[发明专利]一种智能型无人机自动充电系统

说明书

本发明公开了一种智能型无人机自动充电系统，包括无人机和充电桩，所述无人机包括：低电量报警模块、无人机通信模块、定位模块、飞行控制模块、充电对接模块；所述充电桩包括：摄像头模块、FPGA开发板模块、XY轴伺服电机模块、无线充电模块。本发明实现了无人机降落到无人机充电桩后通过图像采集系统采集平台下部的图像，输入到FPGA内部，利用相应算法计算、识别到无人机下部的特征标志，计算出其坐标，控制XY轴伺服电机将无线充电板移动到无人机下方，实现自动充电。适用于对多种机型的无人机进行自动充电，以实现无人机长时间续航。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种智能型无人机自动充电系统。

背景技术

随着边防、舰载、车载无人机的高速发展，无人机的超视距化、无人化、网络化趋势明显，在国防领域，电力巡线方面，灾害监察等有着广泛的用途。目前的无人机普遍存在续航时间短的问题，即由于电池技术上的限制，无人机的续航能力普遍较弱，一般只有30分钟以内。如需要无人机定时或连续工作，目前需要人为操作和监管保证其在工作过程中，返航降落充电或更换电池，人力需求大，成本高，并且严重影响工作效率。

目前，生产生活中常用的无人机主要分为三种，固定翼型飞行翼，直升机型飞行器和多旋翼飞行器，多旋翼飞行器以四旋翼飞行器为主。由于多旋翼飞行器对起飞场地要求低，机身轻盈，可轻松实现悬停和快速改变航向，在生产生活中得到广泛应用。一般一套完整的四旋翼飞行器系统包含几个子系统，分别是飞行器系统，地面监控站，通信链路以及有效载荷系统。

但是，目前四旋翼飞行器在工作过程中，续航时间在20-30分钟左右，飞行器的续航时间严重受限于电池容量。常见的方法是增加电池容量，但电池容量的增加会造成飞行器负重增大，输出功率随之上升，续航时间随着所携带的电池容量增加而非线性增加，制作成本与电池技术限制着飞行器的续航时间，无法从根本上解决飞行器长时间续航的问题。

当前国外已有无人机全自动地面充电平台，由于受环境气压风向的变化和无人机产生的气流影响使无人机的精确定点降落变得十分困难，为解决以上问题，目前多采用无线充电技术，采用非接触的方式实现电能传输，来降低对降落精确度的要求。

因此，本文提出了一种无人机自动无线充电系统。当飞行器需要充电时，只需降落到充电平台上，不需要精准降落，平台下方的伺服电机系统会将无线充电器的发射段移动至无人机的下方，通过无线电能传输方式给飞行器电池组充电，充电完成后，飞行器返回继续执行工作任务。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明提供了一种智能型无人机自动充电系统，以解决现有技术中通用性差效率低等问题。

本发明提供了一种智能型无人机自动充电系统，包括无人机和充电桩，所述无人机包括：

低电量报警模块，用于实时监测电池电量并输出充电请求的信号；

无人机通信模块，与所述低电量报警模块连接，用于向向总控制台通过无线电发送充电请求信号，当总控制台许可充电请求并发送给无人机通讯模块位置信息后，无人机通讯模块将位置信息发送给定位模块；

定位模块，与所述无人机通讯模块连接，用于无人机的导航定位；

飞行控制模块，与所述定位模块连接，用于控制无人机降落至总控制台安排能使用的充电桩位置；

充电对接模块，包括无线线圈，放置于无人机下方，用于与充电桩无线充电板模块对接；

所述充电桩包括：

摄像头模块，用于飞行器与充电站对接过程中获取飞行器在平台上位置的图像。

FPGA开发板模块，用于摄像头模块获取无人机停靠在无人机充电桩的位置的图像，输入到FPGA开发板内部，利用相应算法计算、识别到无人机下部的特征标志，计算出其坐标，控制XY轴伺服电机将无线充电板移动到无人机下方，实现自动充电。