一种无人机的远程无线充电方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种无人机的远程无线充电方法、装置和系统，其中，该方法包括：当接收到无人机发送的充电请求时，对所述无人机进行身份认证；如果身份认证通过，则根据所述无人机充电需求的相关因素，确定所述无人机的充电优先级；其中，所述相关因素包括所述无人机当前执行的任务信息、荷电状态和到充电范围的距离；确定所述充电优先级对应的目标充电轨道，并为所述无人机发送对应的充电飞行路径；如果检测到所述无人机按照所述充电飞行路径进入所述目标充电轨道，则控制发射天线阵列发送微波信号，以对所述无人机进行充电。通过采用上述技术方案，解决了无人机充电排队的问题，提升了充电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机的远程无线充电方法、装置和系统
本专利技术实施例涉及无人机
，具体涉及一种无人机的远程无线充电方法、装置和系统。
技术介绍
随着高新技术广泛应用于无人机，其在情报侦察、边境巡航、通信中继和信息对抗等方面的作用日渐突出。但由于电池容量的限制，无人机的续航时间、续航里程都不足以支撑无人机长时间、远距离执行任务。要想广泛应用无人机就需要利用能源供给技术，建立高效便捷的能源补充配套设施。目前，无人机的充电技术包括有线充电、磁耦合充电和微波充电等。其中，有线充电不但操作麻烦，需要人员手动连接充电线路，不能解放人力，并且由于有线的连接，在户外长期作业时线缆有破损的风险，有极大的安全隐患。磁耦合式充电，尽管取消了线缆的束缚，但由于磁耦合式充电距离近，用这种充电方式需要无人机频繁起降，降低了工作效率，同时对于固定翼的无人机来说降落和起飞的跑道还对充电场地提出了新的要求，极为不便。微波式无线充电可以对无人机进行远距离输电，无人机在空中即可充电，无需降落。同时由于微波无线输能的技术特点，可以同时给多个无人机充电。但在充电平台数量有限的前提下，无人机充电需排队进行，影响了无人机的充电效率。
技术实现思路
本专利技术实施例公开一种无人机的远程无线充电方法、装置和系统，解决了无人机充电排队的问题，提升了充电效率。第一方面，本专利技术实施例公开了一种无人机的远程无线充电方法，应用于发射控制端，该方法包括：当接收到无人机发送的充电请求时，对所述无人机进行身份认证；如果身份认证通过，则根据所述无人机充电需求的相关因素，确定所述无人机的充电优先级；其中，所述相关因素包括所述无人机当前执行的任务信息、荷电状态和到充电范围的距离；确定所述充电优先级对应的目标充电轨道，并为所述无人机发送对应的充电飞行路径；如果检测到所述无人机按照所述充电飞行路径进入所述目标充电轨道，则控制发射天线阵列发送微波信号，以对所述无人机进行充电；其中，所述发射天线采用双馈微带双极化天线作为天线单元，每个天线单元的两个馈电端口互为收发端口，收发极化正交；所述天线单元由四个同轴馈电端口，四个半波长谐振器以及一个开槽辐射贴片构成，天线单元每两个相对的端口连接一个180°移相功分器，功分器的和端口以为天线实际上的馈电端口。可选的，根据所述无人机充电需求的相关因素，确定所述无人机的充电优先级，包括：对于任意一种相关因素，确定该相关因素相对于其他相关因素的相对优先级；根据所述相对优先级对应的权重值，确定所述无人机的充电优先级。可选的，对于任意一种相关因素，该相关因素包括分类后的多个子因素；相应的，对于任意一个子因素，确定该子因素相对于其他子因素的相对优先级，所述相对优先级利用预设数字大小进行表示；基于多个相对优先级，构建权重矩阵，所述权重矩阵中第i行与j列的元素为对应子因素的相对优先级之比；相应的，根据相对优先级对应的权重值，确定所述无人机的充电优先级，包括：确定所述权重矩阵的特征向量，并将所述特征向量中的元素作为各个子因素对应的权重值；根据所述子因素对应的权重值，确定所述无人机的充电优先级。可选的，在检测到所述无人机按照所述充电飞行路径进入所述目标充电轨道之前，所述方法还包括：如果检到目标充电轨道中正在充电的无人机的数目达到了预设数目阈值，且当前待充电的无人机的优先级高于正在充电的无人机的优先级，则将该目标充电轨道上正在充电的无人机根据其优先级的大小进行充电轨道调整。可选的，所述方法还包括：确定无人机的位置，并根据所述位置调整微波发射方向。可选的，所述方法还包括：如果检测到充电异常，则根据充电异常状态从预设故障树中查找对应的故障原因；其中，所述预设故障树是通过对不同故障进行分类后得到的。可选的，所述方法还包括：对每台无人机的当前电量、充电巡航速度和微波发射功率进行显示。可选的，所述发射天线采用半三十二面体结构，每一面均由方向回溯天线阵列构成，所述发射天线外安装有非金属保护壳。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种无人机的远程无线充电装置，该装置包括：身份认证模块，被配置为当接收到无人机发送的充电请求时，对所述无人机进行身份认证；充电优先级确定模块，被配置为如果身份认证通过，则根据所述无人机充电需求的相关因素，确定所述无人机的充电优先级；其中，所述相关因素包括所述无人机当前执行的任务信息、荷电状态和到充电范围的距离；充电飞行路径发送模块，被配置为确定所述充电优先级对应的目标充电轨道，并为所述无人机发送对应的充电飞行路径；充电模块，被配置为如果检测到所述无人机按照所述充电飞行路径进入所述目标充电轨道，则控制发射天线阵列发送微波信号，以对所述无人机进行充电；其中，所述发射天线采用双馈微带双极化天线作为天线单元，每个天线单元的两个馈电端口互为收发端口，收发极化正交；所述天线单元由四个同轴馈电端口，四个半波长谐振器以及一个开槽辐射贴片构成，天线单元每两个相对的端口连接一个180°移相功分器，功分器的和端口以为天线实际上的馈电端口。可选的，所述充电优先级确定模块，包括：相对优先级确定单元，被配置为对于任意一种相关因素，确定该相关因素相对于其他相关因素的相对优先级；充电优先级确定单元，被配置为根据所述相对优先级对应的权重值，确定所述无人机的充电优先级。可选的，对于任意一种相关因素，该相关因素包括分类后的多个子因素；相应的，所述相对优先级确定单元，具体被配置为：对于任意一个子因素，确定该子因素相对于其他子因素的相对优先级，所述相对优先级利用预设数字大小进行表示；基于多个相对优先级，构建权重矩阵，所述权重矩阵中第i行与j列的元素为对应子因素的相对优先级之比；相应的，所述充电优先级确定单元，具体被配置为：确定所述权重矩阵的特征向量，并将所述特征向量中的元素作为各个子因素对应的权重值；根据所述子因素对应的权重值，确定所述无人机的充电优先级。可选的，所述装置还包括：充电轨道调整模块，被配置为在检测到所述无人机按照所述充电飞行路径进入所述目标充电轨道之前，如果检到目标充电轨道中正在充电的无人机的数目达到了预设数目阈值，且当前待充电的无人机的优先级高于正在充电的无人机的优先级，则将该目标充电轨道上正在充电的无人机根据其优先级的大小进行充电轨道调整。可选的，所述装置还包括：微波方向调整模块，被配置为：确定无人机的位置，并根据所述位置调整微波发射方向。可选的，所述装置还包括：故障检测模块，被配置为：如果检测到充电异常，则根据充电异常状态从预设故障树中查找对应的故障原因；其中，所述预设故障树是通过对不同故障进行分类后得到的。可选的，所述装置还包括：显示模块，被配置为对每台无人机的当前电量、充电巡航速度和微波发射功率进行显示。可选的，所述发射天本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机的远程无线充电方法，应用于发射控制端，其特征在于，包括：/n当接收到无人机发送的充电请求时，对所述无人机进行身份认证；/n如果身份认证通过，则根据所述无人机充电需求的相关因素，确定所述无人机的充电优先级；其中，所述相关因素包括所述无人机当前执行的任务信息、荷电状态和到充电范围的距离；/n确定所述充电优先级对应的目标充电轨道，并为所述无人机发送对应的充电飞行路径；/n如果检测到所述无人机按照所述充电飞行路径进入所述目标充电轨道，则控制发射天线阵列发送微波信号，以对所述无人机进行充电；/n其中，所述发射天线采用双馈微带双极化天线作为天线单元，每个天线单元的两个馈电端口互为收发端口，收发极化正交；/n所述天线单元由四个同轴馈电端口，四个半波长谐振器以及一个开槽辐射贴片构成，天线单元每两个相对的端口连接一个180°移相功分器，功分器的和端口以为天线实际上的馈电端口。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机的远程无线充电方法，应用于发射控制端，其特征在于，包括：
当接收到无人机发送的充电请求时，对所述无人机进行身份认证；
如果身份认证通过，则根据所述无人机充电需求的相关因素，确定所述无人机的充电优先级；其中，所述相关因素包括所述无人机当前执行的任务信息、荷电状态和到充电范围的距离；
确定所述充电优先级对应的目标充电轨道，并为所述无人机发送对应的充电飞行路径；
如果检测到所述无人机按照所述充电飞行路径进入所述目标充电轨道，则控制发射天线阵列发送微波信号，以对所述无人机进行充电；
其中，所述发射天线采用双馈微带双极化天线作为天线单元，每个天线单元的两个馈电端口互为收发端口，收发极化正交；
所述天线单元由四个同轴馈电端口，四个半波长谐振器以及一个开槽辐射贴片构成，天线单元每两个相对的端口连接一个180°移相功分器，功分器的和端口以为天线实际上的馈电端口。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述无人机充电需求的相关因素，确定所述无人机的充电优先级，包括：
对于任意一种相关因素，确定该相关因素相对于其他相关因素的相对优先级；
根据所述相对优先级对应的权重值，确定所述无人机的充电优先级。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于任意一种相关因素，该相关因素包括分类后的多个子因素；
相应的，对于任意一种相关因素，确定该相关因素相对于其他相关因素的相对优先级，包括：
对于任意一个子因素，确定该子因素相对于其他子因素的相对优先级，所述相对优先级利用预设数字大小进行表示；
基于多个相对优先级，构建权重矩阵，所述权重矩阵中第i行与j列的元素为对应子因素的相对优先级之比；
相应的，根据相对优先级对应的权重值，确定所述无人机的充电优先级，包括：
确定所述权重矩阵的特征向量，并将所述特征向量中的元素作为各个子因素对应的权重值；
根据所述子因素对应的权重值，确定所述无人机的充电优先级。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测到所述无人机按照所述充电飞行路径进入所述目标充电轨道之前，所述方法还包括：
如果检到目标充电轨道中正在充电的无人机的数目达到了预设数目阈值，且当前待充电的无人机的优先级高于正在充电的无人机的优先级，则将该目标充电轨道上正在充电的无人机根据其优先级的大小进行充电轨道调整。


5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定无人机的位置，并根据所述位置调整微波发射方向。


6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果检测到充电异常，则根据充电异常状态从预设故障树中查找对应的故障原因；
其中，所述预设故障树是通过对不...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁长波，徐万里，王长富，王旭东，刘盼盼，周友杰，马东恺，安高军，陈今茂，徐磊，徐曦萌，孙彦丽，郑哲，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院军事新能源技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11