申请/专利权人：中国长江电力股份有限公司

申请日：2024-02-20

公开（公告）日：2024-05-03

公开（公告）号：CN117963205A

主分类号：B64U80/25

分类号：B64U80/25;B64U50/37;B60L53/16;B60L53/68;G08C17/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.21#实质审查的生效;2024.05.03#公开

摘要：无人机任意朝向接触式自充电机库控制方法，在机库顶端四角设有降落监测装置，降落监测装置用于对无人机降落时的空间位置进行定位以及对无人机是否超出降落区域进行检测。通过在无人机下降过程中不断对无人机进行举例探测和定位，对无人机的下降过程进行全程跟踪和微调，使无人机准确地降落至充电区域，并全自动进行调整和充电控制。

主权项：1.无人机任意朝向接触式自充电机库控制方法，其特征在于，机库（1）包括分设在上下两端的收纳式机库顶板（6）和下支撑板（2），下支撑板（2）用于停放无人机（3），无人机（3）顶部设有充电杆，无人机（3）的底部设有充电电极，收纳式机库顶板（6）在无人机（3）未停在下支撑板（2）上时收纳于机库一侧，当无人机（3）停在下支撑板（2）上后，收纳式机库顶板（6）移至无人机（3）上方，充电杆可与收纳式机库顶板（6）接触，收纳式机库顶板（6）下端面和下支撑板（2）上端面设有可用于无人机充电的正负极板，下支撑板（2）下端面与升降装置（5）连接，升降装置（5）的升起位置时下支撑板（2）不低于机库边缘；机库（1）呈长方体或者正方体框架，在机库（1）顶端四角设有降落监测装置（7），降落监测装置（7）用于对无人机（3）降落时的空间位置进行定位以及对无人机（3）是否超出降落区域进行检测；降落监测装置（7）包括与机库（1）四角顶部固定连接的支撑杆体（8），支撑杆体（8）上设有光幕组件（9），光幕组件（9）成“L”形，“L”形两端面设有发射或接收装置（10），且“L”一端面为发射装置，另一端面为接收装置，四角的光幕组件（9）两两相对并可在机库（1）四角形成长方形或正方形的警戒光幕，光幕组件（9）上端设有探测传感器（11），探测传感器（11）可向上发送探测信号以感知与降落中的无人机（3）之间的距离；探测传感器（11）与探测信号处理器（14）电连接，探测信号处理器（14）与控制器（13）通讯连接，发射或接收装置（10）与控制器（13）输入端电连接，控制器（13）与无线模块（16）通讯连接，无线模块（16）可与无人机通讯连接，控制器（13）通过输出端连接的中间继电器（15）对升降装置（5）和收纳式机库顶板（6）进行控制；在无人机（3）降落过程中，其降落控制及充电的具体步骤为：Step1、对无人机（3）自主降落的参数进行设置，包括降落点坐标、下降高度、下降速度、微调速度、高度与微调速度对应速率表以及应急回退参数，对控制器（13）参数进行设置，包括探测开始高度、探测器的扫描频率以及范围、高度与微调速度对应速率表、四周间隔允许差值、四周间隔差值调整目标以及充电控制参数；Step2、无人机（3）自主降落过程中，先在下降高度处平移至降落点坐标上方，开始降落，降落过程中将高度信息通过无线模块（16）发送至控制器（13）；Step3、当无人机降落至探测开始高度时，控制器（13）控制探测传感器（11）开启，以设定的探测频率及范围对上方无人机（3）进行扫描，并将返回的信号发送至探测信号处理器（14），同时控制发射或接收装置（10）开启形成光幕墙；Step4、信号处理器（14）根据返回的探测信号对当前的无人机（3）所处位置的高度、位置信息进行精确定位，并生成当前的无人机（3）三维模型并将数据传送至控制器（13），控制器（13）通过与预设的机库精确坐标进行比较得到无人机与当前的降落区域四周之间的距离差值，如果该距离差值未超出四周间隔允许差值时，不对无人机（3）的当前降落进行干扰并进入Step7，若超出四周间隔允许差值，则进入Step5；Step5、控制器（13）根据计算得到的无人机与当前的降落区域四周之间的距离差值和四周间隔差值调整目标进行比较得到需要调整的方向和距离值，并通过高度与微调速度对应速率表得到微调的当前控制参数，并将当前的控制参数通过无线模块（16）发送至无人机（3）；Step6、无人机（3）接收到当前控制参数，将控制参数与无人机存储的高度与微调速度对应速率表进行校核，校核通过后对无人机（3）的降落过程进行微调，在微调过程中Step4和Step5不间断进行并更新当前控制参数，直至达到四周间隔差值调整目标且无人机（3）不存在水平方向的位移，当校核不通过时，无人机（3）停止降落并进行悬停，并重新进行Step4和Step5过程直至重校核完成后重新开始降落过程；Step7、无人机（3）下降过程中，控制器（13）不断对发射或接收装置（10）信号进行检测，若发现发射或接收装置（10）信号中断，即光幕墙被阻挡，代表无人机（3）超出降落区域，立即停止无人机（3）的降落过程和平移操作，并实现悬停，当悬停完成后重复步骤Step4-Step6直至达到四周间隔差值调整目标且无人机（3）不存在水平方向的位移；Step8、无人机（3）下降过程中，控制器（13）控制电路向无人机（3）的底部的充电电极发送探底电压信号；Step9、当无人机下降到与下支撑板（2）接触时，下支撑板（2）与无人机（3）的底部的充电电极接触，探底电压信号通过下支撑板（2）被控制器（13）输入端探测到，此时控制器（13）生成无人机停止信号，控制无人机旋翼停止；Step10、当无人机旋翼停止达到设定时间后，断开无人机（3）的底部的充电电极与探底电压的连接，控制升降装置（5）落下，当升降装置（5）下降到极限位置时，控制收纳式机库顶板（6）移至无人机（3）上方与充电杆接触；Step11、控制收纳式机库顶板（6）和下支撑板（2）的充电的正负极板接入充电电压，并按照充电控制参数向无人机充电。

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