一种无人机充电控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种无人机充电控制系统及方法，包括：充电站，配置有多个充电位、等待位和可充电接驳设备；多个无人机，在执行巡航任务的过程中，监测得到剩余电量小于第一电量时输出充电请求；充电站，根据充电请求判断存在空闲的充电位时，控制无人机还返回对应的充电位进行充电，以及不存在对应的充电位但存在空闲的可充电接驳设备时，控制无人机在持续时间后返回接驳目的地，同时派遣可充电接驳设备向接驳目的地移动，以及在不存在对应的可充电接驳设备时，控制无人机继续执行巡航任务，直至剩余电量小于第二电量时返回等待位等待充电。有益效果是充电站能够自动响应无人机发送的充电请求并相应给出充电策略，无需人工参与；能够接驳无人机。够接驳无人机。够接驳无人机。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机充电控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及无人机控制
，尤其涉及一种无人机充电控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，无人机技术现在越来越成熟，对无人机的控制也越来越稳定，相关的在军事、救灾、民用上的应用都有很大发展。
[0003]然而，这项技术的一个重大的瓶颈在于无人机的续航能力低，无人机基本都是依靠电池供电，所能携带电量有限，难以长时间工作。此外，在隐患高峰期或遇到突发事件时，需要无人机定时或连续工作，需要有人监管保证其在工作过程中回收充电，这样不但影响工作效率，而且在外工作时充电也不方便，影响任务的有效执行。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种无人机充电控制系统，包括：
[0005]充电站，配置于一巡航区域的周边位置，所述充电站中配置有多个充电位和多个等待位，所述充电站还配置多个可充电接驳设备；
[0006]多个无人机，每个所述无人机包括：
[0007]监测模块，用于在所述无人机在所述巡航区域执行一巡航任务的过程中实时监测所述无人机的剩余电量，并在所述剩余电量小于一第一电量时获取并输出包含所述无人机的当前位置和所述剩余电量的一充电请求；
[0008]所述充电站包括：
[0009]第一判断模块，用于根据所述充电请求判断存在空闲的所述充电位时将对应的所述充电位标记为等待充电状态，并向所述无人机发送一第一充电信号，以及判断不存在对应的所述充电位时生成一派遣信号；
[0010]数据处理模块，连接所述第一判断模块，用于根据所述派遣信号判断存在空闲的所述可充电接驳设备时，根据所述无人机的所述当前位置和所述可充电接驳设备的当前电量处理得到一接驳目的地，并向所述无人机发送包含所述接驳目的地的一第二充电信号，同时派遣所述可充电接驳设备向所述接驳目的地移动，以及在不存在对应的所述可充电接驳设备时向所述无人机发送一等待信号；
[0011]所述无人机还包括：
[0012]第一控制模块，用于根据所述第一充电信号中断执行所述巡航任务，随后返回对应的所述充电位进行充电；
[0013]第二控制模块，用于根据所述第二充电信号的所述接驳目的地和所述剩余电量处理得到一持续时间，并在所述持续时间后中断执行所述巡航任务，随后返回所述接驳目的地，以由所述可充电接驳设备装载至所述充电站进行充电；
[0014]第三控制模块，用于根据所述等待信号继续执行所述巡航任务，直至所述剩余电量小于一第二电量时，强制中断执行所述巡航任务，随后返回所述等待位等待充电。
[0015]优选的，各所述充电位具有多个分类，每个所述分类对应适配于至少一种机器型号的所述无人机；所述充电请求中还包括所述无人机的机器型号；
[0016]则所述第一判断模块包括：
[0017]第一提取单元，用于根据所述充电请求中的所述机器型号提取出相适配的各所述充电位，进而获取提取出的各所述充电位的工作状态，并根据所述工作状态提取出空闲的所述充电位；
[0018]第二提取单元，连接所述第一提取单元，用于统计提取出空闲的所述充电位的第一数量：
[0019]在所述第一数量为零时生成所述派遣信号；
[0020]在所述第一数量为一时将对应的所述充电位标记为所述等待充电状态，并向所述无人机发送所述第一充电信号；
[0021]在所述第一数量大于一时，统计空闲的各所述充电位的空闲时长，并将最短的所述空闲时长对应的所述充电位标记为所述等待充电状态，随后向所述无人机发送所述第一充电信号。
[0022]优选的，各所述可充电接驳设备具有多个分类，每个所述分类对应适配于至少一种机器型号的所述无人机；
[0023]则所述数据处理模块包括：
[0024]第三提取单元，用于根据所述派遣信号由空闲的各所述可充电接驳设备中，提取与所述充电请求中的所述机器型号相适配的各所述可充电接驳设备；
[0025]第四提取单元，连接所述第三提取单元，用于统计提取出的所述可充电接驳设备的第二数量：
[0026]在所述第二数量小于一时向所述无人机发送所述等待信号；
[0027]在所述第二数量不小于一时，统计空闲的各所述可充电接驳设备的当前电量，根据所述无人机的所述当前位置和最多的所述当前电量处理得到所述接驳目的地，并向所述无人机发送包含所述接驳目的地的所述第二充电信号，同时派遣最多的所述当前电量对应的所述可充电接驳设备向所述接驳目的地移动。
[0028]优选的，所述可充电接驳设备上设有一降落平台，所述降落平台上设有一无线充电发射端，所述无人机降落至所述降落平台上后，对应设置于其底部的一无线充电接收端与所述无线充电发射端实现装载过程中的无线充电；
[0029]则所述第四提取单元包括：
[0030]第一处理子单元，用于获取所述可充电接驳设备的设备位置，并根据所述设备位置和所述当前位置生成一初始化路径；
[0031]第二处理子单元，连接所述第一处理子单元，用于根据预先获取的所述可充电接驳设备的平均每公里耗电量、预先预留的一充电电量和所述当前电量处理得到一可移动距离，并以所述设备位置为起始点，根据所述可移动距离于所述初始化路径上标注得到所述接驳目的地。
[0032]优选的，所述第二处理子单元根据以下公式处理得到所述可移动距离：
[0033]L＝(1
‑
SOC1
‑
SOC2)/P*k
[0034]其中，L用于表示所述可移动距离，SOC1用于表示所述当前电量，SOC2用于表示所
述充电电量，P用于表示所述平均每公里耗电量，k∈(0,1]用于表示损耗系数。
[0035]优选的，则所述第二控制模块包括：
[0036]第一处理单元，用于根据所述第二充电信号的所述接驳目的地和所述当前位置处理得到一期望飞行距离，并根据所述期望飞行距离处理得到一飞行耗电量；
[0037]第二处理单元，连接所述第一处理单元，用于根据所述剩余电量和所述飞行耗电量处理得到一任务耗电量，并根据所述任务耗电量以及预先配置的平均每小时耗电量处理得到所述持续时间；
[0038]控制单元，连接所述第二处理单元，用于在所述持续时间后中断执行所述巡航任务，随后返回所述接驳目的地，以由所述可充电接驳设备装载至所述充电站进行充电。
[0039]优选的，所述第二电量小于所述第一电量。
[0040]本专利技术还提供一种无人机充电控制方法，应用于上述的无人机充电控制系统，所述无人机充电控制方法包括：
[0041]步骤S1，所述无人机在所述巡航区域执行一巡航任务的过程中实时监测所述无人机的剩余电量，并在所述剩余电量小于一第一电量时获取并输出包含所述无人机的当前位置和所述剩余电量的一充电请求；
[0042]步骤S2，所述充电站根据所述充电请求判断是否存在空闲的所述充电位：
[0043]若是，则将对应的所述充电位标记为等待充电状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机充电控制系统，其特征在于，包括：充电站，配置于一巡航区域的周边位置，所述充电站中配置有多个充电位和多个等待位，所述充电站还配置多个可充电接驳设备；多个无人机，每个所述无人机包括：监测模块，用于在所述无人机在所述巡航区域执行一巡航任务的过程中实时监测所述无人机的剩余电量，并在所述剩余电量小于一第一电量时获取并输出包含所述无人机的当前位置和所述剩余电量的一充电请求；所述充电站包括：第一判断模块，用于根据所述充电请求判断存在空闲的所述充电位时将对应的所述充电位标记为等待充电状态，并向所述无人机发送一第一充电信号，以及判断不存在对应的所述充电位时生成一派遣信号；数据处理模块，连接所述第一判断模块，用于根据所述派遣信号判断存在空闲的所述可充电接驳设备时，根据所述无人机的所述当前位置和所述可充电接驳设备的当前电量处理得到一接驳目的地，并向所述无人机发送包含所述接驳目的地的一第二充电信号，同时派遣所述可充电接驳设备向所述接驳目的地移动，以及在不存在对应的所述可充电接驳设备时向所述无人机发送一等待信号；所述无人机还包括：第一控制模块，用于根据所述第一充电信号中断执行所述巡航任务，随后返回对应的所述充电位进行充电；第二控制模块，用于根据所述第二充电信号的所述接驳目的地和所述剩余电量处理得到一持续时间，并在所述持续时间后中断执行所述巡航任务，随后返回所述接驳目的地，以由所述可充电接驳设备装载至所述充电站进行充电；第三控制模块，用于根据所述等待信号继续执行所述巡航任务，直至所述剩余电量小于一第二电量时，强制中断执行所述巡航任务，随后返回所述等待位等待充电。2.根据权利要求1所述的无人机充电控制系统，其特征在于，各所述充电位具有多个分类，每个所述分类对应适配于至少一种机器型号的所述无人机；所述充电请求中还包括所述无人机的机器型号；则所述第一判断模块包括：第一提取单元，用于根据所述充电请求中的所述机器型号提取出相适配的各所述充电位，进而获取提取出的各所述充电位的工作状态，并根据所述工作状态提取出空闲的所述充电位；第二提取单元，连接所述第一提取单元，用于统计提取出空闲的所述充电位的第一数量：在所述第一数量为零时生成所述派遣信号；在所述第一数量为一时将对应的所述充电位标记为所述等待充电状态，并向所述无人机发送所述第一充电信号；在所述第一数量大于一时，统计空闲的各所述充电位的空闲时长，并将最短的所述空闲时长对应的所述充电位标记为所述等待充电状态，随后向所述无人机发送所述第一充电信号。
3.根据权利要求2所述的无人机充电控制系统，其特征在于，各所述可充电接驳设备具有多个分类，每个所述分类对应适配于至少一种机器型号的所述无人机；则所述数据处理模块包括：第三提取单元，用于根据所述派遣信号由空闲的各所述可充电接驳设备中，提取与所述充电请求中的所述机器型号相适配的各所述可充电接驳设备；第四提取单元，连接所述第三提取单元，用于统计提取出的所述可充电接驳设备的第二数量：在所述第二数量小于一时向所述无人机发送所述等待信号；在所述第二数量不小于一时，统计空闲的各所述可充电接驳设备的当前电量，根据所述无人机的所述当前位置和最多的所述当前电量处理得到所述接驳目的地，并向所述无人机发送包含所述接驳目的地的所述第二充电信号，同时派遣最多的所述当前电量对应的所述可充电接驳设备向所述接驳目的地移动。4.根据权利要求3所述的无人机充电控制系统，其特征在于，所述可充电接驳设备上设有一降落平台，所述降落平台上设有一无线充电发射端，所述无人机降落至所述降落平台上后，对应设置于其底部的一无线充电接收端与所述无线充电发射端实现装载过程中的无线充电；则所述第四提取单元包括：第一处理子单元，用于获取所述可充电接驳设备的设备位置，并根据所述设备位置和所述当前位置生成一初始化路径；第二处理子单元，连接所述第一处理子单元，用于根据预先获取的所述可充电接驳设备的平均每公里耗电量、预先预留的一充电电量和所述当前电量处理得到一可移动距离，并以所述设备位置为起始点，根据所述可移动距离于所述初始化路径上标注得到所述接驳目的地。5.根据权利要求4所述的无人机充电控制系统，其特征在于，所述第二处理子单元根据以下公式处理得到所述可移动距离：L＝(1
‑
SOC1
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡健，舒圣雅，
申请(专利权)人：上海市格致中学，
类型：发明
国别省市：