[发明专利]一种无人机自主循迹充电方法及装置

权利要求书

1.一种无人机自主循迹充电方法，其特征在于，所述方法应用于无人机充电系统的总控平台，所述无人机充电系统还包括：无人机以及无线充电平台；所述方法包括：

获得无人机发送的充电请求，其中，所述充电请求为：所述无人机基于其当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值不可支持其飞行至各任务地点的情况下发送的请求；

基于所述无人机的当前位置信息以及各无线充电平台的平台位置信息，确定出距离所述无人机最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；

将所述目标平台位置信息反馈给所述无人机；

获得所述无人机发送的携带其充电所需的充电需求功率的充电命令，其中，所述充电命令为：所述无人机到达所述目标无线充电平台之后发送的命令；

向所述目标无线充电平台发送携带所述充电需求功率的充电通知，以使所述目标无线充电平台基于所述充电通知携带的所述充电需求功率放电，所述无人机为其机载电池充电；

所述无线充电平台包括离网型微电网模块和无线传能发射模块；

所述离网型微电网模块基于所述总控平台发送的充电通知携带的充电需求功率，输出满足所述充电需求功率的直流电至所述无线传能发射模块；

所述无线传能发射模块接收满足所述充电需求功率的直流电，并将满足所述充电需求功率的直流电转化为电磁，以进行放电；

所述无线传能发射模块包括功率控制器、全桥逆变电路、谐振补偿网络、功率分配控制单元以及阵列式发射线圈，所述阵列式发射线圈中每一发射线圈并联；相应的，所述无人机的支架上设置有接收线圈；

所述功率控制器控制所述全桥逆变电路将所接收的满足所述充电需求功率的直流电，转换为满足所述充电需求功率的高频方波电，并将所述高频方波电输入所述谐振补偿网络；

所述谐振补偿网络将所述高频方波电转换为满足所述充电需求功率的高频正弦交流电，并加载至所述阵列式发射线圈；

所述功率分配控制单元感应降落至所述阵列式发射线圈的表面的无人机的接收线圈，与所述阵列式发射线圈中的目标发射线圈的匹配情况；基于所述匹配情况控制所述目标发射线圈对应支路的电流导通，以通过所述目标发射线圈，将满足所述充电需求功率的高频正弦交流电转换为电磁，以进行放电；其中，阵列式发射线圈中未与无人机的接收线圈进行匹配的非目标发射线圈对应支路的电流不导通，即处于断电状态；

所述无人机通过与所述目标发射线圈磁耦合的接收线圈，为所述机载电池充电；

所述阵列式发射线圈中的每一发射线圈的面积大于所述无人机的支架所占面积；所述无人机的每一支架设置一接收线圈；当无人机降落至阵列式发射线圈表面时，所有接收线圈同时与阵列式发射线圈中的同一发射线圈匹配，即落入同一发射线圈的表面上，或是不同接收线圈与不同发射线圈匹配，即落入不同发射线圈的表面上；和/或

所述无人机降落至所述阵列式发射线圈表面时，接收线圈距离所述阵列式发射线圈表面的距离为3到5厘米；

所述无人机包括：感知器件、飞行控制器、无线传能接收端以及第一无线通信模块；

所述感知器件感知所述无人机当前所处位置的环境信息，并发送至所述飞行控制器；

所述飞行控制器获得所述感知器件感知的环境信息，并基于所述环境信息确定所述无人机当前所处位置的当前位置信息以及所对应当前障碍物的障碍物位置信息；基于当前所处位置的当前位置信息、所对应当前障碍物的障碍物位置信息及所需到达任务地点的目的地位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至各任务地点；若判断为否，生成充电请求，并发送至所述第一无线通信模块；获得所述第一无线通信模块发送的所述总控平台基于所述充电请求反馈的距离所述无人机最近的目标无线充电平台的目标平台位置信息；基于当前位置信息、障碍物位置信息及目标平台位置信息，判断其机载电池的当前可用电量值是否可支持其行至所述目标无线充电平台；若判断为是，飞行至所述目标无线充电平台；在到达所述目标无线充电平台之后，生成携带充电需求功率的充电命令，并发送至所述第一无线通信模块；

其中，飞行控制器内嵌预设路径规划算法，飞行控制器利用预设路径规划算法，基于无人机当前所处位置的当前位置信息、所对应障碍物位置信息及目标平台位置信息，进行路径规划，确定出无人机从当前所处位置，在躲避过各当前障碍物的情况下，到达目标无线充电平台的路径信息，并预估飞行对应路径所需耗费的电量值是否不大于无人机的机载电池的当前可用电量值，即判断无人机的机载电池的当前可用电量值是否可支持其飞行至目标无线充电平台；

所述第一无线通信模块向所述总控平台发送充电请求；获得所述总控平台反馈的目标平台位置信息；向所述总控平台发送所述充电命令；

所述无线传能接收端获得所述目标无线充电平台放射的电能；为无人机的机载电池充电。