【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机引导充电领域，具体地说，涉及一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法。
技术介绍
1、着无人机技术的快速发展，无人机在物流配送、环境监测、基础设施检查等领域的应用越来越广泛。然而，在实际应用中，无人机面临诸多挑战，特别是在复杂环境中的飞行安全和充电管理方面。现有技术中，无人机主要依赖自身的传感器和导航系统进行飞行，但这些系统在环境变化迅速或障碍物密集的区域，难以保证飞行的安全性和路径的最优性。
2、另外，无人机的充电过程通常需要手动操作或固定的充电站，缺乏智能化管理，导致充电效率低下，影响了无人机的续航能力和任务执行效率。特别是在需要长时间连续执行任务的场景中，无人机的电量管理和充电策略显得尤为重要。
3、智慧路灯作为新型的城市基础设施，具有实时监测环境数据、通信网络覆盖等功能，可以为无人机的飞行和充电提供有力支持
4、但是目前智慧路灯充电的过程中，无人机在起飞和降落过程中，对环境的实时评估能力有限，容易受到风速风向等因素的影响，增加了飞行风险。且现有的路径规划算法也难以实时动态调整，无法灵活应对飞行过程中出现的障碍物和环境变化。
5、有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
3、一种基于智慧路灯的无人机引
4、步骤s1，获取无人机和智慧路灯充电平台的实时状态信息；
5、步骤s2，无人机通过通信设备与智慧路灯网络建立连接，获取环境监测数据、gps定位数据、障碍物检测数据和风速风向数据；
6、步骤s3，基于智慧路灯网络提供的实时数据，无人机规划最佳导航路径并通过智慧路灯网络进行动态调整路径；
7、步骤s4，无人机起飞和降落前，会将型号和飞行任务数据传输到智慧路灯中，智慧路灯基于当前的风速风向数据和环境监测数据评估起降安全性；
8、步骤s5，在评估安全性符合后，无人机则降落到平台进行重现，充电的过程中智慧路灯基于飞行任务需求和电量状态的动态电量管理策略，智能调节无人机的电量使用，优化电量分配；
9、步骤s6，充电完成后，无人机获取最新任务信息，继续执行任务。
10、可选的，获取无人机和智慧路灯充电平台的实时状态信息的步骤为：
11、a1：从无人机的电池管理系统中读取当前电量百分比并从智慧路灯的电池或电源管理系统中读取当前电量百分比；
12、a2：获取无人机和智慧路灯的位置信息，计算位置精度参数并测量无人机与智慧路灯的信号强度；
13、a3：获取智慧路灯所采集的环境监测数据、gps定位数据、障碍物监测数据和风速风向数据。
14、可选的，步骤s1中，所有数据通过区块链技术进行加密传输，确保数据的安全性和不可篡改性。
15、可选的，无人机通过通信设备与智慧路灯网络建立连接，获取环境监测数据、gps定位数据、障碍物检测数据和风速风向数据的步骤为：
16、将环境监测数据、gps定位数据、障碍物检测数据和风速风向数据实时发送给无人机，无人机将接收到的环境监测数据、gps定位数据、障碍物检测数据和风速风向数据进行整合，形成完整的环境感知信息。
17、可选的，基于智慧路灯网络提供的实时数据，无人机规划最佳导航路径并通过智慧路灯网络进行动态调整路径的步骤为：
18、b1：获取智慧路灯的位置信息设定无人机的起点和目标点；
19、b2：基于融合后的数据使用规则引擎分析当前环境，识别潜在的风险因素；
20、b3：根据识别的风险因素使用dijkstra算法进行路径规划，结合实时数据和设定的目标点，计算出初始的最佳导航路径；
21、b4：无人机在飞行过程中，通过智慧路灯持续接收最新的环境数据和定位信息；
22、b5：当检测到新的障碍物、天气变化或通信信号变化时，无人机使用增量路径调整算法重新计算新的路径并通过地面站确定；
23、b6：无人机到达目标点后，完成任务，并进入悬停状态。
24、可选的，步骤b5中在每次路径调整时，基于当前环境数据生成多个从pcurrent到ptarget的可选路径集合p
25、对每条路径p∈p进行评估，计算路径上的综合风险评分rp，其表达式为：其中，n为路径上的节点数量，α，β，γ为权重系数，robst，i为第i个节点的障碍物风险，rwind，i为第i个节点的风速风险，rtemp，i为第i个节点的温度风险，rhumid，i为第i个节点的湿度风险；
26、对每条路径p∈p进行评估，计算路径的效率评分ep，表达式为：其中，lp为路径p的长度，tp为路径p的预期飞行时间，ep为路径p的能量消耗；
27、对每条路径p∈p计算综合评分sp，综合考虑路径的安全性和效率，综合评分公式：其中，λ为安全性和效率之间的权重系数，为安全性评分的倒数，以确保风险评分越低综合评分越高；
28、从路径集合中选择综合评分最高的路径作为最优路径，确认选择的最优路径，并调整无人机的导航系统，使其沿着最优路径飞行。
29、可选的，无人机起飞和降落前，会将型号和飞行任务数据传输到智慧路灯中，智慧路灯基于当前的风速风向数据和环境监测数据评估起降安全性的步骤为：
30、c1：将风速风向数据和环境监测数据进行融合，形成一个综合的环境状态数据包，并使用数据分析模型对融合后的数据进行综合分析，计算环境综合指数eci，其表达式为：其中，e为综合环境状态数据包，e为自然对数的底数。
31、c2：获取无人机的型号m并根据无人机的技术参数和飞行性能，设定各项环境因素的安全阈值；基于设定的安全阈值，建立安全评估模型，将风速、风向、温度、湿度因素纳入模型中计算综合安全指数soverall，其表达式为：soverall＝α·sws+β·st+γ·sh，其中，α，β，γ为权重系数，表示各项因素对综合安全指数的影响权重sh为湿度安全性评分，st为温度安全性评分，sws为风速安全性评分；
32、c3：计算当前风速和风向是否在无人机的安全飞行范围内，若风速超过设定的安全阈值，或者风向不利于无人机起降，则认为不安全。
33、可选的，在评估安全性符合后，无人机则降落到平台进行重现，充电的过程中智慧路灯基于飞行任务需求和电量状态的动态电量管理策略，智能调节无人机的电量使用，优化电量分配的步骤为：
34、d1：无人机接收到智慧路灯的起降安全评估结果，若评估结果为安全，则获取降落许可，无人机缓慢下降，调整姿态，确保安全稳妥地降落到充电平台上，若评估结果为不安全则获取最近的智慧路灯并将数据传输给无人机；
35、d2：将当前电量状态、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，获取无人机和智慧路灯充电平台的实时状态信息的步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，步骤S1中，所有数据通过区块链技术进行加密传输，确保数据的安全性和不可篡改性。
4.根据权利要求1所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，无人机通过通信设备与智慧路灯网络建立连接，获取环境监测数据、GPS定位数据、障碍物检测数据和风速风向数据的步骤为：
5.根据权利要求1所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，基于智慧路灯网络提供的实时数据，无人机规划最佳导航路径并通过智慧路灯网络进行动态调整路径的步骤为：
6.根据权利要求5所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，步骤B5中在每次路径调整时，基于当前环境数据生成多个从Pcurrent到Ptarget的可选路径集合P
7.根据权利要求1所述的一种
8.根据权利要求1所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，在评估安全性符合后，无人机则降落到平台进行充电，充电的过程中智慧路灯基于飞行任务需求和电量状态的动态电量管理策略，智能调节无人机的电量使用，优化电量分配的步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，获取无人机和智慧路灯充电平台的实时状态信息的步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，步骤s1中，所有数据通过区块链技术进行加密传输，确保数据的安全性和不可篡改性。
4.根据权利要求1所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，无人机通过通信设备与智慧路灯网络建立连接，获取环境监测数据、gps定位数据、障碍物检测数据和风速风向数据的步骤为：
5.根据权利要求1所述的一种基于智慧路灯的无人机引导充电方法，其特征在于，基于智慧路灯网络提供的实时数据，无人机规划最佳...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊志宏，
申请(专利权)人：建贤思齐智能科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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