[发明专利]基于路灯的旋翼无人机充电系统及其充电方法

说明书

本发明提供了一种基于路灯的旋翼无人机充电系统，该充电系统包括充电装置、路灯单元、旋翼无人机和定位导航模块，创造性地利用路灯的富裕空间并采用了圆弧面落地的方式，相对于平面落地方式具有自动纠偏的功能，确保了落地充电的成功率。此外本发明该公开了一种基于路灯的旋翼无人机充电系统的充电方法，该方法也创造性地采用了三种互补的定位方式，确保了旋翼无人机的定位精准率。故本发明具有结构简单、使用方便、定位精准、可靠性高、自动化程度高、灵活组合以及易于大规模布置使用等诸多优点，从而满足城市管理和城市生活对无人机的极大需求。

技术领域

本发明涉及一种旋翼无人机充电系统，特别涉及一种基于路灯的旋翼无人机充电系统及其充电方法。

背景技术

众所周知，路灯设施作为城市道路照明的基础设施已经不仅仅是照明那么简单了，越来越来多路灯设施的被赋予更多的功能，主要是通过在路灯或其灯杆上添加具有其他功能的设备，例如视频监控、自动驾驶定位、车联网、消防以及智慧城市相关的设备，这些设备都充分利用了路灯设施的通电便利和富裕空间大等特性，最大程度的减少成本投入和道路空间的占用。

同时，无人机的应用当前也是无处不在，特别是旋翼旋翼无人机，已广泛应用在快递业、农业、消防、航拍、救援、电网、监控监管等诸多领域，极大的方便生产生活中许多事情，然后旋翼无人机电池续航能力一直是一个重要的制约因素，目前行业领先的大疆旋翼无人机最大续航时间也就是38分钟，其他大容量电池旋翼无人机一般也不会超过50分钟，严重影响到了旋翼无人机的使用效率。因此多数旋翼无人机在执行任务过程中需要返回充电，充满电后再次执行任务。

然而当前旋翼无人机充电方式要么是最简单人工插电要么是具有复杂机械结构的充电装置或平台，存在占有空间大、结构复杂度高、使用成本高、定位精度低、可靠性低以及自动化程度低等诸多缺陷，从而造成在城市实际推广使用的难度较大。

最后，如何将路灯设施优势与无人机充电结合并得出一种结构简单、使用成本低、可靠性高且应用于城市的旋翼无人机充电系统已是一个亟需解决的问题，从而满足城市管理和城市生活对无人机的极大需求。

发明内容

本发明的目的在于提供基于路灯的旋翼无人机充电系统，该旋翼无人机充电系统包括：充电装置、路灯单元、旋翼无人机和定位导航模块。

所述充电装置包括凹形弧面体、位于所述凹形弧面体内侧且沿弧面平行方向上水平对称布置的两条凹槽以及位于所述凹形弧面体下方的支撑体；还包括设置在所述凹形弧面体内侧中心处沿弧面平行的“H”形状的落地标识；所述凹槽的中心处还设置有充电座。

所述路灯单元包括灯杆、一端与所述灯杆上端部连接且另一端与支撑体连接的支架以及位于所述支撑体下侧均匀设置的LED灯。

所述旋翼无人机包括支腿、与所述支腿连接的落地架、位于所述落地架两端的滚轮、机身、位于机身四周的飞行控制与动力单元、位于所述机身上部的GPS模块、位于所述机身正下方的红外相机以及电池单元。

还包括缠绕在所述落地架中部的接触线圈，所述接触线圈通过导线与所述电池单元相连接。

所述凹槽间的水平距离与所述落地架间的水平距离相等且所述凹槽的开口大于所述落地架的直径。

定位导航模块包括位于所述旋翼无人机下方的UWB定位标签、位于所述灯杆上部的UWB定位基站和位于远端的UWB定位服务器。

优选地，所述充电座包括壳体、穿过所述凹槽的充电接触体以及两端分别与所述壳体底部和所述充电接触体相连接的弹簧。

优选地，所述壳体底部与所述弹簧之间还设置有压力传感器。

优选地，所述落地标识由红外反光材料制成。

优选地，所述凹形弧面体和所述凹槽的表面为绝缘光滑的陶瓷材料制成。