[發明專利]智能無人機定位停放系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201711118643.6
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107878751A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 汪成亮;吳杰;馬飛;曾卓
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64F1/00;H02J50/10
• 代理公司: 重慶樂泰知識產權代理事務所(普通合伙)50221
• 代理人: 劉佳

1.一種智能無人機定位停放系統，其特征在于，包括：定位塊(1)、限位環(2)、無人機停機坪(3)、立柱(4)、固定鰭(5)、基座(6)和限位凹槽(7)；

定位塊(1)設置在無人機停機坪(3)中心部位，定位塊(1)和無人機底部的起落架的凹陷部相配合，從而保證無人機能夠穩固停靠在無人機停機坪(3)上，在定位塊(1)四周設置限位環(2)，限位環(2)每隔一定距離開設限位凹槽(7)，用于固定無人機，無人機停機坪(3)與基座(6)通過立柱(4)相互連接，立柱(4)軸向與基座(6)通過固定鰭(5)固定連接，用于保證基座(6)的穩定，定位塊(1)為無人機充電，該定位塊(1)功能為充電插座或者無線充電線圈。

2.根據權利要求1所述的智能無人機定位停放系統，其特征在于，還包括所述定位塊(1)為圓錐形凸起。

3.根據權利要求1所述的智能無人機定位停放系統，其特征在于，還包括：立柱(4)為多節套接結構，每一節立柱中空形狀且下部為外螺紋結構，該外螺紋結構與另一節連接的立柱上部的內螺紋相配合，從而達到緊固的效果，立柱中部設置導線柱，從而將電能傳輸到定位塊(1)為無人機充電。

4.根據權利要求1所述的智能無人機定位停放系統，其特征在于，所述無人機包括：第一控制器、第一緩存模塊、第一存儲模塊、第一GPS定位模塊、無線電接收模塊、第一電源管理模塊、第一串口通訊模塊和攝像模塊；

第一控制器緩存數據收發端連接第一緩存模塊數據收發端，第一控制器存儲信號端連接第一存儲模塊存儲信號端，第一GPS定位模塊信號端連接第一控制器GPS信號端，無線電接收模塊信號端連接第一控制器無線電信號控制端，第一串口通訊模塊數據傳輸端連接第一控制器串口信號傳輸端，攝像模塊信號端連接第一控制器攝像信號端，第一電源管理模塊分別連接第一控制器電源端、無線電接收模塊電源端和攝像模塊電源端。

5.根據權利要求1所述的智能無人機定位停放系統，其特征在于，所述無人機停機坪包括：第二控制器、第二緩存模塊、第二存儲模塊、第二GPS定位模塊、無線電發射模塊、第二電源管理模塊和第二串口通訊模塊；

第二控制器緩存數據收發端連接第二緩存模塊數據收發端，第二控制器存儲信號端連接第二存儲模塊存儲信號端，第二GPS定位模塊信號端連接第二控制器GPS信號端，無線電發射模塊信號端連接第二控制器無線電信號控制端，第二串口通訊模塊數據傳輸端連接第二控制器串口信號傳輸端，第二電源管理模塊分別連接第二控制器電源端和無線電發射模塊電源端。

6.一種智能無人機定位停放系統的工作方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，無人機向總控制系統發送請求停放無人機的指令，總控制系統根據無人機停機坪的分配和占用情況來發送無人機停機坪停放信息到無人機；如果沒有可使用的無人機停機坪，總控制系統則會將該無人機安排進入無人機停機坪的預約隊列中，當有無人機停機坪空閑的時候總控制系統會將該無人機停機坪分配給在預約隊列中最前面等待的無人機；若干無人機停機坪在分配停放指令后，停發無人機的無人機停機坪將占用信息反饋給總控制系統；如果通過第二控制器判斷后，全部停機坪被占用時，發送指令到無人機，當無人機完成工作指令或者充電完成后，無人機脫離相應的無人機停機坪時，發送空閑指令到總控制系統；當有無人機停機坪發送空閑信號后，根據若干無人機發送指令的順序，將最先接收的占用無人機停機坪指令加入預約隊列，將該空閑停機坪信息發送到最先預約的無人機，將停機坪的身份代碼信息，GPS位置信息以及身份驗證信息發送到該無人機；

S2，獲取停機信息的無人機根據停機坪的身份代碼信息，GPS位置信息以及身份驗證信息飛行到該空閑停機坪，在無人機根據GPS信號飛行到停機坪近距離位置時，為了定位的準確性，該空閑停機坪通過無線電發射模塊發送降落指令，無人機通過無線電接收模塊獲取該停機坪的無線電信號，向該空閑停機坪靠近，在接近到空閑停機坪后，為了讓定位塊能夠與無人機底部的起落架相吻合，無人機開啟攝像模塊，通過第一控制器對定位塊圖像進行抓取計算，獲取定位塊的準確定位信息，從而得到目標位置將無人機執行降落操作，為了提高定位精度，定位塊涂抹高亮顏色以便于抓取該定位塊的圖像信息，如果定位塊和無人機底部的起落架完全吻合，則通過立柱的導線柱向無人機進行充電操作，如果定位塊和無人機底部的起落架未完全吻合，將無人機繼續保持在停機坪位置盤旋，通過攝像模塊和無線電接收模塊協同配合，再次降落無人機，直至定位塊和無人機底部的起落架完全吻合；

S3，當無人機充電完畢或者任務執行完成后，無人機請求駛離停機坪，無人機判斷周圍環境是否有其他無人機，如果沒有其他無人機，無人機飛離該停機坪，如果有其他無人機在附近盤旋，發送飛離信號到該其他無人機，其他無人機進行避讓操作，停在停機坪上的無人機飛離，該停機坪繼續發送停機坪的身份代碼信息，GPS位置信息以及身份驗證信息，告知其他無人機能夠停放的信息。