一种无人机的载荷补充系统及方法、设备、存储介质

申请号 CN202311315769.8 申请日 2023-10-10 公开(公告)号 CN117775350A 公开(公告)日 2024-03-29
申请人 雷达新能源汽车(浙江)有限公司; 浙江吉利控股集团有限公司; 发明人 张焱琦; 王达学; 张栋栋;
摘要 本 申请 提出了一种无人机的 载荷 补充系统及方法、设备、存储介质。所述系统可以包括:停机坪,设置于车辆后斗的第一区域,用于停放无人机;载荷补给箱,设置于所述车辆后斗的第二区域,用于储存供补给的载荷; 控制器 ,设置于所述车辆上,用于在确定所述无人机停放至所述停机坪且存在载荷补充需求的情况下,发出载荷补充指令; 输送机 构,设置于所述车辆上且电连接至所述控制器,用于在接收到所述载荷补充指令的情况下,将所述载荷补给箱中的载荷输送至所述无人机的载荷 箱体 。根据本申请的技术方案,可以由车辆对无人机的载荷补充过程进行智能化控制,无需用户手动操控或用户手动加液,大大提升了无人机载荷补充的效率和精准度。
权利要求

1.一种无人机的载荷补充系统,其特征在于,所述系统包括:
停机坪,设置于车辆后斗的第一区域,用于停放无人机;
载荷补给箱,设置于所述车辆后斗的第二区域,用于储存供补给的载荷;
控制器,设置于所述车辆上,用于在确定所述无人机停放至所述停机坪且存在载荷补充需求的情况下,发出载荷补充指令;
输送机构,设置于所述车辆上且电连接至所述控制器,用于在接收到所述载荷补充指令的情况下,将所述载荷补给箱中的载荷输送至所述无人机的载荷箱体
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述输送机构包括:控制模、抽和抽水管;其中,
所述控制模块,分别电连接至所述控制器和所述抽水泵,用于在接收到所述载荷补充指令的情况下,控制启动所述抽水泵;
所述抽水泵设置于所述载荷补给箱内;
所述抽水管的一端与所述抽水泵相连接,另一端可连通所述无人机的载荷箱体。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,还包括:
喷头与防漏移动橡皮塞,所述喷头的一端与所述抽水管中可连通所述无人机的载荷箱体的一端相连接,所述喷头的另一端与所述防漏移动橡皮塞相连接。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:
连接装置,设置于所述车辆上且电连接至所述控制器,用于在接收到所述载荷补充指令的情况下,将所述输送机构与所述无人机的载荷箱体相连接,以对所述无人机的载荷箱体进行载荷补充。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:
支架固定器,设置于所述停机坪的上表面,用于在所述无人机降落至所述停机坪的情况下,固定所述无人机及其载荷箱体。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述支架固定器上设置有电磁,所述电磁铁在所述无人机靠近所述停机坪的情况下启动,以通过所述电磁铁的磁吸功能引导所述无人机降落至所述停机坪。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:
重量传感器,设置于所述停机坪的下方且电连接至所述控制器,用于检测所述停机坪上停放的无人机及其载荷箱体的重量,并将检测到的重量信息发送至所述控制器,以由所述控制器在所述重量超过重量阈值的情况下确定所述无人机停放完成。
8.一种无人机的载荷补充方法,其特征在于,所述方法应用于如权利要求1‑7项中任一项所述的载荷补充系统,该方法包括:
获取目标无人机发送的载荷数据以及无人机飞行数据,所述目标无人机运载有载荷且正在执行消耗所述载荷的飞行作业;
在根据所述载荷数据和所述无人机飞行数据确定所述目标无人机存在载荷补充需求的情况下,向所述目标无人机发送返回指令,以使所述目标无人机响应于所述返回指令返回至所述载荷补充系统的停机坪;
在所述目标无人机返回至所述停机坪后,向所述目标无人机的载荷箱体补充载荷。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述载荷数据包括载荷消耗速率以及剩余载荷量,所述无人机飞行数据包括所述目标无人机的飞行速度以及位置
根据所述载荷数据和所述无人机飞行数据确定所述目标无人机存在载荷补充需求,包括:
根据所述载荷消耗速率、所述剩余载荷量以及所述目标无人机的飞行速度预测所述目标无人机的载荷续航距离;
根据所述目标无人机的位置和所述载荷补充系统所处车辆的位置,确定所述目标无人机与所述车辆之间的相对距离;
在所述载荷续航距离小于或等于所述相对距离的情况下,确定所述目标无人机存在载荷补充需求。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述载荷数据包括所述目标无人机的载荷箱体的重量信息,所述方法还包括:
基于所述载荷箱体的重量信息判断所述目标无人机是否处于载荷异常消耗状态;
在判断结果表明所述目标无人机处于所述载荷异常消耗状态的情况下,向所述目标无人机发送返回指令。
11.一种无人机的载荷补充装置,其特征在于,所述装置应用于如权利要求1‑7项中任一项所述的载荷补充系统,该装置包括:
数据获取单元,用于获取目标无人机发送的载荷数据以及无人机飞行数据,所述目标无人机运载有载荷且正在执行消耗所述载荷的飞行作业;
指令发送单元,用于在根据所述载荷数据和所述无人机飞行数据确定所述目标无人机存在载荷补充需求的情况下,向所述目标无人机发送返回指令,以使所述目标无人机响应于所述返回指令返回至所述载荷补充系统的停机坪;
载荷补充单元,用于在所述目标无人机返回至所述停机坪后,向所述目标无人机的载荷箱体补充载荷。
12.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器
其中,所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如权利要求8‑10中任一项所述的方法。
13.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,该指令被处理器执行时实现如权利要求8‑10中任一项所述方法的步骤。

说明书全文

一种无人机的载荷补充系统及方法、设备、存储介质

技术领域

[0001] 本申请一个或多个实施例涉及无人机领域,尤其涉及一种无人机的载荷补充系统及方法、设备、存储介质。

背景技术

[0002] 按照用途分类,无人机可以分为植保无人机、巡检无人机、消费无人机三种类型。其中,植保无人机主要用于农林植物保护作业等场景,用户通常可以控制植保无人机在目标农田进行农药(即无人机载荷)喷洒等飞行作业。此种喷洒农药的方式可以快速覆盖大面积的农田,减少人工劳动量,提高农业作业效率。
[0003] 无人机所搭载的农药量(即载荷量)是影响无人机喷洒农药能和工作效率的重要因素。载荷量的增加会导致无人机携带更多重量,增加了能量消耗,从而降低了飞行时间和距离。因此,通常会在无人机载荷不足的情况下,中断无人机作业,以对其补充载荷。
[0004] 相关技术中,通常采用人工加液或使用机械臂直接更换无人机所搭载的载荷箱体的方式,对无人机进行载荷补充。然而,人工加液的方式不仅补充载荷的效率较低,还容易存在一定的安全险,如误伤操作人员或载荷(如药液)泄漏等。而机械臂成本高、精准度较低,所以,使用机械臂更换无人机所搭载载荷箱体的效率也较慢。发明内容
[0005] 本申请提供一种无人机的载荷补充系统及方法、设备、存储介质,以解决相关技术中的不足。
[0006] 根据本申请一个或多个实施例的第一方面,提供一种无人机的载荷补充系统,该系统包括:
[0007] 停机坪,设置于车辆后斗的第一区域,用于停放无人机;
[0008] 载荷补给箱,设置于所述车辆后斗的第二区域,用于储存供补给的载荷;
[0009] 控制器,设置于所述车辆上,用于在确定所述无人机停放至所述停机坪且存在载荷补充需求的情况下,发出载荷补充指令;
[0010] 输送机构,设置于所述车辆上且电连接至所述控制器,用于在接收到所述载荷补充指令的情况下,将所述载荷补给箱中的载荷输送至所述无人机的载荷箱体。
[0011] 可选的,所述输送机构包括:控制模、抽和抽水管;其中,所述控制模块,分别电连接至所述控制器和所述抽水泵,用于在接收到所述载荷补充指令的情况下,控制启动所述抽水泵;所述抽水泵设置于所述载荷补给箱内;所述抽水管的一端与所述抽水泵相连接,另一端可连通所述无人机的载荷箱体。
[0012] 可选的,所述系统还包括:喷头与防漏移动橡皮塞,所述喷头的一端与所述抽水管中可连通所述无人机的载荷箱体的一端相连接,所述喷头的另一端与所述防漏移动橡皮塞相连接。
[0013] 可选的,所述系统还包括:助力连接装置,设置于所述车辆上且电连接至所述控制器,用于在接收到所述载荷补充指令的情况下,将所述输送机构与所述无人机的载荷箱体相连接,以对所述无人机的载荷箱体进行载荷补充。
[0014] 可选的,所述系统还包括:支架固定器,设置于所述停机坪的上表面,用于在所述无人机降落至所述停机坪的情况下,固定所述无人机及其载荷箱体。
[0015] 可选的,所述支架固定器上设置有电磁,所述电磁铁在所述无人机靠近所述停机坪的情况下启动,以通过所述电磁铁的磁吸功能引导所述无人机降落至所述停机坪。
[0016] 可选的,所述系统还包括:重量传感器,设置于所述停机坪的下方且电连接至所述控制器,用于检测所述停机坪上停放的无人机及其载荷箱体的重量,并将检测到的重量信息发送至所述控制器,以由所述控制器在所述重量超过重量阈值的情况下确定所述无人机停放完成。
[0017] 根据本申请一个或多个实施例的第二方面,提供一种无人机的载荷补充方法,所述方法应用于如上述第一方面的实施例中所述的载荷补充系统,该方法包括:
[0018] 获取目标无人机发送的载荷数据以及无人机飞行数据,所述目标无人机运载有载荷且正在执行消耗所述载荷的飞行作业;
[0019] 在根据所述载荷数据和所述无人机飞行数据确定所述目标无人机存在载荷补充需求的情况下,向所述目标无人机发送返回指令,以使所述目标无人机响应于所述返回指令返回至所述载荷补充系统的停机坪;
[0020] 在所述目标无人机返回至所述停机坪后,向所述目标无人机的载荷箱体补充载荷。
[0021] 可选的,所述载荷数据包括载荷消耗速率以及剩余载荷量,所述无人机飞行数据包括所述目标无人机的飞行速度以及位置;根据所述载荷数据和所述无人机飞行数据确定所述目标无人机存在载荷补充需求,包括:根据所述载荷消耗速率、所述剩余载荷量以及所述目标无人机的飞行速度预测所述目标无人机的载荷续航距离;根据所述目标无人机的位置和所述载荷补充系统所处车辆的位置,确定所述目标无人机与所述车辆之间的相对距离;在所述载荷续航距离小于或等于所述相对距离的情况下,确定所述目标无人机存在载荷补充需求。
[0022] 可选的,所述载荷数据包括所述目标无人机的载荷箱体的重量信息,所述方法还包括:基于所述载荷箱体的重量信息判断所述目标无人机是否处于载荷异常消耗状态;在判断结果表明所述目标无人机处于所述载荷异常消耗状态的情况下,向所述目标无人机发送返回指令。
[0023] 根据本申请一个或多个实施例的第三方面,提供一种无人机的载荷补充装置,所述装置应用于如上述第一方面的实施例中所述的载荷补充系统,该装置包括:
[0024] 数据获取单元,用于获取目标无人机发送的载荷数据以及无人机飞行数据,所述目标无人机运载有载荷且正在执行消耗所述载荷的飞行作业;
[0025] 指令发送单元,用于在根据所述载荷数据和所述无人机飞行数据确定所述目标无人机存在载荷补充需求的情况下,向所述目标无人机发送返回指令,以使所述目标无人机响应于所述返回指令返回至所述载荷补充系统的停机坪;
[0026] 载荷补充单元,用于在所述目标无人机返回至所述停机坪后,向所述目标无人机的载荷箱体补充载荷。
[0027] 根据本申请一个或多个实施例的第四方面,提供一种电子设备,包括:
[0028] 处理器;
[0029] 用于存储处理器可执行指令的存储器
[0030] 其中,所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如上述第二方面的实施例中所述的方法。
[0031] 根据本申请一个或多个实施例的第五方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,该指令被处理器执行时实现如上述第二方面的实施例中所述方法的步骤。
[0032] 由以上技术方案可见,本申请一个或多个实施例中,提供了一种设置于车辆上的无人机载荷补充系统,该系统包括设置于车辆后斗的第一区域的停机坪、设置于车辆后斗的第二区域的载荷补给箱、控制器以及与控制器电连接的输送机构。当控制器确定无人机停放至停机坪且该无人机存在载荷补充需求时,控制器会向输送机构发送载荷补充指令,以使得输送机构响应于载荷补充指令,将载荷补给箱内的载荷输送至无人机的载荷箱体,从而实现无人机的载荷补充。将所述无人机载荷补充系统设置在车辆上,即可以由车辆对无人机的载荷补充过程进行智能化控制,无需用户手动操控或用户手动加液,大大提升了无人机载荷补充的效率和精准度。
[0033] 应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。附图说明
[0034] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0035] 图1是一示例性实施例提供的一种无人机的载荷补充系统的架构示意图。
[0036] 图2是一示例性实施例提供的另一种无人机的载荷补充系统的架构示意图。
[0037] 图3是一示例性实施例提供的一种载荷补充系统中输送机构的结构示意图。
[0038] 图4是一示例性实施例提供的一种载荷补充系统中喷头和防漏移动橡皮塞的结构示意图。
[0039] 图5是一示例性实施例提供的一种载荷补充系统中支架固定器的结构示意图。
[0040] 图6是一示例性实施例提供的一种载荷补充系统中重量传感器的结构示意图。
[0041] 图7是一示例性实施例提供的一种无人机的载荷补充方法的流程示意图。
[0042] 图8是一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。
[0043] 图9是一示例性实施例示出的一种无人机的载荷补充装置的框图

具体实施方式

[0044] 这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0045] 需要说明的是:在其他实施例中并不一定按照本申请示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中,其方法所包括的步骤可以比本申请所描述的更多或更少。此外,本申请中所描述的单个步骤,在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述;而本申请中所描述的多个步骤,在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
[0046] 接下来对本申请的一个或多个实施例进行详细说明。
[0047] 图1为一示例性实施例提供的一种无人机的载荷补充系统的架构示意图。如图1所示,载荷补充系统设置于车辆上,该车辆具备后斗。载荷补充系统可以包括停机坪10、载荷补给箱11、控制器12和输送机构13(虚线框所示)。其中,停机坪10设置于车辆后斗的第一区域,用于停放无人机,无人机上通常搭载有载荷箱体(载荷箱体可拆卸)。载荷补给箱11设置于车辆后斗的第二区域,用于储存供补给的载荷。第一区域和第二区域为两个不相同的区域,载荷补给箱11可以位于停机坪10下方(如图1所示),也可以直接暴露在空气中(如图2所示),当然,载荷补给箱11和停机坪10之间的位置关系还可以是其他形式,本说明书不对此进行限制。
[0048] 控制器12设置在车辆上,可以在确定无人机停放在停机坪且该无人机存在载荷补充需求的情况下,向输送机构13发出载荷补充指令。控制器12的具体位置可以是车辆上的任意位置,本说明书不对此进行限制。输送机构13设置在车辆上,并且与控制器12电连接。当输送机构13接收到载荷补充指令时,输送机构13将会开始工作,将载荷补给箱11中的载荷输送至无人机所搭载的载荷箱体。
[0049] 本实施例所提供的无人机载荷补充系统设置在车辆上,也就是说,可以由车辆对无人机的载荷补充过程进行智能化控制,无需用户手动操控或用户手动加液,从而大大提升了无人机载荷补充的效率和精准度。
[0050] 在一实施例中,输送机构可以包括控制模块、抽水泵和抽水管。图3为一示例性示出的一种输送机构的结构示意图。如图3所示,该输送机构包括控制模块30、抽水泵31和抽水管32。其中,抽水泵31设置在载荷补给箱内。抽水管32的一端与抽水泵相连接,另一端可以与无人机的载荷箱体连通。控制模块30分别与控制器12和抽水泵31电连接。当控制器12向输送机构13发送载荷补充指令时,控制模块30负责接收并响应于该载荷补充指令,控制启动抽水泵31。抽水泵31启动后会开始抽吸载荷补给箱内的载荷,并将抽吸到的载荷通过抽水管输送到无人机的载荷箱体,从而实现无人机的载荷补充。其中,抽水泵和抽水管的型号、大小可以由本领域技术人员按照实际需求自行选择,本说明书不对此进行限制。
[0051] 本实施例中,将抽水泵、抽水管和控制模块作为输送机构,采用抽水泵抽吸载荷的方式对无人机进行载荷补充,此种方式无需额外开发新的输送组件或模块,可以将相关技术中的抽水泵和抽水管直接进行组合,有助于降低载荷补充系统的开发成本。并且,抽水泵的抽吸能力较好,有助于提升无人机补充载荷的效率。
[0052] 在一实施例中,载荷补充系统还可以包括喷头和防漏移动橡皮塞。图4为一示例性实施例提供的一种喷头和防漏移动橡皮塞的结构示意图。如图4所示,喷头的一端与抽水管中连通无人机载荷箱体的一端相连接,喷头的另一端与防漏移动橡皮塞相连接。当载荷补充系统工作时,喷头和防漏移动橡皮塞位于无人机的载荷箱体内。抽水管输送过来的补给载荷可以从喷头的侧面喷洒至无人机的载荷箱体内。与抽水管相比,喷头可以有效扩大补给载荷的喷灌面积,提升补给载荷的喷灌强度,进而提升无人机载荷箱体内的载荷补充效率。在喷头的另一端设置防漏移动橡皮塞,可以避免补给载荷从喷头的另一端喷出,从而避免因补给载荷流对无人机载荷箱体的冲击所导致的载荷箱体晃荡等情况。
[0053] 需要注意的是,防漏移动橡皮塞可以与喷头的另一端固定连接,即防漏移动橡皮塞随着喷头的移动而移动。此外,防漏移动橡皮塞也可以独自位于无人机的载荷箱体的载荷补充口处。此种情况下,防漏移动橡皮塞用于防止载荷箱体内的载荷从补充口处溢出。当载荷补充系统工作时,喷头与位于无人机载荷箱体的载荷补充口处的防漏移动橡皮塞相连接,然后喷头与防漏移动橡皮塞这一整体进入无人机的载荷箱体,以进行载荷补充。
[0054] 在一实施例中,载荷补充系统还可以包括助力连接装置。助力连接装置可以设置在车辆上,并且电连接至控制器。当无人机未停放至停机坪时,载荷补充系统的输送机构与无人机的载荷箱体之间处于分离状态。此时,可以将输送机构隐藏于停机坪下方。当无人机停放至停机坪且存在载荷补充需求时,可以将原本隐藏在停机坪下方的输送机构与无人机的载荷箱体连接起来,以对载荷箱体进行载荷补充。具体的,控制器在确定无人机停放至停机坪且存在载荷补充需求的情况下,可以向输送机构和助力连接装置发送载荷补充指令。其中,助力连接装置响应于载荷补充指令将输送机构和无人机的载荷箱体相连接;输送机构响应于载荷补充指令将载荷补给箱内的载荷输送至无人机的载荷箱体。
[0055] 结合图4所示的载荷补充系统,输送机构中的抽水管一端与喷头的某一端相连接,喷头的另一端与防漏移动橡皮塞相连接。在喷头与防漏移动橡皮塞固定连接的情形下,若没有无人机停放至停机坪,可以将喷头和防漏移动橡皮塞隐藏于停机坪下方,此种情况下,防漏橡皮塞可以避免抽水管中补给载荷的异常溢出,避免浪费补给载荷。当控制器确定无人机停放至停机坪且存在载荷补充需求时,控制器向助力连接装置和输送机构发送载荷补充指令。助力连接装置响应于载荷补充指令,向原本隐藏于停机坪下方的喷头和防漏移动橡皮塞提供一个向上的推力,使得喷头和防漏移动橡皮塞在推力作用下向上移动至无人机的载荷箱体。输送机构中的控制模块响应于载荷补充指令,控制抽水泵启动,从而通过抽水泵和抽水管将载荷补给箱内的载荷输送至无人机的载荷箱体。
[0056] 在防漏移动橡皮塞独自位于无人机载荷箱体的载荷补充口处(即喷头与防漏移动橡皮塞非固定连接)的情形下,若没有无人机停放至停机坪,可以将喷头隐藏于停机坪下方。当控制器确定无人机停放至停机坪且存在载荷补充需求时,控制器向助力连接装置和输送机构发送载荷补充指令。助力连接装置响应于载荷补充指令,向原本隐藏于停机坪下方的喷头提供一个向上的推力,使得喷头和防漏移动橡皮塞(位于无人机载荷箱体的载荷补充口处)相连接,继而在推力作用下,将喷头和防漏移动橡皮塞这一整体向上移动至无人机的载荷箱体,至此完成输送机构与无人机载荷箱体之间的连接。
[0057] 本实施例中,通过设置用于连接输送机构与无人机的载荷箱体的助力连接装置,可以在无人机停放至停机坪且存在载荷补充需求的情况下,迅速完成输送机构与无人机的载荷箱体之间的连接,然后基于该连接实施对无人机的载荷补充,大大提升了无人机载荷补充的效率。
[0058] 在一实施例中,载荷补充系统还包括支架固定器。图5为一示例性实施例示出的一种支架固定器的结构示意图。如图5所示,支架固定器设置在停机坪的上表面,用于在无人机降落至停机坪的情况下,固定无人机及其载荷箱体。由于载荷箱体是搭载在无人机上的,即无人机和载荷箱体为一个整体,因此当支架固定器对无人机进行固定时,相应的也将固定住无人机所搭载的载荷箱体。需要注意的是,图5中的支架固定器仅为示例,本领域技术人员可以按照实际需求自行选择支架固定器,本说明书对支架固定器的形状、大小、数量等不做限制。
[0059] 本实施例中,通过设置支架固定器固定无人机及其载荷箱体,有助于避免载荷补充过程中无人机的载荷箱体发生移动,从而确保高效、准确地对无人机的载荷箱体进行载荷补充。
[0060] 在一实施例中,支架固定器上还可以设置电磁铁。相关技术中,通过RTK技术(Real Time Kinematic,实时动态差分定位技术)来提高无人机降落时的定位精度。然而,在无人机的实际降落过程中,仍然会产生非常细微的定位偏差,导致输送机构与无人机的载荷箱体之间无法顺利连接。因此,为了确保输送机构能够与无人机的载荷箱体顺利连接,可以在支架固定器上设置电磁铁,电磁铁可以在无人机靠近停机坪的情况下启动,其余情况下电磁铁处于关闭状态。具体的,当载荷补充系统的控制器根据无人机的位置信息确定无人机靠近停机坪时,控制器可以向电磁铁发送启动指令,以启动电磁铁。然后通过电磁铁的磁吸功能(即磁铁之间的吸引力)引导无人机精准降落在停机坪上的目标位置,进而使得输送机构与无人机的载荷箱体之间能够顺利连接。
[0061] 在一实施例中,载荷补充系统中还可以包括重量传感器。图6为一示例性实施例示出的一种重量传感器的结构示意图。如图6所示,重量传感器可以设置在停机坪的下方,并且与控制器电连接。重量传感器可以检测停机坪上停放的无人机及其载荷箱体的整体重量,然后将检测到的重量信息发送至控制器。若控制器根据接收到的重量信息判定出无人机及其载荷箱体的整体重量超过重量阈值,则控制器可以确定无人机已停放/降落完成,进而可以开始对无人机的载荷箱体进行载荷补充。此种方式通过重量传感器感应无人机及其载荷箱体的整体重量,来确定无人机是否停放/降落完成的定量检测方式,能够根据具体的重量信息准确判断无人机的停放/降落情况,有助于避免在无人机尚未完成停放/降落前就对无人机进行载荷补充的错误情况。
[0062] 此外,载荷补充装置还可以包括压力传感器,压力传感器可以设置于停机坪下方并且电连接至控制器。压力传感器可以检测单个支架固定器上所承受的压力,并将检测到的压力信息发送至控制器,以使控制器根据该压力信息判断无人机降落的位置是否准确。若控制器判断出无人机降落的位置准确,即可发出载荷补充指令,使得输送机构与无人机的载荷箱体顺利连接,并将载荷补给箱中的载荷输送至无人机的载荷箱体。
[0063] 在一实施例中,载荷补充装置还可以包括补给箱水位传感器,该补给箱水位传感器可以设置在载荷补给箱内(如图6所示),用于检测载荷补给箱内的载荷水位,并将检测到的载荷水位信息发送至控制器。若控制器根据该载荷水位信息判定载荷补给箱内的补给载荷不足以支撑无人机的载荷补给任务,则需要及时将该载荷水位信息展示给用户,以使用户及时更换/补充载荷补给箱内的补给载荷。
[0064] 基于前述载荷补充系统,可以实现由车辆智能化地对无人机进行载荷补充。图7为一示例性实施例提供的一种无人机的载荷补充方法的流程示意图,该方法可以应用于前述载荷补充系统。如图7所示,所述方法可以包括以下步骤:
[0065] S701、获取目标无人机发送的载荷数据以及无人机飞行数据,所述目标无人机运载有载荷且正在执行消耗所述载荷的飞行作业。
[0066] 无人机在执行农药喷洒等飞行作业时,需要运载如农药等载荷。在作业过程中,无人机所运载的载荷会被逐渐消耗。本实施例中,将运载有载荷且正在执行消耗载荷的飞行作业的无人机定义为目标无人机。目标无人机的数量可以是一台或多台。为了能够及时对目标无人机补充载荷,以提升作业效率,可以实时监控目标无人机的作业情况。具体的,(位于车辆上的)载荷补充装置中的控制器可以向目标无人机发送作业信息获取指令。目标无人机响应于作业信息获取指令向控制器返回实时作业信息。实时作业信息可以包括目标无人机的载荷数据以及无人机飞行数据。载荷数据指的是与目标无人机所运载的载荷相关的数据,无人机飞行数据指的是与目标无人机的飞行状况相关的数据,比如目标无人机的飞行速度、飞行高度等数据。
[0067] S702、在根据所述载荷数据和所述无人机飞行数据确定所述目标无人机存在载荷补充需求的情况下,向所述目标无人机发送返回指令,以使所述目标无人机响应于所述返回指令返回至所述载荷补充系统的停机坪。
[0068] 控制器可以根据接收到的载荷数据和无人机飞行数据分析目标无人机是否存在载荷补充需求。若控制器判断出目标无人机的载荷不足、需要补充载荷(即存在载荷补充需求),那么控制器可以向目标无人机发送返回指令,以使得目标无人机响应于返回指令返回至载荷补充系统的停机坪。
[0069] 在一实施例中,目标无人机的载荷数据可以包括目标无人机在返回实时作业信息时的载荷消耗速率以及剩余载荷量,无人机飞行数据可以包括目标无人机在返回实时作业信息时的飞行速度以及飞行位置。其中,目标无人机的剩余载荷量可以通过水位传感器获取。无人机运载载荷通常是将载荷装载至载荷箱体内,然后将载荷箱体搭载在无人机上。所以,可以在载荷箱体内设置一个水位传感器,该水位传感器可以检测无人机载荷箱体内的水位信息。所述水位信息可以是载荷箱体内的剩余载荷量,也可以是剩余载荷量与箱体总载荷量的比值。
[0070] 然后,控制器可以根据目标无人机的载荷消耗速率、剩余载荷量和飞行速度预测目标无人机的载荷续航距离。载荷续航距离指的是在连续消耗载荷的状态下,从当前时刻(返回载荷消耗速率、剩余载荷量和飞行速度等实时作业信息的时刻)开始,直至载荷全部被消耗完的时刻为止,目标无人机的飞行距离。具体计算目标无人机的载荷续航距离的原理可以参考公式(1):
[0071]
[0072] 其中,S载表征目标无人机的载荷续航距离,C1表征目标无人机的剩余载荷量,V1表征目标无人机的载荷消耗速率,V2表征目标无人机的飞行速度。公式(1)所表征的含义为:先根据目标无人机的剩余载荷量和载荷消耗速率计算出剩余载荷量被全部消耗完的载荷续航时长,然后根据载荷续航时长和目标无人机的飞行速度计算出目标无人机的载荷续航距离。
[0073] 控制器还可以根据目标无人机的飞行位置和载荷补充系统所处车辆的位置,计算出目标无人机在返回实时作业信息时与车辆之间的相对距离。然后,控制器可以比较目标无人机的载荷续航距离和计算出的相对距离,并根据比较结果判断目标无人机是否存在载荷补充需求。
[0074] 如果目标无人机的载荷续航距离大于相对距离,说明目标无人机当前的剩余载荷量能够支撑目标无人机返回至车辆的停机坪,即目标无人机在返回途中可以持续执行消耗载荷的飞行作业。此种情况下,目标无人机无需进行载荷补充。如果目标无人机的载荷续航距离小于或等于相对距离,说明目标无人机当前的剩余载荷量不足以支撑目标无人机返回至车辆的停机坪,即目标无人机在返回途中可能处于空载飞行的状态。此种情况下,目标无人机的载荷不足,存在载荷补充需求。
[0075] 本实施例中,通过预测目标无人机的剩余载荷距离,并比较剩余载荷距离和目标无人机与载荷补充系统所处车辆之间的相对距离,来判断目标无人机是否存在载荷补充需求。此种定量比对的方式能够有效提升控制器判断结果的准确性,从而能够基于准确的判断结果及时召回载荷不足的目标无人机,以对召回的目标无人机进行载荷补充操作。
[0076] S703、在所述目标无人机返回至所述停机坪后,向所述目标无人机的载荷箱体补充载荷。
[0077] 当目标无人机返回至停机坪后,载荷补充装置开始工作,向目标无人机的载荷箱体补充载荷。具体的载荷补充操作可以参考前述载荷补充装置的相关内容。
[0078] 在一实施例中,目标无人机在执行飞行作业的过程中,还可能发生载荷箱体内的载荷异常消耗的情况。比如,在飞行作业过程中,目标无人机的载荷箱体可能会与障碍物发生剐蹭导致箱体破损,进而导致载荷异常消耗。由于无人机是由车辆远程控制的,因此用户无法及时知晓载荷异常消耗情况,容易造成无法预估的漏喷或冲喷现象。为了确保目标无人机能够准确执行飞行作业,目标无人机返回的载荷数据还可以包括目标无人机的载荷箱体的重量信息。即车辆还可以实时监控目标无人机的载荷箱体的重量信息,该重量信息可以通过重量传感器得到。具体的,可以在目标无人机的载荷箱体上设置一个重量传感器,该重量传感器用于检测载荷箱体的整体重量。
[0079] 控制器在接收到载荷箱体的重量信息后,可以根据该重量信息判断目标无人机是否处于载荷异常消耗状态。比如,若同一目标无人机在相邻两个时刻传回的重量信息之间的差值大于预设差值阈值,则可以判定该目标无人机处于载荷异常消耗状态。若控制器判定目标无人机处于载荷异常消耗状态,则需要向目标无人机发送返回指令,同时将载荷异常消耗的情况反馈至用户,以使用户能够及时对返回的目标无人机进行故障处理。
[0080] 本实施例中,通过载荷补充装置中的控制器实时监控目标无人机的作业情况,不仅能够对目标无人机及时进行载荷补充,还能及时排查、处理目标无人机的异常飞行情况,有助于保证无人机的正常运行,大大提升了作业效率。
[0081] 此外,用户在驾驶车辆(车辆上装载有载荷补充装置和用于执行飞行作业的无人机)抵达作业区域前,还可以向载荷补充装置输入无人机的作业范围。载荷补充装置的控制器可以基于接收到的作业范围,自动计算出无人机所需的载荷总量。控制器可以根据该载荷总量判断载荷补充装置中载荷补给箱内的补给载荷是否充足。如果载荷补给箱内的补给载荷不充足,则可以先充足载荷补给箱,以确保补给载荷足以支撑无人机完成飞行作业,再前往作业区域。
[0082] 在前往作业区域的途中,控制器还可以向即将进行飞行作业的(一台或多台)无人机发送载荷信息获取指令,并根据无人机返回的载荷信息判断当前无人机的载荷是否为满载荷。其中,无人机返回的载荷信息可以通过无人机载荷箱体内的水位传感器获取。如果无人机处于非满载荷状态,则控制器可以向输送机构发出载荷补充指令,以对无人机进行载荷补充,使得无人机能够以满载荷的状态开始执行飞行作业,从而有助于提升作业效率。
[0083] 需要注意的是:本说明书所涉及的用户权限信息、用户信息(包括但不限于用户登录账号、用户登录密码等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据,并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准,并提供有相应的操作入口,供用户选择授权或者拒绝。
[0084] 与上述方法实施例相对应,本申请还提供了一种无人机的载荷补充装置的实施例。
[0085] 图8是根据本申请一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。参考图8,在硬件层面,该电子设备包括处理器802、内部总线804、网络接口806、内存808以及非易失性存储器810,当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器802从非易失性存储器810中读取对应的计算机程序到内存808中然后运行。当然,除了软件实现方式之外,本申请并不排除其他实现方式,比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等,也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元,也可以是硬件或逻辑器件。
[0086] 图9是根据本申请一示例性实施例示出的一种无人机的载荷补充装置的框图,该载荷补充装置可以应用于前述载荷补充系统。参照图9,该装置包括数据获取单元902、指令发送单元904、载荷补充单元906,其中:
[0087] 数据获取单元902,被配置为获取目标无人机发送的载荷数据以及无人机飞行数据,所述目标无人机运载有载荷且正在执行消耗所述载荷的飞行作业。
[0088] 指令发送单元904,被配置为在根据所述载荷数据和所述无人机飞行数据确定所述目标无人机存在载荷补充需求的情况下,向所述目标无人机发送返回指令,以使所述目标无人机响应于所述返回指令返回至所述载荷补充系统的停机坪。
[0089] 载荷补充单元906,被配置为在所述目标无人机返回至所述停机坪后,向所述目标无人机的载荷箱体补充载荷。
[0090] 可选的,所述载荷数据包括载荷消耗速率以及剩余载荷量,所述无人机飞行数据包括所述目标无人机的飞行速度以及位置;所述指令发送单元904具体用于:根据所述载荷消耗速率、所述剩余载荷量以及所述目标无人机的飞行速度预测所述目标无人机的载荷续航距离;根据所述目标无人机的位置和所述载荷补充系统所处车辆的位置,确定所述目标无人机与所述车辆之间的相对距离;在所述载荷续航距离小于或等于所述相对距离的情况下,确定所述目标无人机存在载荷补充需求。
[0091] 可选的,所述载荷数据包括所述目标无人机的载荷箱体的重量信息,所述装置还包括:
[0092] 异常处理单元908,被配置为基于所述载荷箱体的重量信息判断所述目标无人机是否处于载荷异常消耗状态;在判断结果表明所述目标无人机处于所述载荷异常消耗状态的情况下,向所述目标无人机发送返回指令。
[0093] 上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程,在此不再赘述。
[0094] 上述实施例阐明的装置或模块,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机,计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。
[0095] 在一个典型的配置中,计算机包括一个或多个处理器,包括中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。其中,中央处理器用于计算仿真,图形处理器用于输出高质量三维图像。
[0096] 内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
[0097] 计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD‑ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁盘存储、量子存储器、基于石墨烯的存储介质或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
[0098] 与前述无人机的载荷补充方法的实施例相对应,本申请还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如前述无人机的载荷补充方法的任一实施例的步骤。
[0099] 以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。
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