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专利号: 2022112573846
申请人: 国网甘肃省电力公司金昌供电公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-05-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于电源监控的无人机飞行控制方法,其特征在于,其包括如下步骤:

步骤S1,当无人机上电后,指示所述无人机进入基站搜索模式,以此使所述无人机与目标基站进行通信连接;根据所述目标基站的飞行控制指令,确定所述无人机执行相应飞行任务对应的预估耗电量;

步骤S2,根据所述预估耗电量,指示所述无人机是否执行所述飞行控制指令;若否,则指示所述无人机切换至待机充电模式;若是,则指示所述无人机沿着预定路径飞行;在所述无人机飞行过程中,对拍摄与分析自身下方区域影像,以此确定所述无人机下方区域的障碍物存在状态信息;

步骤S3,根据所述障碍物存在状态信息,生成相应的飞行调整指令,并通过所述目标基站将所述飞行调整指令发送至所述无人机,以此调整所述无人机的飞行状态;在所述无人机飞行过程中,采集得到所述无人机的电源电池实时电量信息,以此判断所述无人机的电源电池能否可提供足够电量执行完毕所述飞行任务;

步骤S4,若所述电源电池未能提供足够电量执行完毕所述飞行任务,则根据所述下方区域影像,确定合适所述无人机降落的地面区域,并指示所述无人机在所述地面区域进行降落;

其中,在所述步骤S4中,若所述电源电池未能提供足够电量执行完毕所述飞行任务,则根据所述下方区域影像,确定合适所述无人机降落的地面区域,并指示所述无人机在所述地面区域进行降落具体包括:所述电源电池未能提供足够电量执行完毕所述飞行任务,则对所述下方区域影像进行地面地形识别处理,从所述无人机下方地面区域中筛选出至少一个满足预设面积条件的平整地面区域,并将与所述无人机距离最近的平整地面区域作为合适所述无人机降落的地面区域;

再指示所述无人机切换至预设降落模式,从而降落在合适所述无人机降落的地面区域;

其中,在所述步骤S4中,从所述无人机下方地面区域中筛选出至少一个满足预设面积条件的平整地面区域,并将与所述无人机距离最近的平整地面区域作为合适所述无人机降落的地面区域;再指示所述无人机切换至预设降落模式,从而降落在合适所述无人机降落的地面区域具体包括:若识别到所述无人机下方地面区域存在水面区域,则检测无人机下方地面区域是否全部为水面区域,若不全部为水面区域,则判断所述无人机下方地面区域的非水面区域中是否能筛选出至少一个满足预设面积条件的平整地面区域,若能筛选出至少一个满足预设面积条件的平整地面区域,则将与所述无人机距离最近的平整地面区域作为合适所述无人机降落的地面区域,再指示所述无人机切换至预设降落模式,从而降落在合适所述无人机降落的地面区域;若不能筛选出至少一个满足预设面积条件的平整地面区域,则根据当前无人机距离水面的高度值,控制所述无人机上自带的气囊装置的充气时间,同时检测当前剩余电量是否满足所述充气时间的要求,若不能满足所述充气时间要求,则对所述气囊装置进行充气的同时开始指示所述无人机下降至相应高度位置,若能满足所述充气时间要求,则在对气囊装置充气相应的充气时间后,开始指示无人机的摄像头进入扫描拍摄模式,确定无人机下方水面区域以外的地方是否存在非水面区域,若存在非水面区域,则控制所述无人机用剩余的电量飞向所述非水面区域方向,若能飞到所述非水面区域,则指示所述无人机切换至预设降落模式,若电量耗尽,则气囊装置对所述无人机进行缓冲以及漂浮在水面上,其过程为:步骤S401,若识别到所述无人机下方地面区域存在水面区域,则利用下面公式(1),根据当前无人机距离水面的高度值,控制所述无人机上自带的气囊装置的充气时间,(1)在上述公式(1)中, 表示所述无人机上自带的气囊装置的控制充气时间; 表示所述无人机自身的质量; 表示重力加速度; 表示水的密度; 表示所述无人机上自带的气囊装置的气体流速值,即每秒充入气囊装置的气体体积量; 表示单位时间,同时也是所述无人机预设的入水时间,其取值1s; 表示当前时刻; 表示当前时刻所述无人机距离水面的高度值;

步骤S402,利用下面公式(2),判断当前无人机剩余电量是否满足上述步骤S401得到的充气时间的要求,(2)

在上述公式(2)中, 表示当前时刻所述无人机剩余电量是否满足上述步骤S401得到的充气时间的要求的判定值; 表示所述无人机满电量的电能值; 表示所述无人机在满电量起飞悬停的状态下能够对所述带的气囊装置的最长充气时间 ;表示当前时刻所述无人机剩余电量电能值;

若 ,则表示当前时刻所述无人机剩余电量满足上述步骤S401得到的充气时间的要求,则在对气囊充气 时间后开始指示无人机的摄像头进入扫描拍摄模式,确定无人机下方水面区域以外的地方是否存在非水面区域,若存在非水面区域,则控制所述无人机用剩余的电量飞向所述非水面区域方向,若能飞到所述非水面区域,则指示所述无人机切换至预设降落模式,若电量耗尽,则气囊装置对所述无人机进行缓冲以及漂浮在水面上;

若 ,则表示当前时刻所述无人机剩余电量不满足上述步骤S401得到的充气时间的要求,则进行下面步骤S403;

步骤S403, 利用公式(3),得到所述无人机下降至相应高度位置对应的下降高度值,从而使所述无人机的剩余电量能够所述无人机下降至所述高度位置后气囊装置的充气时间的要求,(3)

在上述公式(3)中, 表示所述无人机的下降高度值。

2.如权利要求1所述的基于电源监控的无人机飞行控制方法,其特征在于:

在所述步骤S1中,当无人机上电后,指示所述无人机进入基站搜索模式,以此使所述无人机与目标基站进行通信连接具体包括:当无人机上电后,指示所述无人机周期性向外界发送连接请求消息;当目标基站接收到所述连接请求消息后,从所述连接请求消息中提取得到所述无人机的设备身份信息,并将所述设备身份信息与预设白名单进行对比;若所述设备身份信息存在于预设白名单,则确定所述无人机基站搜索成功,并构建所述无人机与所述目标基站的通信连接;若所述设备身份信息不存在于预设白名单,则确定所述无人机基站搜索失败,并指示无人机继续周期性向外界发送连接请求消息。

3.如权利要求2所述的基于电源监控的无人机飞行控制方法,其特征在于:

在所述步骤S1中,根据所述目标基站的飞行控制指令,确定所述无人机执行相应飞行任务对应的预估耗电量具体包括:当所述无人机与所述目标基站通信连接后,从所述目标基站发送的飞行控制指令中提取得到飞行始发地位置信息和飞行目的地位置信息,以此估计所述无人机执行相应飞行任务对应的飞行路程长度;

再根据所述飞行路程长度和所述无人机的历史飞行单位里程耗电数据,得到所述无人机执行相应飞行任务对应的预估耗电量。

4.如权利要求3所述的基于电源监控的无人机飞行控制方法,其特征在于:

在所述步骤S2中,根据所述预估耗电量,指示所述无人机是否执行所述飞行控制指令;

若否,则指示所述无人机切换至待机充电模式;若是,则指示所述无人机沿着预定路径飞行具体包括:将所述预估耗电量与所述无人机的电源电池的剩余电量进行比对;若所述预估耗电量大于或等于所述剩余电量,则指示所述无人机不能执行所述飞行控制指令,此时指示所述无人机切换至待机快速充电模式,直到所述电源电池电量充满为止;若所述预估耗电量小于所述剩余电量,则指示所述无人机执行所述飞行控制指令,此时指示所述无人机沿着所述飞行控制指令对应的预定路径飞行。

5.如权利要求4所述的基于电源监控的无人机飞行控制方法,其特征在于:

在所述步骤S2中,在所述无人机飞行过程中,对拍摄与分析自身下方区域影像,以此确定所述无人机下方区域的障碍物存在状态信息具体包括:在所述无人机飞行过程中,指示所述无人机自带的摄像头对所述无人机下方区域进行扫描拍摄,得到下方区域影像;

对所述下方区域影像进行障碍物轮廓识别处理,确定所述无人机下方区域的障碍物存在位置信息和障碍物占据空间范围信息。

6.如权利要求5所述的基于电源监控的无人机飞行控制方法,其特征在于:

在所述步骤S3中,根据所述障碍物存在状态信息,生成相应的飞行调整指令,并通过所述目标基站将所述飞行调整指令发送至所述无人机,以此调整所述无人机的飞行状态具体包括:根据所述障碍物存在位置信息,确定所述无人机与障碍物的实际距离信息,并根据所述实际距离信息,生成相应的飞行减速指令;

根据所述障碍物占据空间范围信息,确定所述无人机与障碍物最外边缘的相对位置关系信息,并根据所述相对位置关系信息,生成相应的飞行姿态调整指令。

7.如权利要求6所述的基于电源监控的无人机飞行控制方法,其特征在于:

在所述步骤S3中,在所述无人机飞行过程中,采集得到所述无人机的电源电池实时电量信息,以此判断所述无人机的电源电池能否可提供足够电量执行完毕所述飞行任务具体包括:在所述无人机飞行过程中,采集得到所述无人机的电源电池实时剩余电量值以及所述电源电池的电量消耗速率值;

根据所述电源电池实时剩余电量值,所述电源电池的电量消耗速率值以及所述无人机的剩余飞行路程长度,判断所述无人机的电源电池能否可提供足够电量执行完毕所述飞行任务。