CN115185213B - 一种无人机换电控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机换电控制方法、装置及系统，通过接收第一电池舱传输的到达数据，向第一电池舱传输第一连接数据，从而使得低电量的第一电池舱和高电量的第二电池舱互相连接，通过向换电框架传输第二连接数据，使得换电框架能够从第一电池舱转移到第二电池舱，实现了电池的更换，最后向目标无人机传输回收数据，使得目标无人机能够回收电池，实现了目标无人机的换电过程。本发明在无人机机体上增加换电框架，并通过控制换电框架进行高电量电池的更换，能够迅速补充无人机电池的电量，提高了无人机的换电效率。

Description

一种无人机换电控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机换电控制方法、装置及系统。

背景技术

永久基本农田保护和生态修复实施成效的监测常常因为地域范围广、地形地貌复杂、基础设施不完善等因素，导致监测效果不佳问题。为了大范围实时巡查，普遍采用无人机巡查。无人机巡查时效高，但是因受当前电池技术的限制，航程航时受到严重的制约。现有技术将采用人工和无人机配合，无人机频繁返航人工更换电池，这样极大降低了巡查的效率和增加了人工成本。还有一类现有技术采用汽车携带自动换电站，来实现无人机自动更换电池，来克服无人机航程短的问题，这都无形的增加了人工成本。

采用自动充换电站的无人机充电方案能够很好地提高无人机的巡查效率，但目前的自动冲换电站结构复杂重量大造假高，不能在野外恶劣环境大量部署。且在充换电的时候，容易出现无人机充电时间长，影响无人机的工作效率。

因此，亟需一种无人机换电控制策略，来解决当前无人机换电效率低问题。

发明内容

本发明实施例提供一种无人机换电控制方法、装置及系统，以提高无人机的换电效率。

为了解决上述问题，本发明一实施例提供一种无人机换电控制方法，包括：

接收第一电池舱传输的到达数据；其中，所述第一电池舱通过换电框架与目标无人机连接；

向所述第一电池舱传输第一连接数据，以使所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接；

当所述第一电池舱和所述第二电池舱连接完成后，向所述换电框架传输第二连接数据，以使所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接；

当所述换电框架与第二电池舱连接完成后，向所述目标无人机传输回收数据，以使所述目标无人机响应于所述回收数据，对所述第二电池舱进行回收操作，完成换电。

由上可见，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种无人机换电控制方法，通过接收第一电池舱传输的到达数据，向第一电池舱传输第一连接数据，从而使得低电量的第一电池舱和高电量的第二电池舱互相连接，通过向换电框架传输第二连接数据，使得换电框架能够从第一电池舱转移到第二电池舱，实现了电池的更换，最后向目标无人机传输回收数据，使得目标无人机能够回收电池，实现了目标无人机的换电过程。本发明在无人机机体上增加换电框架，并通过控制换电框架进行高电量电池的更换，能够迅速补充无人机电池的电量，提高了无人机的换电效率。

作为上述方案的改进，所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接，具体为：

根据所述第二连接数据，所述换电框架断开与所述第一电池舱的连接，并通过移动装置，从所述第一电池舱向所述第二电池舱进行移动；其中，所述换电框架包括所述移动装置；

当接收到第一定位信号后，所述换电框架停止移动，并与所述第二电池舱进行连接。

实施本实施例的改进方案，当接收到第二连接数据后，换电框架进行电池舱切换的操作，在切断与第一电池舱的连接后，通过移动装置从第一电池舱转移到第二电池舱，当接收到第一定位信号时，则表明换电框架到达第二电池舱的连接位置，可以进行连接，通过换电框架实现了高电量电池舱与低电量电池舱之间的更换。

作为上述方案的改进，在所述接收第一电池舱传输的到达数据之前，还包括：

所述目标无人机向降落平台发送第一指令，以使所述降落平台根据第一指令启动降落标识；

所述目标无人机根据所述降落标识进行对准操作，当完成对准后，向所述降落平台发送第二指令，以使所述降落平台根据第二指令进行盖板开启操作；

当盖板开启时，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域。

实施本实施例的改进方案，在第一电池舱传输到达数据之前，由目标无人机向降落平台发送第一指令，使得目标无人机能够根据降落平台启动的降落标识进行对准操作，当对准后，向降落平台发送第二指令，以使降落平台根据第二指令打开盖板，使得目标无人机能够将第一电池舱下降到降落平台中，为电池舱的更换奠定了基础。

作为上述方案的改进，所述第一电池舱传输的到达数据，具体为：

所述第一电池舱下降到所述第一区域后，根据所述降落平台上的磁条线路，从所述第一区域移动到所述降落平台的第二区域；

当所述第一电池舱到达第二区域的预设位置时，所述第一电池舱生成并传输所述到达数据。

实施本实施例的改进方案，第一电池舱在下降到第一区域后，会跟随磁条线路自动地向第二区域进行移动，当到达第二区域的预设位置后，第一电池舱生成并传输到达数据，表明第一电池舱到达第二区域等待连接，有利于提高电池舱连接的准确性。

作为上述方案的改进，所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接，具体为：在接收到所述第一连接数据后，所述第一电池舱的对齐装置，通过对接扶正装置，与所述第二电池舱的对齐装置在所述第二区域进行连接；其中，所述第二电池舱根据所述第一指令和磁条线路，从所述降落平台的第三区域移动到所述第二区域。

实施本实施例的改进方案，第一电池舱的对齐装置在接收到第一连接数据后，通过对接扶正装置，与第二电池舱的对齐装置进行连接，而第二电池舱在接收到第一指令后，也根据磁条线路从第三区域移动到第二区域等待连接，有利于提高电池舱连接的效率和准确性。

作为上述方案的改进，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域，具体为：

所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第一下降操作；其中，所述线缆用于连接所述换电框架；

当所述第一电池舱与所述目标无人机的距离达到第一阈值时，所述目标无人机停止所述线缆第一下降操作，并进入下降状态；

当所述第一电池舱与所述降落平台的距离达到第二阈值时，所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第二下降操作；

当所述第一电池舱到达所述降落平台时，所述目标无人机停止所述线缆第二下降操作，以使所述第一电池舱到达所述第一区域。

实施本实施例的改进方案，目标无人机在进行第一电池舱的下降操作时，先进入悬停状态，并进行线缆第一下降操作，让第一电池舱和目标无人机之间有足够的安全距离，防止发生碰撞；随后目标无人机进入下降状态是为了让电池舱接近降落平台，便于电池舱精确的落到降落平台上；最后在进行线缆第二下降操作，使得第一电池舱能够安全地到达降落平台，提高了无人机换电的安全性。

作为上述方案的改进，所述线缆包括：松弛模式和收紧模式；

当所述第一电池舱处于上升或下降状态时，所述线缆处于收紧模式；

当所述第一电池舱在所述降落平台上移动时，所述线缆处于松弛模式。

实施本实施例的改进方案，线缆在收紧模式下能够使第一电池舱在竖直平面上进行上升或下降，不易产生摇摆，便于精准降落；线缆在松弛模式下能够使第一电池舱在降落平台上移动时，不会被线缆限制动力，从而节省资源消耗。

作为上述方案的改进，在所述向所述目标无人机传输所述回收数据之后，还包括：

向所述第一电池舱传输充电数据，以使所述第一电池舱响应于所述充电数据，从所述第二区域移动到所述第一区域进行充电；

当目标无人机飞离后，向所述降落平台发送第三指令，以使所述降落平台根据所述第三指令进行盖板关闭操作。

实施本实施例的改进方案，在向目标无人机传输回收数据后，向第一电池舱传输充电数据，使得第一电池舱能够根据充电数据前往第一区域进行充电，实现了电池舱的电能补充；在目标无人机飞离后，关闭降落平台的盖板，有利于提高降落平台的安全性。

相应的，本发明一实施例还提供了一种无人机换电控制装置，包括：数据接收模块、第一连接模块、第二连接模块和回收模块；

所述数据接收模块，用于接收第一电池舱传输的到达数据；其中，所述第一电池舱通过换电框架与目标无人机连接；

所述第一连接模块，用于向所述第一电池舱传输第一连接数据，以使所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接；

所述第二连接模块，用于当所述第一电池舱和所述第二电池舱连接完成后，向所述换电框架传输第二连接数据，以使所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接；

所述回收模块，用于当所述换电框架与第二电池舱连接完成后，向所述目标无人机传输回收数据，以使所述目标无人机响应于所述回收数据，对所述第二电池舱进行回收操作，完成换电。

作为上述方案的改进，所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接，具体为：

根据所述第二连接数据，所述换电框架断开与所述第一电池舱的连接，并通过移动装置，从所述第一电池舱向所述第二电池舱进行移动；其中，所述换电框架包括所述移动装置；

当接收到第一定位信号后，所述换电框架停止移动，并与所述第二电池舱进行连接。

作为上述方案的改进，在所述接收第一电池舱传输的到达数据之前，还包括：

所述目标无人机向降落平台发送第一指令，以使所述降落平台根据第一指令启动降落标识；

所述目标无人机根据所述降落标识进行对准操作，当完成对准后，向所述降落平台发送第二指令，以使所述降落平台根据第二指令进行盖板开启操作；

当盖板开启时，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域。

作为上述方案的改进，所述第一电池舱传输的到达数据，具体为：

所述第一电池舱下降到所述第一区域后，根据所述降落平台上的磁条线路，从所述第一区域移动到所述降落平台的第二区域；

当所述第一电池舱到达第二区域的预设位置时，所述第一电池舱生成并传输所述到达数据。

作为上述方案的改进，所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接，具体为：在接收到所述第一连接数据后，所述第一电池舱的对齐装置，通过对接扶正装置，与所述第二电池舱的对齐装置在所述第二区域进行连接；其中，所述第二电池舱根据所述第一指令和磁条线路，从所述降落平台的第三区域移动到所述第二区域。

作为上述方案的改进，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域，具体为：

所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第一下降操作；其中，所述线缆用于连接所述换电框架；

当所述第一电池舱与所述目标无人机的距离达到第一阈值时，所述目标无人机停止所述线缆第一下降操作，并进入下降状态；

当所述第一电池舱与所述降落平台的距离达到第二阈值时，所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第二下降操作；

当所述第一电池舱到达所述降落平台时，所述目标无人机停止所述线缆第二下降操作，以使所述第一电池舱到达所述第一区域。

作为上述方案的改进，所述线缆包括：松弛模式和收紧模式；

当所述第一电池舱处于上升或下降状态时，所述线缆处于收紧模式；

当所述第一电池舱在所述降落平台上移动时，所述线缆处于松弛模式。

作为上述方案的改进，在所述向所述目标无人机传输所述回收数据之后，还包括：

向所述第一电池舱传输充电数据，以使所述第一电池舱响应于所述充电数据，从所述第二区域移动到所述第一区域进行充电；

当目标无人机飞离后，向所述降落平台发送第三指令，以使所述降落平台根据所述第三指令进行盖板关闭操作。

相应的，本发明一实施例还提供了一种无人机换电控制系统，包括：无人机换电控制装置、第一电池舱、第二电池舱、目标无人机、线缆、换电框架、以及降落平台；其中，所述无人机换电控制装置应用于如本发明所述的无人机换电控制方法，所述无人机换电控制装置与所述目标无人机连接，所述目标无人机通过所述线缆与所述换电框架连接，所述换电框架与所述第一电池舱连接，所述第二电池舱位于所述降落平台的内部。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的无人机换电控制方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的无人机换电控制装置的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的电池舱对接的示意图；

图4是本发明一实施例提供的系统框架的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的目标无人机外载电池舱的结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的降落平台的外部结构示意图；

图7是本发明一实施例提供的降落平台的内部结构示意图；

图8是本发明另一实施例提供的无人机换电控制系统的结构示意图；

图9是本发明一实施例提供的换电站的外部结构示意图；

图10是本发明一实施例提供的一种终端设备结构示意图。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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。

实施例一

参见图1，图1是本发明一实施例提供的一种无人机换电控制方法的流程示意图，如图1所示，本实施例包括步骤101至步骤104，各步骤具体如下：

步骤101：接收第一电池舱传输的到达数据；其中，所述第一电池舱通过换电框架与目标无人机连接。

在一具体的实施例中，无人机除了自身配备电池外，还需要外载本申请所述的电池舱，电池舱可与多种不同的无人机配备；其中，电池舱包括：移动轨道、底部摄像头、距离传感器、电磁传感器、对接扶正装置、多个驱动轮。

在本实施例中，在所述接收第一电池舱传输的到达数据之前，还包括：

所述目标无人机向降落平台发送第一指令，以使所述降落平台根据第一指令启动降落标识；

所述目标无人机根据所述降落标识进行对准操作，当完成对准后，向所述降落平台发送第二指令，以使所述降落平台根据第二指令进行盖板开启操作；

当盖板开启时，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域。

在一具体的实施例中，当目标无人机的电量低于预设电量值时，根据存储的降落平台位置信息，飞往降落平台所在位置，当到达降落平台上空时，向降落平台传输换电指令(即第一指令)。

在一具体的实施例中，降落平台接收到换电指令后，启动盖板上的降落标识，以使目标无人机通过第一电池舱底部的摄像头进行视频数据获取，从而对视频数据中的降落标识进行识别和定位，完成目标无人机对准降落平台的操作，目标无人机向降落平台发送盖板开启指令(第二指令)；

降落平台根据盖板开启指令将盖板打开，以使目标无人机能够将第一电池舱降落到降落平台上。

在一具体的实施例中，为更好地说明，请参见图6，图6为本发明一实施例提供的降落平台的外部结构示意图，包括：降落标识601、盖板602、充电区603、换电区604和降落区605；其中，降落标识除了可以通电点亮，还具有夜光功能，降落标识的亮度采用特定频率进行调制。

在本实施例中，所述第一电池舱传输的到达数据，具体为：

所述第一电池舱下降到所述第一区域后，根据所述降落平台上的磁条线路，从所述第一区域移动到所述降落平台的第二区域；

当所述第一电池舱到达第二区域的预设位置时，所述第一电池舱生成并传输所述到达数据。

在一具体的实施例中，由于目标无人机对准了降落平台的降落标识，则目标无人机到达降落平台的降落区(第一区域)后，自动对齐磁条线路。

在一具体的实施例中，第一电池舱根据磁条线路，自动从下降区移动到换电区(第二区域)，第一电池舱的驱动路进入到换电区的导向槽中，以保证与第二电池舱的对接稳定性；

当第一电池舱到达磁条标记位置(预设位置)时，第一电池舱底部的电磁传感器会识别磁条，并发出停车信号(到达信号)。

在本实施例中，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域，具体为：

所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第一下降操作；其中，所述线缆用于连接所述换电框架；

当所述第一电池舱与所述目标无人机的距离达到第一阈值时，所述目标无人机停止所述线缆第一下降操作，并进入下降状态；

当所述第一电池舱与所述降落平台的距离达到第二阈值时，所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第二下降操作；

当所述第一电池舱到达所述降落平台时，所述目标无人机停止所述线缆第二下降操作，以使所述第一电池舱到达所述第一区域。

在一具体的实施例中，为更好的说明目标无人机、线缆、换电框架和电池舱的连接关系，请参见图5，包括：框架移动导轨501、电池舱502、换电框架503、框架驱动轮504、摄像头(传感器)505、电池舱驱动轮506；

目标无人机悬停在空中，并进行线缆下放(线缆第一下降操作)，此时电池舱下降，当线缆长度到达第一阈值时，停止线缆下放，以使电池舱和无人机之间有安全距离，从而避免发生碰撞；其中，第一阈值根据不同的无人机类型进行人工设置；

线缆下放停止后，目标无人机开始飞行下降，并带动电池舱一起下降，此时目标无人机接收并识别距离数据，当距离数据到达第二阈值时，则停止目标无人机的飞行下降，目标无人机进入悬停状态；

当目标无人机进入悬停状态后，下放线缆(线缆第二下降操作)，当降落高度为0时，则表明电池舱到达降落平台的降落区(第一区域)。

在一具体的实施例中，根据距离传感器的类型设置第二阈值，当距离传感器为激光距离传感器时，第二阈值设为1米；当距离传感器为光电传感器，第二阈值设为30cm。

在本实施例中，所述线缆包括：松弛模式和收紧模式；

当所述第一电池舱处于上升或下降状态时，所述线缆处于收紧模式；

当所述第一电池舱在所述降落平台上移动时，所述线缆处于松弛模式。

在一具体的实施例中，目标无人机在平台移动时，线缆进入松弛模式，线缆保持最小张力，保证线缆不会垂下和不阻碍电池舱的移动。

步骤102：向所述第一电池舱传输第一连接数据，以使所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接。

在本实施例中，所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接，具体为：在接收到所述第一连接数据后，所述第一电池舱的对齐装置，通过对接扶正装置，与所述第二电池舱的对齐装置在所述第二区域进行连接；其中，所述第二电池舱根据所述第一指令和磁条线路，从所述降落平台的第三区域移动到所述第二区域。

在一具体的实施例中，第二电池舱在接收到换电指令(第一指令)后，沿着磁条线路从充电区(第三区域)移动到换电区(第二区域)，并进入换电区的导向槽中；

在接收到第一连接数据后，第二电池舱开始移动，并通过对接扶正装置，将第二电池舱的导向柱(对齐装置)和第一电池舱的导向柱对齐并连接在一起，此时，第一电池舱的前端与第二电池舱的后端完成连接。

在一具体的实施例中，为更好地说明第一电池舱和第二电池舱的对接，请参见图3，包括：系统框架检测传感器301、第一停止磁条标记302、对齐装置303、第二停止磁条标记304、电磁传感器305、对接扶正装置306、第一供电电刷307、框架磁条标记308、电缆309、第二供电电刷310、换电框架的锁止装置311和导向槽312；

在一具体的实施例中，请参见图7，图7是本发明一实施例提供的降落平台的内部结构示意图：降落平台包括：电磁舱等候区以及起飞区701、路口转向标记702、电池舱检测传感器703、无线充电位置704、多个停车定位标记705、换电区域706、导向凹槽707、紧急充电电极708、降落区域709、引导路线710和电池舱充电及转运区域711。其中引导路线连接降落区域、换电区域、充电区域和等候区域。其中，引导路线包括磁条和反光材料的一种或多种；以及紧急充电电极的作用为：当第一电池舱电量很低时，可以紧急为电池舱提供电能，从而为完成换电奠定基础，同时，也能够保证第一电池舱可以有足够的电量移动到普通充电位中进行电能的补充。

步骤103：当所述第一电池舱和所述第二电池舱连接完成后，向所述换电框架传输第二连接数据，以使所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接；

在本实施例中，所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接，具体为：

根据所述第二连接数据，所述换电框架断开与所述第一电池舱的连接，并通过移动装置，从所述第一电池舱向所述第二电池舱进行移动；其中，所述换电框架包括所述移动装置；

当接收到第一定位信号后，所述换电框架停止移动，并与所述第二电池舱进行连接。

在一具体的实施例中，如图4所示，换电框架包括：电刷401、移动装置402和防护装置403；

所述电刷401用于连接电池舱电池和电缆；

所述移动装置402用于驱动换电框架移动；

所述防护装置403用于防止换电框架滑脱。

在一具体的实施例中，换电框架还包含顶部标识，以使目标无人机通过识别换电框架的顶部标识获取换电框架的位置，从而飞行到换电框架的上方位置，实现了跟随电池舱的移动效果，这种设置使得电池舱能够随时被目标无人机垂直收起，增加了无人机回收电池舱的效率和安全性。

在一具体的实施例中，第一电池舱和第二电池舱连接完成后，第一电池舱的移动轨道和第二电池舱的移动轨道紧密相接，以使换电框架的移动装置能够在移动轨道上进行两个电池舱之间的移动；

当接收到第二连接数据时，换电框架断开与第一电池舱的电连接，并解除锁止装置，换电框架驱动移动装置通过移动轨道从第一电池舱移动到第二电池舱上；

当换电框架行驶到预设位置时，接收到第一定位信号，并根据第一定位信号控制换电框架停止移动，并启动锁止装置，换电框架建立与第一电池舱的电连接。

步骤104：当所述换电框架与第二电池舱连接完成后，向所述目标无人机传输回收数据，以使所述目标无人机响应于所述回收数据，对所述第二电池舱进行回收操作，完成换电。

在一具体的实施例中，换电框架与第二电池舱连接完成后，第二电池舱根据磁条线路移动到等候区域或起飞区，当第二电池舱底部电磁传感器识别到磁铁标识时，停止移动，并向目标无人机传输回收数据。

在本实施例中，在所述向所述目标无人机传输所述回收数据之后，还包括：

向所述第一电池舱传输充电数据，以使所述第一电池舱响应于所述充电数据，从所述第二区域移动到所述第一区域进行充电；

当目标无人机飞离后，向所述降落平台发送第三指令，以使所述降落平台根据所述第三指令进行盖板关闭操作。

在本实施例中，参见图8，图8是本发明一实施例提供的一种无人机换电控制系统的结构示意图，包括：无人机换电控制装置801、第一电池舱802、第二电池舱803、目标无人机804、线缆805、换电框架806、以及降落平台807；其中，所述无人机换电控制装置801应用于如本发明所述的无人机换电控制方法，所述无人机换电控制装置801与所述目标无人机804连接，所述目标无人机804通过所述线缆805与所述换电框架806连接，所述换电框架806与所述第一电池舱802连接，所述第二电池舱803位于所述降落平台807的内部。

在一具体的实施例中，降落平台包含多个充电位置，有多个充电位置，智能电池舱沿着磁条导航，到充电位置充电。按照先进先出的队列顺序，依次为目标无人机提供换电。降落平台和电池舱有通讯连接，可以调度和读取智能电池舱信息。

在一具体的实施例中，降落平台有设有多个摄像头，用来监控内部情况。管理人员还可以远程通过平台，遥控电池舱进行移动。比如遥控电池舱进行移动，移动到正确的路线上。例如还可以利用正常的电池舱清除故障电池舱，恢复正常运行。

在一具体的实施例中，降落平台换电区和降落区有应急供电电极，当目标无人机换电时，电量很低时，电池舱降落后，打开底部供电电刷。之后由平台给无人机和智能车提供紧急供电，直到完成换电，保证无人机安全。

在一具体的实施例中，目标无人机进行换电时只能由电池舱将电池舱ID发送给换电平台，实现命令的交互。但是为了应对特殊情况，电池舱带有射频IC芯片和四周贴有ID的二维码，可以在充电位被识别到ID。同时还可以通过内部监控摄像头，读取电池舱车身的二维码，获得该ID。以备特殊情况下，维护监控平台的运行秩序。

在一具体的实施例中，请参见图9，由降落平台901、太阳能电池板902、以及控制器903组成换电站；其中，控制器903包括电路主板和电池。

本实施例通过在与目标无人机连接的第一电池舱降落到降落平台后，控制第一电池舱与第二电池舱连接，并控制换电框架进行换电操作，从而实现了电池的切换。本实施例能够在无人机保持飞行悬停的情况下，完成低电量电池与高电量电池的切换，且换电效率高。相比于现有的无人机换电技术，本实施例中的降落平台结合了充电站和换电站的功能，通过控制电池舱移动，降低了降落平台的换电难度，同时简化了降落平台的结构，提高了本实施例的推广度。

实施例二

参见图2，图2是本发明一实施例提供的一种无人机换电控制装置的结构示意图，包括：数据接收模块201、第一连接模块202、第二连接模块203和回收模块204；

所述数据接收模块201，用于接收第一电池舱传输的到达数据；其中，所述第一电池舱通过换电框架与目标无人机连接；

所述第一连接模块202，用于向所述第一电池舱传输第一连接数据，以使所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接；

所述第二连接模块203，用于当所述第一电池舱和所述第二电池舱连接完成后，向所述换电框架传输第二连接数据，以使所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接；

所述回收模块204，用于当所述换电框架与第二电池舱连接完成后，向所述目标无人机传输回收数据，以使所述目标无人机响应于所述回收数据，对所述第二电池舱进行回收操作，完成换电。

作为上述方案的改进，所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接，具体为：

根据所述第二连接数据，所述换电框架断开与所述第一电池舱的连接，并通过移动装置，从所述第一电池舱向所述第二电池舱进行移动；其中，所述换电框架包括所述移动装置；

当接收到第一定位信号后，所述换电框架停止移动，并与所述第二电池舱进行连接。

作为上述方案的改进，在所述接收第一电池舱传输的到达数据之前，还包括：

所述目标无人机向降落平台发送第一指令，以使所述降落平台根据第一指令启动降落标识；

所述目标无人机根据所述降落标识进行对准操作，当完成对准后，向所述降落平台发送第二指令，以使所述降落平台根据第二指令进行盖板开启操作；

当盖板开启时，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域。

作为上述方案的改进，所述第一电池舱传输的到达数据，具体为：

所述第一电池舱下降到所述第一区域后，根据所述降落平台上的磁条线路，从所述第一区域移动到所述降落平台的第二区域；

当所述第一电池舱到达第二区域的预设位置时，所述第一电池舱生成并传输所述到达数据。

作为上述方案的改进，所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接，具体为：在接收到所述第一连接数据后，所述第一电池舱的对齐装置，通过对接扶正装置，与所述第二电池舱的对齐装置在所述第二区域进行连接；其中，所述第二电池舱根据所述第一指令和磁条线路，从所述降落平台的第三区域移动到所述第二区域。

作为上述方案的改进，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域，具体为：

所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第一下降操作；其中，所述线缆用于连接所述换电框架；

当所述第一电池舱与所述目标无人机的距离达到第一阈值时，所述目标无人机停止所述线缆第一下降操作，并进入下降状态；

当所述第一电池舱与所述降落平台的距离达到第二阈值时，所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第二下降操作；

当所述第一电池舱到达所述降落平台时，所述目标无人机停止所述线缆第二下降操作，以使所述第一电池舱到达所述第一区域。

作为上述方案的改进，所述线缆包括：松弛模式和收紧模式；

当所述第一电池舱处于上升或下降状态时，所述线缆处于收紧模式；

当所述第一电池舱在所述降落平台上移动时，所述线缆处于松弛模式。

作为上述方案的改进，在所述向所述目标无人机传输所述回收数据之后，还包括：

向所述第一电池舱传输充电数据，以使所述第一电池舱响应于所述充电数据，从所述第二区域移动到所述第一区域进行充电；

当目标无人机飞离后，向所述降落平台发送第三指令，以使所述降落平台根据所述第三指令进行盖板关闭操作。

本实施例通过数据接收模块在接收到第一电池舱传输的到达数据后，由第一连接模块向第一电池舱传输第一连接数据，以使第一电池舱与第二电池舱连接，并在连接完成后，由第二连接模块传输第二连接数据，以使换电框架与第二电池舱连接，完成了电池的切换，最后通过回收模块向目标无人机发送回收数据，以使目标无人机回收第二电池舱，从而完成换电，本申请通过控制低电量的第一电池舱、以及换电框架进行高电量第二电池舱的切换，无需复杂的对接过程，减少了换电所需的时间，提高了换电效率。

实施例三

参见图10，图10是本发明一实施例提供的终端设备结构示意图。

该实施例的一种终端设备包括：处理器1001、存储器1002以及存储在所述存储器1002中并可在所述处理器1001上运行的计算机程序。所述处理器1001执行所述计算机程序时实现上述各个无人机换电控制方法在实施例中的步骤，例如图1所示的无人机换电控制方法的所有步骤。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如：图2所示的无人机换电控制装置的所有模块。

另外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任一实施例所述的无人机换电控制方法。

本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器1001可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器1001是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。

所述存储器1002可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器1001通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器1002内的数据，实现所述终端设备的各种功能。所述存储器1002可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无人机换电控制方法，其特征在于，包括：

接收第一电池舱传输的到达数据；其中，所述第一电池舱通过换电框架与目标无人机连接；

以及，在所述接收第一电池舱传输的到达数据之前，还包括：所述目标无人机向降落平台发送第一指令，以使所述降落平台根据第一指令启动降落标识；所述目标无人机根据所述降落标识进行对准操作，当完成对准后，向所述降落平台发送第二指令，以使所述降落平台根据第二指令进行盖板开启操作；当盖板开启时，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域；其中，当所述第一电池舱与所述降落平台的距离达到第二阈值时，所述目标无人机进入悬停状态；

向所述第一电池舱传输第一连接数据，以使所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接；

当所述第一电池舱和所述第二电池舱连接完成后，向所述换电框架传输第二连接数据，以使所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接；其中，所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接，具体为：根据所述第二连接数据，所述换电框架断开与所述第一电池舱的连接，并通过移动装置，从所述第一电池舱向所述第二电池舱进行移动；其中，所述换电框架包括所述移动装置；当接收到第一定位信号后，所述换电框架停止移动，并与所述第二电池舱进行连接；电池舱包括：移动轨道、电磁传感器、对接扶正装置、多个驱动轮；所述换电框架包括：电刷、移动装置；

当所述换电框架与第二电池舱连接完成后，向所述目标无人机传输回收数据，以使所述目标无人机响应于所述回收数据，对所述第二电池舱进行回收操作，完成换电。

2.根据权利要求1所述的无人机换电控制方法，其特征在于，所述第一电池舱传输的到达数据，具体为：

所述第一电池舱下降到所述第一区域后，根据所述降落平台上的磁条线路，从所述第一区域移动到所述降落平台的第二区域；

当所述第一电池舱到达第二区域的预设位置时，所述第一电池舱生成并传输所述到达数据。

3.根据权利要求2所述的无人机换电控制方法，其特征在于，所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接，具体为：在接收到所述第一连接数据后，所述第一电池舱的对齐装置，通过对接扶正装置，与所述第二电池舱的对齐装置在所述第二区域进行连接；其中，所述第二电池舱根据所述第一指令和磁条线路，从所述降落平台的第三区域移动到所述第二区域。

4.根据权利要求1所述的无人机换电控制方法，其特征在于，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域，具体为：

所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第一下降操作；其中，所述线缆用于连接所述换电框架；

当所述第一电池舱与所述目标无人机的距离达到第一阈值时，所述目标无人机停止所述线缆第一下降操作，并进入下降状态；

当所述第一电池舱与所述降落平台的距离达到第二阈值时，所述目标无人机进入悬停状态，并进行线缆第二下降操作；

当所述第一电池舱到达所述降落平台时，所述目标无人机停止所述线缆第二下降操作，以使所述第一电池舱到达所述第一区域。

5.根据权利要求4所述的无人机换电控制方法，其特征在于，所述线缆包括：松弛模式和收紧模式；

当所述第一电池舱处于上升或下降状态时，所述线缆处于收紧模式；

当所述第一电池舱在所述降落平台上移动时，所述线缆处于松弛模式。

6.根据权利要求1所述的无人机换电控制方法，其特征在于，在所述向所述目标无人机传输所述回收数据之后，还包括：

向所述第一电池舱传输充电数据，以使所述第一电池舱响应于所述充电数据，从所述第二区域移动到所述第一区域进行充电；

当目标无人机飞离后，向所述降落平台发送第三指令，以使所述降落平台根据所述第三指令进行盖板关闭操作。

7.一种无人机换电控制装置，其特征在于，包括：数据接收模块、第一连接模块、第二连接模块和回收模块；

所述数据接收模块，用于接收第一电池舱传输的到达数据；其中，所述第一电池舱通过换电框架与目标无人机连接；以及，在所述接收第一电池舱传输的到达数据之前，还包括：所述目标无人机向降落平台发送第一指令，以使所述降落平台根据第一指令启动降落标识；所述目标无人机根据所述降落标识进行对准操作，当完成对准后，向所述降落平台发送第二指令，以使所述降落平台根据第二指令进行盖板开启操作；当盖板开启时，所述目标无人机控制所述第一电池舱下降到所述降落平台的第一区域；其中，当所述第一电池舱与所述降落平台的距离达到第二阈值时，所述目标无人机进入悬停状态；

所述第一连接模块，用于向所述第一电池舱传输第一连接数据，以使所述第一电池舱响应于所述第一连接数据，与第二电池舱进行连接；

所述第二连接模块，用于当所述第一电池舱和所述第二电池舱连接完成后，向所述换电框架传输第二连接数据，以使所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接；其中，所述换电框架响应于所述第二连接数据，与所述第二电池舱进行连接，具体为：根据所述第二连接数据，所述换电框架断开与所述第一电池舱的连接，并通过移动装置，从所述第一电池舱向所述第二电池舱进行移动；其中，所述换电框架包括所述移动装置；当接收到第一定位信号后，所述换电框架停止移动，并与所述第二电池舱进行连接；电池舱包括：移动轨道、电磁传感器、对接扶正装置、多个驱动轮；所述换电框架包括：电刷、移动装置；

所述回收模块，用于当所述换电框架与第二电池舱连接完成后，向所述目标无人机传输回收数据，以使所述目标无人机响应于所述回收数据，对所述第二电池舱进行回收操作，完成换电。

8.一种无人机换电控制系统，其特征在于，包括：无人机换电控制装置、第一电池舱、第二电池舱、目标无人机、线缆、换电框架、以及降落平台；其中，所述无人机换电控制装置应用于如权利要求1至6所述的无人机换电控制方法，所述无人机换电控制装置与所述目标无人机连接，所述目标无人机通过所述线缆与所述换电框架连接，所述换电框架与所述第一电池舱连接，所述第二电池舱位于所述降落平台的内部。