【技术实现步骤摘要】
一种无人机无线充电系统及方法
本专利技术涉及无线充电
，尤其涉及一种无人机无线充电系统及方法。
技术介绍
随着当今无人机产业的迅猛发展，无人机的应用涉及多个行业，特别是在巡检方向上，无人机因其特有的优势，可以对各种地形地势、各种设备、各种道路进行实时的巡检，节省了大量的人力物力，现已逐渐代替了人工巡检，现有的无人机巡检方式，多以搭载固定容量的电池为无人机供电，因此无人机的巡检距离便受到电池容量的限制，常用的解决方法是增加电池容量，但续航时间并不随着电池容量增加而呈现线性递增，制作成本与电池技术限制着无人机的续航时间。无人机的续航能力也直接影响着无人机的巡检效率，无人机巡检能力受到极大的限制。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供一种无人机无线充电系统及方法，以解决巡检无人机续航能力不足的问题，使得巡检无人机在巡检途中可在电量不足时自主导航至附近充电桩进行无线充电，提高了巡检无人机的巡检距离和巡检效率。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种无人机无线充电系统，包括：充电桩、无人机和地面着陆控制系统；所述充电桩包括...
【技术保护点】
1.一种无人机无线充电系统，其特征在于，包括：充电桩、无人机和地面着陆控制系统；所述充电桩包括：充电桩无线充电模块、MCU主控模块、储能电池、充电桩蓝牙模块和充电桩GPS模块；所述MCU主控模块与充电桩无线充电模块、充电桩蓝牙模块和充电桩GPS模块连接；所述充电桩无线充电模块用于给无人机进行无线充电，所述MCU主控模块用于控制充电桩无线充电模块和充电桩蓝牙模块，以及实时监测储能电池的电量，所述充电桩蓝牙模块用于与无人机进行蓝牙无线通信，所述充电桩GPS模块用于定位充电桩的位置；所述无人机包括：锂电池、无人机主控模块、无人机蓝牙模块、无人机无线充电模块、摄像头、无人机GPS导...
【技术特征摘要】
1.一种无人机无线充电系统，其特征在于，包括：充电桩、无人机和地面着陆控制系统；所述充电桩包括：充电桩无线充电模块、MCU主控模块、储能电池、充电桩蓝牙模块和充电桩GPS模块；所述MCU主控模块与充电桩无线充电模块、充电桩蓝牙模块和充电桩GPS模块连接；所述充电桩无线充电模块用于给无人机进行无线充电，所述MCU主控模块用于控制充电桩无线充电模块和充电桩蓝牙模块，以及实时监测储能电池的电量，所述充电桩蓝牙模块用于与无人机进行蓝牙无线通信，所述充电桩GPS模块用于定位充电桩的位置；所述无人机包括：锂电池、无人机主控模块、无人机蓝牙模块、无人机无线充电模块、摄像头、无人机GPS导航模块和超声波测距模块；所述无人机主控模块用于接收和处理地面着陆控制系统的控制信号，控制无人机运行状态，所述无人机蓝牙模块用于与充电桩进行蓝牙无线通信，所述无人机无线充电模块用于接收充电桩的电能并给无人机的锂电池充电，所述摄像头用于采集图像数据，所述无人机GPS导航模块用于无人机定位导航到充电桩充电，所述超声波测距模块用于检测无人机与充电桩的相对高度；所述地面着陆控制系统包括：无人机地面站和视觉导航模块；所述无人机地面站用于处理无人机与充电桩的位置信息，向无人机发送控制信号；所述视觉导航模块用于无人机着陆时提供视觉导航，对采集的图像数据进行处理，计算出无人机与充电桩的相对位置。2.根据权利要求1所述的无人机无线充电系统，其特征在于，所述充电桩无线充电模块包括PWM波生成电路、E类功放型逆变电路和发射电路，所述E类功放型逆变电路设有MOS管，PWM波生成电路产生PWM波驱动MOS管，将充电桩储能直流电流变成高频交流电，所述发射电路设有原边线圈，用于产生高频交流电的感应电流；所述无人机无线充电模块包括接收电路、整流电路和BUCK降压电路，所述接收电路设有副边线圈，与原边线圈通过电磁感应产生高频交流电，BUCK降压电路用于调整电压，匹配无人机锂电池充电电压范围。3.根据权利要求2所述的无人机无线充电系统，其特征在于，所述原边线圈和副边线圈均采用线径为0.8-1.0mm的漆包线绕制线圈，匝数15-18匝，线圈外径为12-13cm。4.根据权利要求1所述的无人机无线充电系统，其特征在于，所述充电桩还设有太阳能充电模块和着陆信标，所述太阳能充电模块用于给储能电池进行充电，所述着陆信标正对着充电桩无线充电模块；所述无人机还设有无人机5G网络通信模块，所述无人机5G网络通信模块用于提供5G通信网络；所述无人机地面站设有PC端和地面端5G网络通信模块，PC端通过地面端5G网络通信模块连接无线网络。5.根据权利要求1所述的无人机无线充电系统，其特征在于，所述视觉导航模块包括图像灰度化处理单元、图像边缘检测单元、相对位置计算单元，分别用于对高清摄像头采集到的图像进行图像灰度化处理、图像边缘检测，以及对无人机与充电桩上的着陆信标相对位置的计算。6.一种无人机无线充电方法，其特征在于，包括下述步骤：S1：无人机实时监测电池剩余电量，无人机GPS导航模块将无人机位置坐标发送到地面着陆控制系统，充电桩GPS模块将充电桩位置信息发送到地面着陆控制系统，地面着陆控制系统将两者坐标的经度和纬度分别求差后，应用两点间距离公式计算无人机与充电桩之间的距离，返回距离无人机最近和第二近的充电桩的坐标信息；S2：无人机根据自身剩余电量计算能否飞达距离自己最近的充电桩，如果能飞往距离最近的充电桩但飞不到距离第二近的充电桩，则无人机导航飞往距离最近的充电桩上空；如果无人机能飞达距离第二近的充电桩，则待无人机飞过距离最近的充电桩后再计算能否飞达第二近的充电桩；S3：无人机飞达充电桩上空后通过视觉导航模块与充电桩对接，无人机降落到充电桩上；S4：无人机与充电桩进行蓝牙无线通讯，启动充电桩无线充电模块进行无线充电；S5：无人机充满电后，通...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟华，佘佳俊，杨皓然，张敏，梁祖懿，雷英佳，张泽恒，谭铭濠，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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