本發(fā)明屬于航拍監(jiān)測管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無人機群智能調(diào)度監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用面越來越廣，在民用領(lǐng)域及軍用領(lǐng)域均體現(xiàn)出不可或缺的重要性, 尤其航空攝影和監(jiān)測的應(yīng)用越來越廣泛，采用無人機作為航空攝影工具已成為目前發(fā)展的主流。無人機能夠應(yīng)用于航拍、森林防護、災(zāi)情勘察等監(jiān)控應(yīng)用場合。目前，適合民用的無人機基本都是多螺旋直升式無人機，配備有鋰電池、GPS定位模塊和飛行驅(qū)動模塊，以及拍攝設(shè)備和存儲設(shè)備。用戶在使用無人機進行航拍等應(yīng)用時，通常通過無人機對當(dāng)前環(huán)境場景進行拍攝，并將拍攝到的環(huán)境圖像保存在存儲卡，在拍攝完畢后，從存儲卡中取出無人機所拍攝到的環(huán)境圖像，這種方式雖然能夠拍攝到所需的環(huán)境圖像，但是用戶需要待無人機全程拍攝完畢后才能從存儲卡上獲取所需的環(huán)境圖像，不能及時了解到無人機所拍攝的內(nèi)容，不能實時對無人機進行監(jiān)控和操作。由于各類自然災(zāi)害和突發(fā)事件頻發(fā)，若不能及時了解事態(tài)進展，會嚴(yán)重限制對災(zāi)害的救援評估和對突發(fā)事件的控制處理，從而造成更為嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

另一方面，無人機攝像形成的圖像信息量非常龐大，在考慮設(shè)備成本和設(shè)備自重的情況下，現(xiàn)有無人機不能實現(xiàn)遠距離傳輸，安裝了無線通訊的無人機也只能在信號強的區(qū)域內(nèi)通過wife或藍牙等方式傳輸數(shù)據(jù)。導(dǎo)致通訊延遲接收問題，不能實現(xiàn)互動，不能達到實時監(jiān)測的目的。

再次，現(xiàn)有通過無人機進行無人監(jiān)控的方式只能針對小范圍區(qū)域的監(jiān)控，當(dāng)面臨大范圍和超遠距離的監(jiān)控時，無法自動實現(xiàn)多架次的區(qū)域和時間配合。而且無法避免盲區(qū)和重復(fù)監(jiān)測的情況發(fā)生。然而，現(xiàn)有技術(shù)中用于實現(xiàn)范圍廣和無死角的監(jiān)測方式，多見于提高多螺旋直升式無人機的里程性能，增加起飛架次進行頻繁監(jiān)控和同時監(jiān)測。實際上，無論螺旋直升式無人機飛行里程如何增加，都有范圍限制，最終必須及時返航充電。尤其是面臨故障問題必須迫降或返航時，監(jiān)測效果受到很大影響。因此迫切需要一種范圍廣、無死角、機動性強、信息同步性高的實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有無人機管理存在的問題和不足，提出了一種范圍廣、無死角、機動性強、信息同步性高的無人機全景實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案：一種無人機群智能調(diào)度監(jiān)測系統(tǒng)，包括無人機和總服務(wù)器，其特征是：在被監(jiān)測區(qū)域的邊緣或內(nèi)部間隔設(shè)置有n個通訊平臺，并對被監(jiān)測區(qū)域等分成p個監(jiān)測區(qū)；所述通訊平臺設(shè)置有能與無人機進行圖像信息傳輸?shù)臒o線通訊設(shè)備，各通訊平臺設(shè)置有與總服務(wù)器進行有線或無線傳輸?shù)脑O(shè)備；所述通訊平臺設(shè)置有無人機起降平臺，以及無人機充電裝置；所述無人機包括鋰電池、GPS定位模塊、飛行驅(qū)動模塊、拍攝設(shè)備和無線通訊模塊；每個通訊平臺至少配備有一個無人機。

所述充電裝置為有線充電裝置或無線充電裝置。

所述有線充電裝置，在無人機起降平臺的中部設(shè)置有兩個凹槽，凹槽內(nèi)分別匹配安裝有導(dǎo)電插槽，兩個導(dǎo)電插槽通過導(dǎo)線與充電器及電源連接；在無人機起降平臺的中部還設(shè)置有兩個平行的導(dǎo)電彈片，兩個平行的導(dǎo)電彈片的前端或中部設(shè)置有導(dǎo)電觸頭，當(dāng)兩個導(dǎo)電彈片被壓下后，兩導(dǎo)電觸頭分別能插入相應(yīng)導(dǎo)電插槽內(nèi)；在無人機起降平臺的前邊緣固定有柔性擋板，無人機起降平臺的兩側(cè)設(shè)置有發(fā)散狀的柔性擋板，兩側(cè)柔性擋板的最窄段大于或等于無人機兩側(cè)寬度；位于各柔性擋板上分別設(shè)置有電磁鐵，無人機機體的前側(cè)和兩側(cè)分別設(shè)置有導(dǎo)磁體，各導(dǎo)磁體與相應(yīng)電磁鐵位置對應(yīng)；無人機的前側(cè)底部分別設(shè)置有兩個導(dǎo)電觸片，兩導(dǎo)電觸片的寬度與所述兩導(dǎo)電彈片寬度一致；所述電磁鐵與控制器輸出端連接，無線通訊設(shè)備的信號輸出端與控制器信號輸入端連接。所述無人機起降平臺的前端和后端分別設(shè)置有前端信號發(fā)射器A和后端信號發(fā)射器B，所述無人機的機體前端和后端分別設(shè)置有前端信號接收器A’和后端信號接收器B’。

所述無線充電裝置，在無人機起降平臺的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)腔，內(nèi)腔中安裝有充電發(fā)射線圈，所述充電發(fā)射線圈通過繼電器常開端與市電連接；在無人機底部的平行桿支架上卡裝有底座，在底座內(nèi)部設(shè)置有充電接收線圈，充電接收線圈的輸出端依次連接整流電路和穩(wěn)壓電路后與無人機內(nèi)的蓄電池充電器連接；同時，在無人機起降平臺的內(nèi)腔中設(shè)置有電磁鐵圈，并在所述底座內(nèi)部設(shè)置有磁鐵裝置；所述電磁鐵圈與控制器輸出端連接，無線通訊設(shè)備的信號輸出端與控制器信號輸入端連接，繼電器的線圈控制端與控制器輸出端連接。每當(dāng)返航的無人機在附近區(qū)域時候，通過無人機本身的GPS坐標(biāo)判斷距離平臺的位置，當(dāng)所在的位置在設(shè)定的范圍內(nèi)時，平臺會通過磁感線圈通電，把無人機吸引下來，無人機底部平行桿支架上的底座會吸附在平臺表面的任意位置，由充電線圈進行充電，充電完成后停止供電，引力隨之消失。位于無人機底部的平行桿支架上的底座設(shè)置有卡槽，卡槽上部設(shè)置有扣件，扣件的一端鉸接在卡槽一側(cè)壁，扣件的另一端通過鎖緊件連接于卡槽另一側(cè)壁。

所述通訊平臺為固定式，或者為移動式通訊平臺。所述移動式通訊平臺包括含驅(qū)動力的車體和軌道，車體底部的軌道輪匹配安裝于軌道上；所述車體內(nèi)設(shè)置有無線通訊設(shè)備和GPS定位模塊以及電源模塊；無線通訊設(shè)備用于對服務(wù)器建立長距離通訊和對無人機建立短距離通訊；所述車體的側(cè)面設(shè)置有無人機升降平臺。所述無人機起降平臺的前端和后端分別設(shè)置有前端信號發(fā)射器A和后端信號發(fā)射器B，所述無人機的機體前端和后端分別設(shè)置有前端信號接收器A’和后端信號接收器B’。前端信號發(fā)射器A作為前端引導(dǎo)信號源，后端信號發(fā)射器B作為后端引導(dǎo)信號源。

有益效果：本發(fā)明解決了無人機監(jiān)控最主要的三個問題：一是解決了大量圖像信息實時傳送問題，從而滿足實施監(jiān)測的目的。二是解決了無人機必須頻繁充電才能保持正常飛行狀態(tài)的問題。三是解決了多架次不同時刻各無人機無法有效調(diào)度問題，實現(xiàn)了合理分配飛行區(qū)域和飛行時間，避免重復(fù)監(jiān)測和漏側(cè)問題。

本發(fā)明具有圖像信息實時傳輸功能，各無人機與最接近通訊平臺的有效距離滿足圖像信息傳輸距離要求時，將新存儲的圖像信息傳輸至最接近的通訊平臺。從而各無人機能夠以最快的速度將大量圖像信息轉(zhuǎn)移給最近的通訊平臺，并由該通訊平臺及時將信息傳遞給總服務(wù)器。無需降落無需返航就能進行圖像信息傳輸。

本發(fā)明適合大范圍監(jiān)測的功能，各通訊平臺統(tǒng)一調(diào)度相互配合，無人機不斷起落于各調(diào)度平臺，不斷更換和續(xù)航的無人機能實現(xiàn)不間斷監(jiān)測任務(wù)，實現(xiàn)遠距離連續(xù)監(jiān)測的特點。

本發(fā)明能夠?qū)Ω鳠o人機補充電能，交替飛行從而實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測。實現(xiàn)電能及時補充。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的通訊平臺航線路徑示意圖之一；

圖2是本發(fā)明的通訊平臺航線路徑示意圖之二；

圖3是含有有線充電裝置的無人機起降平臺；

圖4是圖3的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖3的電路連接框圖；

圖6是含有無線充電功能的無人機起降平臺示意圖；

圖7是固定于無人機底部支架上的底座側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是圖7的俯視示意圖；

圖9是本圖6和圖7中采用的電路連接框圖；

圖10是移動式通訊平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號，1為通訊平臺，2為被監(jiān)測區(qū)域，3為無人機飛行線路，4為被分割的監(jiān)測區(qū)，5為無人機起降平臺，6為導(dǎo)電彈片，7為導(dǎo)電觸頭，8為凹槽，9為導(dǎo)電插槽，10為前邊緣柔性擋板，11為兩側(cè)柔性擋板，12為電磁鐵，13為插座，14為插頭，20為前端引導(dǎo)信號源，21為后端引導(dǎo)信號源，22為移動式通訊平臺的車體，23為軌道，30為卡槽，31為底座，32為扣件，33為充電接收線圈，34為磁鐵裝置，35為銷軸，36為無人機底部的平行支架，37為無人機起降平臺，38為充電發(fā)射線圈，39為電磁鐵圈。

具體實施方式

實施例1：一種無人機群智能調(diào)度監(jiān)測系統(tǒng)，參見圖1或圖2，圖1是在被監(jiān)測區(qū)域的邊緣設(shè)置有多個通訊平臺1，圖2是將被檢測區(qū)域2分成p個監(jiān)測區(qū)。通訊平臺1設(shè)置有能與無人機進行圖像信息傳輸?shù)臒o線通訊設(shè)備，由于無人機通過高清攝像機不斷記錄和存儲大量數(shù)據(jù)，不易通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸（無線網(wǎng)絡(luò)傳輸不僅信號穩(wěn)定性差，而且需要流量很大，成本很高）。當(dāng)無人機靠近某通訊平臺1時，可通過wife與無人機建立局域網(wǎng)內(nèi)的圖像信息傳輸，確?？焖俑咝鬏敂?shù)據(jù)。無人機采用多螺旋無人機，能夠控制飛行速度并能滯留空中，無人機在經(jīng)過通訊平臺1的有效距離范圍，適當(dāng)降低飛行速度等待數(shù)據(jù)傳輸完成后再快速通過。相鄰?fù)ㄓ嵠脚_1之間距離合適的話，無人機基本可實現(xiàn)實時傳輸，將攜帶的監(jiān)測數(shù)據(jù)同步到最近的通訊平臺1。

通訊平臺1能與總服務(wù)器進行有線或無線傳輸?shù)脑O(shè)備，通訊平臺1能夠含有更完善的收發(fā)設(shè)備，以及通訊平臺1之間的短距離互相通訊功能，可以通過無線的方式將大量數(shù)據(jù)傳輸給服務(wù)器。

通訊平臺1設(shè)置有無人機起降平臺5，以及無人機充電裝置。無人機包括鋰電池、GPS定位模塊、飛行驅(qū)動模塊、拍攝設(shè)備和無線通訊模塊。每個通訊平臺1至少配備有一個無人機。

當(dāng)進行無線監(jiān)測任務(wù)時，同時啟動多個無人機進行監(jiān)測，對多個無人機所經(jīng)過被監(jiān)測區(qū)域的時間點和飛行路線進行協(xié)調(diào)。

各無人機與最接近通訊平臺1的有效距離滿足圖像信息傳輸距離要求時，將新存儲的圖像信息傳輸至最接近的通訊平臺1，由該通訊平臺1通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)將圖像信息傳輸至總服務(wù)器，由總服務(wù)器對在飛狀態(tài)的無人機進行監(jiān)測和分析，或者發(fā)出廣播。

各無人機電量低至安全飛行電量范圍時，就近選擇合適的通訊平臺1進行充電，并由該通訊平臺1派出足電量的無人機代替充電無人機繼續(xù)監(jiān)測。

本實施采用有線充電裝置，參見圖3和圖4，在無人機起降平臺5的中部設(shè)置有兩個凹槽8，凹槽8內(nèi)分別匹配安裝有導(dǎo)電插槽9，兩個導(dǎo)電插槽9通過導(dǎo)線與充電器及電源連接；在無人機起降平臺5的中部還設(shè)置有兩個平行的導(dǎo)電彈片6，兩個平行的導(dǎo)電彈片6的前端或中部設(shè)置有導(dǎo)電觸頭7，當(dāng)兩個導(dǎo)電彈片6被壓下后，兩導(dǎo)電觸頭7分別能插入相應(yīng)導(dǎo)電插槽9內(nèi)；在無人機起降平臺5的前邊緣固定有柔性擋板，無人機起降平臺5的兩側(cè)設(shè)置有發(fā)散狀的柔性擋板，兩側(cè)柔性擋板的最窄段大于或等于無人機兩側(cè)寬度；位于各柔性擋板上分別設(shè)置有電磁鐵12，無人機機體的前側(cè)和兩側(cè)分別設(shè)置有導(dǎo)磁體，各導(dǎo)磁體與相應(yīng)電磁鐵12位置對應(yīng)；無人機的前側(cè)底部分別設(shè)置有兩個導(dǎo)電觸片，兩導(dǎo)電觸片的寬度與所述兩導(dǎo)電彈片6寬度一致。

參見圖5，電磁鐵12與控制器輸出端連接，無線通訊設(shè)備的信號輸出端與控制器信號輸入端連接；當(dāng)無人機發(fā)出降落信號且靠近無人機起降平臺5時，通過控制器控制電磁鐵12通電，對無人機進行定位，使無人機的兩導(dǎo)電觸片與無人機起降平臺5的兩導(dǎo)電彈片6貼合充電，當(dāng)充電結(jié)束后停止充電，需要無人機執(zhí)行起飛任務(wù)時，通過控制器控制電磁鐵12斷電，啟動無人機起飛。所述無人機起降平臺5的前端和后端分別設(shè)置有前端信號發(fā)射器A和后端信號發(fā)射器B，所述無人機的機體前端和后端分別設(shè)置有前端信號接收器A’和后端信號接收器B’。前端信號發(fā)射器A作為前端引導(dǎo)信號源，后端信號發(fā)射器B作為后端引導(dǎo)信號源。前端信號發(fā)射器A和信號發(fā)射器B的信號不同用于區(qū)分前后位。

實施例2：另一種無人機群智能調(diào)度監(jiān)測系統(tǒng)，在實施例1基礎(chǔ)上，將有線充電裝置修改為無線充電裝置，參見圖6，在無人機起降平臺7的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)腔，內(nèi)腔中安裝有充電發(fā)射線圈38，充電發(fā)射線圈38通過繼電器常開端與市電連接，繼電器的線圈是否通電要受控制器控制。

參見圖7和圖8，在無人機底部的平行桿支架上卡裝有底座31，在底座31內(nèi)部設(shè)置有充電接收線圈33。位于無人機底部的平行桿支架36上的底座31設(shè)置有卡槽30，卡槽30上部設(shè)置有扣件32，扣件32的一端通過銷軸35鉸接在卡槽30一側(cè)壁，扣件32的另一端通過鎖緊件連接于卡槽30另一側(cè)壁。

參見圖9，位于底座31內(nèi)部的充電接收線圈33的輸出端依次連接整流電路和穩(wěn)壓電路后與無人機內(nèi)的蓄電池充電器連接。

另外，在無人機起降平臺37的內(nèi)腔中設(shè)置有電磁鐵圈39，并在所述底座1內(nèi)部設(shè)置有磁鐵裝置34。為了確保無人機支架上的底座落在充電發(fā)射線圈88的正上方，可以將底座1的長度L≥電磁鐵圈直徑D。

電磁鐵圈39與控制器輸出端連接，無線通訊設(shè)備的信號輸出端與控制器信號輸入端連接，繼電器的線圈控制端與控制器輸出端連接。

每當(dāng)返航的無人機在附近區(qū)域時候，通過無人機本身的GPS坐標(biāo)判斷距離平臺的位置，當(dāng)所在的位置在設(shè)定的范圍內(nèi)時，平臺會通過磁感線圈通電，把無人機吸引下來，無人機底部平行桿支架上的底座31會吸附在平臺表面的任意位置，由充電線圈進行充電，充電完成后停止供電，引力隨之消失。

實施例3：又一種無人機群智能調(diào)度監(jiān)測系統(tǒng)，在實施例1或是實施例2的基礎(chǔ)上做出改進，與實施例1或?qū)嵤├?不同的是，實施例1或?qū)嵤├?采用了通訊平臺為固定式，本實施例采用了移動式通訊平臺。

參見圖8所示，移動式通訊平臺包括含驅(qū)動力的車體和軌道23，移動式通訊平臺的車體22底部的軌道輪匹配安裝于軌道23上；所述車體內(nèi)設(shè)置有無線通訊設(shè)備和GPS定位模塊以及電源模塊；無線通訊設(shè)備用于對服務(wù)器建立長距離通訊和對無人機建立短距離通訊；所述車體的側(cè)面設(shè)置有無人機升降平臺。所述無人機起降平臺的前端和后端分別設(shè)置有前端信號發(fā)射器A和后端信號發(fā)射器B，所述無人機的機體前端和后端分別設(shè)置有前端信號接收器A’和后端信號接收器B’。