[發明專利]一種無人機的機械手充電系統及方法

在審

• 申請號: 201910704885.6
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110481356A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 葉樹芬;蘇成悅;任開眾;廖宗堅;何雷
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B60L53/16
• 分類號: B60L53/16;B60L53/37;B64F1/00;H01R13/02;H01R24/00
• 代理公司: 44329 廣東廣信君達律師事務所
• 代理人: 楊曉松<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開一種無人機的機械手充電系統及方法，其中的機械手充電系統包括設置機械手、充電執行件、充電接觸件以及系統控制模塊，所述充電執行件設置在機械手的末端，所述充電接觸件設置在無人機的機架上；還包括圖像識別定位模塊，該圖像識別定位模塊包括攝像機以及圖像處理模塊，所述攝像機與圖像處理模塊連接，所述圖像處理模塊與系統控制模塊連接，所述無人機機架上設有標識塊，該標識塊設置在充電接觸件的對應處；當圖像識別定位模塊識別到標識塊所在位置時，機械手帶動充電執行件與充電接觸件對準并接觸并在系統控制模塊的控制下進行充電。本發明使得無人機只需要降落在機械手的運動范圍內即可完成自動充電，降低無人機的降落精度要求。

技術領域

本發明涉及一種無人機充電系統，具體涉及一種無人機的機械手充電系統及方法。

背景技術

隨著技術的進步，無人機技術已經越來越成熟，并且已經廣泛應用到軍事、農業、航拍等領域中。但由于目前技術的電池續航能力問題，無人機在飛行一段時間后需要降落到基站平臺上進行充電，以確保無人機的正常飛行作業。

現有一般的無人機充電是通過在降落平臺上設置充電裝置，無人機返航后降落到一個指定的充電位置處，再通過人工連接或自動連接的方式，實現無人機的充電。但是，無人機一般是依靠GPS或其他導航系統進行飛行和降落，由于受到氣候環境或地理環境等影響，民用GPS等導航系統存在3-5米的誤差。更進一步的精確降落方法是，采用圖像處理的方法，精準降落在便于充電的指定位置，但對于旋翼無人機來說，在降落過程中會產生一定的氣流和周圍環境的影響，都會導致無人機無法準確地降落在某個位置上，從而導致無法實現自動連接的充電，往往需要人工將無人機重新擺放到指定的位置上才能進行正常充電。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種無人機的機械手充電系統，該系統通過機械手主動接觸無人機的充電位置的方式實現充電，從而能夠降低無人機的降落精度要求，使得無人機可以快速地進行降落充電。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種無人機的機械手充電系統，其特征在于，包括機械手、充電執行件、充電接觸件以及系統控制模塊，所述充電執行件設置在機械手的末端，所述充電接觸件設置在無人機上；其中，還包括圖像識別定位模塊，該圖像識別定位模塊包括設置在充電執行件對應處的攝像機以及圖像處理模塊，所述攝像機與圖像處理模塊連接，所述圖像處理模塊與系統控制模塊連接，所述無人機上設有標識塊；當圖像識別定位模塊識別到標識塊所在位置時，所述系統控制模塊控制機械手帶動充電執行件與充電接觸件對準并接觸進行充電。

上述無人機的機械手充電系統的工作原理是：

當無人機需要充電時，無人機根據規劃的航線降落到充電平臺或基站或其它指定范圍內，此時，系統控制模塊控制機械手帶動機械手末端的充電執行件以及圖像識別定位模塊在設定的范圍內移動，所述圖像識別定位模塊開始尋找標識塊，具體由攝像機拍攝到的圖像傳輸到圖像處理模塊上進行圖像識別，當圖像處理模塊識別到所拍攝的圖像中標識塊的位置時，記錄標識塊的位置信息，并傳輸到系統控制模塊中，由系統控制模塊通過標識塊的位置以及標識塊與充電接觸件的位置關系，計算出充電接觸件的位置，進而系統控制模塊控制機械手向標識塊的方向移動，同時攝像機和圖像處理模塊持續地對標識塊進行拍攝識別，不斷反饋充電接觸件的位置，確保機械手末端的充電執行件與無人機上的充電接觸件對準，最終充電執行件與充電接觸件配合接觸，實現無人機的充電。