一种潜伏鸟巢式全自动无人机系统 |
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| 申请号 | CN201710344067.0 | 申请日 | 2017-05-16 | 公开(公告)号 | CN107161345A | 公开(公告)日 | 2017-09-15 |
| 申请人 | 吴李海; | 发明人 | 吴李海; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种潜伏 鸟 巢式全自动无人机系统，所述潜伏鸟巢式全自动无人机系统包括无人机及与其相对应的鸟巢装置，所述无人机通过 定位 模 块 可以落入在所述鸟巢装置中，从而实现了无人机精准降落在所述鸟巢装置中，也可以从所述鸟巢装置中 起飞 ，避免使用者需要手动携带，手动充电，导出数据等，方便了使用者，提升了用户体验。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种潜伏鸟巢式全自动无人机系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种潜伏鸟巢式全自动无人机系统技术领域[0001] 本发明涉及一种潜伏鸟巢式全自动无人机系统。 背景技术[0002] 随着科技的进步和人们生活水平的不断提升，无人机近年来不断受到消费者的青睐，尤其在航拍、测绘、影视拍摄、制造浪漫等领域得到极大的用途。 [0003] 但无人机还是没有完全脱离人工辅助功能，如充电、换电池、飞机检查、起飞、降落、高清图像下载等，使得无人机每次飞行，需要几个人做大量的地勤等后勤工作，费时费力，效率不高。特别是对于长距离的巡线巡航，如边防巡线、电力线巡检、油气管线巡检、河流巡检、海洋、公路、交通、环保、国土、物流、消防、国安、城管、活动场地等工作，每次爬山涉水几个小时，甚至几天到起飞地(如山顶铁塔附近)，就为了起飞十几分钟，飞个几公里，对定期需要巡检任务的场合，大量人力物力浪费在路上，效率不高。 发明内容[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种潜伏鸟巢式全自动无人机系统，所述潜伏鸟巢式全自动无人机系统包括无人机及与其相对应的鸟巢装置，所述无人机通过定位模块可以落入在所述鸟巢装置中，从而实现了无人机精准降落在所述鸟巢装置中，也可以从所述鸟巢装置中起飞，避免使用者需要手动携带，方便了使用者，提升了用户体验。 [0005] 根据本发明的潜伏鸟巢式全自动无人机系统，所述潜伏鸟巢式全自动无人机系统包括鸟巢装置，所述鸟巢装置具有一位置ID数据，所述鸟巢装置包括第一无线通信模块，所述鸟巢装置包括一顶端开口的筒状结构以及位于所述开口上端且覆盖所述开口的顶门；无人机，所述无人机包括中央处理器、第二无线通信模块与定位模块，所述中央处理器与所述第二无线通信模块、定位模块分别相连，所述第二无线通信模块用于与所述第一无线通信模块进行无线通信并接收所述第一无线通信模块发送的所述位置ID数据，所述中央处理器用于根据所述位置ID数据和所述定位模块的数据控制所述无人机落入所述鸟巢装置中。 [0006] 另外，根据本发明上述的潜伏鸟巢式全自动无人机系统，还可以具有如下附加的技术特征： [0007] 所述潜伏鸟巢式全自动无人机系统还包括网络系统、信息和控制中心，所述鸟巢装置通过通信链路与所述网络系统相连，所述网络系统链接所述信息和控制中心，其中，所述通信链路是有线通信链路或者无线通信链路。 [0008] 所述位置ID数据包括经度、纬度、海拔。 [0009] 所述无人机的底端设有第一电触片，所述鸟巢装置包括不间断电源以及位于所述筒状结构中的第二电触片，所述第二电触片用于与所述第一电触片相接触以对所述无人机充电，所述第一电触片包括两个充电触头，所述第二电触片包括一个圆形充电触片及一个环形充电触片或者所述第二电触片包括两个呈环形的充电触片。 [0010] 所述无人机的外端部设有多个间隔分布的滑轮，所述多个滑轮与所述筒状结构的桶壁相接触后可产生一个力以使所述无人机朝向所述筒状结构的中心运动。 [0011] 所述无人机还包括电池、电源管理模块、陀螺仪及多个电子调速器或通道，所述中央处理器的输入端分别连接所述陀螺仪的输出端、所述定位模块的输出端，所述中央处理器的输出端分别连接所述第二无线通信模块的输入端、多个所述电子调速器或通道的输入端，其中，每个所述电子调速器或通道的输入端与所述中央处理器的输出端相连，每个所述电子调速器或通道的输出端与所述无人机的动力装置相连，其中，所述动力装置包括电机、燃料发动机或舵机中的一种以及螺旋桨。 [0012] 所述电池分别电连接所述中央处理器、所述第二无线通信模块、所述陀螺仪、所述定位模块以及所述多个电子调速器或通道。 [0013] 所述定位模块是GPS或者北斗卫星系统。 [0014] 所述鸟巢装置还包括微处理器与驱动模块，所述驱动模块与所述顶门相连，所述微处理器用于控制所述驱动模块以打开或关闭所述顶门。 [0015] 所述筒状结构的底部呈镂空网格状。 [0017] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： [0018] 图1是本发明的一个实施例的无人机系统的系统结构图； [0019] 图2是本发明的一个实施例的无人机系统的系统结构框图； [0020] 图3是本发明的一个实施例的无人机系统的爆炸结构图； [0021] 图4是本发明的一个实施例的鸟巢装置的结构图； [0022] 图5是本发明的另一个实施例的鸟巢装置的结构图；＝ [0023] 图6是本发明的一个实施例的无人机的结构图。 具体实施方式[0024] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0025] 图1是本发明的一个实施例的无人机系统的系统结构图；图2是本发明的一个实施例的无人机系统的系统结构框图；图3是本发明的一个实施例的无人机系统的爆炸结构图；图4是本发明的一个实施例的鸟巢装置的结构图；图5是本发明的另一个实施例的鸟巢装置的结构图；图6是本发明的一个实施例的无人机的结构图。 [0026] 参考图1-图6，本发明提供了一种无人机系统，所述无人机系统包括鸟巢装置10及无人机20。 [0027] 鸟巢装置10用于存放无人机20，并为无人机20充电。当无人机20不工作时，无人机20可存放在鸟巢装置10内，此时鸟巢装置10作为无人机20的存放装置，类似于鸟类的鸟巢； 当无人机20处于电量不足情况下，无人机20可飞行至所述鸟巢装置10中并通过鸟巢装置10的充电设备进行充电。一般情况下，鸟巢装置10固定设置于野外露天的平台或高塔上，由于鸟巢装置10工作环境比较恶劣，其材质优选选用机械强度高、防水、耐腐蚀、耐高温的材料制成，例如鸟巢装置10可采用尼龙等塑胶材料制成。 [0028] 鸟巢装置10具有一位置ID数据，所述位置ID数据用于作为所述鸟巢装置10的位置信息标识，且所述位置信息标识是唯一的。通常地，所述位置ID数据可包括经度、纬度和海拔高度。 [0029] 所述鸟巢装置10包括第一无线通信模块11，所述鸟巢装置10通过所述第一无线通信模块11可以与无人机20进行无线通信。所述鸟巢装置10包括一顶端开口的筒状结构140以及位于所述开口上端且可覆盖所述开口的顶门120，筒状结构140构成了所述鸟巢装置10的主体结构，所述顶门120可打开或关闭所述开口，即无人机20在起飞或降落期间，顶门120打开，筒状结构140的开口外露于空气中，从而方便无人机20从顶端落入而且避免无人机20从鸟巢装置10中跌落。 [0030] 所述无人机20包括中央处理器21、第二无线通信模块22与定位模块23。中央处理器21与第二无线通信模块22、定位模块23分别相连，第二无线通信模块22可以通过诸如无线电波等媒介与第一无线通信模块11进行通信，从而实现了无人机20与鸟巢装置10之间的通信；第一无线通信模块11将所述鸟巢装置10的位置ID数据通过无线电波发送至所述无人机20的第二无线通信模块22，第二无线通信模块22接收到所述位置ID数据后将所述位置ID数据发送至中央处理器21，所述中央处理器21根据所述位置ID数据和定位模块23的数据，经计算后控制所述无人机20使所述无人机20落入所述鸟巢装置10中，即中央处理器21在接收到所述鸟巢装置10的位置ID数据后，对比定位模块23的数据，从而控制所述无人机20也飞行至与所述位置ID数据相同的位置和高度，此时无人机20与鸟巢装置10相重合。 [0031] 在具体实施中，呈桶状的鸟巢装置10的内径足够大，从而确保即使在无人机20的定位模块23的误差处于最大时，无人机20也会落入鸟巢装置10的最外围以内。必要时，无人机20还可以使用RTK(Real-time kinematic；载波相位差分技术)来缩小位置偏差，以确定无人机的定点位置，从而将误差控制在厘米级以内。 [0032] 在具体实施中，所述无人机系统还包括网络系统30、信息和控制中心40，所述鸟巢装置10通过通信链路与所述网络系统30相连，所述网络系统30链接所述信息和控制中心40，从而实现对无人机20的信息连通交互，例如所述网络系统30可通过一交换机与信息和控制中心40链接。 [0033] 在具体实施中，所述通信链路可以是有线通信链路，也可以是无线通信链路。在本实施例中，所述通信链路优选为有线通信链路，即所述鸟巢装置10通过有线通信链路与所述网络系统30相连。 [0034] 在具体实施中，所述无人机20的底部设有第一电触片200，所述鸟巢装置10包括位于所述筒状结构140中的第二电触片100，所述第二电触片100用于与所述第一电触片200相接触以对所述无人机20充电。 [0035] 在具体实施中，所述鸟巢装置10包括不间断电源，通过在鸟巢装置10中设置不间断电源从而为无人机20充电提供充足的电力源。 [0036] 在具体实施中，所述不间断电源还包括风能发电装置和/或太阳能发明装置。即为了提供更多的电力来源，还可以在鸟巢装置10的表面上提供风能发电装置或者太阳能发电装置，或者同时提供风能发明装置和太阳能发电装置。 [0037] 在具体实施中，所述无人机20的外端部设有多个间隔分布的滑轮210，所述多个滑轮210与呈桶状的所述鸟巢装置10的桶壁相接触后可产生一个力以使所述无人机20朝向所述鸟巢装置10的中心运动。 [0038] 在具体实施中，所述鸟巢装置10中还包括一呈倒锤台结构的壳体130，即所述壳体130的上表面的横截面积大于其下表面的横截面积，当无人机20降落入鸟巢装置10中可以方便无人机向鸟巢装置10的中心位置移动，方便无人机的第二电触片200与鸟巢装置10的第一电触片100对准定位，进而方便无人机20进行充电。 [0039] 在具体实施中，所述第一电触片200包括两个充电触头220，所述第二电触片100包括一个圆形充电触片及一个环形充电触片，或者所述第二电触片100包括两个呈环形的充电触片110，在本实施例中，所述第二电触片100包括两个呈环形的充电触片110，两个所述充电触头220用于分别与两个所述充电触片110相接触，且每个所述充电触片110的尺寸大于每个所述充电触头220的尺寸。即无人机20包括两个充电触头220分别与鸟巢装置10的两个呈环形的充电触片110电连接，其中，两个充电触头220分别为正极充电触头和负极充电触头，且两个充电触片110分别为正极充电触片和负极充电触片，正极充电触头和正极充电触片电连接，负极充电触头和负极充电触片电连接。通过将第二电触片100设计成环形且其尺寸大于第一电触片200的尺寸，从而确保无人机20在以其重心为轴旋转任何角度，都可以接触充电。 [0040] 在具体实施中，所述无人机20还包括电池24、电源管理模块25、陀螺仪26及多个电子调速器或通道27，所述中央处理器21的输入端分别连接所述陀螺仪26的输出端、所述定位模块23的输出端，所述中央处理器21的输出端分别连接所述第二无线通信模块22的输入端、多个所述电子调速器或通道27的输入端，其中，每个所述电子调速器或通道27的输入端与所述中央处理器21的输出端相连，每个所述电子调速器或通道27的输出端与所述无人机20的动力装置28相连。所述中央处理器21根据陀螺仪26和定位模块23判断无人机20的姿态，并结合无人机20所处的位置控制动力装置28的输出量从而平衡无人机20的姿态和位移。 [0041] 在具体实施中，所述动力装置28包括电机、燃料发动机或舵机中的一种以及螺旋桨。在本实施例中，所述动力装置28是以一舵机和螺旋桨为例。舵机的极轴上设有螺旋桨，舵机的控制端连接所述电子调速器或通道27，所述中央处理器21发出飞行信号至所述电子调速器或通道27，进而控制所述舵机旋转，舵机旋转带动螺旋桨旋转，从而使得无人机20飞行。 [0042] 在具体实施中，所述电池24分别电连接所述中央处理器21、所述第二无线通信模块22、所述陀螺仪26、所述定位模块23以及所述多个电子调速器或通道27。所述电池24用于为所述中央处理器21、所述第二无线通信模块22、所述陀螺仪26、所述定位模块23以及所述多个电子调速器或通道27供电。 [0043] 在具体实施中，所述定位模块23是GPS(Global Positioning System；全球定位系统)或者北斗卫星系统。在本实施例中，所述定位模块23是以一GPS为例。 [0044] 在具体实施中，所述鸟巢装置10还包括微处理器12和驱动模块13，所述鸟巢装置10的顶端设有一用于覆盖所述开口的顶门120，所述顶门120与所述驱动模块13相连，所述微处理器12用于控制所述驱动模块13以带动所述顶门120的打开或关闭。当无人机20从鸟巢装置10中起飞前，所述微处理器12控制所述驱动模块13打开所述顶门120，无人机20从所述鸟巢装置10中起飞后顶门120关闭。在无人机20降落前，所述微处理器12控制所述驱动模块13打开所述顶门120，无人机20降落入鸟巢装置10后顶门120关闭。 [0045] 在具体实施中，所述鸟巢装置10的底部呈镂空网格状。通过将鸟巢装置10的底部设置成镂空网格状，可避免无人机20从所述鸟巢装置10中起飞或降落的过程中，螺旋桨的下压气流对无人机20的飞行控制造成波动。 [0046] 无人机20在飞行时，无人机20上储存了航线数据库，也可以由信息和控制中心40将飞行路径传输给无人机20，无人机20飞行时调用航线数据库，从而实现全自动飞行。如果调用的是历史数据，可以实现规定动作的重复巡航巡线飞行。 [0047] 本发明所提供的一种潜伏鸟巢式全自动无人机系统还可以应用在多个鸟巢装置10中，其中任意两个鸟巢装置10之间可以进行相互通信，也可以组成编队，每个鸟巢装置10具有唯一的一个位置ID数据，每个鸟巢装置10包括第一无线通信模块11，且多个鸟巢装置 10均呈顶端开口的桶状。 [0048] 多个无人机20中，其中每个无人机20包括中央处理器21、第二无线通信模块22和定位模块23，中央处理器21与第二无线通信模块22、定位模块23分别相连，第二无线通信模块22用于与所述第一无线通信模块11进行无线通信并接收所述第一无线通信模块11发送的所述位置ID数据，所述中央处理器21用于根据所述位置ID数据控制所述定位模块23以匹配所述位置ID数据从而将所述无人机20落入所述鸟巢装置10中。 [0049] 本发明的实施例可以实现多个无人机20分别落入多个鸟巢装置10中，从而实现了多个无人机20精准降落在多个鸟巢装置10中，避免使用者需要手动携带，方便了使用者，提升了用户体验。 [0050] 同时，多个无人机20的充电可以参考上述实施例的方案，在此不再赘述。同样地，多个无人机20中的每个无人机20与多个鸟巢装置10进行充电。 [0051] 本发明的无人机20在飞行时调用航线数据库，从而实现全自动飞行。如果调用的是历史数据，可以实现规定动作的重复巡线飞行。鸟巢装置10的防风避雨，不间断电源(野外可以是风能发电装置、太阳能发电装置等)供电，与信息和控制中心40远程互联互通，给无人机20提供了一个完全计算机远程控制管理的精准降落、自动充电、通信中继的潜伏鸟巢，简称无人机无人站，使无人机跨入完全无人的无人机时代。如边防巡线、电力线巡检、油气管线巡检、河流巡检、海洋、公路、交通、环保、国土、物流、消防、国安、城管、活动场地等工作，只要在一定间距设立鸟巢装置10，在鸟巢装置10中放置无人机20。 [0052] 例如，1000公里长的超高压输送电力线，我们在每隔10公里的铁塔高处安置本发明实施例的鸟巢装置10。鸟巢装置10里的无人机20每隔一周在天气良好的环境下，接收到信息和控制中心40的任务指令后，多个鸟巢装置10的顶部分别打开，多个无人机10分别从与其相对应的鸟巢装置10中起飞，飞行各自管辖的10公里执行任务，如巡航。返回时无人机20飞近鸟巢装置10，鸟巢装置10顶部打开，无人机20先利用GPS飞到鸟巢装置10上方，确保GPS误差范围再大，也落入鸟巢装置10的倒锤台壳体130最外面以内，无人机20缓缓进入鸟巢，当无人机20的脚架落入内壁桶内，位于脚架末端的滑轮210与内壁接触，产生一个向轴心的分力，不断使无人机20往轴心方向调整位置，直到无人机20落到椎底，正好达到无人机 20精准停入锥体几何中心，此时无人机20的几何中心落在锥体中心，鸟巢装置10顶部关闭。 无人机20接触到充电电源，开始充电，并通过无线通信给信息和控制中心40传送数据。通过每段分管的无人机20在信息和控制中心40合并出1000公里全境的全部采集数据，进行加工处理，提炼出用户有价值的信息。这样无人机20完全无人管理，从而在任何时候(恶劣天气除外)通过信息和控制中心40控制无人机群，获得全系统的数据，并且通过设置不同任务指令和追加各类传感器、执行机构(如雾霾监测、相机、红外、高音喇叭等)，私人定制完成各类任务，从而把上千公里需要许多人爬山涉水的巡防，被无人机集群来替代，当用户需要时，在鸟巢装置10中的无人机20本身就可以起到固定位置点监测的功能。 [0053] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0054] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。 |
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