本實用新型屬于無人機應用技術領域，尤其涉及一種無人機自動起降管理站及無人機自動起降管理系統(tǒng)。

背景技術：

近年來無人機技術取得了迅速發(fā)展，特別是小型無人機，由于其具有機動靈活、反應快速、無人飛行、操作要求低、起飛無需跑道或其他輔助設備等優(yōu)點，使得小型無人機在軍、民用方面應用較廣泛。主要應用市場包括：智能交通、智能社區(qū)、智慧城市、智慧深林、農業(yè)植保、核輻射探測、邊境巡邏以及海事偵查等多個領域。這些領域一般要求無人機能夠在完全無人工干預的情況下長時間周期性工作，需要無人機實現(xiàn)定時或連續(xù)的自動工作。然而，現(xiàn)有的小型無人機所攜帶的電池電量是有限的，并且其數(shù)據(jù)傳輸距離也是有限的，若要保證小型無人機能夠定時或連續(xù)工作，需要有人監(jiān)管保證其在工作過程中沒電時能夠及時回收充電，并同時進行數(shù)據(jù)下傳與存儲，這樣不僅影響工作效率，而且操作起來非常不便。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例的目的在于提供一種無人機自動起降管理站及無人機自動起降管理系統(tǒng)，旨在解決上述現(xiàn)有的小型無人機需要有人監(jiān)管保證其在工作過程中沒電時能夠及時回收充電，并同時進行數(shù)據(jù)下傳與存儲，這樣不僅影響工作效率，而且操作起來非常不便的問題。

本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種無人機自動起降管理站，包括起降平臺、設置在所述起降平臺上的校正桿組件、設置在校正桿組件上的充電數(shù)據(jù) 接頭、視覺輔助降落系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)，所述地面控制系統(tǒng)包括天線、通信控制器以及校正控制模塊，所述通信控制器分別與所述天線、所述校正控制模塊、所述視覺輔助降落系統(tǒng)、所述電源系統(tǒng)以及所述充電數(shù)據(jù)接頭連接，所述電源系統(tǒng)還與所述充電數(shù)據(jù)接頭連接，所述校正控制模塊與所述校正桿組件連接。

本實用新型實施例的另一目的在于提供一種無人機自動起降管理系統(tǒng)，包括無人機、至少一個上述無人機自動起降管理站以及與所述至少一個無人機自動起降管理站連接的，用于監(jiān)測與管理所述無人自動起降管理站的運行狀態(tài)的指揮中心。

實施本實用新型實施例提供的一種無人機自動起降管理站及無人機自動起降管理系統(tǒng)具有以下有益效果：

本實用新型實施例提供的無人機自動起降管理站能夠在無人干預的情況下實現(xiàn)無人機的自動起降，并將無人機校正、夾緊到起降平臺的預設位置，使無人機起落架上的充電數(shù)據(jù)接口與起降平臺校正桿組件上的充電數(shù)據(jù)接頭對接并壓緊，完成對無人機的自動充電、機載數(shù)據(jù)的下載以及任務的上傳，大大提高了無人機的工作效率，簡化了使用無人機時的操作步驟。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的無人機自動起降管理站的示意框圖；

圖2是無人機降落在本實用新型實施例提供的無人自動起降管理站中的示意圖；

圖3是本實用新型實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)的示意框圖；

圖4是無人機在本實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)中降落時的具體實現(xiàn)流程圖；

圖5是無人機從本實用新型實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)中起飛執(zhí)行任務時的具體實現(xiàn)流程圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

圖1是本實用新型實施例提供的無人機自動起降管理站的結構示意圖。為了便于說明僅僅示出了與本實施例相關的部分。

參見圖1所示，本實施例提供的一種無人機自動起降管理站100包括起降平臺1、設置在所述起降平臺1上的校正桿組件11、設置在校正桿組件11上的充電數(shù)據(jù)接頭12、視覺輔助降落系統(tǒng)3、地面控制系統(tǒng)2以及電源系統(tǒng)4，所述地面控制系統(tǒng)2包括天線21、通信控制器22以及校正控制模塊23，所述通信控制器22分別與所述天線21、所述校正控制模塊23、所述視覺輔助降落系統(tǒng)3、所述電源系統(tǒng)4以及所述充電數(shù)據(jù)接頭12連接，所述電源系統(tǒng)4還與所述充電數(shù)據(jù)接頭12連接，所述校正控制模塊23與所述校正桿組件11連接；其中：

所述視覺輔助降落系統(tǒng)3，用于在所述通信控制器22接收到所述無人機200發(fā)送的降落指令時捕捉所述無人機200在所述起降平臺1上空的位置信息，并根據(jù)所述位置信息向所述無人機200發(fā)送位置修正信息，使所述無人機200根據(jù)所述位置修正信息修正自身的位置后降落在所述起降平臺1上；

所述校正控制模塊23，用于控制所述校正桿組件11校正所述無人機200在所述起降平臺1上的位置，使所述無人機200的起落架位于所述起降平臺1上的預設位置，以便所述無人機200起落架上的充電數(shù)據(jù)接口與所述校正桿組件11上的充電數(shù)據(jù)接頭12與對接并壓緊；

所述通信控制器22，用于在所述無人機200的電量不足時，控制所述電源系統(tǒng)4通過所述充電數(shù)據(jù)接頭12對所述無人機200進行充電，并在充電的同時與所述無人機200進行數(shù)據(jù)通信，例如：將無人機200的機載數(shù)據(jù)導出至所述 地面控制系統(tǒng)2中進行存儲或者向無人機200上傳任務信息。

在本實施例中，所述起降平臺1由一塊光滑的正方形大平板、立柱和底板組成，通過框架連接成一個立方體形狀，用做無人機200的起飛與降落平面，同時是所述無人機自動起降管理站100各組成模塊的支撐與安裝主體。

進一步的，所述校正桿組件11包括兩組相對設置在所述起降平臺1平面上的校正桿和與兩組校正桿連接的校正桿驅動單元，所述校正桿驅動單元與所述地面控制系統(tǒng)2中的校正控制模塊23連接。

進一步的，所述電源系統(tǒng)4包括與所述充電數(shù)據(jù)接頭12連接的電池充電器41、與所述電池充電器41連接的直流電源42和儲能單元43，所述儲能單元43還與所述地面控制系統(tǒng)2中的通信控制器22連接。

參見圖2所示，在本實施例中，所述無人機200的充電數(shù)據(jù)接口202設置在所述無人機200起落架201底部兩平行管的外側，所述無人機200內部的電池和機載設備的數(shù)據(jù)線引到所述起落架201的底部兩平行管端部和所述充電數(shù)據(jù)接口202連接。所述無人機自動起降管理站100中的校正桿組件11包括沿所述起降平臺1平面X軸方向和Y軸方向相對設置的兩組校正桿，充電數(shù)據(jù)接頭12安裝在X軸方向校正桿的兩端，對于不同跨距的起落架201，校正桿上安裝的充電數(shù)據(jù)接頭12的接頭座尺寸可以相應調整，充電數(shù)據(jù)接頭12的導電探針與電源系統(tǒng)4中的電池充電器41連接。當無人機200降落在所述起落平臺上時，由地面控制系統(tǒng)2中的通信控制器22觸發(fā)校正控制模塊23控制校正桿組件11執(zhí)行相應的校正動作，首先控制位于起降平臺1平面上兩側的Y軸方向的校正桿同時向起降平臺1中心區(qū)域運動，推動無人機200的起落架201往起降平臺1的中心區(qū)域移動，待Y軸方向校正桿運動到位后，無人機200的中軸面與起降平臺1平面上的Y軸重合，并且起落架201底部的兩平行管被Y軸方向的校正桿約束，只剩下Y軸方向上的移動自由度；然后控制位于起降平臺1平面上兩側的X軸方向的校正桿向起降平臺1的中心區(qū)域運動，推動起落架201校正無人機200在Y軸方向上的位置，當X軸方向的校正桿運動到位后，無人機 200被定位到起降平臺1的中心區(qū)域，同時位于X軸方向的校正桿兩端的充電數(shù)據(jù)接頭12和起落架201上的充電數(shù)據(jù)接口202對應并壓緊，至此無人機200降落后的定位夾緊和與無人機自動起降管理站100的充電數(shù)據(jù)接頭12的對接完成。接下來由地面控制系統(tǒng)2通過通信控制器22向無人機200發(fā)送斷電命令，待無人機200斷電后再由所述通信控制器22讀取所述無人機200的電量信息，并判斷所述電量信息是否低于預設的電量閾值，若低于預設的電量閾值，則控制電源系統(tǒng)4對無人機200進行充電，所述通信控制器22還能夠在充電的同時與無人機200進行數(shù)據(jù)交互，將無人機200的機載數(shù)據(jù)導出至地面控制系統(tǒng)2進行存儲，其中所述機載數(shù)據(jù)包括但不限于所述無人機200的機載載荷數(shù)據(jù)和機載飛行記錄數(shù)據(jù)。

進一步的，所述無人機自動起降管理站100還包括與所述地面控制系統(tǒng)2的通信控制器22連接的防護裝置7，所述防護裝置7設置在所述起降平臺1外部，用于保護所述起降平臺1。

在本實施例中，所述防護裝置7根據(jù)所述通信控制器22發(fā)送的打開/關閉指令執(zhí)行打開或關閉的動作，所述防護裝置7一般處于關閉狀態(tài)可以對起降平臺1以及降落在起降平臺1上的無人機200起到保護作用。

進一步的，所述的無人機自動起降管理站100還包括與所述地面控制系統(tǒng)2的通信控制器22連接的氣象站5，所述氣象站5用于監(jiān)測所述起降平臺1周圍的氣象信息，并在所述氣象信息異常時向所述通信控制器22發(fā)出氣象異常的提示信息。

在本實施例中，所述氣象站5可以在氣象信息異常時向所述通信控制器22發(fā)出氣象異常的提示信息，使所述通信控制器22根據(jù)所述氣象異常的提示信息判斷所述無人機自動起降管理站100是否具備無人機200降落/起飛所需的條件，確保無人機200能夠在理想條件下使用無人機自動起降管理站100。

進一步的，所述的無人機自動起降管理站100還包括與所述地面控制系統(tǒng)2的通信控制器22連接的監(jiān)控裝置6，所述監(jiān)控裝置6用于監(jiān)測所述起降平臺 1所處機場內的情況，并在監(jiān)測到有異常情況時發(fā)出告警信息。

在本實施例中，所述監(jiān)控裝置6能夠監(jiān)控無人機自動起降管理站100的內部狀況，并在監(jiān)測到有可疑人進入無人機自動起降管理站100時及時發(fā)出告警信息通知相關管理人員，防止無人機自動起降管理站100出現(xiàn)被盜的情況。

以上可以看出，本實施例提供的無人機自動起降管理站100能夠在無人干預的情況下實現(xiàn)無人機200的自動起降，并將無人機200校正、夾緊到起降平臺1的預設位置，使無人機200起落架201上的充電數(shù)據(jù)接口202與起降平臺1校正桿組件11上的充電數(shù)據(jù)接頭12對接并壓緊，完成對無人機200的自動充電、機載數(shù)據(jù)的下載以及任務的上傳，大大提高了無人機200的工作效率，簡化了使用無人機200時的操作步驟。

圖3是本實用新型實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)的示意框圖。為了便于說明僅僅示出了與本實施例相關的部分。

參見圖3所示，本實施例提供的一種無人機自動起降管理系統(tǒng)，包括無人機200、至少一個如圖1和圖2實施例所述的無人機自動起降管理站100以及與所述至少一個無人機自動起降管理站100連接的，用于監(jiān)測與管理所述無人自動起降管理站的運行狀態(tài)的指揮中心300。

以下結合圖4和圖5詳細闡述無人機在本實用新型實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)中降落和起飛執(zhí)行任務時的具體實現(xiàn)流程。

圖4是無人機在本實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)中降落時的具體實現(xiàn)流程圖。參見圖4所示，無人機在本實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)中降落時的實現(xiàn)流程具體包括：

在S401中，所述無人機自動起降管理系統(tǒng)中的至少一個無人機自動起降管理站100接收無人機200發(fā)送的降落請求，具備降落條件的無人機自動起降管理站100響應所述降落請求；

在S402中，無人機200根據(jù)位于不同位置處的無人機自動起降管理站100返回的響應信號選擇目標無人機自動起降管理站100，并再次向所述目標無人 自動起降管理站的通信控制器22發(fā)送降落請求；

在S403中，所述目標無人自動起降管理站的通信控制器22根據(jù)所述降落請求控制視覺輔助降落系統(tǒng)3捕捉所述無人機200在起降平臺1上空的位置信息，并根據(jù)所述位置信息向所述無人機200發(fā)送位置修正信息，使所述無人機200根據(jù)所述位置修正信息修正自身的位置后降落在所述起降平臺1上；

在S404中，所述目標無人自動起降管理站的校正控制模塊23控制所述校正桿組件11校正所述無人機200在所述起降平臺1上的位置，使所述無人機200的起落架201位于所述起降平臺1上的預設位置，以便所述無人機200起落架201上的充電數(shù)據(jù)接口202與所述校正桿組件11上的充電數(shù)據(jù)接頭12與對接并壓緊；

在S405中，所述通信控制器22在所述無人機200的電量不足時控制所述電源系統(tǒng)4通過所述充電數(shù)據(jù)接頭12對所述無人機200進行充電，并在充電的同時將所述無人機200的機載數(shù)據(jù)導出至所述地面控制系統(tǒng)2中進行存儲。

圖5是無人機從本實用新型實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)中起飛執(zhí)行任務時的具體實現(xiàn)流程圖。參見圖5所示，無人機從本實用新型實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)中起飛執(zhí)行任務時的具體實現(xiàn)流程包括：

在S501中，指揮中心300向所述無人機自動起降管理系統(tǒng)中的至少一個無人機自動起降管理站100發(fā)布任務請求，具備執(zhí)行任務條件的無人機自動起降管理站100響應所述任務請求；

在S502中，所述指揮中心300根據(jù)位于不同位置處的無人機自動起降管理站100返回的響應信息選擇目標無人機自動起降管理站100，并將任務信息發(fā)送至所述目標無人機自動起降管理站100；

在S503中，所述目標無人機自動起降管理站100地面控制系統(tǒng)2中的通信控制器22接收所述任務信息，并通過充電數(shù)據(jù)接頭12將所述任務信息上傳至降落在所述目標無人自動起降管理站的起降平臺1上的無人機200后控制所述無人機200起飛執(zhí)行任務。

可選的，在S504之后還包括：

當所述無人機200執(zhí)行任務中斷后，向所述指揮中心300返回任務執(zhí)行中斷信號，使所述指揮中心300根據(jù)所述任務執(zhí)行中斷信號重新選擇目標無人機自動起降管理站100。

需要說明的是，本實施例提供的無人機自動起降管理系統(tǒng)中的無人機自動起降管理站100與圖1和圖2所示實施中提供的無人機自動起降管理站100完全相同，因此，其具體工作原理具體可參見圖1和圖2所示實施例中敘述，在此不再累述。相對于圖1和圖2所示實施例，本實施例中的無人機自動起降管理系統(tǒng)由指揮中心300和多個無人機200以及多個無人機自動起降管理站100組成，能夠形成一個無人值守的網絡系統(tǒng)，使得無人機200在無人機自動起降管理站100群中就近選擇目標無人機自動起降管理站100進行充電與數(shù)據(jù)交互，節(jié)省無人機200能耗，使其續(xù)航里程大幅增加，任務連續(xù)性加強；而且還能夠實現(xiàn)無人機200的遠程管理與控制。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。