[发明专利]一种无人机充电补给定位方法

说明书

本发明公开了一种无人机充电补给定位方法，包括步骤：一、构建无人机的无线充电平台；二、设置供无人机识别的信标；三、获取信标中心的图像坐标并指导无人机自主降落；四、无人机在无线充电平台上的粗定位；五、无人机在无线充电平台上的精确定位；六、发射线圈定位；七、发射线圈位置自检。本发明采用图像导航和单光源辅助定位的自主降落方式引导无人机降落在无线充电平台顶板上，利用透视变换和激光扫描精确获取无人机和接收线圈的中心坐标，利用二轴滑台控制无线充电的发射线圈移动，实现线圈间的高精度对准，并采用充电效率最大化进行线圈位置自检，无人机充电补给定位速度快，效果好。

技术领域

本发明属于无人机充电补给定位技术领域，具体涉及一种无人机充电补给定位方法。

背景技术

最近几年，随着人工智能技术的逐步完善，智能硬件已开始向小型化、低成本、低功耗的方向迈进，硬件成本的不断走低，为无人机制造业创造了良好的发展环境，无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务并能重复使用的飞行器，其广泛用于防灾减灾、搜索营救、核辐射探测、交通监管、资源勘探、国土资源监测、边防巡逻、森林防火、气象探测、农作物估产、管道巡检等各个领域。

正是由于小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点，对于无人机的续航提出了更高的要求。增强无人机续航能力的方式只有两种，一是增强蓄电池的储能，二是在飞行过程中进行多次补给。但是，由于蓄电池技术与传统供电技术的限制，使无人机续航能力、灵活性、便捷性等方面的发展受到了限制，如何灵活、便捷地为无人机补充电能成为了无人机发展过程中亟待解决的问题。由于电池的容量与电池的重量成正比，无人机的诸多任务要求无人机必须满足灵活性和轻量化的要求，而且无人机的重量势必也将影响续航。因此，通过在飞行过程中对无人机的电量进行多次补给，来保证无人机的续航能力是较佳方案，不同于其他无人机自主充电技术，通过人为放置充电桩的方式具有极高的可靠性。传统的直接接触式充电方法对于无人机的位置精度要求极高，充电插座很难自主对准，不适用于无人机的自主充电系统，而近些年来，无线充电技术得到了飞速发展。

在无人机无线充电过程中，要求无人机要精准定位降落到无线充电点，才能提高无线充电效果。而现有的全自主控制的无人机大多数都是采用GPS进行定位，但GPS的定位精度不够高，误差可以达到几米，现在有的采用红外进行辅助定位，也有的采用图标进行辅助定位，虽然在一定程度上提高了定位精度，但精度还是不够高，无法使无线充电发射模块与无线充电接收模块精确对位，从而降低无线充电效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种无人机充电补给定位方法，采用图像导航和单光源辅助定位的自主降落方式引导无人机降落在无线充电平台顶板上，利用透视变换和激光扫描精确获取无人机和接收线圈的中心坐标，利用二轴滑台控制无线充电的发射线圈移动，实现线圈间的高精度对准，并采用充电效率最大化进行线圈位置自检，无人机充电补给定位速度快，效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种无人机充电补给定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、构建无人机的无线充电平台：构建多个用于为无人机充电补给的无线充电平台，所述无线充电平台包括无线充电平台底板和通过连接柱设置在无线充电平台底板上侧且供无人机降落的无线充电平台顶板，所述无人机为四旋翼无人机，所述无人机的机身中心位置处安装有接收线圈，所述接收线圈的中心与无人机的机身中心重合，所述无人机的机身底部安装有机载摄像头，所述无人机的机身顶部安装有红外无人机定位信标，无线充电平台顶板的边缘上安装有用于安装激光测距传感器和平台摄像头的立杆，无线充电平台底板上设置有无线充电平台控制盒和带动与所述接收线圈配合的发射线圈移动的二轴滑台，无线充电平台控制盒内集成有控制器和与无人机机载GPS模块通信的地面GPS模块；

步骤二、设置供无人机识别的信标：在无线充电平台顶板上设置多级嵌套二维码图像信标和红外闪烁灯信标，红外闪烁灯信标位于多级嵌套二维码图像信标的中心位置；