一种引导无人机降落充电的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种引导无人机降落充电的方法，所述方法包括以下步骤：实时计算无人机相对于停机平台预设降落点的偏移坐标Q

A method and system for guiding UAV to land and charge

【技术实现步骤摘要】
一种引导无人机降落充电的方法及系统
本专利技术涉及无人机领域，具体涉及到一种引导无人机降落充电的方法及系统。
技术介绍
目前市场上有一类无人机采用插电充电方式对电池进行充电，但采用插电充电方式对电池进行充电，需要用户额外执行充电线插入的操作，且在充电完成后用户需要将充电线拔出，过程较为繁琐。
技术实现思路
针对现有无人机有关充电便利性不足的问题，本专利技术提供了一种引导无人机降落充电的方法及系统，该引导无人机降落充电的方法可自动化实现无人机的降落、充电及充电保护功能，具有良好的实用性。相应的，本专利技术提供了一种引导无人机降落充电的方法，所述引导无人机降落充电的方法包括以下步骤：实时计算无人机相对于停机平台预设降落点的偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)并发送至所述无人机，直至无人机降落至所述停机平台预设降落点上，且所述停机平台上的充电正极电极板和充电负极电极板分别与至少一个所述无人机上的充电支脚接触，所述偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)以使所述无人机基于所述偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)调节运动方向；发送供电启动信号至充电供电模块，所述供电启动信号以使所述充电供电模块分别对所述充电正极电极板和所述充电负极电极板进行放电。可选的实施方式，所述实时计算无人机相对于停机平台预设降落点的偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)并发送至所述无人机包括以下步骤：自T0时刻开始计时，并在接收到由第a超声波接收模块发送的第a停止信号时得到第a超声波传输时间Ta-T0；所述第a停止信号由预设频率范围内的超声波信号触发所述第a超声波接收模块生成，所述第a超声波传输时间为超声波信号从所述无人机上发出至所述超声波信号被第a超声波接收模块接收所经历的时间，其中，a＝1,2,…,s-1,s；s≥3，s为整数；计算超声波无人机距离所述第a个超声波接收模块的第a实时距离Da＝v(Ta-T0)，其中，v为所述超声波信号传播速度；基于s个第a实时距离计算所述超声波无人机在T0时刻的空间位置Q0(x0,y0,z0)；计算在T0时刻所述超声波无人机相对于预设降落坐标Q(x,y,z)的偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)。可选的实施方式，所述预设频率范围内的超声波信号的预设频率范围为40kHz±2kHz。可选的实施方式，所述基于s个第a实时距离计算所述超声波无人机在T0时刻的空间位置Q0(x0,y0,z0)包括以下步骤：从总数量为s个的第a实时距离中遍历选取任意三个第a实时距离构建一次组合，所述一次组合的组合数量为每一个所述一次组合中的三个第a实时距离分别为z1，z2，z3；基于所述一次组合求出所述超声波无人机在T0时刻的一次空间位置坐标P(i,j,k)；遍历求出所有一次组合的一次空间位置坐标，所有一次组合的一次空间位置坐标的均值为所述声波超声波无人机在T0时刻的空间位置Q0(x0,y0,z0)。可选的实施方式，所述基于所述一次组合求出所述超声波无人机在T0时刻的一次空间位置坐标P(i,j,k)包括以下步骤：构建有关所述一次空间位置坐标P(i,j,k)的空间坐标距离方程组：其中，z1所对应的第a超声波接收模块的超声波接收头在空间坐标系的坐标为(i1,j1,k1)，z2所对应的第a超声波接收模块的超声波接收头在空间坐标系的坐标为(i2,j2,k2)，z3所对应的第a超声波接收模块的超声波接收头在空间坐标系的坐标为(i3,j3,k3)；基于所述空间坐标距离方程组求出所述一次空间位置坐标P(i,j,k)。可选的实施方式，所述计算在T0时刻所述超声波无人机相对于预设降落坐标Q(x,y,z)的偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)包括以下步骤：Q△0(x△0,y△0,z△0)＝Q0(x0,y0,z0)-Q(x,y,z)。可选的实施方式，所述引导无人机降落充电的方法还包括以下步骤：所述偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)被超声波无人机的超声波无人机通信模块接收后传输至超声波无人机处理模块；超声波无人机处理模块基于所述偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)生成控制信号并发送至超声波无人机的超声波无人机飞控；所述超声波无人机飞控基于所述控制信号生成用于驱动超声波无人机驱动模块的驱动信号，所述驱动信号以使所述超声波无人机驱动模块带动所述超声波无人机根据预设加速度向预设方向运动。可选的实施方式，所述引导无人机降落充电的方法还包括以下步骤：发送盖板打开信号至所述盖板开合模块，所述盖板打开信号以使盖板开合驱动模块在所述无人机降落前通过驱动盖板运动打开停机坪箱体顶面；发送平台升起信号至所述升降驱动模块，所述平台升起信号以使升降驱动模块驱动停机平台升起至所述停机坪箱体顶面。可选的实施方式，所述引导无人机降落充电的方法还包括以下步骤：发送平台降落信号至所述升降驱动模块，所述平台降落信号以使升降驱动模块在所述无人机降落至所述停机平台预设降落点后驱动停机平台下降至所述停机坪箱体内部。发送盖板关闭信号至所述盖板开合模块，所述盖板关闭信号以使盖板开合驱动模块在所述无人机降落前通过驱动盖板运动打开停机坪箱体顶面。相应的，本专利技术还提供了一种引导无人机降落充电的系统，所述引导无人机降落充电的系统用于实现以上任一项所述的引导无人机降落充电方法。本专利技术所提供的引导无人机降落充电的方法及系统，在无人机需要降落时，首先第一盖板和第二盖板相背离运动，使停机坪箱体顶面敞开；然后停机平台上升运动至停机坪箱体顶面位置处；然后通过停机坪处理模块、超声波接收模块和停机坪通信模块的配合实现无人机的引导降落，直至无人机降落至中心点位置上，充电支脚与充电电极板接触；然后停机平台下降运动至停机坪箱体内部，充电供电模块开始对无人机进行充电；最后，第一开合盖板和第二开合盖板相对运动，封闭停机坪箱体顶面，对位于停机坪箱体顶面内部的无人机进行保护。该引导无人机降落充电的方法可自动化实现无人机的降落、充电及充电保护功能，具有良好的实用性，相应的，该引导无人机降落充电的系统具有自动化程度高、可靠性高等特点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1示出了本专利技术实施例的自动充电无人机三维结构示意图；图2示出了本专利技术实施例的自动充电无人机充电结构示意图；图3示出了本专利技术实施例的自动充电无人机电路结构示意图；图4示出了本专利技术实施例的超声波发生模块电路结构示意图；图5示出了本专利技术实施例的充电停机坪三维结构示意图；图6示出了本专利技术实施例的充电停机坪充电电路结构示意图；图7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种引导无人机降落充电的方法，其特征在于，所述引导无人机降落充电的方法包括以下步骤：/n实时计算无人机相对于停机平台预设降落点的偏移坐标Q

【技术特征摘要】
1.一种引导无人机降落充电的方法，其特征在于，所述引导无人机降落充电的方法包括以下步骤：
实时计算无人机相对于停机平台预设降落点的偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)并发送至所述无人机，直至无人机降落至所述停机平台预设降落点上，且所述停机平台上的充电正极电极板和充电负极电极板分别与至少一个所述无人机上的充电支脚接触，所述偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)以使所述无人机基于所述偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)调节运动方向；
发送供电启动信号至充电供电模块，所述供电启动信号以使所述充电供电模块分别对所述充电正极电极板和所述充电负极电极板进行放电。


2.如权利要求1所述的引导无人机降落充电的方法，其特征在于，所述实时计算无人机相对于停机平台预设降落点的偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)并发送至所述无人机包括以下步骤：
自T0时刻开始计时，并在接收到由第a超声波接收模块发送的第a停止信号时得到第a超声波传输时间Ta-T0；
所述第a停止信号由预设频率范围内的超声波信号触发所述第a超声波接收模块生成，所述第a超声波传输时间为超声波信号从所述无人机上发出至所述超声波信号被第a超声波接收模块接收所经历的时间，其中，a＝1,2,…,s-1,s；s≥3，s为整数；
计算超声波无人机距离所述第a个超声波接收模块的第a实时距离Da＝v(Ta-T0)，其中，v为所述超声波信号传播速度；
基于s个第a实时距离计算所述超声波无人机在T0时刻的空间位置Q0(x0,y0,z0)；
计算在T0时刻所述超声波无人机相对于预设降落坐标Q(x,y,z)的偏移坐标Q△0(x△0,y△0,z△0)。


3.如权利要求2所述的引导无人机降落充电的方法，其特征在于，所述预设频率范围内的超声波信号的预设频率范围为40kHz±2kHz。


4.如权利要求2所述的引导无人机降落充电的方法，其特征在于，所述基于s个第a实时距离计算所述超声波无人机在T0时刻的空间位置Q0(x0,y0,z0)包括以下步骤：
从总数量为s个的第a实时距离中遍历选取任意三个第a实时距离构建一次组合，所述一次组合的组合数量为
每一个所述一次组合中的三个第a实时距离分别为z1，z2，z3；
基于所述一次组合求出所述超声波无人机在T0时刻的一次空间位置坐标P(i,j,k)；
遍历求出所有一次组合的一次空间位置坐标，所有一次组合的一次空间位置坐标的均值为所述声波超声波无人机在T0时刻的空间位置Q0(x0,y0,z0)。


5.如权利要求4所述的引导无人机降落充电的方法，其特征在于，所述基于所述一次组合求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴忠深，梁昌豪，洪鹤隽，黄义钟，
申请(专利权)人：广西诚新慧创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45