[发明专利]一种面向无线能量传输的无人机装置及导航定位方法

权利要求书

1.一种面向无线能量传输的无人机导航定位方法，其特征在于，先在竖直方向上飞行并进行竖直方向的定位，再进行水平拐弯操作并进行水平方向上的定位；所述竖直方向上的定位方法如下：

S1.1：设定停止线圈数j，所述j 是预设的正数；设定经过的圈数为i，初始值i＝0；

S1.2：启动无人机，沿接收线圈的竖直方向上运动；

S1.3：无人机的主控制器检测接收线圈的电压，若检测到接收线圈的电压峰值时，更新i＝i+1；

S1.4：判断i＝j，若是，则无人机停止飞行，结束循环；否则，无人机继续沿竖直方向飞行，执行S1.3；

所述水平方向上的定位包括如下步骤：

S2.1：设定停止拐弯移动线圈数n、所述的n是预设的正数；设经过线圈中心数为k，初始值k＝0；

S2.2：以发射线圈为坐标原点，建立直角坐标系，设接收线圈初始位置为P₀，直角坐标表示为P₀(x₀，y₀)，设为初始位置接收线圈的电压值设为z₀；

S2.3：无人机沿着竖直方向移动d mm到P₁点，用直角坐标表示为(x₀，y₀+d)，记录该点接收线圈的电压值为z₁；其中d mm是预设的值；

S2.4：无人机沿斜向下方向移动坐标(-d，d)，到达P₂点，P₂点的坐标为(x₀-d，y₀)，该点的电压值为z₂，并计算P₂点的值；

S2.5：无人机朝坐标(-x₀+d，-y₀)移动，经过发射线圈中心位置，更新k＝k+1；

S2.6：判断k＝n，若是，则无人机停止拐弯移动，结束循环；否则，无人机沿竖直方向移动一段距离，进入下一个发射线圈的辐射场内，执行S2.2；

设发射线圈的位置为原点，在发射线圈的辐射磁场内，均满足发射线圈与接收线圈之间的电压曲面函数，电压曲面函数为：

f(x，y)＝P₀₀+P₁₀*x+P₀₁*y+P₂₀*x²+P₀₂*y²

其中P₀₀，P₁₀，P₀₁，P₂₀，P₀₂为曲面函数的系数，为已知量，该曲面函数表示电压值f(x，y)与接收线圈的位置坐标x，y之间的关系；

接收线圈的初始位置为P₀，直角坐标表示为P₀(x₀，y₀)，设P₀点的电压值为z₀，P₀点满足电压曲面函数，如下方程：

z₀＝P₀₀+P₁₀*x₀+P₀₁*y₀+P₂₀*X₀²+P₀₂*y₀² (1)

然后接收线圈沿Y轴正方向移动距离dmm到达P₁，P₁点的坐标为(x₀，y₀+d)，P₁点的电压值为z₁，且P₁点满足电压函数，得到：

z₁＝P₀₀+P₁₀*x₀+P₀₁*(y₀+d)+P₂₀*x₀²+P₀₂*(y₀+d)² (2)

由(1)、(2)式可得初始位置P₀点的纵坐标y₀为：

接收线圈移动坐标(-d，d)，到达P₂点，P₂点的坐标为(x₀-d，y₀)，该点的电压值为z₂，P₂点满足电压曲面函数：

z₂＝P₀₀+P₁₀*(x₀-d)+P₀₁*y₀+P₂₀*(x₀-d)²+P₀₂*y₀² (4)

根据(1)、(2)、(3)、(4)式可得P₀点的横坐标x₀为：

根据(4)、(5)式可得无人机移动坐标(-x₀+d，-y₀)，即可达到发射线圈中心。