一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)及方法，包括充電管理服務(wù)器及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與充電管理服務(wù)器進(jìn)行通信的無(wú)人機(jī)和多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置，所述多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置分布式安裝在所需位置，本發(fā)明根據(jù)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息P1和電池狀態(tài)信息以及無(wú)人機(jī)的位置信息P2，按照預(yù)設(shè)規(guī)則判斷出最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置，并將該無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息P1反饋至無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)根據(jù)該位置信息P1執(zhí)行定位導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)充電裝置的分布式管理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)充電控制領(lǐng)域，尤其是一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)人機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)正日益廣泛地應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活之中，目前旋翼無(wú)人機(jī)主要采用電力作為動(dòng)力，而無(wú)人機(jī)續(xù)航充電的方式一般為以下幾種:
①在無(wú)人機(jī)本體上設(shè)計(jì)充電接口，人工接入充電器完成無(wú)人機(jī)的充電工作，采用該方案的無(wú)人機(jī)應(yīng)用范圍和應(yīng)用方式受限；
②直接更換無(wú)人機(jī)的電池，以實(shí)現(xiàn)快速“充電”，而換下的電池通過(guò)專(zhuān)門(mén)的充電器進(jìn)行充電，而該方式也雖相對(duì)于上一方案，效率有很大的提高，但其應(yīng)用范圍和應(yīng)用方式仍有限制。
[0003]③控制無(wú)人機(jī)停靠至專(zhuān)門(mén)的充電平臺(tái)，自動(dòng)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行充電，該種方式無(wú)需人工監(jiān)管，自動(dòng)化程度高，適用于長(zhǎng)途和高工作頻率的應(yīng)用環(huán)境。然而，目前還沒(méi)有一種能根據(jù)充電平臺(tái)的位置信息及電量自動(dòng)控制無(wú)人機(jī)前往充電地點(diǎn)的自動(dòng)充電系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供了一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)，還提出了一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:本發(fā)明提出了一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括充電管理服務(wù)器及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與充電管理服務(wù)器進(jìn)行通信的無(wú)人機(jī)和多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置，所述多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置分布式安裝在所需位置。
[0006]所述充電管理服務(wù)器包括以下多種部件。
[0007]GIS定位管理單元，用于獲取每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl，并在GIS地圖上進(jìn)行標(biāo)注，還用于獲取無(wú)人機(jī)的位置信息P2，并在GIS地圖上進(jìn)行標(biāo)注。
[0008]電池管理單元，用于獲取無(wú)人機(jī)充電裝置的電池狀態(tài)信息，所述電池狀態(tài)信息包括電池余量信息、充電狀態(tài)信息、預(yù)約充電信息和當(dāng)前時(shí)間至充電結(jié)束的持續(xù)時(shí)間信息。
[0009]充電管理單元，用于獲取無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求，并根據(jù)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl和電池狀態(tài)信息以及無(wú)人機(jī)的位置信息P2，按照預(yù)設(shè)規(guī)則判斷出最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置，并將該無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl反饋至無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)根據(jù)該位置信息Pl執(zhí)行定位導(dǎo)航。
[0010]基于上述實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述充電管理單元包括以下多種部件。
[0011]位置距離計(jì)算模塊，計(jì)算每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl與位置信息P2的距離差。
[0012]飛行時(shí)間計(jì)算模塊，接收無(wú)人機(jī)發(fā)出的飛行速度信息，根據(jù)飛行速度信息和距離差信息計(jì)算無(wú)人機(jī)抵達(dá)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的飛行時(shí)間。
[0013]充電狀態(tài)判斷模塊，根據(jù)充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于充電狀態(tài)，若是則對(duì)其添加充電標(biāo)識(shí)，將具有充電標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Ql。
[0014]預(yù)約狀態(tài)判斷模塊，根據(jù)預(yù)約充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于預(yù)約狀態(tài)，若是則對(duì)其添加預(yù)約標(biāo)識(shí)，具有預(yù)約標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q2。
[0015]空閑分析模塊，對(duì)未處于充電狀態(tài)和預(yù)約狀態(tài)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，還將飛行時(shí)間與持續(xù)時(shí)間信息進(jìn)行比較，若飛行時(shí)間大于或等于充電持續(xù)時(shí)間，則為相應(yīng)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，將具有空閑標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q3。
[0016]最優(yōu)判斷模塊，判斷集合Q3中距離差最小的無(wú)人機(jī)充電裝置，對(duì)其添加最優(yōu)標(biāo)識(shí)，并將該具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl發(fā)送給無(wú)人機(jī)。
[0017]預(yù)約管理模塊，在最優(yōu)判斷模塊確定最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置時(shí)，向該最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置發(fā)送預(yù)約信息，包括無(wú)人機(jī)的身份信息和充電請(qǐng)求，以進(jìn)行預(yù)約綁定。
[0018]基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述電池管理單元還用于獲取無(wú)人機(jī)充電裝置的定期自檢報(bào)告，若判斷出無(wú)人機(jī)充電裝置存在故障，則對(duì)其添加故障標(biāo)識(shí)，將具有故障標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q4，并發(fā)出相應(yīng)的告警信息，所述告警信息包括存在故障的無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息P1、故障原因和告警等級(jí)。
[0019]基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述充電管理單元還包括:最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置監(jiān)測(cè)模塊，用于在無(wú)人機(jī)前往無(wú)人機(jī)充電裝置的過(guò)程中，獲取/檢測(cè)具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的整機(jī)狀態(tài)信息，若該無(wú)人機(jī)充電裝置出現(xiàn)故障，則對(duì)其添加故障標(biāo)識(shí)，將具有故障標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q4，并根據(jù)無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置在集合Q1、集合Q2和集合Q3中，重新判斷最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置。
[0020]基于上述任一實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述無(wú)人機(jī)充電裝置包括以下多種部件。
[0021 ]定位模塊，用于采集位置信息Pl。
[0022]蓄電池，用于存儲(chǔ)電能以供無(wú)人機(jī)充電。
[0023]充電平臺(tái)，用于無(wú)人機(jī)?？浚⒃O(shè)置有無(wú)線(xiàn)充電器和/或與無(wú)人機(jī)充電接口相匹配的電接觸件。
[0024]電池檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)蓄電池的電池余量、充電電流/電壓和放電電流/電壓。
[0025]充放電電路模塊，用于根據(jù)充電請(qǐng)求控制蓄電池的充電動(dòng)作和放電動(dòng)作，并與無(wú)線(xiàn)充電器/電接觸件連接，還能檢測(cè)無(wú)人機(jī)所需的充電電流/充電電壓來(lái)自適應(yīng)控制蓄電池的放電動(dòng)作。
[0026]預(yù)約模塊，接收充電管理單元發(fā)出的預(yù)約信息，且具備身份識(shí)別功能，當(dāng)無(wú)人機(jī)?？吭诔潆娖脚_(tái)上時(shí)，采集無(wú)人機(jī)的身份信息并進(jìn)行認(rèn)證，若其身份信息與預(yù)約信息匹配，則控制充放電電路模塊執(zhí)行該無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求。
[0027]進(jìn)一步的，所述無(wú)人機(jī)充電裝置還可包括:自檢模塊，用于定期采集自身的參數(shù)，并生成定期自檢報(bào)告發(fā)送至電池管理單元;環(huán)控模塊，用于檢測(cè)蓄電池溫度和環(huán)境溫度，并根據(jù)蓄電池溫度和環(huán)境溫度控制散熱裝置的工作狀態(tài)。
[0028]本發(fā)明還提出了一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理方法，該方法包括以下步驟:
Si，將多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置分布式安裝在所需位置；
S2，無(wú)人機(jī)按預(yù)設(shè)飛行條件檢測(cè)自身的續(xù)航能力，當(dāng)不滿(mǎn)足預(yù)設(shè)飛行條件時(shí)，向充電管理服務(wù)器發(fā)出充電請(qǐng)求； S3，充電管理服務(wù)器獲取每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl和電池狀態(tài)信息，所述電池狀態(tài)信息包括電池余量信息、充電狀態(tài)信息、預(yù)約充電信息和當(dāng)前時(shí)間至充電結(jié)束的持續(xù)時(shí)間信息；
S4，充電管理服務(wù)器獲取到無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求后，根據(jù)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl和電池狀態(tài)信息以及無(wú)人機(jī)的位置信息P2，按照預(yù)設(shè)規(guī)則判斷出最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置；
S5，充電管理服務(wù)器將該無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl發(fā)送給無(wú)人機(jī)；
S6，無(wú)人機(jī)根據(jù)該位置信息Pl執(zhí)行定位導(dǎo)航，前往該無(wú)人機(jī)充電裝置處以進(jìn)行充電補(bǔ)會(huì)K。
[0029]基于上述方法，進(jìn)一步的，所述步驟S4包括以下多個(gè)子步驟:
S401，獲取無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求；
S402，計(jì)算每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl與位置信息P2的距離差；
S403，接收無(wú)人機(jī)發(fā)出的飛行速度信息，根據(jù)飛行速度信息和距離差信息計(jì)算無(wú)人機(jī)抵達(dá)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的飛行時(shí)間；
S404，根據(jù)充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于充電狀態(tài)，若是則對(duì)其添加充電標(biāo)識(shí)，將具有充電標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Ql;
S405，根據(jù)預(yù)約充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于預(yù)約狀態(tài)，若是則對(duì)其添加預(yù)約標(biāo)識(shí)，具有預(yù)約標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q2;
S406，對(duì)未處于充電狀態(tài)和預(yù)約狀態(tài)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，還將飛行時(shí)間與持續(xù)時(shí)間信息進(jìn)行比較，若飛行時(shí)間大于或等于充電持續(xù)時(shí)間，則為相應(yīng)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，將具有空閑標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q3;
S407，判斷集合Q3中距離差最小的無(wú)人機(jī)充電裝置，對(duì)其添加最優(yōu)標(biāo)識(shí)，并將該具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl發(fā)送給無(wú)人機(jī)；
S408，在最優(yōu)判斷模塊確定最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置時(shí)，向該最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置發(fā)送預(yù)約信息，包括無(wú)人機(jī)的身份信息和充電請(qǐng)求，以進(jìn)行預(yù)約綁定。
[0030]基于上述方法，進(jìn)一步的，所述方法還包括步驟:S7，無(wú)人機(jī)充電裝置采集無(wú)人機(jī)的身份識(shí)別信息，并將該身份識(shí)別信息與預(yù)約信息進(jìn)行匹配認(rèn)證，若通過(guò)認(rèn)證則啟動(dòng)充電模式，以為無(wú)人機(jī)充電。
[0031]基于上述方法，進(jìn)一步的，在無(wú)人機(jī)前往無(wú)人機(jī)充電裝置的過(guò)程中，還包括步驟:S8，獲取/檢測(cè)具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的整機(jī)狀態(tài)信息，若該無(wú)人機(jī)充電裝置出現(xiàn)故障，則對(duì)其添加故障標(biāo)識(shí)，將具有故障標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q4，并根據(jù)無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置在集合Q1、集合Q2和集合Q3中，重新判斷最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置。
[0032]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
I)本發(fā)明所提出的無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)和方法，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)無(wú)人機(jī)與無(wú)人機(jī)充電裝置的相對(duì)位置信息，無(wú)人機(jī)充電裝置的電量信息等自動(dòng)為無(wú)人機(jī)匹配最優(yōu)的充電平臺(tái)進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)充電平臺(tái)的分布式管理。
[0033]2)本發(fā)明還增加了一種預(yù)約機(jī)制，無(wú)人機(jī)向充電管理服務(wù)器發(fā)出充電請(qǐng)求后，子系統(tǒng)自動(dòng)為其匹配最優(yōu)的充電平臺(tái)，并進(jìn)行預(yù)約，為無(wú)人機(jī)的續(xù)航提供了保障。
[0034]3)本發(fā)明還能實(shí)現(xiàn):即使充電平臺(tái)已被一臺(tái)無(wú)人機(jī)預(yù)約，充電管理服務(wù)器還能在時(shí)間不沖突的情況下，讓其他無(wú)人機(jī)在該充電平臺(tái)上進(jìn)行充電。
【附圖說(shuō)明】
[0035]本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:
圖1為本發(fā)明分布式充電管理系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；
圖2為本發(fā)明中充電管理服務(wù)器的系統(tǒng)框圖；
圖3為本發(fā)明中充電管理單元的系統(tǒng)框圖；
圖4為本發(fā)明中無(wú)人機(jī)充電裝置的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0037]本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)例子而已。
[0038](I)分布式充電管理系統(tǒng)
如圖1所示，圖1描述了一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括充電管理服務(wù)器及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與充電管理服務(wù)器進(jìn)行通信的無(wú)人機(jī)和多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置，所述多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置分布式安裝在所需位置。
[0039]如圖2所示，圖2描述了一種充電管理服務(wù)器，其一般包括以下多種部件。
[0040]①GIS定位管理單元，用于獲取每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl，并在GIS地圖上進(jìn)行標(biāo)注，還用于獲取無(wú)人機(jī)的位置信息P2，并在GIS地圖上進(jìn)行標(biāo)注。
[0041]②電池管理單元，用于獲取無(wú)人機(jī)充電裝置的電池狀態(tài)信息，所述電池狀態(tài)信息包括電池余量信息、充電狀態(tài)信息、預(yù)約充電信息和當(dāng)前時(shí)間至充電結(jié)束的持續(xù)時(shí)間信息。
[0042]③充電管理單元，用于獲取無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求，并根據(jù)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl和電池狀態(tài)信息以及無(wú)人機(jī)的位置信息P2，按照預(yù)設(shè)規(guī)則判斷出最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置，并將該無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl反饋至無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)根據(jù)該位置信息Pl執(zhí)行定位導(dǎo)航。
[0043]進(jìn)一步的，所述電池管理單元還用于獲取無(wú)人機(jī)充電裝置的定期自檢報(bào)告，若判斷出無(wú)人機(jī)充電裝置存在故障，則對(duì)其添加故障標(biāo)識(shí)，將具有故障標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q4，并發(fā)出相應(yīng)的告警信息，所述告警信息包括存在故障的無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息P1、故障原因和告警等級(jí)。
[0044]如圖3所示，圖3描述了一種充電管理單元，其一般包括以下多種部件。
[0045]①位置距離計(jì)算模塊，計(jì)算每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl與位置信息P2的距離差。
[0046]②飛行時(shí)間計(jì)算模塊，接收無(wú)人機(jī)發(fā)出的飛行速度信息，根據(jù)飛行速度信息和距離差信息計(jì)算無(wú)人機(jī)抵達(dá)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的飛行時(shí)間。
[0047]③充電狀態(tài)判斷模塊，根據(jù)充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于充電狀態(tài)，若是則對(duì)其添加充電標(biāo)識(shí)，將具有充電標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Ql。
[0048]④預(yù)約狀態(tài)判斷模塊，根據(jù)預(yù)約充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于預(yù)約狀態(tài)，若是則對(duì)其添加預(yù)約標(biāo)識(shí)，具有預(yù)約標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q2。
[0049]⑤空閑分析模塊，對(duì)未處于充電狀態(tài)和預(yù)約狀態(tài)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，還將飛行時(shí)間與持續(xù)時(shí)間信息進(jìn)行比較，若飛行時(shí)間大于或等于充電持續(xù)時(shí)間，則為相應(yīng)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，將具有空閑標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q3。
[0050]⑥最優(yōu)判斷模塊，判斷集合Q3中距離差最小的無(wú)人機(jī)充電裝置，對(duì)其添加最優(yōu)標(biāo)識(shí)，并將該具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl發(fā)送給無(wú)人機(jī)。
[0051]⑦預(yù)約管理模塊，在最優(yōu)判斷模塊確定最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置時(shí)，向該最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置發(fā)送預(yù)約信息，包括無(wú)人機(jī)的身份信息和充電請(qǐng)求，以進(jìn)行預(yù)約綁定。
[0052]進(jìn)一步的，所述充電管理單元還包括:
⑧最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置監(jiān)測(cè)模塊，用于在無(wú)人機(jī)前往無(wú)人機(jī)充電裝置的過(guò)程中，獲取/檢測(cè)具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的整機(jī)狀態(tài)信息，若該無(wú)人機(jī)充電裝置出現(xiàn)故障，則對(duì)其添加故障標(biāo)識(shí)，將具有故障標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q4，并根據(jù)無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置在集合Ql、集合Q2和集合Q3中，重新判斷最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置。
[0053]如圖4所示，圖4描述了一種無(wú)人機(jī)充電裝置，其一般包括以下多種部件。
[0054]①定位模塊，用于采集位置信息Pl。
[0055]②蓄電池，用于存儲(chǔ)電能以供無(wú)人機(jī)充電。
[0056]③充電平臺(tái)，用于無(wú)人機(jī)?？?，并設(shè)置有無(wú)線(xiàn)充電器和/或與無(wú)人機(jī)充電接口相匹配的電接觸件。
[0057]④電池檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)蓄電池的電池余量、充電電流/電壓和放電電流/電壓。
[0058]⑤充放電電路模塊，用于根據(jù)充電請(qǐng)求控制蓄電池的充電動(dòng)作和放電動(dòng)作，并與無(wú)線(xiàn)充電器/電接觸件連接，還能檢測(cè)無(wú)人機(jī)所需的充電電流/充電電壓來(lái)自適應(yīng)控制蓄電池的放電動(dòng)作。
[0059]⑥預(yù)約模塊，接收充電管理單元發(fā)出的預(yù)約信息，且具備身份識(shí)別功能，如集成NFC感應(yīng)模塊，當(dāng)無(wú)人機(jī)停靠在充電平臺(tái)上時(shí)，采集無(wú)人機(jī)的身份信息并進(jìn)行認(rèn)證，若其身份信息與預(yù)約信息匹配，則控制充放電電路模塊執(zhí)行該無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求。
[0060]進(jìn)一步的，所述無(wú)人機(jī)充電裝置還可包括:
⑦自檢模塊，用于定期采集自身的參數(shù)，并生成定期自檢報(bào)告發(fā)送至電池管理單元；
⑧環(huán)控模塊，用于檢測(cè)蓄電池溫度和環(huán)境溫度，并根據(jù)蓄電池溫度和環(huán)境溫度控制散熱裝置的工作狀態(tài)。
[0061 ] (2)分布式充電管理方法
本發(fā)明還提出了一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理方法，該方法包括以下步驟。需說(shuō)明的是，下述步驟S1-S8、S401-S408可理解為該方法包含這些執(zhí)行動(dòng)作，不應(yīng)理解為本發(fā)明還要求嚴(yán)格按照S1-S8、S401-S408的羅列順序執(zhí)行，本領(lǐng)域技術(shù)人員可符合邏輯的情況下，合理調(diào)整其執(zhí)行順序。例如記載的步驟S2與步驟S3，并非要求無(wú)人機(jī)先進(jìn)行自檢(S卩S2)，然后充電管理服務(wù)器才再獲取無(wú)人機(jī)充電裝置的信息(即S3)，S2與S3可同時(shí)進(jìn)行，也可根據(jù)用戶(hù)設(shè)定，分別按照各自的規(guī)則獨(dú)立執(zhí)行。
[0062]SI，將多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置分布式安裝在所需位置； S2，無(wú)人機(jī)按預(yù)設(shè)飛行條件檢測(cè)自身的續(xù)航能力，當(dāng)不滿(mǎn)足預(yù)設(shè)飛行條件時(shí)，向充電管理服務(wù)器發(fā)出充電請(qǐng)求；
S3，充電管理服務(wù)器獲取每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl和電池狀態(tài)信息，所述電池狀態(tài)信息包括電池余量信息、充電狀態(tài)信息、預(yù)約充電信息和當(dāng)前時(shí)間至充電結(jié)束的持續(xù)時(shí)間信息；
S4，充電管理服務(wù)器獲取到無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求后，根據(jù)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl和電池狀態(tài)信息以及無(wú)人機(jī)的位置信息P2，按照預(yù)設(shè)規(guī)則判斷出最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置；
S5，充電管理服務(wù)器將該無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl發(fā)送給無(wú)人機(jī)；
S6，無(wú)人機(jī)根據(jù)該位置信息Pl執(zhí)行定位導(dǎo)航，前往該無(wú)人機(jī)充電裝置處以進(jìn)行充電補(bǔ)會(huì)K。
[0063]基于上述方法，進(jìn)一步的，所述步驟S4包括以下多個(gè)子步驟:
S401，獲取無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求；
S402，計(jì)算每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl與位置信息P2的距離差；
S403，接收無(wú)人機(jī)發(fā)出的飛行速度信息，根據(jù)飛行速度信息和距離差信息計(jì)算無(wú)人機(jī)抵達(dá)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的飛行時(shí)間；
S404，根據(jù)充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于充電狀態(tài)，若是則對(duì)其添加充電標(biāo)識(shí)，將具有充電標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Ql;
S405，根據(jù)預(yù)約充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于預(yù)約狀態(tài)，若是則對(duì)其添加預(yù)約標(biāo)識(shí)，具有預(yù)約標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q2;
S406，對(duì)未處于充電狀態(tài)和預(yù)約狀態(tài)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，還將飛行時(shí)間與持續(xù)時(shí)間信息進(jìn)行比較，若飛行時(shí)間大于或等于充電持續(xù)時(shí)間，則為相應(yīng)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，將具有空閑標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q3;
S407，判斷集合Q3中距離差最小的無(wú)人機(jī)充電裝置，對(duì)其添加最優(yōu)標(biāo)識(shí)，并將該具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl發(fā)送給無(wú)人機(jī)；
S408，在最優(yōu)判斷模塊確定最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置時(shí)，向該最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置發(fā)送預(yù)約信息，包括無(wú)人機(jī)的身份信息和充電請(qǐng)求，以進(jìn)行預(yù)約綁定。
[0064]基于上述方法，進(jìn)一步的，所述方法還包括步驟:S7，無(wú)人機(jī)充電裝置采集無(wú)人機(jī)的身份識(shí)別信息，并將該身份識(shí)別信息與預(yù)約信息進(jìn)行匹配認(rèn)證，若通過(guò)認(rèn)證則啟動(dòng)充電模式，以為無(wú)人機(jī)充電。
[0065]基于上述方法，進(jìn)一步的，在無(wú)人機(jī)前往無(wú)人機(jī)充電裝置的過(guò)程中，還包括步驟:S8，獲取/檢測(cè)具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的整機(jī)狀態(tài)信息，若該無(wú)人機(jī)充電裝置出現(xiàn)故障，則對(duì)其添加故障標(biāo)識(shí)，將具有故障標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q4，并根據(jù)無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置在集合Q1、集合Q2和集合Q3中，重新判斷最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置。
[0066]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括充電管理服務(wù)器及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與充電管理服務(wù)器進(jìn)行通信的無(wú)人機(jī)和多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置，所述多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置分布式安裝在所需位置； 所述充電管理服務(wù)器包括: GIS定位管理單元，用于獲取每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl，并在GIS地圖上進(jìn)行標(biāo)注，還用于獲取無(wú)人機(jī)的位置信息P2，并在GIS地圖上進(jìn)行標(biāo)注； 電池管理單元，用于獲取無(wú)人機(jī)充電裝置的電池狀態(tài)信息，所述電池狀態(tài)信息包括電池余量信息、充電狀態(tài)信息、預(yù)約充電信息和當(dāng)前時(shí)間至充電結(jié)束的持續(xù)時(shí)間信息； 充電管理單元，用于獲取無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求，并根據(jù)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl和電池狀態(tài)信息以及無(wú)人機(jī)的位置信息P2，按照預(yù)設(shè)規(guī)則判斷出最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置，并將該無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl反饋至無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)根據(jù)該位置信息Pl執(zhí)行定位導(dǎo)航。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)，其特征在于，所述充電管理單元包括: 位置距離計(jì)算模塊，計(jì)算每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl與位置信息P2的距離差； 飛行時(shí)間計(jì)算模塊，接收無(wú)人機(jī)發(fā)出的飛行速度信息，根據(jù)飛行速度信息和距離差信息計(jì)算無(wú)人機(jī)抵達(dá)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的飛行時(shí)間； 充電狀態(tài)判斷模塊，根據(jù)充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于充電狀態(tài)，若是則對(duì)其添加充電標(biāo)識(shí)，將具有充電標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Ql; 預(yù)約狀態(tài)判斷模塊，根據(jù)預(yù)約充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于預(yù)約狀態(tài)，若是則對(duì)其添加預(yù)約標(biāo)識(shí)，具有預(yù)約標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q2; 空閑分析模塊，對(duì)未處于充電狀態(tài)和預(yù)約狀態(tài)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，還將飛行時(shí)間與持續(xù)時(shí)間信息進(jìn)行比較，若飛行時(shí)間大于或等于充電持續(xù)時(shí)間，則為相應(yīng)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，將具有空閑標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q3; 最優(yōu)判斷模塊，判斷集合Q3中距離差最小的無(wú)人機(jī)充電裝置，對(duì)其添加最優(yōu)標(biāo)識(shí)，并將該具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl發(fā)送給無(wú)人機(jī)； 預(yù)約模塊，在最優(yōu)判斷模塊確定最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置時(shí)，向該最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置發(fā)送預(yù)約信息，包括無(wú)人機(jī)的身份信息和充電請(qǐng)求，以進(jìn)行預(yù)約綁定。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述電池管理單元還用于獲取無(wú)人機(jī)充電裝置的定期自檢報(bào)告，若判斷出無(wú)人機(jī)充電裝置存在故障，則對(duì)其添加故障標(biāo)識(shí)，將具有故障標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q4，并發(fā)出相應(yīng)的告警信息。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)，其特征在于，所述充電管理單元還包括:最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置監(jiān)測(cè)模塊，用于在無(wú)人機(jī)前往無(wú)人機(jī)充電裝置的過(guò)程中，獲取/檢測(cè)具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的整機(jī)狀態(tài)信息，若該無(wú)人機(jī)充電裝置出現(xiàn)故障，則對(duì)其添加故障標(biāo)識(shí)，將具有故障標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q4，并根據(jù)無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置在集合Q1、集合Q2和集合Q3中，重新判斷最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)充電裝置包括: 定位模塊，用于采集位置信息Pi; 蓄電池，用于存儲(chǔ)電能以供無(wú)人機(jī)充電； 充電平臺(tái)，用于無(wú)人機(jī)?？浚⒃O(shè)置有無(wú)線(xiàn)充電器和/或與無(wú)人機(jī)充電接口相匹配的電接觸件； 電池檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)蓄電池的電池余量、充電電流/電壓和放電電流/電壓； 充放電電路模塊，用于根據(jù)充電請(qǐng)求控制蓄電池的充電動(dòng)作和放電動(dòng)作，并與無(wú)線(xiàn)充電器/電接觸件連接，還能檢測(cè)無(wú)人機(jī)所需的充電電流/充電電壓來(lái)自適應(yīng)控制蓄電池的放電動(dòng)作； 預(yù)約管理模塊，接收充電管理單元發(fā)出的預(yù)約信息，且具備身份識(shí)別功能，當(dāng)無(wú)人機(jī)?？吭诔潆娖脚_(tái)上時(shí)，采集無(wú)人機(jī)的身份信息并進(jìn)行認(rèn)證，若其身份信息與預(yù)約信息匹配，則控制充放電電路模塊執(zhí)行該無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求。6.—種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: SI，將多個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置分布式安裝在所需位置； S2，無(wú)人機(jī)按預(yù)設(shè)飛行條件檢測(cè)自身的續(xù)航能力，當(dāng)不滿(mǎn)足預(yù)設(shè)飛行條件時(shí)，向充電管理服務(wù)器發(fā)出充電請(qǐng)求； S3，充電管理服務(wù)器獲取每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl和電池狀態(tài)信息，所述電池狀態(tài)信息包括電池余量信息、充電狀態(tài)信息、預(yù)約充電信息和當(dāng)前時(shí)間至充電結(jié)束的持續(xù)時(shí)間信息； S4，充電管理服務(wù)器獲取到無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求后，根據(jù)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl和電池狀態(tài)信息以及無(wú)人機(jī)的位置信息P2，按照預(yù)設(shè)規(guī)則判斷出最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置； S5，充電管理服務(wù)器將該無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl發(fā)送給無(wú)人機(jī)； S6，無(wú)人機(jī)根據(jù)該位置信息Pl執(zhí)行定位導(dǎo)航，前往該無(wú)人機(jī)充電裝置處以進(jìn)行充電補(bǔ)會(huì)K。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理方法，其特征在于，所述步驟S4包括以下多個(gè)子步驟: S401，獲取無(wú)人機(jī)的充電請(qǐng)求； S402，計(jì)算每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl與位置信息P2的距離差； S403，接收無(wú)人機(jī)發(fā)出的飛行速度信息，根據(jù)飛行速度信息和距離差信息計(jì)算無(wú)人機(jī)抵達(dá)每個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置的飛行時(shí)間； S404，根據(jù)充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于充電狀態(tài)，若是則對(duì)其添加充電標(biāo)識(shí)，將具有充電標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Ql; S405，根據(jù)預(yù)約充電狀態(tài)信息判斷各個(gè)無(wú)人機(jī)充電裝置是否處于預(yù)約狀態(tài)，若是則對(duì)其添加預(yù)約標(biāo)識(shí)，具有預(yù)約標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q2; S406，對(duì)未處于充電狀態(tài)和預(yù)約狀態(tài)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，還將飛行時(shí)間與持續(xù)時(shí)間信息進(jìn)行比較，若飛行時(shí)間大于或等于充電持續(xù)時(shí)間，則為相應(yīng)的無(wú)人機(jī)充電裝置添加空閑標(biāo)識(shí)，將具有空閑標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q3; S407，判斷集合Q3中距離差最小的無(wú)人機(jī)充電裝置，對(duì)其添加最優(yōu)標(biāo)識(shí)，并將該具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的位置信息Pl發(fā)送給無(wú)人機(jī)； S408，在最優(yōu)判斷模塊確定最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置時(shí)，向該最優(yōu)無(wú)人機(jī)充電裝置發(fā)送預(yù)約信息，包括無(wú)人機(jī)的身份信息和充電請(qǐng)求，以進(jìn)行預(yù)約綁定。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理方法，其特征在于，所述方法還包括步驟: S7，無(wú)人機(jī)充電裝置采集無(wú)人機(jī)的身份識(shí)別信息，并將該身份識(shí)別信息與預(yù)約信息進(jìn)行匹配認(rèn)證，若通過(guò)認(rèn)證則啟動(dòng)充電模式，以為無(wú)人機(jī)充電。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無(wú)人機(jī)的分布式充電管理方法，其特征在于，在無(wú)人機(jī)前往無(wú)人機(jī)充電裝置的過(guò)程中，還包括步驟: S8，獲取/檢測(cè)具有最優(yōu)標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置的整機(jī)狀態(tài)信息，若該無(wú)人機(jī)充電裝置出現(xiàn)故障，則對(duì)其添加故障標(biāo)識(shí)，將具有故障標(biāo)識(shí)的無(wú)人機(jī)充電裝置定為集合Q4，并根據(jù)無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置在集合Q1、集合Q2和集合Q3中，重新判斷最優(yōu)的無(wú)人機(jī)充電裝置。
【文檔編號(hào)】H02J7/35GK105932737SQ201610376488
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】夏燼楚
【申請(qǐng)人】夏燼楚