智能浮标、海上巡航的无人机集群化控制管理系统和方法技术方案

本申请提供了一种智能浮标、海上巡航的无人机集群化控制管理系统和方法，包括：机械对接平台；通信装置，设置于机械对接平台上，通过通信装置与其它智能浮标组网通信；多个航行保障基站，与机械对接平台连接，航行保障基站包括：舱体内部设置有容置腔，容置腔用于存放无人机；无人机降落平台设置于舱体的顶部，无人机降落平台用于引导无人机降落，当无人机降落完成，无人机降落平台打开，无人机进入容置腔；太阳能电池板倾斜设置于舱体表面，太阳能电池板用于提供电源；无线充电装置设置于容置腔内，与太阳能电池板连接，无线充电装置用于为无人机进行无线充电。智能浮标通过无人机集群化控制管理，拓展智能浮标功能和作用范围。拓展智能浮标功能和作用范围。拓展智能浮标功能和作用范围。

【技术实现步骤摘要】
智能浮标、海上巡航的无人机集群化控制管理系统和方法


[0001]本专利技术涉及海上无人机巡航
，具体涉及一种智能浮标、海上巡航的无人机集群化控制管理系统和方法。

技术介绍

[0002]浮标，是指浮于水面的一种航标，是被用于无法布置固定航标之处，来标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。在20世纪20年代，人们开始研究多功能智能浮标，如可收集海洋水文水质气象资料的海洋浮标。
[0003]随着新时代的发展，航运业日益繁荣，相伴随的是海上交通事故的频繁发生，但是限于海上复杂多变的环境，实施救援时岸上机构可能距离救援地点遥远，导致救援行动往往时间紧迫并且困难重重。因此如果可以对救援地点附近的浮标进行创新，就可以在收到求救信号后立刻展开救援。
[0004]而目前智能浮标主要存在以下问题：1、功能较为单一：目前主要用于水质检测和水文气象观测；2、作用范围有限：由于其在海洋上的位置相对固定，固其作用范围仅局限于其周边海域。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种智能浮标、海上巡航的无人机集群化控制管理系统和方法，解决现有技术中浮标功能较为单一和作用范围有限的技术问题。
[0006]为达到上述技术目的，第一方面，本专利技术的技术方案提供一种智能浮标，包括：
[0007]机械对接平台；
[0008]通信装置，设置于所述机械对接平台上，通过所述通信装置与其它智能浮标组网通信；
[0009]多个航行保障基站，与所述机械对接平台连接，所述航行保障基站包括：舱体、无人机降落平台、太阳能电池板、无线充电装置，所述舱体内部设置有容置腔，所述容置腔用于存放无人机；
[0010]所述无人机降落平台设置于所述舱体的顶部，所述无人机降落平台用于引导无人机降落，当无人机降落完成，所述无人机降落平台打开，无人机进入所述容置腔；
[0011]所述太阳能电池板倾斜设置于所述舱体表面，所述太阳能电池板用于提供电源；
[0012]所述无线充电装置设置于所述容置腔内，与所述太阳能电池板连接，所述无线充电装置用于为无人机进行无线充电。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：本专利技术提供的智能浮标通过无人机集群化控制管理，拓展智能浮标功能和作用范围。智能浮标可结合无人机应用于海上搜救、海上执法、航标巡检或航道测绘。针对无人机在海上有线充电不便利、需要人工干预的问题，系统内设有一种基于磁耦合谐振式无线充电的无人机海上航保基站，其运用一方面大大提
高了无人机的续航能力和环境适应能力；另一方面作为系统组网的基点，提高了信息传播效率和可靠性。
[0014]根据本专利技术提供的一些实施例，所述机械对接平台为三角状，所述机械对接平台的三个角分别连接有一个所述航行保障基站。
[0015]根据本专利技术提供的一些实施例，所述航行保障基站底部设置有锚锭卡扣和多个锚链卡扣，通过所述锚链卡扣与锚链配合将所述航行保障基站与水下物体连接，通过所述锚锭卡扣与水下锚锭连接。
[0016]根据本专利技术提供的一些实施例，所述航行保障基站上表面还设置有避雨罩，所述避雨罩用于避雨、防风或防浪。
[0017]根据本专利技术提供的一些实施例，所述航行保障基站还包括压载水舱，设置于所述航行保障基站底部，所述压载水舱用于调整所述智能浮标的重心位置、浮态和稳定性。
[0018]根据本专利技术提供的一些实施例，所述太阳能电池板与所述舱体之间通过转动轴连接，根据太阳辐射角度转动所述转动轴以调整所述太阳能电池板的倾斜角度。
[0019]根据本专利技术提供的一些实施例，所述无线充电装置包括第一铁氧体和发射线圈，所述发射线圈嵌入设置于所述第一铁氧体的凹槽内。
[0020]根据本专利技术提供的一些实施例，所述无人机包括摄像云平台、水质检测模块、定位模块和通信模块，所述摄像云平台用于在巡航过程对水面目标物进行拍摄并进行图像识别处理，所述水质检测模块用于在巡航过程对水质信息进行检测，所述定位模块用于在巡航过程获取所述无人机位置，所述通信模块与所述摄像云平台、水质检测模块和定位模块通信连接，所述通信模块用于将所述水面目标物信息、水质信息和无人机位置信息发送到所述智能浮标的所述通信装置。
[0021]第二方面，本专利技术的技术方案提供一种海上巡航的无人机集群化控制管理系统，包括：控制终端和多个如第一方面中任意一项所述的智能浮标，所述智能浮标和所述控制终端通信连接；
[0022]无人机，存放于智能浮标的容置腔，与所述控制终端通信连接，所述无人机用于对水面进行巡逻和对应急情况进行处理。
[0023]第三方面，本专利技术的技术方案提供一种海上巡航的无人机集群化控制管理方法，包括以下步骤：
[0024]在预定海域部署如第二方面所述的海上巡航的无人机集群化控制管理系统，无人机包括巡航无人机和应急无人机；
[0025]使用所述巡航无人机在所述预定海域的预设巡航路线进行巡逻，通过所述巡航无人机对目标物进行图像识别处理，判断所述目标物是否为可疑目标物；
[0026]若所述目标物为可疑目标物，通过控制终端发出搜救指令，以使所述应急无人机前往所述可疑目标物位置进行救援。
[0027]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0028]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得
明显和容易理解，其中摘要附图要与说明书附图的其中一幅完全一致：
[0029]图1为本专利技术一个实施例提供的智能浮标的结构图；
[0030]图2为本专利技术另一个实施例提供的智能浮标的航行保障基站结构图；
[0031]图3为本专利技术另一个实施例提供的智能浮标的无线充电装置结构图；
[0032]图4为本专利技术另一个实施例提供的海上巡航的无人机集群化控制管理方法的流程图；
[0033]图5为本专利技术另一个实施例提供的海上巡航的无人机集群化控制管理方法的系统启动流程及算法原理图。
[0034]附图标记说明：机械对接平台110、通信装置120、航行保障基站130、舱体131、无人机降落平台132、太阳能电池板133、锚锭卡扣134、锚链卡扣135、避雨罩210、压载水舱220、第一铁氧体310、发射线圈320、第二铁氧体330、接收线圈340。
具体实施方式
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0036]需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能浮标，其特征在于，包括：机械对接平台；通信装置，设置于所述机械对接平台上，所述智能浮标通过所述通信装置与其它智能浮标组网通信；多个航行保障基站，与所述机械对接平台连接，所述航行保障基站包括：舱体、无人机降落平台、太阳能电池板、无线充电装置，所述舱体内部设置有容置腔，所述容置腔用于存放无人机；所述无人机降落平台设置于所述舱体的顶部，所述无人机降落平台用于引导无人机降落，当无人机降落完成，所述无人机降落平台打开，无人机进入所述容置腔；所述太阳能电池板倾斜设置于所述舱体表面，所述太阳能电池板用于提供电源；所述无线充电装置设置于所述容置腔内，与所述太阳能电池板连接，所述无线充电装置用于为无人机进行无线充电。2.根据权利要求1所述的智能浮标，其特征在于，所述机械对接平台为三角状，所述机械对接平台的三个角分别连接有一个所述航行保障基站。3.根据权利要求1所述的智能浮标，其特征在于，所述航行保障基站底部设置有锚锭卡扣和多个锚链卡扣，通过所述锚链卡扣与锚链配合将所述航行保障基站与水下物体连接，通过所述锚锭卡扣与水下锚锭连接。4.根据权利要求1所述的智能浮标，其特征在于，所述航行保障基站上表面还设置有避雨罩，所述避雨罩用于避雨、防风或防浪。5.根据权利要求1所述的智能浮标，其特征在于，所述航行保障基站还包括压载水舱，设置于所述航行保障基站底部，所述压载水舱用于调整所述智能浮标的重心位置、浮态和稳定性。6.根据权利要求1所述的智能浮标，其特征在于，所述太阳能电池板与所述舱体之间通过转动轴连接，根据太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春辉，苏子博，刘晓鸿，高旭峰，江鑫，肖彤，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：