一種無人機(jī)充電控制系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種無人機(jī)充電控制系統(tǒng)及方法，包括：充電站，配置有多個充電位、等待位和可充電接駁設(shè)備；多個無人機(jī)，在執(zhí)行巡航任務(wù)的過程中，監(jiān)測得到剩余電量小于第一電量時輸出充電請求；充電站，根據(jù)充電請求判斷存在空閑的充電位時，控制無人機(jī)還返回對應(yīng)的充電位進(jìn)行充電，以及不存在對應(yīng)的充電位但存在空閑的可充電接駁設(shè)備時，控制無人機(jī)在持續(xù)時間后返回接駁目的地，同時派遣可充電接駁設(shè)備向接駁目的地移動，以及在不存在對應(yīng)的可充電接駁設(shè)備時，控制無人機(jī)繼續(xù)執(zhí)行巡航任務(wù)，直至剩余電量小于第二電量時返回等待位等待充電。有益效果是充電站能夠自動響應(yīng)無人機(jī)發(fā)送的充電請求并相應(yīng)給出充電策略，無需人工參與；能夠接駁無人機(jī)。夠接駁無人機(jī)。夠接駁無人機(jī)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種無人機(jī)充電控制系統(tǒng)及方法


[0001]本專利技術(shù)涉及無人機(jī)控制
，尤其涉及一種無人機(jī)充電控制系統(tǒng)及方法。

技術(shù)介紹

[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)現(xiàn)在越來越成熟，對無人機(jī)的控制也越來越穩(wěn)定，相關(guān)的在軍事、救災(zāi)、民用上的應(yīng)用都有很大發(fā)展。
[0003]然而，這項技術(shù)的一個重大的瓶頸在于無人機(jī)的續(xù)航能力低，無人機(jī)基本都是依靠電池供電，所能攜帶電量有限，難以長時間工作。此外，在隱患高峰期或遇到突發(fā)事件時，需要無人機(jī)定時或連續(xù)工作，需要有人監(jiān)管保證其在工作過程中回收充電，這樣不但影響工作效率，而且在外工作時充電也不方便，影響任務(wù)的有效執(zhí)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)提供一種無人機(jī)充電控制系統(tǒng)，包括：
[0005]充電站，配置于一巡航區(qū)域的周邊位置，所述充電站中配置有多個充電位和多個等待位，所述充電站還配置多個可充電接駁設(shè)備；
[0006]多個無人機(jī)，每個所述無人機(jī)包括：
[0007]監(jiān)測模塊，用于在所述無人機(jī)在所述巡航區(qū)域執(zhí)行一巡航任務(wù)的過程中實(shí)時監(jiān)測所述無人機(jī)的剩余電量，并在所述剩余電量小于一第一電量時獲取并輸出包含所述無人機(jī)的當(dāng)前位置和所述剩余電量的一充電請求；
[0008]所述充電站包括：
[0009]第一判斷模塊，用于根據(jù)所述充電請求判斷存在空閑的所述充電位時將對應(yīng)的所述充電位標(biāo)記為等待充電狀態(tài)，并向所述無人機(jī)發(fā)送一第一充電信號，以及判斷不存在對應(yīng)的所述充電位時生成一派遣信號；
[0010]數(shù)據(jù)處理模塊，連接所述第一判斷模塊，用于根據(jù)所述派遣信號判斷存在空閑的所述可充電接駁設(shè)備時，根據(jù)所述無人機(jī)的所述當(dāng)前位置和所述可充電接駁設(shè)備的當(dāng)前電量處理得到一接駁目的地，并向所述無人機(jī)發(fā)送包含所述接駁目的地的一第二充電信號，同時派遣所述可充電接駁設(shè)備向所述接駁目的地移動，以及在不存在對應(yīng)的所述可充電接駁設(shè)備時向所述無人機(jī)發(fā)送一等待信號；
[0011]所述無人機(jī)還包括：
[0012]第一控制模塊，用于根據(jù)所述第一充電信號中斷執(zhí)行所述巡航任務(wù)，隨后返回對應(yīng)的所述充電位進(jìn)行充電；
[0013]第二控制模塊，用于根據(jù)所述第二充電信號的所述接駁目的地和所述剩余電量處理得到一持續(xù)時間，并在所述持續(xù)時間后中斷執(zhí)行所述巡航任務(wù)，隨后返回所述接駁目的地，以由所述可充電接駁設(shè)備裝載至所述充電站進(jìn)行充電；
[0014]第三控制模塊，用于根據(jù)所述等待信號繼續(xù)執(zhí)行所述巡航任務(wù)，直至所述剩余電量小于一第二電量時，強(qiáng)制中斷執(zhí)行所述巡航任務(wù)，隨后返回所述等待位等待充電。
[0015]優(yōu)選的，各所述充電位具有多個分類，每個所述分類對應(yīng)適配于至少一種機(jī)器型號的所述無人機(jī)；所述充電請求中還包括所述無人機(jī)的機(jī)器型號；
[0016]則所述第一判斷模塊包括：
[0017]第一提取單元，用于根據(jù)所述充電請求中的所述機(jī)器型號提取出相適配的各所述充電位，進(jìn)而獲取提取出的各所述充電位的工作狀態(tài)，并根據(jù)所述工作狀態(tài)提取出空閑的所述充電位；
[0018]第二提取單元，連接所述第一提取單元，用于統(tǒng)計提取出空閑的所述充電位的第一數(shù)量：
[0019]在所述第一數(shù)量為零時生成所述派遣信號；
[0020]在所述第一數(shù)量為一時將對應(yīng)的所述充電位標(biāo)記為所述等待充電狀態(tài)，并向所述無人機(jī)發(fā)送所述第一充電信號；
[0021]在所述第一數(shù)量大于一時，統(tǒng)計空閑的各所述充電位的空閑時長，并將最短的所述空閑時長對應(yīng)的所述充電位標(biāo)記為所述等待充電狀態(tài)，隨后向所述無人機(jī)發(fā)送所述第一充電信號。
[0022]優(yōu)選的，各所述可充電接駁設(shè)備具有多個分類，每個所述分類對應(yīng)適配于至少一種機(jī)器型號的所述無人機(jī)；
[0023]則所述數(shù)據(jù)處理模塊包括：
[0024]第三提取單元，用于根據(jù)所述派遣信號由空閑的各所述可充電接駁設(shè)備中，提取與所述充電請求中的所述機(jī)器型號相適配的各所述可充電接駁設(shè)備；
[0025]第四提取單元，連接所述第三提取單元，用于統(tǒng)計提取出的所述可充電接駁設(shè)備的第二數(shù)量：
[0026]在所述第二數(shù)量小于一時向所述無人機(jī)發(fā)送所述等待信號；
[0027]在所述第二數(shù)量不小于一時，統(tǒng)計空閑的各所述可充電接駁設(shè)備的當(dāng)前電量，根據(jù)所述無人機(jī)的所述當(dāng)前位置和最多的所述當(dāng)前電量處理得到所述接駁目的地，并向所述無人機(jī)發(fā)送包含所述接駁目的地的所述第二充電信號，同時派遣最多的所述當(dāng)前電量對應(yīng)的所述可充電接駁設(shè)備向所述接駁目的地移動。
[0028]優(yōu)選的，所述可充電接駁設(shè)備上設(shè)有一降落平臺，所述降落平臺上設(shè)有一無線充電發(fā)射端，所述無人機(jī)降落至所述降落平臺上后，對應(yīng)設(shè)置于其底部的一無線充電接收端與所述無線充電發(fā)射端實(shí)現(xiàn)裝載過程中的無線充電；
[0029]則所述第四提取單元包括：
[0030]第一處理子單元，用于獲取所述可充電接駁設(shè)備的設(shè)備位置，并根據(jù)所述設(shè)備位置和所述當(dāng)前位置生成一初始化路徑；
[0031]第二處理子單元，連接所述第一處理子單元，用于根據(jù)預(yù)先獲取的所述可充電接駁設(shè)備的平均每公里耗電量、預(yù)先預(yù)留的一充電電量和所述當(dāng)前電量處理得到一可移動距離，并以所述設(shè)備位置為起始點(diǎn)，根據(jù)所述可移動距離于所述初始化路徑上標(biāo)注得到所述接駁目的地。
[0032]優(yōu)選的，所述第二處理子單元根據(jù)以下公式處理得到所述可移動距離：
[0033]L＝(1
?
SOC1
?
SOC2)/P*k
[0034]其中，L用于表示所述可移動距離，SOC1用于表示所述當(dāng)前電量，SOC2用于表示所
述充電電量，P用于表示所述平均每公里耗電量，k∈(0,1]用于表示損耗系數(shù)。
[0035]優(yōu)選的，則所述第二控制模塊包括：
[0036]第一處理單元，用于根據(jù)所述第二充電信號的所述接駁目的地和所述當(dāng)前位置處理得到一期望飛行距離，并根據(jù)所述期望飛行距離處理得到一飛行耗電量；
[0037]第二處理單元，連接所述第一處理單元，用于根據(jù)所述剩余電量和所述飛行耗電量處理得到一任務(wù)耗電量，并根據(jù)所述任務(wù)耗電量以及預(yù)先配置的平均每小時耗電量處理得到所述持續(xù)時間；
[0038]控制單元，連接所述第二處理單元，用于在所述持續(xù)時間后中斷執(zhí)行所述巡航任務(wù)，隨后返回所述接駁目的地，以由所述可充電接駁設(shè)備裝載至所述充電站進(jìn)行充電。
[0039]優(yōu)選的，所述第二電量小于所述第一電量。
[0040]本專利技術(shù)還提供一種無人機(jī)充電控制方法，應(yīng)用于上述的無人機(jī)充電控制系統(tǒng)，所述無人機(jī)充電控制方法包括：
[0041]步驟S1，所述無人機(jī)在所述巡航區(qū)域執(zhí)行一巡航任務(wù)的過程中實(shí)時監(jiān)測所述無人機(jī)的剩余電量，并在所述剩余電量小于一第一電量時獲取并輸出包含所述無人機(jī)的當(dāng)前位置和所述剩余電量的一充電請求；
[0042]步驟S2，所述充電站根據(jù)所述充電請求判斷是否存在空閑的所述充電位：
[0043]若是，則將對應(yīng)的所述充電位標(biāo)記為等待充電狀態(tài)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無人機(jī)充電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：充電站，配置于一巡航區(qū)域的周邊位置，所述充電站中配置有多個充電位和多個等待位，所述充電站還配置多個可充電接駁設(shè)備；多個無人機(jī)，每個所述無人機(jī)包括：監(jiān)測模塊，用于在所述無人機(jī)在所述巡航區(qū)域執(zhí)行一巡航任務(wù)的過程中實(shí)時監(jiān)測所述無人機(jī)的剩余電量，并在所述剩余電量小于一第一電量時獲取并輸出包含所述無人機(jī)的當(dāng)前位置和所述剩余電量的一充電請求；所述充電站包括：第一判斷模塊，用于根據(jù)所述充電請求判斷存在空閑的所述充電位時將對應(yīng)的所述充電位標(biāo)記為等待充電狀態(tài)，并向所述無人機(jī)發(fā)送一第一充電信號，以及判斷不存在對應(yīng)的所述充電位時生成一派遣信號；數(shù)據(jù)處理模塊，連接所述第一判斷模塊，用于根據(jù)所述派遣信號判斷存在空閑的所述可充電接駁設(shè)備時，根據(jù)所述無人機(jī)的所述當(dāng)前位置和所述可充電接駁設(shè)備的當(dāng)前電量處理得到一接駁目的地，并向所述無人機(jī)發(fā)送包含所述接駁目的地的一第二充電信號，同時派遣所述可充電接駁設(shè)備向所述接駁目的地移動，以及在不存在對應(yīng)的所述可充電接駁設(shè)備時向所述無人機(jī)發(fā)送一等待信號；所述無人機(jī)還包括：第一控制模塊，用于根據(jù)所述第一充電信號中斷執(zhí)行所述巡航任務(wù)，隨后返回對應(yīng)的所述充電位進(jìn)行充電；第二控制模塊，用于根據(jù)所述第二充電信號的所述接駁目的地和所述剩余電量處理得到一持續(xù)時間，并在所述持續(xù)時間后中斷執(zhí)行所述巡航任務(wù)，隨后返回所述接駁目的地，以由所述可充電接駁設(shè)備裝載至所述充電站進(jìn)行充電；第三控制模塊，用于根據(jù)所述等待信號繼續(xù)執(zhí)行所述巡航任務(wù)，直至所述剩余電量小于一第二電量時，強(qiáng)制中斷執(zhí)行所述巡航任務(wù)，隨后返回所述等待位等待充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)充電控制系統(tǒng)，其特征在于，各所述充電位具有多個分類，每個所述分類對應(yīng)適配于至少一種機(jī)器型號的所述無人機(jī)；所述充電請求中還包括所述無人機(jī)的機(jī)器型號；則所述第一判斷模塊包括：第一提取單元，用于根據(jù)所述充電請求中的所述機(jī)器型號提取出相適配的各所述充電位，進(jìn)而獲取提取出的各所述充電位的工作狀態(tài)，并根據(jù)所述工作狀態(tài)提取出空閑的所述充電位；第二提取單元，連接所述第一提取單元，用于統(tǒng)計提取出空閑的所述充電位的第一數(shù)量：在所述第一數(shù)量為零時生成所述派遣信號；在所述第一數(shù)量為一時將對應(yīng)的所述充電位標(biāo)記為所述等待充電狀態(tài)，并向所述無人機(jī)發(fā)送所述第一充電信號；在所述第一數(shù)量大于一時，統(tǒng)計空閑的各所述充電位的空閑時長，并將最短的所述空閑時長對應(yīng)的所述充電位標(biāo)記為所述等待充電狀態(tài)，隨后向所述無人機(jī)發(fā)送所述第一充電信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人機(jī)充電控制系統(tǒng)，其特征在于，各所述可充電接駁設(shè)備具有多個分類，每個所述分類對應(yīng)適配于至少一種機(jī)器型號的所述無人機(jī)；則所述數(shù)據(jù)處理模塊包括：第三提取單元，用于根據(jù)所述派遣信號由空閑的各所述可充電接駁設(shè)備中，提取與所述充電請求中的所述機(jī)器型號相適配的各所述可充電接駁設(shè)備；第四提取單元，連接所述第三提取單元，用于統(tǒng)計提取出的所述可充電接駁設(shè)備的第二數(shù)量：在所述第二數(shù)量小于一時向所述無人機(jī)發(fā)送所述等待信號；在所述第二數(shù)量不小于一時，統(tǒng)計空閑的各所述可充電接駁設(shè)備的當(dāng)前電量，根據(jù)所述無人機(jī)的所述當(dāng)前位置和最多的所述當(dāng)前電量處理得到所述接駁目的地，并向所述無人機(jī)發(fā)送包含所述接駁目的地的所述第二充電信號，同時派遣最多的所述當(dāng)前電量對應(yīng)的所述可充電接駁設(shè)備向所述接駁目的地移動。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人機(jī)充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可充電接駁設(shè)備上設(shè)有一降落平臺，所述降落平臺上設(shè)有一無線充電發(fā)射端，所述無人機(jī)降落至所述降落平臺上后，對應(yīng)設(shè)置于其底部的一無線充電接收端與所述無線充電發(fā)射端實(shí)現(xiàn)裝載過程中的無線充電；則所述第四提取單元包括：第一處理子單元，用于獲取所述可充電接駁設(shè)備的設(shè)備位置，并根據(jù)所述設(shè)備位置和所述當(dāng)前位置生成一初始化路徑；第二處理子單元，連接所述第一處理子單元，用于根據(jù)預(yù)先獲取的所述可充電接駁設(shè)備的平均每公里耗電量、預(yù)先預(yù)留的一充電電量和所述當(dāng)前電量處理得到一可移動距離，并以所述設(shè)備位置為起始點(diǎn)，根據(jù)所述可移動距離于所述初始化路徑上標(biāo)注得到所述接駁目的地。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人機(jī)充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二處理子單元根據(jù)以下公式處理得到所述可移動距離：L＝(1
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SOC1
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡健，舒圣雅，
申請(專利權(quán))人：上海市格致中學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：