一种无人机母机运载智能子设备侦查方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机母机运载智能子设备侦查系统，包括数据采集和数据传输单元、数据库、数据处理单元、客户端、基站、无人机、智能设备；其中，数据采集和数据传输单元采用LoRa和D2D完成通信；数据库用于巡检区域的地图、环境情况的数据记录和存储；数据处理单元用于分析无人机和智能设备采集的数据；客户端用于实现用户的交互，用户在客户端进行操作或者查看展示的结果；无人机携带智能设备进行投放，无人机收集智能设备所收集的数据并发送至基站。本发明专利技术利用无人机的先天优势，机身加入运载装置，用以装载地面或水下侦查装置，避开地面的复杂运输环境，更加高效低成本的完成侦查巡检任务。

An Investigation Method and System of Intelligent Subequipment Carried by UAV Mother Aircraft

【技术实现步骤摘要】
一种无人机母机运载智能子设备侦查方法及系统
本专利技术涉及无人侦查领域，特别涉及一种无人机母机运载智能子设备侦查方法及系统。
技术介绍
现有的无人侦查手段都是分空中或是地面或是水域侦查，在侦查巡检的过程中，单一的侦查工具被运输应用于目标区域，比如某地发生紧急情况，出动无人机和地面巡检装置进行现场勘查时，需将无人机和地面巡检装置分别运送至该地，局限性大，灵活性不够。尤其对于环境非常复杂，地面巡检装置难以运达而无人机又难以勘查清楚的区域，现阶段的方法需要耗费较大的人力物力，更加显出现阶段无人侦查手段的缺点。现阶段还未有无人机装载智能设备的系统，都是在地面运输或将侦查设备投掷或是使之直接运行到指定的较小的区域内进行侦查；针对较远距离，特定区域的侦查巡检任务，灵活性不高，侦查效果也难以达到高精度。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种无人机母机运载智能子设备侦查方法，该方法利用无人机的先天优势，机身加入运载装置，用以装载地面或水下侦查装置，避开地面的复杂运输环境，更加高效低成本的完成侦查巡检任务。本专利技术的另一目的是提供一种无人机母机运载智能子设备侦查系统。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种无人机母机运载智能子设备侦查方法，包括以下顺序的步骤：S1、无人机装载智能设备出动；S2、无人机飞向目标区域并对目标区域进行空检，确定空检盲点和重点检查点；S3、投放智能设备，记录投放坐标；S4、智能设备自由落体，并第一次向无人机传输数据；S5、重点检查点都投放智能设备，若智能设备不够则增派无人机；S6、判断无人机能否同时与所投放的智能设备进行通信：若是，则无人机悬停在某个位置同时与各智能设备进行通信，然后进行步骤S7；若否，则无人机按照投放顺序依次与智能设备进行通信，然后进行步骤S7；S7、根据实际需求，无人机收集到足够数据后返回基地。所述无人机和智能设备之间的通信过程如下：(1)无人机飞往投放点，判断无人机能否捕获到对应智能设备的信号：若能，则转到步骤(2)；若不能，则无人机盘旋搜索，然后再次判断无人机能否捕获到对应智能设备的信号，若仍不能则视情况投放第二个智能设备，无人机飞往下一个投放点，若能，则转到步骤(2)；(2)无人机捕获到该投放点对应智能设备的信号传输请求；(3)无人机向该智能设备发送信号接收请求；(4)智能设备接收到请求后开始传输上次通信结束后到本次接收到接收请求前所采集的数据；(5)无人机接收完数据，发送中断传输请求；(6)智能设备接收到中断传输请求，中断传输；(7)无人机飞往下一个投放点。步骤S3中，所述投放智能设备，具体过程为：(1)无人机确定投放点坐标，并向其飞行；(2)无人机降低飞行高度，减慢飞行速度；(3)投放智能设备，并记录投放时无人机的机身高度和飞行速度，计算智能设备可能的落地滚动距离，计算落地点。本专利技术的另一目的通过以下的技术方案实现：一种无人机母机运载智能子设备侦查系统，包括数据采集和数据传输单元、数据库、数据处理单元、客户端、基站、无人机、智能设备；其中，数据采集和数据传输单元采用LoRa和D2D完成通信；数据库用于巡检区域的地图、环境情况的数据记录和存储；数据处理单元用于分析无人机和智能设备采集的数据；客户端用于实现用户的交互，用户在客户端进行操作或者查看展示的结果；无人机携带智能设备进行投放，无人机收集智能设备所收集的数据并发送至基站。所述无人机母机运载智能子设备侦查系统，还包括无人机充电桩。所述无人机设置有搭载舱，搭载舱用于放置智能设备，搭载舱包括M个相互独立的子舱，M≥2；每两个相邻的子舱共用一个舱门，各个智能设备分别单独置于搭载舱的子舱中，一个舱门能够同时挡住两个智能设备不掉落，每次收到投放智能设备的指令后，装有智能设备的舱门向另一方移动，智能设备被成功投放，无人机只有在预设的时间内收到投放的智能设备第一次传感器数据后才会继续飞向下一个投放坐标，否则将进行第二次智能设备投放。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术的无人机搭载智能设备飞行，人工控制或预设程序在制定的坐标地点投放智能设备进行侦查，大大增加了无人侦查的灵活性。2、本专利技术利用无人机的先天优势，机身加入运载装置，用以装载地面或水下侦查装置，避开地面的复杂运输环境，更加高效低成本的完成侦查巡检任务。3、本专利技术适用于各种地形的侦查，大大节省了地面运输、人工运输的资源和时间，大大增强了无人侦查系统的灵活性。从通信范围来讲，在架设的基站半径20km，无人机可与基站进行LoRa通信的范围内，出动集侦查运载一体的无人机，飞到待侦查的目标区域，首先对其进行空检，得到该地区的基本状况，要得到地面更详细数据，则投放运载的智能设备，智能设备收集的数据会通过与无人机D2D通信，最终传到基站，通过数据处理单元的处理后，以图表文字的形式呈现在电脑或移动设备客户端上。同时，无人机也会对数据进行存储，返航后回收，增强了数据的安全性。对于某些偏远地区或者危险地区，人无法靠近，则可搭建临时基站，出动本系统中的无人机，将智能设备运送到目标区域，从而收集到更准确详细的环境数据。在常侦查的地区，可在基站的可通信范围内增设无人机充电桩，支持无人机的长时间工作。4、本专利技术的系统拓展性好，支持新功能加入，如在智能设备上新增一些VR摄像头并在系统中做好端口的对接，能够实现巡检区域的VR呈现；同时，若将VR设备与动力单元相连，则可实现VR视觉的设备控制。附图说明图1是本专利技术的通信方式示意图。图2是本专利技术所述一种无人机母机运载智能子设备侦查系统的工作示意图。图3是本专利技术所述智能设备投放过程示意图。图4是本专利技术所述智能设备投放的流程图。图5是本专利技术所述无人机通信飞行线路示意图。图6是本专利技术所述无人机与智能设备的通信流程图。图7是本专利技术所述一种无人机母机运载智能子设备侦查方法的流程图。图8-1、8-2是本专利技术所述无人机搭载舱的子舱工作示意图；其中，图8-1是舱门处在关闭状态，图8-2是舱门处在打开状态。图9是本专利技术所述一种无人机母机运载智能子设备侦查系统的结构示意图。图10-1、10-2、10-3为本专利技术所述一种无人机母机运载智能子设备侦查系统的无人机与搭载仓的连接示意图。其中，附图标记含义如下：1-智能设备，2-舱门。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。一种无人机母机运载智能子设备侦查系统，是一个由无人机搭载智能设备，自动投放，集搭载侦查为一体的系统的设计，包括数据库、数据处理单元、客户端、基站、无人机充电单元、无人机、智能设备(该单元主要包括智能巡检小车，球状智能设备等具备侦查功能的地面探测设备)，其中，无人机兼具侦查、搭载和通信功能，智能设备首先具有防震功能(从空中自由落体到地面后依然能正常工作)和侦查、通信功能；其次根据实际需求，加入运动和运动控制功能。无人机包括设备主板、电机部分、传感器部分、运动控制部分、天线部分、供电部分和搭载舱。智能设备基本部分包括设备主板、传感器部分、天线部分、防震部分和供电部分，拓展部分包括电机部分、运动控制部分。以上两者的传感器部分根据实际需求，可选择有摄像头，红外传感器，超声波传感器，烟雾传感器，湿度传感器，三轴加速度传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机母机运载智能子设备侦查方法，其特征在于，包括以下顺序的步骤：S1、无人机装载智能设备出动；S2、无人机飞向目标区域并对目标区域进行空检，确定空检盲点和重点检查点；S3、投放智能设备，记录投放坐标；S4、智能设备自由落体，并第一次向无人机传输数据；S5、重点检查点都投放智能设备，若智能设备不够则增派无人机；S6、判断无人机能否同时与所投放的智能设备进行通信：若是，则无人机悬停在某个位置同时与各智能设备进行通信，然后进行步骤S7；若否，则无人机按照投放顺序依次与智能设备进行通信，然后进行步骤S7；S7、根据实际需求，无人机收集到足够数据后返回基地。

【技术特征摘要】
1.一种无人机母机运载智能子设备侦查方法，其特征在于，包括以下顺序的步骤：S1、无人机装载智能设备出动；S2、无人机飞向目标区域并对目标区域进行空检，确定空检盲点和重点检查点；S3、投放智能设备，记录投放坐标；S4、智能设备自由落体，并第一次向无人机传输数据；S5、重点检查点都投放智能设备，若智能设备不够则增派无人机；S6、判断无人机能否同时与所投放的智能设备进行通信：若是，则无人机悬停在某个位置同时与各智能设备进行通信，然后进行步骤S7；若否，则无人机按照投放顺序依次与智能设备进行通信，然后进行步骤S7；S7、根据实际需求，无人机收集到足够数据后返回基地。2.根据权利要求1所述无人机母机运载智能子设备侦查方法，其特征在于，所述无人机和智能设备之间的通信过程如下：(1)无人机飞往投放点，判断无人机能否捕获到对应智能设备的信号：若能，则转到步骤(2)；若不能，则无人机盘旋搜索，然后再次判断无人机能否捕获到对应智能设备的信号，若仍不能则视情况投放第二个智能设备，无人机飞往下一个投放点，若能，则转到步骤(2)；(2)无人机捕获到该投放点对应智能设备的信号传输请求；(3)无人机向该智能设备发送信号接收请求；(4)智能设备接收到请求后开始传输上次通信结束后到本次接收到接收请求前所采集的数据；(5)无人机接收完数据，发送中断传输请求；(6)智能设备接收到中断传输请求，中断传输；(7)无人机飞往下一个投放点。3.根据权利要求1所述无人机母机...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯峰，刘乃新，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44