一种无人机远距供电方法技术

本说明书公开一种无人机远距供电方法，适用于无线供电装置的控制器上执行，包括：S10、控制待充电无人机驶入充电区域；S20、根据接收的待充电无人机的位置信息、转台跟瞄的方向以及响应时间，启动跟瞄转台对应的电机，锁定待充电无人机的接收器；S30、调用数据库以识别待充电无人机，查询待充电无人机对应信息，根据对应信息确定激光器的激光发射功率，启动激光器向所述接收器发射激光光束；S40、接收充电过程中接收器实时传输的充电功率，将接收数据与数据库中该机型的额定功率比较，实时调整激光器的发射功率；S50、通过无线通信接收无人机的采集数据，根据采集数据，调节接收器的三维调节装置的角度；S60、充电完成时，关闭激光器，转台归位。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机远距供电方法
本专利技术涉及无人机
，具体而言，涉及一种无人机远距供电方法。
技术介绍
无人机因其使用便捷，具有良好的经济性的优点，在一些高风险、高难度任务中可代替传统作业手段，在智能巡检、航拍测绘、森林防火等领域有广泛的应用。但无人机缺乏长航时作业能力，为保证续航时间和航程，需要建立供电装置，完成无人机的远距、高效、智能化电能传输。目前，无人机电池主要采用充电器进行有线式充电，不足之处在于续航里程短，需要对电池进行拆装，同时不同无人机的电压平台和充电接口不一，导致人员参与度较高、保障效能较低。另外，无线接触式充电，采用无人机降落在充电平板上与平面上的镀金弹簧触点接触的方式进行充电，缺点在于裸露在外部的充电接口容易磨损、腐蚀和结垢，遇到风沙、雨雪、落叶时的充电环境适应性较差。此外，还有一种空中有线充电方式，但系统过于复杂，造价高，稳定性和可靠性有待进一步加强。在无人机无线充电领域，激光具有优良的单色性、方向性和极高的能量密度，能够以较小的接收器面积实现远距离、大功率的电力传输。目前，限制激光无线供电技术发展的一个重要因素是电池板的散热问题，光伏电池温度过高升温过快对传能效率的影响很大，现有散热方式无法有效解决高温导致传能效率低的问题。限制激光无线供电技术发展的另一个重要因素，是电池板与激光入射角度的问题，充电过程中无法保证激光的入射角度垂直，使得充电效率下降。现有技术中还存在充电装置无法适用于多种机型的问题。因此，研究一种无人机远距供电方法，以克服现有技术中的缺点并提高无人机的充电效率，成为亟待解决的问题，
技术实现思路
本说明书提供一种无人机远距供电方法，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。本说明书实施例，提供一种无人机远距供电方法，适用于无线供电装置的控制器上执行，包括：S10、控制待充电无人机驶入充电区域；S20、根据接收的待充电无人机的位置信息、当前转台跟瞄的方向以及转台的响应时间，得到跟瞄过程所需的角速度，根据所需角速度与预设阈值的大小关系，启动跟瞄转台内部相应角速度对应的电机，锁定待充电无人机的接收器；S30、接收待充电无人机的通信模块发送的身份ID，调用管理系统的数据库以识别待充电无人机，并查询待充电无人机对应的机型信息和功率等级，根据待充电无人机的机型信息得到激光器的发射参数，根据待充电无人机的功率等级确定激光器的激光发射功率，启动激光器向所述接收器发射激光光束，以对待充电无人机进行充电，所述发射参数包括激光光束的个数、光纤之间的距离以及发射角度；S40、接收充电过程中接收器实时传输的充电功率，将采集到的充电功率与数据库中对应机型无人机的额定功率进行比较，对激光器的发射功率进行实时调整；S50、通过无线通信接收无人机中接收器上的采集数据，根据采集数据，调节接收器的三维调节装置的角度，以使光伏电池板与激光光束保持垂直；S60、充电完成时，将激光器关闭，将跟瞄转台归位。可选地，所述接收待充电无人机的通信模块发送的身份ID，调用管理系统的数据库以识别待充电无人机，并查询待充电无人机对应的机型信息和功率等级，根据待充电无人机的机型信息得到激光器的发射参数，根据待充电无人机的功率等级确定激光器的激光发射功率，启动激光器向所述接收器发射激光光束的步骤，包括：S31、接收待充电无人机的通信模块发送的身份ID，调用管理系统的数据库，查询待充电无人机对应的接收端尺寸、接收端类型以及功率等级；若待充电的无人机为旋翼，则启用激光器的一条光纤，并根据接收端尺寸调整发射角度；若待充电的无人机为固定翼，则启用激光器的两条光纤，并根据接收端尺寸调整两条光纤的距离以及发射角度；S32、根据待充电无人机的功率等级确定激光器的激光发射功率；S33、根据相应参数，启动激光器向所述接收器发射激光光束。可选地，所述通过无线通信接收无人机中接收器上的采集数据，根据采集数据，调节接收器的三维调节装置的角度，以使光伏电池板与激光光束保持垂直的步骤，包括两种实现方式：第一种实现方式：根据光伏电池板采集模块获得的电压值、电流值，获得接收器的电功率，根据接收器的电功率和发射端的光功率计算转换效率，并将所述转换效率与数据库中该无人机的光伏电池所对应的最佳效率范围进行比较；若所述转换效率偏离数据库中最佳效率范围时，控制接收器的三维调节装置转动；控制器实时监测转换效率的变化，当转换效率落在最佳效率范围内时，控制三维调节装置停止转动；第二种实现方式：接收无人机的接收器的感光传感器采集的光斑尺寸，根据光斑尺寸判断光斑是否为圆形；若光斑形状不是圆形，则根据得到的光斑尺寸，控制三维调节装置转动，直至获得正圆形光斑，控制三维调节装置停止转动。可选地，所述的方法还包括：S52、接收人机交互界面输入的控制指令，对激光器、跟瞄转台以及接收器进行调整。可选地，所述的方法还包括：S54、通过实时采集获得的电量信息、充电功率、电池板温度，将接收到的数据分别与该类别数据预先获得的阈值范围进行比较；若接收到的数据不在阈值范围内，则停止充电过程。本说明书实施例的有益效果如下：本实施例中，公开了一种无人机远距供电方法，所述方法根据预先建立的数据库，匹配得到待充电的无人机的机型信息，根据无人机的机型信息确定激光功率等级、发射光束以及光斑大小，通过激光发射系统向待充电无人机上的接收器发射激光，以对接收器的电池板进行充电。此外，通过接收器的通信模块，控制器实时获得接收器的充电进程及参数，根据获取的参数实时调整接收器的三维调节装置，保证激激光光束与电池板垂直，保证充电效率。并且，接收器中设置了散热模块，能够有效解决电池板发热问题。所述充电方法，能够实现能量的高效利用，保证充电过程中激光垂直入射，实现电池板的有效散热，从而保证了对无人机快速高效地进行充电，建立了一整套适用广泛、充电高效、控制策略完善的无人机供电装置及方法。本说明书实施例的创新点包括：1、本实施例中，建立了一种无人机远距供电方法，该充电方法能够实现距离自适应、环境自适应、角度自适应，极大提高传能效率，保证无人机的高效充电，从而快速完成充电，是本说明书实施例的创新点之一。2、本实施例中，采用数据库，存储多种机型无人机的数据，使得激光器能够按照对应机型的功率等级发射对应功率的激光，保证充电效率的同时节约资源，避免功率过低导致充电时间漫长，同时避免功率过大对电池板的损耗和资源的浪费，进一步的，激光器的光束个数、光斑大小可调，通过将多种机型的无人机信息录入数据库，使得所述充电装置能够适应各种型号无人机，应用范围广，是本说明书实施例的创新点之一。3、本实施例中，通过接收的实时数据判断激光的入射角度，实时调整三维调节装置，使得充电过程中激光以垂直角度入射电池板，从而实现高效充电，是本说明书实施例的创新点之一。附图说明为了更清楚地说明本说明书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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机远距供电方法，适用于无线供电装置的控制器上执行，其特征在于，包括：/nS10、控制待充电无人机驶入充电区域；/nS20、根据接收的待充电无人机的位置信息、当前转台跟瞄的方向以及转台的响应时间，得到跟瞄过程所需的角速度，根据所需角速度与预设阈值的大小关系，启动跟瞄转台内部相应角速度对应的电机，锁定待充电无人机的接收器；/nS30、接收待充电无人机的通信模块发送的身份ID，调用管理系统的数据库以识别待充电无人机，并查询待充电无人机对应的机型信息和功率等级，根据待充电无人机的机型信息得到激光器的发射参数，根据待充电无人机的功率等级确定激光器的激光发射功率，启动激光器向所述接收器发射激光光束，以对待充电无人机进行充电，所述发射参数包括激光光束的个数、光纤之间的距离以及发射角度；/nS40、接收充电过程中接收器实时传输的充电功率，将采集到的充电功率与数据库中对应机型无人机的额定功率进行比较，对激光器的发射功率进行实时调整；/nS50、通过无线通信接收无人机中接收器上的采集数据，根据采集数据，调节接收器的三维调节装置的角度，以使光伏电池板与激光光束保持垂直；/nS60、充电完成时，将激光器关闭，将跟瞄转台归位。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无人机远距供电方法，适用于无线供电装置的控制器上执行，其特征在于，包括：
S10、控制待充电无人机驶入充电区域；
S20、根据接收的待充电无人机的位置信息、当前转台跟瞄的方向以及转台的响应时间，得到跟瞄过程所需的角速度，根据所需角速度与预设阈值的大小关系，启动跟瞄转台内部相应角速度对应的电机，锁定待充电无人机的接收器；
S30、接收待充电无人机的通信模块发送的身份ID，调用管理系统的数据库以识别待充电无人机，并查询待充电无人机对应的机型信息和功率等级，根据待充电无人机的机型信息得到激光器的发射参数，根据待充电无人机的功率等级确定激光器的激光发射功率，启动激光器向所述接收器发射激光光束，以对待充电无人机进行充电，所述发射参数包括激光光束的个数、光纤之间的距离以及发射角度；
S40、接收充电过程中接收器实时传输的充电功率，将采集到的充电功率与数据库中对应机型无人机的额定功率进行比较，对激光器的发射功率进行实时调整；
S50、通过无线通信接收无人机中接收器上的采集数据，根据采集数据，调节接收器的三维调节装置的角度，以使光伏电池板与激光光束保持垂直；
S60、充电完成时，将激光器关闭，将跟瞄转台归位。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收待充电无人机的通信模块发送的身份ID，调用管理系统的数据库以识别待充电无人机，并查询待充电无人机对应的机型信息和功率等级，根据待充电无人机的机型信息得到激光器的发射参数，根据待充电无人机的功率等级确定激光器的激光发射功率，启动激光器向所述接收器发射激光光束的步骤，包括：
S31、接收待充电无人机的通信模块发送的身份ID，调用管理系统的数据库，查询待充电无人机对应的接收端尺寸、接收端类型以及功率等级；
若待充电的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长富，徐万里，鲁长波，王旭东，刘盼盼，周友杰，李施展，安高军，陈今茂，吕立通，徐曦萌，孙彦丽，
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