[發明專利]一種具備精確降落輔助的無人機全自動充電停機坪系統

在審

• 申請號: 201811257535.1
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109204858A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 繆希仁;莊勝斌;江灝;陳靜;林志忠
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B64F1/00
• 分類號: B64F1/00;B60L53/00;B60L53/35
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種具備精確降落輔助的無人機全自動充電停機坪系統，其特征在于，包括停機坪本體單元、搭載于無人機本體上的無人機機載充電單元；

所述停機坪本體單元包括帶標識停機坪本體平臺、設于帶標識停機坪本體平臺的MCU控制模塊、與所述MCU控制模塊連接的AC/DC電源模塊、與所述MCU控制模塊連接的精確降落輔助模塊、與所述MCU控制模塊連接的第一無線通信模塊、與所述AC/DC電源模塊連接的供電槽位結構；

所述無人機機載充電單元包括與無人機本體連接的無人機充電與通信接口、套設于無人機本體腳架上且與所述供電槽位結構相配合的無人機受電極板、與無人機受電極板和無人機充電與通信接口連接的鋰電池平衡充電模塊、與無人機充電與通信接口連接且與第一無線通信模塊通信的無線通信模塊；

無人機本體通過機器視覺辨識帶標識停機坪本體平臺上的標識圖案，進行準確的降落；當無人機本體腳架落在帶標識停機坪本體平臺上的供電槽位結構上時，無人機本體腳架處的無人機受電極板與供電槽位結構直接接觸電聯，即可形成完整的通路，實現停機坪本體單元對無人機機載充電單元的可靠供電。

2.根據權利要求1所述的一種具備精確降落輔助的無人機全自動充電停機坪系統，其特征在于，所述精確降落輔助模塊包括電機驅動模塊、限位開關、設置于帶標識停機坪本體平臺上水平設置的橫、縱歸位桿、電機與傳動結構；所述橫、縱歸位桿相對之間具有高度差；

無人機本體降落后，通過橫、縱歸位桿即可實現無人機本體的水平橫縱歸位，將無人機推至中心位置，從而引導無人機本體腳架落至供電槽位結構上，且由于橫、縱歸位桿相對之間具有高度差，在行程上存在重疊，可對無人機本體腳架的進行可靠固定。

3.根據權利要求1所述的一種具備精確降落輔助的無人機全自動充電停機坪系統，其特征在于，為保障停機坪本體單元以及無人機本體在停機、歸位過程中的電氣安全特性；第二無線通信模塊通過與第一無線通信模塊通信，以向停機坪本體單元發送降落停機信號、充電完成信號以及起飛解鎖信號和接收來自停機坪本體單元的確認信號。

4.根據權利要求2所述的一種具備精確降落輔助的無人機全自動充電停機坪系統，其特征在于，該系統的控制方式如下：

當無人機本體電量不足時，進行返航充電，依靠機器視覺導航降落至所述帶標識停機坪本體平臺上；降落完成后，向停機坪本體單元發送降落完成信號；停機坪本體單元收到信號后，開始進行降落位置的校準工作；由電機驅動模塊驅動電機帶動橫、縱歸位桿進行精確降落輔助動作；當橫、縱歸位桿到達指定位置處，觸發限位開關后停止運動；其中，橫、縱歸位桿運動先后順序為：平行于供電槽位結構的歸位桿先行歸位，進行無人機本體的平行供電槽位結構校準，使得無人機本體腳架處在供電槽位結構所在的延長線處；垂直于供電槽位的歸位桿再行動作，進行無人機本體的垂直供電槽位結構校準，使得無人機本體腳架沿供電槽位結構方向滑動，最終落于供電槽位結構內，至此完成無人機本體精確降落的輔助歸位工作，并實現對無人機本體的安全固定；一旦將無人機本體歸至指定位置，AC/DC電源模塊便可開始對供電槽位結構的供電，從而進行無人機本體的接觸式充電；當無人機本體充電完成，將向停機坪本體單元發送信號以切除供電槽位結構的供電；停落在帶標識停機坪本體平臺的無人機本體需要起飛時，無人機本體發送起飛詢問指令至停機坪本體單元；停機坪本體單元收到無人機本體起飛詢問指令后，檢測無人機本體是否處于充電狀態，若尚處于充電狀態則切斷供電槽位結構供電后，再將精確降落輔助機構打開，通過限位開關判斷歸位桿到達張開位置后，向無人機本體發送確認起飛指令，至此無人機本體方可允許起飛。