一种无人机换电自动定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机换电自动定位方法，包括：S1：在无人机的机身上设置第一定位结构；S2：在无人机机巢的换电平台上设置一个定位座及第二定位结构；S3：在所述换电平台上设置换电机器人，记录相关数据信息；S4：无人机降落在换电平台的定位座上；S5：计算出换电机器人的执行机构与无人机电池仓之间的位置关系；S6：换电机器人实现对无人机电池的定位等步骤。本发明专利技术还公开了一种无人机换电自动定位装置。本发明专利技术的定位方法，过程简单，定位速度快，精度高，可有效提高无人机换电效率。可有效提高无人机换电效率。可有效提高无人机换电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机换电自动定位方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种无人机定位技术，尤其涉及一种无人机换电自动定位方法及装置，在无人机更换电池的过程中，对无人机进行精确定位。

技术介绍

[0002]近年来，人机技术获得长足发展，被广泛应用于诸多领域，如：电力巡检、环境监测、航拍、灾难救援等。现有的民用无人机，一般采用锂电池供电，续航时间有限，需要及时为其更换电池，以保证其有效地运转。
[0003]无人机电池的自动更换过程，包括电池的取出、更换，以及对取出的电池进行充电等一系列操作，一般在无人机的机巢内通过机械手完成。在这个过程中，需要对无人机的电池仓进行多项操作，为了保障操作的顺利进行，精准的定位必不可少。
[0004]为此，人们进行了各种各样的改进和尝试。如在专利号为“202122122760.8”，名称为“一种用于无人机机巢的归中结构及无人机机巢”的中国技术专利公开了一种用于无人机机巢的归中结构，通过位于机巢飞行平台上的两对分别同步动作的推杆将无人机推动至飞行平台的中部附近。通过上述归中结构可以将无人机位于飞行平台的大致中部，在一定程度上实现了对无人机位置的确定，但是，上述定位方式的精确度仍不高，仍存在厘米级别的误差。这会导致在后续的操作过程中，机械手需要对无人机进行多次的定位操作，这大大地降低了无人机电池更换的效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种无人机换电自动定位方法及装置，提高定位的准确性，从而提高换电效率。
[0006]为此，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种无人机换电自动定位方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0008]S1：在无人机的机身上，设置第一定位结构，所述第一定位结构在无人机上的位置是固定的，所述第一定位结构具有三维尺寸；
[0009]S2：在无人机机巢的换电平台上设置一个定位座，在所述定位座上设置有可与第一定位结构实现机械定位的第二定位结构；在所述定位座上还设置有自主定位组件，所述自主定位组件可与无人机进行无线通讯并向无人机提供定位座的位置数据；
[0010]S3：在所述换电平台上设置换电机器人，设定换电机器人在换电平台上的位置，换电机器人的存储模块记录下换电机器人的执行机构在起始状态下与定位座之间的相对位置数据，记录为第一位置数据，换电机器人的存储模块还事先存储有：A.无人机的第一定位结构与无人机电池仓之间的相对位置数据，记录为第二位置数据；B.第一定位结构与定位座之间的相对位置数据，记录为第三位置数据；
[0011]S4：无人机飞行至机巢附近时，接收换电平台上自主定位组件提供的定位座的位置信息，降落在换电平台的定位座上；
[0012]S5：无人机上的第一定位结构与定位座上的第二定位结构实现机械定位，无人机被定位并固定在定位座上，换电机器人的运算模块根据第一位置数据、第二位置数据和第三位置数据，计算出换电机器人的执行机构与无人机电池仓之间的位置关系；
[0013]S6：换电机器人的控制模块根据换电机器人的执行机构与无人机电池仓之间的位置关系，发出动作指令，使执行机构移动至无人机电池仓的设定位置，执行换电池操作。
[0014]进一步地，所述第一定位结构为位于无人机机身上的数个定位销或定位孔，所述第二定位结构为对应的定位孔或定位销。
[0015]进一步地，所述换电机器人还包括底座，所述定位座位于该底座上，所述定位孔的开口处具有向内下倾斜的导向斜坡；所述第一定位结构位于无人机腹部或者无人机脚架上。
[0016]进一步地，所述自主定位组件为视觉识别装置、激光测距装置或者激光雷达。
[0017]进一步地，所述自主定位组件与无人机的无线通讯方式为WiFi、蓝牙、 ZigBee、Lora或者433通信。
[0018]本专利技术的另一方面，还提供一种无人机换电自动定位装置，其特征在于：包括：
[0019]位于无人机机身上固定位置处的第一定位结构，所述第一定位结构具有三维尺寸；
[0020]位于无人机机巢内的换电平台，所述换电平台上设置有一个定位座，在所述定位座上设置有第二定位结构，该第二定位结构可与所述第一定位结构实现机械定位；在所述定位座上还设置有自主定位组件，所述自主定位组件可与无人机进行无线通讯并向无人机提供定位座的位置信息；
[0021]设置于换电平台上的换电机器人，所述换电机器人具有可对无人机进行换电操作的执行机构，所述换电机器人还包括：
[0022]存储模块，用于存储换电机器人的执行机构在起始状态下与定位座之间的相对位置数据，记录为第一位置数据，存储模块还事先存储有：A.无人机的第一定位结构与无人机电池仓之间的相对位置数据，记录为第二位置数据；B.第一定位结构与定位座之间的相对位置数据，记录为第三位置数据；
[0023]与所述存储模块连接的运算模块，运算模块根据第一位置数据、第二位置数据和第三位置数据，计算出换电机器人的执行机构与无人机电池仓之间的位置数据；以及，
[0024]与所述运算模块连接的控制模块，控制模块接收运算模块发送的换电机器人的执行机构与无人机电池仓之间的位置数据，发出动作指令，使执行机构移动至无人机电池仓的设定位置，执行换电池操作。
[0025]进一步地，所述第一定位结构为位于无人机机身上的数个定位销或定位孔，所述第二定位结构为对应的定位孔或定位销。
[0026]进一步地，所述换电机器人还包括底座，所述定位座位于该底座上，所述定位孔的开口处具有向内下倾斜的导向斜坡；所述第一定位结构位于无人机腹部或者无人机脚架上。
[0027]进一步地，所述定位销的数量为2个以上。
[0028]进一步地，所述自主定位组件为视觉识别装置、激光测距装置或者激光雷达。
[0029]本专利技术的无人机换电自动定位方法，通过在无人机的机身上设置第一定位结构，
在无人机机巢的换电平台上设置第二定位结构，第二定位结构可与第一定位结构实现机械定位，第二定位结构在换电平台的位置是固定的；同时，换电平台上换电机器人的位置也是固定的，从而通过运算，可以得出换电机器人的执行机构与无人机电池仓之间的位置关系，进而在换电机器人在对无人机进行换电操作过程中，对无人机电池仓的操作接触点进行精准的定位，可有效地降低换电机器人的定位运算复杂程度，减少定位操作的次数，提高无人机的换电效率。因此，本专利技术的无人机换电自动定位方法，运算简单，定位速度快，精度高，可大大提高无人机更换电池的效率。
[0030]本专利技术的无人机换电自动定位装置，结构简单，可在现有的无人机和无人机机巢上进行改造升级，升级成本低，适用范围广，具有广泛的市场应用前景。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的无人机换电自动定位方法的流程图。
具体实施方式
[0032]下面结合图1与具体实施方式对本专利技术做进一步的说明，本专利技术中与现有技术相同的部分将参考现有技术。
[0033]实施例1：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机换电自动定位方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：在无人机的机身上，设置第一定位结构，所述第一定位结构在无人机上的位置是固定的，所述第一定位结构具有三维尺寸；S2：在无人机机巢的换电平台上设置一个定位座，在所述定位座上设置有可与第一定位结构实现机械定位的第二定位结构；在所述定位座上还设置有自主定位组件，所述自主定位组件可与无人机进行无线通讯并向无人机提供定位座的位置数据；S3：在所述换电平台上设置换电机器人，设定换电机器人在换电平台上的位置，换电机器人的存储模块记录下换电机器人的执行机构在起始状态下与定位座之间的相对位置数据，记录为第一位置数据，换电机器人的存储模块还事先存储有：A.无人机的第一定位结构与无人机电池仓之间的相对位置数据，记录为第二位置数据；B.第一定位结构与定位座之间的相对位置数据，记录为第三位置数据；S4：无人机飞行至机巢附近时，接收换电平台上自主定位组件提供的定位座的位置信息，降落在换电平台的定位座上；S5：无人机上的第一定位结构与定位座上的第二定位结构实现机械定位，无人机被定位并固定在定位座上，换电机器人的运算模块根据第一位置数据、第二位置数据和第三位置数据，计算出换电机器人的执行机构与无人机电池仓之间的位置关系；S6：换电机器人的控制模块根据换电机器人的执行机构与无人机电池仓之间的位置关系，发出动作指令，使执行机构移动至无人机电池仓的设定位置，执行换电池操作。2.根据权利要求1所述的无人机换电自动定位方法，其特征在于：所述第一定位结构为位于无人机机身上的数个定位销或定位孔，所述第二定位结构为对应的定位孔或定位销。3.根据权利要求1所述的无人机换电自动定位方法，其特征在于：所述换电机器人还包括底座，所述定位座位于该底座上，所述定位孔的开口处具有向内下倾斜的导向斜坡；所述第一定位结构位于无人机腹部或者无人机脚架上。4.根据权利要求1所述的无人机换电自动定位方法，其特征在于：所述自主定位组件为视觉识别装置、激光测距装置或者激光雷达。5.根据权利要求1所述的无人机换电自动定位方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵安强，华威，
申请(专利权)人：泰昌科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：