[发明专利]一种具备精确降落辅助的无人机全自动充电停机坪系统

说明书

本发明涉及一种具备精确降落辅助的无人机全自动充电停机坪系统。包括停机坪本体单元、搭载于无人机本体上的无人机机载充电单元；所述停机坪本体单元包括带标识停机坪本体平台、MCU控制模块、AC/DC电源模块、精确降落辅助模块、第一无线通信模块、供电槽位结构；所述无人机机载充电单元包括无人机充电与通信接口、无人机受电极板、锂电池平衡充电模块、无线通信模块。本发明将无人机精确降落技术与无人机有线充电技术相结合，通过辅助结构优化和无人机充电技术的有机结合，实现无人机的全自动停机充电，实现真正意义上的无人机无限续航。

技术领域

本发涉及无人机停机坪技术、无人机充电技术以及无人机精确精确降落技术，具体为一种具备精确降落辅助的无人机全自动充电停机坪系统。

背景技术

随着无人机技术的发展，现下无人机在社会生活和工业生产中获得广泛的应用。其中，无人机在农业植保、电力巡检和治安巡逻方面的应用尤为突出。然而，受限于锂电池等能源限制，无人机续航问题仍较为严峻，致使现阶段无人机持续工作时间普遍仍停留在1小时内，对于需进行长时间工作的场景，需要人员频繁更换电池、充电。此过程，耗费人力，无法做到无人机的自动化作业，实现真正的无人干预。

现如今，对于解决无人机续航问题的技术主要分为两大方向，即以增加无人机机载能源总量为主的相关技术和机外充电停机坪技术。对于增加无人机机载能源总量的相关技术，例如现下的油电混合无人机可将无人机续航能力提升至1~2小时，而新兴的石墨烯电池技术有望引起电池技术的革新，实现储电量的质的突破。然而，依靠机载能源的提升，效果始终有限，无法避免需要无人机降落停机进行充电操作所带来的人员介入。另外，油电混合等混合型能源配套的动力组合将带来额外的庞大电机投入，增大无人机的重量，继而带来无人机机型的扩大。因此，具备充电功能的无人机停机坪技术是解决无人机续航难题的关键技术。

然而，现下无人机充电停机坪技术仍存在以下不足之处：一、无人机降落精度不足，无法实现精确的定点降落，致使设计的充电停机坪面积较大，当前采用的机器视觉的停机导航技术也无法做到完全的精确降落，偏差普遍在10cm左右；二、无人机无线充电在充电可靠性上仍不足，且充电时能量损耗严重、效率较低；三、对于一些安装位置较为恶劣的充电场景，诸如高塔、高台，风力较大，无人机停机充电过程缺乏有效的防护措施，易造成滑落、移位等，严重将造成坠落损毁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备精确降落辅助的无人机全自动充电停机坪系统，通过辅助结构优化和无人机充电技术的有机结合，实现无人机的全自动停机充电，实现真正意义上的无人机无限续航。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种具备精确降落辅助的无人机全自动充电停机坪系统，包括停机坪本体单元、搭载于无人机本体上的无人机机载充电单元；

所述停机坪本体单元包括带标识停机坪本体平台、设于带标识停机坪本体平台的MCU控制模块、与所述MCU控制模块连接的AC/DC电源模块、与所述MCU控制模块连接的精确降落辅助模块、与所述MCU控制模块连接的第一无线通信模块、与所述AC/DC电源模块连接的供电槽位结构；

所述无人机机载充电单元包括与无人机本体连接的无人机充电与通信接口、套设于无人机本体脚架上且与所述供电槽位结构相配合的无人机受电极板、与无人机受电极板和无人机充电与通信接口连接的锂电池平衡充电模块、与无人机充电与通信接口连接且与第一无线通信模块通信的无线通信模块；

无人机本体通过机器视觉辨识带标识停机坪本体平台上的标识图案，进行准确的降落；当无人机本体脚架落在带标识停机坪本体平台上的供电槽位结构上时，无人机本体脚架处的无人机受电极板与供电槽位结构直接接触电联，即可形成完整的通路，实现停机坪本体单元对无人机机载充电单元的可靠供电。

在本发明一实施例中，所述精确降落辅助模块包括电机驱动模块、限位开关、设置于带标识停机坪本体平台上水平设置的横、纵归位杆、电机与传动结构；所述横、纵归位杆相对之间具有高度差；