[发明专利]一种无人机的机械手充电系统及方法

说明书

本发明公开一种无人机的机械手充电系统及方法，其中的机械手充电系统包括设置机械手、充电执行件、充电接触件以及系统控制模块，所述充电执行件设置在机械手的末端，所述充电接触件设置在无人机的机架上；还包括图像识别定位模块，该图像识别定位模块包括摄像机以及图像处理模块，所述摄像机与图像处理模块连接，所述图像处理模块与系统控制模块连接，所述无人机机架上设有标识块，该标识块设置在充电接触件的对应处；当图像识别定位模块识别到标识块所在位置时，机械手带动充电执行件与充电接触件对准并接触并在系统控制模块的控制下进行充电。本发明使得无人机只需要降落在机械手的运动范围内即可完成自动充电，降低无人机的降落精度要求。

技术领域

本发明涉及一种无人机充电系统，具体涉及一种无人机的机械手充电系统及方法。

背景技术

随着技术的进步，无人机技术已经越来越成熟，并且已经广泛应用到军事、农业、航拍等领域中。但由于目前技术的电池续航能力问题，无人机在飞行一段时间后需要降落到基站平台上进行充电，以确保无人机的正常飞行作业。

现有一般的无人机充电是通过在降落平台上设置充电装置，无人机返航后降落到一个指定的充电位置处，再通过人工连接或自动连接的方式，实现无人机的充电。但是，无人机一般是依靠GPS或其他导航系统进行飞行和降落，由于受到气候环境或地理环境等影响，民用GPS等导航系统存在3-5米的误差。更进一步的精确降落方法是，采用图像处理的方法，精准降落在便于充电的指定位置，但对于旋翼无人机来说，在降落过程中会产生一定的气流和周围环境的影响，都会导致无人机无法准确地降落在某个位置上，从而导致无法实现自动连接的充电，往往需要人工将无人机重新摆放到指定的位置上才能进行正常充电。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机的机械手充电系统，该系统通过机械手主动接触无人机的充电位置的方式实现充电，从而能够降低无人机的降落精度要求，使得无人机可以快速地进行降落充电。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种无人机的机械手充电系统，其特征在于，包括机械手、充电执行件、充电接触件以及系统控制模块，所述充电执行件设置在机械手的末端，所述充电接触件设置在无人机上；其中，还包括图像识别定位模块，该图像识别定位模块包括设置在充电执行件对应处的摄像机以及图像处理模块，所述摄像机与图像处理模块连接，所述图像处理模块与系统控制模块连接，所述无人机上设有标识块；当图像识别定位模块识别到标识块所在位置时，所述系统控制模块控制机械手带动充电执行件与充电接触件对准并接触进行充电。

上述无人机的机械手充电系统的工作原理是：

当无人机需要充电时，无人机根据规划的航线降落到充电平台或基站或其它指定范围内，此时，系统控制模块控制机械手带动机械手末端的充电执行件以及图像识别定位模块在设定的范围内移动，所述图像识别定位模块开始寻找标识块，具体由摄像机拍摄到的图像传输到图像处理模块上进行图像识别，当图像处理模块识别到所拍摄的图像中标识块的位置时，记录标识块的位置信息，并传输到系统控制模块中，由系统控制模块通过标识块的位置以及标识块与充电接触件的位置关系，计算出充电接触件的位置，进而系统控制模块控制机械手向标识块的方向移动，同时摄像机和图像处理模块持续地对标识块进行拍摄识别，不断反馈充电接触件的位置，确保机械手末端的充电执行件与无人机上的充电接触件对准，最终充电执行件与充电接触件配合接触，实现无人机的充电。