[發明專利]一種基于圖像識別定位的無人機無線充電系統和充電方法

在審

• 申請號: 202110095564.8
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112874329A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李建貴;于天琦;陳晨;李強;朱郭福;劉珊;程鈺瑩
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B60L53/12
• 分類號: B60L53/12;B60L53/36;B60L53/38;H02J50/12;H02J50/90;H02J50/80
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡琦旖

1.一種基于圖像識別定位的無人機無線充電系統，其特征在于，包括無線充電平臺和無人機；

所述無線充電平臺包括圖像識別定位單元、控制單元、電機驅動單元、平臺直流電源、發射單元；所述無人機包括接收單元、無人機直流電源；

所述圖像識別定位單元用于識別無人機的標識、獲取無人機降落至所述無線充電平臺的位置信息，并將所述位置信息發送至所述控制單元；

所述控制單元用于基于所述位置信息發送供電信息至所述平臺直流電源、基于所述位置信息發送移動線圈信息至所述電機驅動單元；

所述電機驅動單元用于根據所述移動線圈信息將所述發射單元中的發射線圈移動至第一位置，所述第一位置與所述接收單元中的接收線圈所處位置對準；

所述平臺直流電源用于根據所述供電信息向所述發射單元供電；

所述發射單元用于與所述接收單元進行對接充電；

所述無人機直流電源用于存儲通過對接充電獲得的電能。

2.根據權利要求1所述的基于圖像識別定位的無人機無線充電系統，其特征在于，所述圖像識別定位單元安裝在平臺基座的臺面上；所述控制單元、所述電機驅動單元、所述平臺直流電源、所述發射單元分別設置在所述平臺基座的內部。

3.根據權利要求2所述的基于圖像識別定位的無人機無線充電系統，其特征在于，所述圖像識別定位單元包括攝像機、萬向固定支架；

所述萬向固定支架包括底座、立柱、連接塊、相機爪；所述立柱固定在所述底座上，所述底座安裝在所述平臺基座的臺面上，所述相機爪通過連接塊與所述立柱連接，所述攝像機固定在所述相機爪上。

4.根據權利要求1所述的基于圖像識別定位的無人機無線充電系統，其特征在于，所述電機驅動單元包括第一移動組件和第二移動組件；所述第一移動組件用于控制所述發射線圈在第一方向上進行移動，所述第二移動組件用于控制所述發射線圈在第二方向上進行移動，所述第一方向和所述第二方向在水平面上互相垂直；所述第一移動組件垂直設置于所述第二移動組件的上方；

所述第一移動組件和所述第二移動組件均包括皮帶、滑軌、滑塊、皮帶支撐、聯軸器、電機座、電機；每個移動組件中的所述電機、所述聯軸器、所述電機座、所述皮帶支撐依序連接；所述皮帶置于所述滑軌的導軌內，且所述皮帶與位于所述滑軌兩端的所述皮帶支撐連接；所述滑塊與所述滑軌半包圍間隙配合；

所述第二移動組件的所述滑塊的上端面與所述第一移動組件的所述導軌的中部段固定連接。

5.根據權利要求1所述的基于圖像識別定位的無人機無線充電系統，其特征在于，所述發射單元包括信號發生模塊、控制模塊、高頻逆變模塊、LCC補償電路、發射線圈；

所述發射線圈采用平面型磁芯，所述發射線圈設置于所述第一移動組件的所述滑塊上；所述平臺直流電源、所述高頻逆變模塊、所述LCC補償電路、所述發射線圈依次連接；所述信號發生模塊、所述控制模塊、所述高頻逆變模塊依次連接；

所述信號發生模塊用于產生方波信號，所述控制模塊用于調整所述方波信號的占空比以控制所述高頻逆變模塊中mosfet管的通斷，所述高頻逆變模塊用于將來自所述平臺直流電源的直流電轉變為交流電，所述LCC補償電路用于使電路工作在諧振狀態。

6.根據權利要求1所述的基于圖像識別定位的無人機無線充電系統，其特征在于，所述接收單元包括接收線圈、高頻整流模塊、串聯諧振補償電路；

所述接收線圈采用平面型磁芯，所述接收線圈置于無人機底部；所述接收線圈、所述高頻整流模塊、所述串聯諧振補償電路、所述無人機直流電源依次連接；

所述高頻整流模塊用于將所述接收線圈獲得的交流電轉變為直流電，所述串聯諧振補償電路用于使電路工作在諧振狀態。