位装置和第一摄像机;所述飞行控制器用于:获取地理测绘策略,所述地理测绘策略包括预置航线、测绘点和测绘优先级;响应于起飞信号,控制对应的按照所述预置航线飞行,并在到达测绘点时控制第一摄像机获取图像;响应于相应动力电池的电量小于设定电量,向其它无人机的飞行控制器发送充电请求信息,所述充电请求信息包括其测绘优先级、所在位置和充电请求指令;响应于接收到充电请求信息,根据其对应的测绘优先级、与请求充电的无人机之间的距离以及其动力电池剩余电量得到对应无人机的充电成本,并将该充电成本发送给其它飞行控制器;接收其它无人机的充电成本,响应于对应无人机的充电成本最小,对所述请求充电的无人机进行充电。
根据本发明的一个实施例,所述测绘优先级根据相应地理测绘策略中的预置航线确定。
根据本发明的另一个实施例,所述对所述请求充电的无人机进行充电包括:控制对应的第一摄像机停止获取图像,以及控制对应的无人机向所述请求充电的无人机移动;响应于对应无人机到达所述请求充电的无人机的设定位置,控制相应的无线充电发射装置输出电能,并跟随所述请求充电的无人机飞行。
进一步地,根据本发明的又一个实施例,所述跟随所述请求充电的无人机飞行包括:获取所述请求充电的无人机所在的位置;根据所述请求充电的无人机所在的位置得到充电位置,所述充电位置在所述请求充电的无人机的设定方位并与相距第一设定距离;控制相应的无人机移动到所述充电位置。
根据本发明的另一个实施例,所述无线充电接收装置和无线充电发射装置分别设置在相应无人机的第一端和第二端,并且所述第一端与所述第二端相对。
根据本发明的又一个实施例,所述第一摄像机包括多个摄像头,所述飞行控制器还用于:将获取的图像按照拍摄时间和所采用的摄像头进行分类存储。
根据本发明的另一个实施例,所述各无人机分别设置有个相应的障碍物检测装置,所述飞行控制器还用于:响应于无人机与障碍物之间的距离为第二设定距离,对所述预置航线进行修正。
进一步地,根据本发明的又一个实施例,所述障碍物检测装置包括设置在所述飞行器前方的测距传感器和第二摄像机,所述测距传感器用于获取与所述障碍物之间的距离,所述摄像机用于获取所述障碍物的图像。
更进一步地,根据本发明的另一个实施例,所述修正飞行路线包括:根据所述障碍物的图像获取其宽度信息和高度信息;根据所述障碍物的长度信息和高度信息对所述预置航线进行修正。
另一方面,本发明还提供一种用于地理测绘的无人机控制方法,该控制方法用于控制无人机系统中的无人机,所述无人机系统中具有多个无人机,所述控制方法包括:获取地理测绘策略,所述地理测绘策略包括预置航线、测绘点和测绘优先级;响应于起飞信号,控制对应的无人机按照所述预置航线飞行,并在到达测绘点时控制第一摄像机获取图像;响应于相应动力电池的电量小于设定电量,向其它无人机的飞行控制器发送充电请求信息,所述充电请求信息包括其测绘优先级、所在位置和充电请求指令;响应于接收到充电请求信息,根据其对应的测绘优先级、与请求充电的无人机之间的距离以及其动力电池剩余电量得到对应无人机的充电成本,并将该充电成本发送给其它飞行控制器;接收其它无人机的充电成本,响应于对应无人机的充电成本最小,对所述请求充电的无人机进行充电。
本发明所提供的技术方案,在用于地理测绘的无人机系统中具有多个无人机,各无人机都具有无线充电接收装置和无线充电发射装置,并且各无人机的飞行控制器之间相互通信连接。系统中各无人机的飞行控制器可以控制相应的无人机按照预置航线飞行,并在到达测绘点时控制第一摄像机获取图像以实现地理测绘作业,并且在作业的过程中,如果有无人机动力电池的电量过低,可以根据其他无人机的动力电池剩余电量、与该无人机之间的距离以及各无人机的测绘优先级,选择出充电成本最低的无人机对起进行充电。因此,本发明所提供的技术方案,当无人机在作业的过程中动力电池的剩余电量过低时,不仅可以采用其他无人机对其进行充电,还可以减少充电的成本,与现有技术相比,可以提高无人机系统执行地理测绘时作业的可靠性。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式,并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分,其中:
图1是根据本发明实施例的一种无人机系统中无人机的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的一种飞行控制器控制相应无人机的方法的流程图;
图3是根据本发明实施例的一种障碍物图像的示意图。
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、完整地描述,本领域技术人员应知,下面所描述的实施例是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做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。
本发明提供了一种用于地理测绘的无人机系统,该系统包括多个无人机,各无人机的结构如图1所示,具有飞行控制器和动力电池,其中飞行控制器可以采用单片机实现,并且飞行控制器连接有通信装置、定位装置和第一摄像机;上述通信装置为无线通信装置,各无人机的飞行控制器之间可以通过通信装置相互通信连接以进行信息交互,并且在无人机作业时,各无人机的飞行控制器还可以通过第一摄像机获取地理测绘图像,以及通过定位装置获取无人机的坐标位置,该坐标位置包括无人机的经度、维度和高度。本实施例中的动力电池连接有无线充电接口装置和无线充电发射装置,动力电池可以通过无线充电接收装置进行无线充电,以及通过无线充电发射装置进行无线放电,并且飞行控制器连接该无线充电接收装置和无线充电发射装置以对其进行控制,例如在无线充电接收装置和无线充电发射装置上分别设置相应的可控开关,飞行控制器连接各可控开关各以通过可控开关控制无线充电接收装置和无线充电发射装置的工作状态。
本发明所提供的用于地理测绘的无人机系统,其中各无人机的飞行控制器分别用于对相应的无人机进行控制,并且控制方法的流程如图2所示,包括如步骤S1至步骤S5,可以理解的是,图2所示出的S1、S2、S3、S4和S5仅是相应步骤的编号,用于对各步骤进行区分,并不表示各步骤执行的先后顺序。在图2所示出的控制方法中包括:
步骤S1,获取地理测绘策略。在本实施例中,地理测绘策略包括无人机的预置航线、测绘位置和测绘优先级,在对目标区域进行地理测绘时,首先根据测绘需求,人工规划出各个无人机的航线,该航线即为无人机的预置航线;然后在各预置航线上选择拍摄位置,以便无人机在该拍摄位置上获取地理测绘图像,该拍摄位置即为测绘点;最后制定各无人机的测绘优先级,得到各无人机的地理测绘策略。在得到各无人机的测绘策略后,将其分别输送给相应无人机的飞行控制器,该输送方式可以为:设置上位机等中控设备,并将该中控设备通过无线通信(如蓝牙、WIFI等)或者有线通信(如串口线等)的方式与各无人机的飞行控制器建立通信连接,工作人员可以在该中控设备上制定各无人机的地理测绘策略,然后由该中控设备将各地理测绘策略分别发送给相应无人机的飞行控制器,从而使个无人机的飞行控制器获取相应的地理测绘策略;或者在各无人机的飞行控制器上连接USB接口,将各无人机的地理测绘策略分别存储在不同的U盘等移动存储设备中,然后将该移动存储设备插接该USB接口上,飞行控制器从该移动存储设备中读取相应的地理测绘策略。
步骤S2,判断是否接收到起飞信号,该起飞信号可以是有中控设备发出的信号,也可以为定时信号,例如,可以设置各无人机在设定时间点起飞,则当时间到达该设定时间点时,可以判断为接收到起飞信号。当飞行控制器接收到起飞信号时,控制其对应的无人机按照相应地理测绘策略中的预置航线飞行,并在飞行到测绘点时,控制其对应的第一摄像机开始工作,以获取地理测绘图像。当飞行控制器控制对应的无人机按照其地理测绘策略中的预置航线完成飞行,并在相应的测绘点控制对应的第一相机获取地理测绘图像后,可以判断为地理测绘作业结束。
步骤S3,在控制对应的无人机按照相应的预置航线飞行过程中,实时获取相应无人机上动力电池的剩余电量,并在该动力电池的剩余电量小于设定电量时,向其他无人机的飞行控制器发送充电请求信息。动力电池的剩余电量可以通过多种方式检测得到,例如,可以在各无人机动力电池的充电线路和放电线路上分别设置相应的电压检测装置和电流检测装置,以检测动力电池的充电电压和充电电流,以及动力电池的放电电压和放电电流。飞行控制器连接上述的电压检测装置和电流检测装置以获取动力电池的充电电压、充电电流、放电电压和放电电流,然后通过动力电池的充电电压和充电电流获取充入到动力电池的电量、通过动力电池的放电电压和放电电流获取动力电池所释放的电量,最后结合冲入动力电池的电量和动力电池释放的电量,得到动力电池中的剩余电量。在本实施例中,飞行控制器在所发出的充电请求信息包括其对应无人机所在的位置(通过定位装置获取)、测绘优先级和充电请求指令,并且为了便于对本发明技术方案的描述,下文中将发出充电请求信息的无人机成为请求充电的无人机。
步骤S4,在接收到充电请求信息后,首先根据该充电请求信息得到请求充电的无人机的测绘优先级和位置,然后判断其对应无人机的测绘优先级是否大于请求充电的无人机的测绘优先级,如果大于,则不响应所接收充电请求信息;如果不大于,则获取对应无人机的位置和对应动力电池的剩余电量,并根据对应无人机的位置和请求充电的无人机的位置得到对应无人机与请求充电无人机的距离,接着结合该距离、对应动力电池的剩余电量和测绘优先级,计算出对应无人机对请求充电无人机充电的充电成本,最后将该充电成本发送给其他无人机的飞行控制器。在本实施例中,设飞行控制器对应无人机与请求充电无人机之间的距离为L,飞行控制器对应动力电池的剩余电量为SOC,飞行控制器对应无人机的测绘优先级为Lv,则该飞行控制器对应无人机对请求充电无人机进行充电的充电成本P可以通过如下计算公式计算得到:
Figure 558376DEST_PATH_IMAGE001
其中a、b和c分别为上述距离L、测绘优先级Lv和剩余电量SOC的匹配系数。
步骤S5,在接收到其它无人机对请求充电无人机的充电成本后,将其与对应无人机的充电成本进行比较,判断其对应无人机的充电成本是否是系统中所有无人机充电成本中的最小值;如果不是,则不做任何处理;如果是,则控制对应的无人机对请求充电的无人机进行充电,保证请求充电的无人机能够顺利的完成地理测绘作业。下文中为了便于对本发明技术方案的介绍,当飞行控制器判断出其对应的无人机的充电成本是否是系统中所有无人机充电成本中的最小值时,将其对应的无人机作为充电无人机。
综上所述,本发明所提供的技术方案,在无人机系统中设置有多个无人机,各无人机可以同时对设定区域进行地理测绘,以提高对设定区域地理测绘的工作效率。并且在本发明所提供的无人机系统中,其各无人机上即设置有无线充电接收装置也设置有无线充电发射装置,当有无人机的动力电池的剩余电量小于设定电量时,各无人机的飞行控制器可以根据对应无人机的测绘优先级、对应动力电池的剩余电量和各无人机与请求充电的无人机之间的距离获取对应无人机的充电成本,最后从系统中选择出充电成本最小的无人机对请求充电的无人机进行充电,使请求充电的无人机能够顺利完成作业。由于本发明所提供的技术方案,能够在系统中有无人机动力电池的剩余电量小于设定电量时,采用充电成本最低的充电方式对其进行充电,因此与现有技术相比,能够提高无人机系统进行地理测绘作业的可靠性。
上文中对本发明的技术方案做了整体的介绍,下面结合具体应用场景,对上述步骤S1中测绘优先级的获取方式做详细的介绍。
在一个实施例中,上述步骤S1中所获取的地理测绘策略,其中的测绘优先级根据对应的预置航线确定。例如,在对设定区域进行地理测绘时,如果有地区的地理环境比较复杂,则需要对其进行重点测绘,因此对该地区进行地理测绘的无人机的测绘优先级较高;反之,如果有地区的地理环境比较简单,只需对其进行粗略的地理测绘,因此对该地区进行地理测绘的无人机的测绘优先级较低。在对设定区域进行地理测绘时,制定出各无人机的预置航线后,根据各预置航线所对应测绘地区,得到各无人机对应的测绘优先级。本实施例的设置方式,根据各无人机的预置航线确定对应的测绘优先级,可以保证对重点区域的进行地理测绘,从而提高对设定区域内地理测绘的可靠性。
上文中对获取各无人机测绘优先级的方法做了详细的介绍,下面结合具体应用场景,对请求充电无人机的充电方式做详细的说明。
在一个实施例中,上述步骤S5中,飞行控制器控制对应的无人机对请求充电无人机进行充电的方法可以包括:首先控制对应无人机上的第一摄像头停止工作,不再继续获取地理测绘图像,以减少对其动力电池的电能消耗;然后控制对应的无人机向请求充电无人机所在的位置移动,并且当对应的无人机到达请求充电机器人的设定位置时,控制对应的无线充电发射装置输出电能,同时请求充电无人机的飞行控制器控制其对应的无线充电接收装置接收电能,从而实现对请求充电无人机上的动力电池进行充电。另外,在充电无人机对请求充电无人机充电的过程中,充电无人机的飞行控制器控制对应的无人机跟随请求充电无人机飞行,使两个无人机的相对位置关系保持不变。
进一步地,在另一个实施例中,充电无人机的飞行控制器控制其跟随请求充电无人机的方法包括:首先从请求充电无人机的飞行控制器接收信息,得到请求充电无人机所在的位置;然后根据请求充电无人机所在的位置得到充电位置,最后控制充电无人机飞行到该充电位置上,对请求充电无人机进行充电。上述充电位置是根据无人机的结构决定的,在该位置上充电无人机可以对请求充电无人机进行充电,该位置可以在请求充电无人机的设定方位并与请求充电无人机之间的距离为第一设定距离,例如,可以在请求充电无人机的正后方,并与请求充电无人机之间的距离为1米,则充电无人机的飞行控制器在接收到请求充电无人机的位置后,可以计算出请求充电无人机正后方1米位置的坐标,该坐标即为充电位置的坐标。
上文中对充电无人机与请求充电无人机之间的充电方式做了详细的介绍,下面结合具体应用场景,对各无人机上无线充电接收装置和无线充电发射装置的设置方式做详细的说明。
在一个实施例中,本发明所提供的无人机系统,其中各无人机上的无线充电发射接收装置设置在其第一端,无线充电接收装置设置在其第二端,并且第一端与第二端的位置相对,例如,第一端和第二端分别为无人机的前端和后端,在充电无人机对请求充电无人机进行充电时,可以控制充电无人机跟随在请求充电无人机尾部的位置;又例如,当无人机采用的是四旋翼飞行器时,第一端和第二端可以分别为无人机的底端和顶端,在充电无人机对请求充电无人机进行充电时,可以控制充电无人机位于请求充电无人机上方的设定位置处,即可以为请求充电无人机进行充电,也不影响请求充电无人机获取地理测绘图像。通过本实施例的设置方式,可以将无线充电接收装置和无线充电发射装置分别设置在相应无人机上相对的位置,能够便于无人机之间的相互充电。
下面结合具体应用场景,对本发明的用于地理测绘的无人机系统中各无人机上的第一摄像机做进一步的详细说明。
在一个实施例中,各无人机上的第一摄像机分别具有多个摄像头,并且各摄像头采用的拍摄角度不同;飞行控制器通过各对应的摄像头获取地理测绘图像后,将各图像分别按照拍摄时间和拍摄时所采用的摄像头进行存储。例如,第一摄像机可以具有五个摄像头,各摄像头的拍摄方向分别为无人机的正下方、左下方、右下方、前下方和后下方,分别对各摄像头进行编号,并且在得到各摄像头所拍摄的地理测绘图像后,将各地理测绘图像分别按照拍摄的时间顺序进行存储,以在处理各地理测绘图像时,便于对各地理测绘图像进行调用。
下面结合具体应用场景,对本发明的用于地理测绘的无人机系统中各无人机做进一步的详细说明。
在一个实施例中,本发明的用于地理测绘的无人机系统,其各无人机上分别设置有相应的障碍物检测装置,并且各无人机的飞行控制器连接相应的障碍物检测装置,可以通过障碍物检测装置检测无人机与前方障碍物之间的距离,并且判断无人机与前方障碍物之间的距离是否大于第二设定距离,如果大于,则无人机不会与前方障碍物发生碰撞,因此不做任何处理;如果不大于,则存在无人机与前方障碍物之间发生碰撞的风险,因此需要对预置航线进行修正,使无人机绕开障碍物,以避免与障碍物发生碰撞,从而提高无人机的安全性。
进一步地,在另一个实施例中,各无人机上所设置的障碍物检测装置,包括相应的测距传感器和第二摄像机,并且测距传感器和第二摄像机均设置在无人机的前端,其中测距传感器用于检测无人机与前方障碍物之间的距离,第二摄像机用于获取无人机前方障碍物的形状,即:飞行控制器通过相应测距传感器获取对应无人机与前方障碍物之间的距离,当对应无人机与前方障碍物之间的距离不大于第二设定距离时,通过第二摄像机获取前方障碍物的图像。
更进一步地,在又一个实施例中,飞行控制器在检测到对应无人机与前方障碍物之间距离不大于第二设定距离时,修正飞行路线的方法包括:在获取前方障碍物的图像后,首先获取其最小矩形外包围框,如图3所示,本实施例中障碍物的外包围框的长度方向为水平方向,宽度方向为高度方向;然后得到飞行控制器对应无人机在该矩形外包围框中的投影位置O,获取该投影位置O与该矩形外包围框两侧的距离L1和L2,以及与该矩形外包围框底部的距离L3;最后判断出L1、L2和L3中的最小值,并在最小值对应的方位上对预置航线进行修正。例如,上述L1、L2和L3中L3的值最小,则将原设置的预置航线向下平移L3+L0的距离,完成对预置航线的修正。
根据本说明书的上述描述,本领域技术人员还可以理解如下使用的术语,例如“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的,其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的,而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作,因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。
另一方面,在一个实施例中,本发明还提供一种用于地理测绘的无人机控制方法,该控制方法用于控制上述各实施例的无人机系统中的无人机,并且该控制方法与上述各实施例中控制无人机系统中无人机的方法相同,因此在本实施例中不多种说明。
另外,本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的,而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个或更多个等,除非另有明确具体地限定。
虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例,但对于本领域技术人员显而易见的是,这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中,可以采用本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围,并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种用于地理测绘的无人机系统,其特征在于,包括多个无人机,各无人机分别具有相应的飞行控制器和动力电池,所述动力电池连接有相应的无线充电接收装置和无线充电发射装置,各飞行控制器之间相互通信连接,并且各飞行控制器分别连接有相应的定位装置和第一摄像机;
所述飞行控制器用于:
获取地理测绘策略,所述地理测绘策略包括预置航线、测绘点和测绘优先级;
响应于起飞信号,控制对应的无人机按照所述预置航线飞行,并在到达测绘点时控制第一摄像机获取图像;
响应于相应动力电池的电量小于设定电量,向其它无人机的飞行控制器发送充电请求信息,所述充电请求信息包括其测绘优先级、所在位置和充电请求指令;
响应于接收到充电请求信息,根据其对应的测绘优先级、与请求充电的无人机之间的距离以及其动力电池剩余电量得到对应无人机的充电成本,并将该充电成本发送给其它飞行控制器,包括:
在接收到充电请求信息后,首先根据该充电请求信息得到请求充电的无人机的测绘优先级和位置,然后判断其对应无人机的测绘优先级是否大于请求充电的无人机的测绘优先级,如果大于,则不响应所接收充电请求信息;如果不大于,则获取对应无人机的位置和对应动力电池的剩余电量,并根据对应无人机的位置和请求充电的无人机的位置得到对应无人机与请求充电无人机的距离,接着结合该距离、对应动力电池的剩余电量和测绘优先级,计算出对应无人机对请求充电无人机充电的充电成本,最后将该充电成本发送给其他无人机的飞行控制器;
接收其它无人机的充电成本,响应于对应无人机的充电成本最小,对所述请求充电的无人机进行充电。
2.根据权利要求1所述的用于地理测绘的无人机系统,其特征在于,所述测绘优先级根据相应地理测绘策略中的预置航线确定。
3.根据权利要求1所述的用于地理测绘的无人机系统,其特征在于,所述对所述请求充电的无人机进行充电包括:
控制对应的第一摄像机停止获取图像,以及控制对应的无人机向所述请求充电的无人机移动;
响应于对应无人机到达所述请求充电的无人机的设定位置,控制相应的无线充电发射装置输出电能,并跟随所述请求充电的无人机飞行。
4.根据权利要求3所述的用于地理测绘的无人机系统,其特征在于,所述跟随所述请求充电的无人机飞行包括:
获取所述请求充电的无人机所在的位置;
根据所述请求充电的无人机所在的位置得到充电位置,所述充电位置在所述请求充电的无人机的设定方位并与相距第一设定距离;
控制相应的无人机移动到所述充电位置。
5.根据权利要求1所述的用于地理测绘的无人机系统,其特征在于,所述无线充电接收装置和无线充电发射装置分别设置在相应无人机的第一端和第二端,并且所述第一端与所述第二端的位置相对。
6.根据权利要求1所述的用于地理测绘的无人机系统,其特征在于,所述第一摄像机包括多个摄像头,所述飞行控制器还用于:将获取的图像按照拍摄时间和所采用的摄像头进行分类存储。
7.根据权利要求1所述的用于地理测绘的无人机系统,其特征在于,所述各无人机分别设置有相应的障碍物检测装置,所述飞行控制器还用于:响应于无人机与障碍物之间的距离为第二设定距离,对所述预置航线进行修正。
8.根据权利要求7所述的用于地理测绘的无人机系统,其特征在于,所述障碍物检测装置包括设置在对应无人机前方的测距传感器和第二摄像机,所述测距传感器用于获取与所述障碍物之间的距离,所述第二摄像机用于获取所述障碍物的图像。
9.根据权利要求8所述的用于地理测绘的无人机系统,其特征在于,所述修正飞行路线包括:
根据所述障碍物的图像获取其宽度信息和高度信息;
根据所述障碍物的长度信息和高度信息对所述预置航线进行修正。
10.一种用于地理测绘的无人机控制方法,该控制方法用于控制无人机系统中的无人机,所述无人机系统中具有多个无人机,其特征在于,所述控制方法包括:
获取地理测绘策略,所述地理测绘策略包括预置航线、测绘点和测绘优先级;
响应于起飞信号,控制对应的无人机按照所述预置航线飞行,并在到达测绘点时控制第一摄像机获取图像;
响应于相应动力电池的电量小于设定电量,向其它无人机的飞行控制器发送充电请求信息,所述充电请求信息包括其测绘优先级、所在位置和充电请求指令;
响应于接收到充电请求信息,根据其对应的测绘优先级、与请求充电的无人机之间的距离以及其动力电池剩余电量得到对应无人机的充电成本,并将该充电成本发送给其它飞行控制器,包括:
在接收到充电请求信息后,首先根据该充电请求信息得到请求充电的无人机的测绘优先级和位置,然后判断其对应无人机的测绘优先级是否大于请求充电的无人机的测绘优先级,如果大于,则不响应所接收充电请求信息;如果不大于,则获取对应无人机的位置和对应动力电池的剩余电量,并根据对应无人机的位置和请求充电的无人机的位置得到对应无人机与请求充电无人机的距离,接着结合该距离、对应动力电池的剩余电量和测绘优先级,计算出对应无人机对请求充电无人机充电的充电成本,最后将该充电成本发送给其他无人机的飞行控制器;
接收其它无人机的充电成本,响应于对应无人机的充电成本最小,对所述请求充电的无人机进行充电。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115657706B (zh) * 2022-09-22 2023-06-27 中铁八局集团第一工程有限公司 基于无人机的地貌测量方法及系统
CN117849788B (zh) * 2024-03-06 2024-05-10 山东飞鸢空间信息科技有限公司 一种基于三维建模的地质地形数字孪生场景的测绘系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205123360U (zh) * 2015-12-04 2016-03-30 深圳市凯迪恩科技有限公司 微型无人机无线充电系统
CN107264319A (zh) * 2017-06-27 2017-10-20 武汉佰起科技有限公司 一种无人机无线充电系统及无线充电方法
CN207106930U (zh) * 2017-06-27 2018-03-16 朱树祥 一种无人机充电装置
CN109154503A (zh) * 2017-11-21 2019-01-04 深圳市大疆创新科技有限公司 无人机作业航线的规划方法及地面端设备
CN110040012A (zh) * 2019-04-22 2019-07-23 金陵科技学院 一种基于多发射单接收无线充电的无人机在线充电方法
CN110303912A (zh) * 2019-07-11 2019-10-08 电子科技大学 一种基于飞艇的空中无人机移动充电系统
CN110675035A (zh) * 2019-09-06 2020-01-10 三峡大学 基于实时能耗检测的无人机激光供能集群充电调度方法
CN111002846A (zh) * 2019-12-13 2020-04-14 王晰 一种无人机的控制方法和系统
CN112109575A (zh) * 2020-09-10 2020-12-22 军事科学院系统工程研究院军事新能源技术研究所 一种无人机的充电方法、装置和系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170073070A1 (en) * 2013-02-06 2017-03-16 Zhou Tian Xing Amphibious vertical takeoff and landing unmanned device with artificial intelligence (AI) and method and system for managing a crisis environment and controlling one or more targets

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205123360U (zh) * 2015-12-04 2016-03-30 深圳市凯迪恩科技有限公司 微型无人机无线充电系统
CN107264319A (zh) * 2017-06-27 2017-10-20 武汉佰起科技有限公司 一种无人机无线充电系统及无线充电方法
CN207106930U (zh) * 2017-06-27 2018-03-16 朱树祥 一种无人机充电装置
CN109154503A (zh) * 2017-11-21 2019-01-04 深圳市大疆创新科技有限公司 无人机作业航线的规划方法及地面端设备
CN110040012A (zh) * 2019-04-22 2019-07-23 金陵科技学院 一种基于多发射单接收无线充电的无人机在线充电方法
CN110303912A (zh) * 2019-07-11 2019-10-08 电子科技大学 一种基于飞艇的空中无人机移动充电系统
CN110675035A (zh) * 2019-09-06 2020-01-10 三峡大学 基于实时能耗检测的无人机激光供能集群充电调度方法
CN111002846A (zh) * 2019-12-13 2020-04-14 王晰 一种无人机的控制方法和系统
CN112109575A (zh) * 2020-09-10 2020-12-22 军事科学院系统工程研究院军事新能源技术研究所 一种无人机的充电方法、装置和系统

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