一种高巡航能力的巡航无人机系统技术方案

本发明专利技术涉及无人机技术领域，具体公开了一种高巡航能力的巡航无人机系统，包括：主控模块、飞行路线解算模块、转接口模块、称重模块、电池能量模块及巡航能力计算模块，通过巡航能力计算模块将无人机的自重和称重模块获取的电池的重量相加得到无人机的总重量，根据无人机的飞行距离、高度、速度、风速以及无人机总重量来预测无人机飞行需要的电量，将无人机需要的电量与从电池能量模块获取的电池的能量进行比较，当无人机需要的电量小于或等于电池的能量的阈值时，推荐使用电池进行巡航，反之，不推荐电池进行巡航。从而本发明专利技术通过选择更适合的电池进行巡检来提高无人机的巡检能力，解决了现有电力巡检使用的无人机巡检能力不足的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高巡航能力的巡航无人机系统


[0001]本专利技术属于无人机
，特别涉及一种高巡航能力的巡航无人机系统。

技术介绍

[0002]无人机应用大多追求大载重，长航时，高可靠性，因此对无人机电池的主要求是既要能量密度高，又要功率密度大。锂电池拥有优良的放电特性，这使其成为电动无人机领域最主要的动力存储单元。目前在商用无人机领域，锂聚合物电池成为高性价比的无人机最理想的二次电池。随着无人机应用市场高速发展，对无人机动力系统的各项指标要求也越来越高，特别是航时指标。电动无人机在整个飞行包线中，各阶段都可能出现大的动力需求，特别是在任务末段。而随着锂电池放电过程的进行，锂电池放电能力趋于减弱，这对无人机飞行任务来说非常不利。因此在对电动无人机配置合适容量的电池时，需要经过细致考虑，让各个飞行阶段对动力的需求都在锂电池的输出能力范围内。
[0003]在目前市场上的小型无人机以多旋翼无人机为主，且主要选用电能为主要能源，锂电池成为电动无人机动力来源的重要选择之一，多旋翼无人机操作原理简单，可以垂直起降，不需要跑道，对场地的要求小，而且容易在空中悬停，同时多旋翼无人机的主要活动部件就是电机，可靠性比较高，且结构简单便于更换零件。这些优点都是多旋翼无人机在民用无人机领域脱颖而出的原因。而在多旋翼无人机的功能越来越强大的同时，其续航能力就需要更加地重视。无人机在飞行过程中随着飞行条件的变化，对锂电池的能量输出需求也随之变化，目前市场上销售的多旋翼无人机的续航基本在二十几分钟，甚至有的无人机只有十几分钟的续航时间，这相对于用于电力巡检使用多旋翼无人机的功能来说是远远不够的。因此，需要一种高巡航能力的巡航无人机系统，能够进行自我检测而得到更高巡航能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高巡航能力的巡航无人机系统，从而克服现有电力巡检使用的无人机巡检能力不足的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种高巡航能力的巡航无人机系统，包括：
[0006]主控模块，用于根据接收的信号控制无人机进行起飞，存储无人机的基础数据；
[0007]飞行路线解算模块，用于获取预设无人机的飞行路径，并计算无人机的飞行距离、飞行高度和飞行速度；
[0008]转接口模块，用于与各种类型的电池与连接，并将电流传送至主控模块；
[0009]称重模块，设置在无人机上，用于对电池称重获取电池的重量；
[0010]电池能量模块，用于获取电池的能量；以及
[0011]巡航能力计算模块，用于将无人机的自重和称重模块获取的电池的重量相加得到无人机的总重量，通过天气预报获取风速，并根据无人机的飞行距离、飞行高度、飞行速度、风速以及无人机总重量来预测无人机飞行需要的电量，将所述无人机需要的电量与从电池
能量模块获取的电池的能量进行比较，当无人机需要的电量小于或等于电池的能量的阈值时，推荐使用所述电池进行巡航，反之，不推荐所述电池进行巡航。
[0012]进一步地，所述无人机的基础数据包括：无人机的飞行路线、自身重量、飞行速度、飞行状态以及环境温度。
[0013]进一步地，预测无人机飞行需要的电量包括以下步骤：
[0014]让无人机在不同温度、不同飞行高度、不同飞行速度、不同风速以及不同无人机总重量的飞行条件下分别进行基础距离飞行，并记录飞行时无人机消耗的电量；
[0015]重复上一步骤，让无人机在不同的基础距离的几倍飞行路径上飞行，并记录无人机消耗的电量，并判断不同的飞行距离是否等于基础距离飞行消耗的能量倍数，当等于时，则分别对基础距离飞行消耗的能量进行记录，反之，则以实测的为准，将不同飞行条件下的无人机消耗的能量所有数据进行存储；
[0016]构建自适应神经模糊推断模型，所述自适应神经模糊推断模型的输出为无人机消耗的电量
[0017]将存储的历史数输入所述自适应神经模糊推断模型，对所述自适应神经模糊推断模型进行训练和验证，得到能够对无人机消耗的电量进行预测的电量预测模型；
[0018]将实时获取的无人机的实时数据进行预处理，并通过电量预测模型进行预测，从而得到无人机飞行需要的电量。
[0019]进一步地，自适应神经模糊推断模型的输入量采用的模糊集合类型包括：温度、风速、飞行速度、总重量以及飞行距离；无人机的实时数据包括：飞行距离、飞行高度、飞行速度、风速以及无人机总重量。
[0020]进一步地，所述巡航能力计算模块分别对各类型电池进行巡航能力计算，根据无人机需要的能量占电池的能量的值作为无人机结合所述电池得到的巡航能力值，通过巡航能力值排序得到各类型电池相对于所述无人机的巡航能力排序。
[0021]进一步地，所述无人机包括：机臂、安装盒、脚支架以及相机，所述安装盒用于存储无人机的电路模块；多个所述机臂对称的安装在安装盒的四周；所述脚支架安装在所述安装盒的下方；所述相机安装在所述安装盒的一侧面。
[0022]进一步地，在所述安装盒的下方设置电池盒，所述电池盒包括盒体和盖体，所述盒体为侧面开口的中空结构；所述盖体的与盒体转动连接，且所述盖体朝向盒体开口的一侧设有凸起，凸起与盖体与盒体的开口相匹配，在凸体的外侧设置一圈橡胶；所述电池盒内安装有电池安装支架，通过所述电池安装支架放置各种类型的电池。
[0023]进一步地，所述电池安装支架滑动安装在所述电池盒内。
[0024]与现有的技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0025]本专利技术所提供的一种高巡航能力的巡航无人机系统，包括：主控模块用于根据接收的信号控制无人机进行起飞，存储无人机的基础数据；飞行路线解算模块用于获取预设无人机的飞行路径，并计算无人机的飞行距离、飞行高度和飞行速度；转接口模块用于与各种类型的电池与连接，并将电流传送至主控模块；称重模块设置在无人机上，用于对电池称重获取电池的重量；电池能量模块用于获取电池的能量；通过巡航能力计算模块将无人机的自重和称重模块获取的电池的重量相加得到无人机的总重量，通过天气预报获取风速，并根据无人机的飞行距离、飞行高度、飞行速度、风速以及无人机总重量来预测无人机飞行
需要的电量，将所述无人机需要的电量与从电池能量模块获取的电池的能量进行比较，当无人机需要的电量小于或等于电池的能量的阈值时，推荐使用所述电池进行巡航，反之，不推荐所述电池进行巡航。从而本专利技术通过选择更适合的电池进行巡检来提高无人机的巡检能力，解决了现有电力巡检使用的无人机巡检能力不足的问题。
[0026]2.本专利技术通过在安装盒的下方设置电池盒，电池盒内安装有电池安装支架，通过电池安装支架放置各种类型的电池，比直接在无人机本体的结构内进行更换电池更为方便。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例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个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高巡航能力的巡航无人机系统，其特征在于，包括：主控模块，用于根据接收的信号控制无人机进行起飞，存储无人机的基础数据；飞行路线解算模块，用于获取预设无人机的飞行路径，并计算无人机的飞行距离、飞行高度和飞行速度；转接口模块，用于与各种类型的电池与连接，并将电流传送至主控模块；称重模块，设置在无人机上，用于对电池称重获取电池的重量；电池能量模块，用于获取电池的能量；以及巡航能力计算模块，用于将无人机的自重和称重模块获取的电池的重量相加得到无人机的总重量，通过天气预报获取风速，并根据无人机的飞行距离、飞行高度、飞行速度、风速以及无人机总重量来预测无人机飞行需要的电量，将所述无人机需要的电量与从电池能量模块获取的电池的能量进行比较，当无人机需要的电量小于或等于电池的能量的阈值时，推荐使用所述电池进行巡航，反之，不推荐所述电池进行巡航。2.根据权利要求1所述的高巡航能力的巡航无人机系统，其特征在于，所述无人机的基础数据包括：无人机的飞行路线、自身重量、飞行速度、飞行状态以及环境温度。3.根据权利要求1所述的高巡航能力的巡航无人机系统，其特征在于，预测无人机飞行需要的电量包括以下步骤：让无人机在不同温度、不同飞行高度、不同飞行速度、不同风速以及不同无人机总重量的飞行条件下分别进行基础距离飞行，并记录飞行时无人机消耗的电量；重复上一步骤，让无人机在不同的基础距离的几倍飞行路径上飞行，并记录无人机消耗的电量，并判断不同的飞行距离是否等于基础距离飞行消耗的能量倍数，当等于时，则分别对基础距离飞行消耗的能量进行记录，反之，则以实测的为准，将不同飞行条件下的无人机消耗的能量所有数据进行存储；构建自适应神经模糊推断模型，所述自适应神经模糊推断模型的输出为无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶雄俊，阮峻，王叶飞，袁虎强，王丁丁，刘东甲，李聪，李博杰，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局，
类型：发明
国别省市：