LU503024B1 - Method and system for adjusting landing accuracy of unmanned aerial vehicle based on wireless charging coupling mechanism - Google Patents

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Jing Xiao
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Xiaoyong Yu
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Shifeng Ou
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Claims (10)

PATENTANSPRUCHE LU503024
1. Verfahren zum Einstellen der Landegenauigkeit eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus, dadurch gekennzeichnet, dass der drahtlose Ladekopplungsmechanismus eine primäre Schaltungsstruktur, die innerhalb einer drahtlosen Ladeplattform angeordnet ist, und eine sekundäre Schaltungsstruktur umfasst, die angeordnet ist innerhalb des UAV, wobei die primäre Schaltungsstruktur eine primäre Sendespule umfasst und die sekundäre Schaltungsstruktur eine sekundäre Empfangsspule umfasst; worin das Verfahren zum Anpassen der Landegenauigkeit des unbemannten Luftfahrzeugs die folgenden Schritte umfasst:
S1. wenn das unbemannte Luftfahrzeug zurück zu der drahtlosen Ladeplattform fliegt, wird die primäre Sendespule so gesteuert, dass sie erregt wird, und das unbemannte Luftfahrzeug wird gesteuert, um in einen Landepositionssuchmodus einzutreten, wobei = der Landepositionssuchmodus das Reduzieren der Ladeleistung umfasst das unbemannte Luftfahrzeug auf einen ersten voreingestellten Leistungsschwellenwert;
S2. Steuern des unbemannten Luftfahrzeugs, um in derselben voreingestellten Hôhe über der drahtlosen Ladeplattform gemäB einer voreingestellten Trajektorienstrategie zu fliegen, und Erhalten der Ausgangsspannung der Sekundärkreisstruktur im Flugprozess, um eine Zielausgangsspannung zu bestimmen, wobei die Zielausgangsspannung ist gleich der Ausgangsspannung ist, wenn der voreingestellte maximale Ausgangsspannungswert erreicht ist;
S3. Steuern des unbemannten Luftfahrzeugs, um auf der drahtlosen Ladeplattform an der Position zu landen, die der Zielausgangsspannung entspricht.
2. Verfahren zum Einstellen der Landegenauigkeit eines unbemannten Luftfahrzeugs basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Steuern die primäre Sendespule erregt wird und das unbemannte Luftfahrzeug in den Landepositionssuchmodus in Schritt eintritt S1, es umfasst ferner: Erfassen, ob die Hôhe des unbemannten Luftfahrzeugs von der drahtlosen Ladeplattform gleich einem voreingestellten Hôhenschwellenwert ist; und wenn ja, wird die primäre Sendespule so gesteuert, dass sie erregt wird, und das unbemannte
Luftfahrzeug wird so gesteuert, dass es in einen Landepositionssuchmodus eintritt; andernfall$/503024 wird das unbemannte Luftfahrzeug so gesteuert, dass es an einer Position landet, die gleich einer voreingestellten Hôhenschwelle von der drahtlosen Ladeplattform ist.
3. Verfahren zum Einstellen der Landegenauigkeit eines unbemannten Luftfahrzeugs basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt S2 das unbemannte Luftfahrzeug gesteuert wird, um in der gleichen voreingestellten Hôhe über der drahtlosen Ladeplattform zu fliegen eine voreingestellte Flugbahnstrategie umfasst, das unbemannte Luftfahrzeug so zu steuern, dass es in der gleichen voreingestellten Hohe über der drahtlosen Ladeplattform entlang einer voreingestellten Querflugbahn fliegt, bis die Position gefunden wird, die der Zielausgangsspannung entspricht.
4. Verfahren zum Anpassen der Landegenauigkeit eines unbemannten Luftfahrzeugs basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die voreingestellte Flugbahn eine positive Z-fôrmige Flugbahn, eine um 90 Grad gedrehte Z-fôrmige Flugbahn oder eine umfasst Spiralbahn von innen nach außen.
5. Verfahren zum Einstellen der Landegenauigkeit eines unbemannten Luftfahrzeugs basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt S3 das unbemannte Luftfahrzeug so gesteuert wird, dass es auf der drahtlosen Ladeplattform an der Position landet, die dem Ziel entspricht Ausgangsspannung umfasst der Schritt S3 ferner:
S4. Steuern des unbemannten Luftfahrzeugs, um von dem Landepositionssuchmodus zum drahtlosen Laden in einen drahtlosen Lademodus zurückzukehren, wobei der drahtlose Lademodus das Einstellen der Ladeleistung des unbemannten Luftfahrzeugs auf einen zweiten voreingestellten Leistungsschwellenwert umfasst; der zweite voreingestellte Leistungsschwellenwert ist die Ladeleistung, wenn das UAV zum normalen drahtlosen Laden auf der drahtlosen Ladeplattform landet.
6. Verfahren zum Einstellen der Landegenauigkeit eines unbemannten Luftfahrzeugs basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wertebereich der ersten voreingestellten Leistungsschwelle 20 % bi$)503024 % der zweiten voreingestellten Leistungsschwelle beträgt.
7. Das UAV-Landegenauigkeits-Anpassungssystem basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine drahtlose Ladeplattform, ein UAV und einen drahtlosen Ladekopplungsmechanismus umfasst; der Kopplungsmechanismus für drahtloses Laden umfasst eine primäre Schaltungsstruktur, die innerhalb der drahtlosen Ladeplattform angeordnet ist, und eine sekundäre Schaltungsstruktur, die innerhalb des unbemannten Luftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die primäre Schaltungsstruktur eine primäre Sendespule umfasst und die sekundäre Schaltungsstruktur eine sekundäre Empfangsspule umfasst; die drahtlose Ladeplattform ein erstes Kommunikationsmodul und ein Ladesteuermodul umfasst, die mit einem unbemannten Luftfahrzeug kommunizieren, und das unbemannte Luftfahrzeug ein zweites Kommunikationsmodul, ein Entfernungsmessmodul und ein Steuermodul für ein unbemanntes Luftfahrzeug umfasst, die mit der drahtlosen Ladeplattform kommunizieren und mit dem ersten Kommunikationsmodul abgestimmt sind; das erste Kommunikationsmodul, das Ladesteuermodul und die primäre Schaltungsstruktur hintereinander geschaltet sind; das erste Kommunikationsmodul ist mit dem zweiten Kommunikationsmodul verbunden; das zweite Kommunikationsmodul, das Entfernungsmessmodul und die Sekundärkreisstruktur sind jeweils mit dem UAV-Steuermodul verbunden; das Steuermodul des unbemannten Luftfahrzeugs wird zum Steuern des Flugzustands des unbemannten Luftfahrzeugs und zum Übertragen von Steuersignalen an das Ladesteuermodul durch das zweite Kommunikationsmodul des unbemannten Luftfahrzeugs und das erste Kommunikationsmodul der drahtlosen Ladeplattform verwendet, wenn es unbemannt ist Luftfahrzeug fliegt zurück zur drahtlosen Ladeplattform; das Ladesteuermodul zum Steuern der zu elektrifizierenden primären Sendespule gemäß dem empfangenen Steuersignal verwendet wird; das Entfernungsmessmodul dient zum Messen des Abstands zwischen dem unbemannten Luftfahrzeug und der drahtlosen Ladeplattform und zum Übertragen der gemessenen Daten an das Steuermodul des unbemannten Luftfahrzeugs; und das Steuermodul für unbemannte Luftfahrzeuge wird auch zum Steuern dk}#503024 Sekundärkreisstruktur verwendet, um die Ladeleistung des unbemannten Luftfahrzeugs auf den ersten voreingestellten Leistungsschwellenwert zu reduzieren, wobei beurteilt wird, ob die Hohe des unbemannten Luftfahrzeugs von der drahtlosen Ladeplattform gleich ist voreingestellte Hôhenschwelle gemäß dem Messergebnis des Entfernungsmessmoduls, und wenn nicht, Anpassen der Hôhe des unbemannten Luftfahrzeugs von der drahtlosen Ladeplattform, bis der Abstand zwischen ihnen gleich der voreingestellten Hôhenschwelle ist, und Steuern des unbemannten Luftfahrzeugs dazu in der gleichen voreingestellten Hôhe über der drahtlosen Ladeplattform gemäß einer voreingestellten Trajektorienstrategie zu fliegen, die Ausgangsspannung der Sekundärkreisstruktur zu erfassen und die Zielausgangsspannung während des Flugvorgangs zu bestimmen und das unbemannte Luftfahrzeug so zu steuern, dass es auf der drahtlosen Ladestation landet Plattform an der Position, die der Zielausgangsspannung entspricht e.
8. UAV-Landegenauigkeits-Finstellsystem basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Sendespule eine planare quadratische Spule ist und die sekundäre Empfangsspule eine Solenoidspule ist.
9. UAV-Landegenauigkeits-Anpassungssystem basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul des unbemannten Luftfahrzeugs ferner zum Anpassen der Ladeleistung des unbemannten Luftfahrzeugs an die zweite voreingestellte Leistungsschwelle nach dem Steuern verwendet wird unbemanntes Luftfahrzeug, um an der entsprechenden Position der drahtlosen Ladeplattform zu landen.
10. UAV-Landegenauigkeits-Finstellsystem basierend auf einem drahtlosen Ladekopplungsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernungsmessmodul ein Ultraschall-Entfernungsmodul oder ein Laser-Entfernungsmodul umfasst.
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