CN107709162A - 基于飞行器自主引导的充电*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于飞行器自主引导的充电***及其应用***。本发明的目的在于解决造成飞行时间的缩短以及对自主飞行造成影响的充电问题，通过使飞行中需要对电池进行充电的无人机自主地接近充电站或通过远程控制使其接近充电站，然后通过与充电站的对接而对其进行充电，在完成充电之后重新与充电站分离并恢复正常飞行。本发明通过配备飞机库，使得对飞行器的充电以及保管动作更加安全。

Description

基于飞行器自主引导的充电***
技术领域
本发明涉及一种基于飞行器自主引导的充电***。
本发明的目的在于解决缩短飞行器飞行时间的根本原因即飞行器电源的充电问题，涉及一种当飞行器在飞行过程中判定需要对电池进行充电时使其自主地引导飞行到充电站或通过远程控制使其引导飞行到充电站，然后通过与充电站的对接而对其进行充电，在完成充电之后重新与充电站分离并恢复正常飞行的技术。
背景技术
目前在如无人机等无人飞行器中最大的问题在于，可能会因为在飞行过程中的坠毁而导致人命事故以及物质损失的发生，而诱发此类事故的最主要的原因则在于充电问题。
而上述问题也是迫使无人机无法按照预约的路径完成飞行的原因。因此，急需开发出一种能够解决无人机充电问题的技术。
目前对无人机进行充电的***只能在无人机着陆到地面的状态下使用，因此具有如必须配备用于对充电动作进行管理的管理人员等多种问题。
作为对无人飞行器进行充电的具体现有技术，包括已公开的韩国专利公开第10-2014-0078251号。
上述公开技术是一种通过使与飞行器的充电电池连接并配置在上述飞行器一侧的充电电极和配置在着陆面上的供电电极发生接触，从而在飞行器着陆时对其进行充电的技术，在飞行器着陆的情况下，使得配置在上述飞行器的支撑台底面并与充电电池连接的充电电极和裸露在着陆面并与配置在着陆面之一侧的电源供应部连接的供电电极相互接触，从而对飞行器的充电电池进行充电。
即，在飞行器着陆的状态下，使得安装在飞行器中的充电电极和裸露在着陆面上的供电电极相互接触，从而通过将电源供应到充电电池一侧而对其进行充电。
虽然通过如上所述的充电方法能够方便地实现充电操作且能够同时为多个飞行器进行充电，但是因为需要追加为了进行充电而使飞行器着陆的结构，因此其技术实现比较复杂，而且并没有公开通过自主引导而移动到充电器的移动技术，同时也没有适用基于远程控制的充电技术。
先行技术文献
专利文献
韩国专利公开第10-2014-0078251号
专利内容
本发明的目的在于解决上述现有问题而提供一种能够通过飞行器和充电站或飞行器和管制中心之间的通信，使飞行器引导飞行到充电站并对其进行充电的基于飞行器自主引导的充电***。
本发明的另一目的在于提供一种能够通过为飞行器的构成要素赋予物联网功能，使飞行器自主引导飞行到充电站并实现自动充电的基于飞行器自主引导的充电***。
本发明的又一目的在于提供一种能够通过配备用于对飞行器进行充电以及保管的飞机库，使其使用更加便利的基于飞行器自主引导的充电***。
本发明的其他目的将通过后续说明的内容得到进一步明确。
为了实现上述目的，适用本发明的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于，包括：飞行器，读取从管制中心传送过来的充电站的位置坐标以及高度坐标并在引导飞行到充电站之后进行充电，而在完成充电之后将充电信息传送到管制中心；充电站，当飞行器进入可进行充电的范围之内时对其进行认知并对飞行器的引导飞行进行控制，而在完成充电之后将充电信息传送到管制中心；以及管制中心，对飞行器的充电状态进行实时监测，为了使飞行器向充电站引导飞行而向其传送充电站的位置坐标以及高度坐标。
飞行体的特征在于，包括：控制部，对根据管制中心的控制向充电站飞行并充电的过程或根据与充电站之间的通信向充电站飞行并充电的过程进行控制；接收部，从管制中心和/或充电站接收充电相关的飞行控制信号；发送部，向管制中心和/或充电站发送充电相关的飞行信号；引导部，通过接收无线信号使飞行器自主引导飞行到充电站；显示部，对飞行器的充电执行状态进行显示；充电部，利用从充电站供应到飞行器的电力进行充电；以及缓冲部，防止当飞行器在充电站中以有线方式进行充电时因为飞行器和充电站之间的物理接触而导致机械性破损。
引导部的特征在于，向充电站发送红外线、激光、RF中的某一种无线信号。
利用充电部的无线充电的特征在于，通过磁共振或电磁感应中的某一种方式实现。
充电站的特征在于，包括：控制部，对根据管制中心的控制使飞行器向充电站飞行并充电的过程或根据与飞行器之间的通信使其向充电站飞行并充电的过程进行控制；接收部，从管制中心和/或飞行器接收充电相关的引导飞行信号；发送部，向管制中心和/或飞行器发送充电相关的引导飞行信号；引导部，通过发送无线信号使飞行器引导飞行到充电站；显示部，对飞行器的充电执行状态进行显示；充电部，利用从充电站供应到飞行器的电力进行充电；以及缓冲部，防止当飞行器在充电站中以有线方式进行充电时因为飞行器和充电站之间的物理接触而导致机械性破损。
引导部的特征在于，为了使飞行器向充电站的引导飞行准确地定位在2个极板上而分别配备主信号发送器和辅助信号发送器，上述主信号发送器向发飞行器发送较大范围的引导信号，辅助信号发送器则发送较小范围的引导信号，从而根据辅助信号发送器的发送信号实现飞行器和充电站之间的对接。
飞行器的特征在于，向管制中心预约飞行计划并根据其预约内容在管制中心的控制下进行飞行。
充电站的特征在于，配备能够使飞行器驶入或驶出的飞机库。
飞机库的特征在于，包括：控制部；通信部，用于与飞行器和/或管制中心进行通信；门部，为了对飞行器进行充电以及保管而打开或关闭；固定部，对通过门部驶入的飞行器进行固定；发电蓄电部，将太阳光转换为电力并进行蓄电；传感部，为了判断飞行器的可飞行与否而对风向、雨天、雷雨以及温度进行感测并对充电与否、充电状态、充电量进行感测；以及内存，对经过控制部处理的数据进行存储。
飞机库的特征在于，经过防水处理。
通过适用本发明的基于飞行器自主引导的充电***，能够通过飞行器和充电站或飞行器和管制中心之间的通信使飞行器向充电站引导飞行并进行充电，从而防止可能会在飞行器的飞行过程中发生的如因为电力消耗等而导致无法正常飞行的问题。
此外，通过适用本发明的基于飞行器自主引导的充电***，能够通过赋予物联网功能而实现飞行器的飞行以及充电，尤其是能够全自动地完成充电以及与其相关的动作。
此外，通过适用本发明的基于飞行器自主引导的充电***，能够通过配备用于对飞行器进行充电以及保管的飞机库而使其使用更加便利，同时通过配备能够将太阳光转换为电力并进行蓄电的构成以及与管制中心的通信功能而在飞行器的充电相关方面对飞行器进行有效控制。
附图说明
图1是本发明的概念图。
图2是图1中所示的无人机的控制结构图。
图3是图1中所示的充电器的控制结构图。
图4是图1中所示的管制中心的控制结构图。
图5是图4中所示的管制部的充电管制部的控制结构图。
图6是图4中所示的管制部的客户管制部的控制结构图。
图7a是对适用本发明的无人机的有线充电部进行图示的示意图。
图7b是对适用本发明的无人机的无线充电部进行图示的示意图。
图8a，8b是对适用本发明的充电器的充电原理进行图示的示意图。
图9是对适用本发明的充电器的形状进行图示的示意图。
图10是适用本发明的无人机向充电器一侧自主引导飞行时的动作流程图。
图11是无人机在适用本发明的管制部的控制下向充电器一侧引导飞行时的动作流程图。
图12是适用本发明的无人机按照在管制部中预约的计划进行飞行时的动作流程图。
具体实施方式
下面，将结合附图对适用本发明的实施例进行详细说明。
除非另有明确的定义，否则在本说明书中所使用的包括技术性或科学性术语在内的所有术语的含义与具有本发明所属技术领域之一般知识的的人员所普遍理解的含义相同。通常所使用的如已在辞典中做出定义的术语应被解释成与相关技术的上下文一致的含义，除非在本申请中做出明确的定义，否则不应解释成过于理想或夸大形式的含义。本发明可以进行各种变更且能够具有多种实施例，因此应理解为包括本发明的思想以及技术范围内的所有变更、均等物以及替代物。
如图1所示，适用本发明的基于无人机自主引导的充电***，是通过飞行器(以下简称为无人机)100和充电站200之间的通信而将无人机100引导到充电站200中并对其进行充电，或在管制中心300的控制下通过无人机100和充电站200之间的通信将无人机100引导到充电站200并对其进行充电，且能够选择性地执行上述动作。
无人机100如图2所示，包括控制部110、接收部120、发送部130、引导部140、显示部150、充电部160以及缓冲部170。
控制部110用于对无人机100的飞行和充电相关的动作进行控制。控制部110对在管制中心300的控制下的飞行以及向充电站200的飞行、通过与充电站200之间的通信的飞行以及向充电站200的飞行等进行控制。
接收部120是用于对从管制中心300和/或充电站200传送过来的信号进行接收的构成。从管制中心300接收到的信号能够包括对无人机100的飞行进行控制的控制信号和使其引导飞行到充电站200的引导飞行控制信号。此外，从充电站200接收到的信号能够包括使其引导飞行到充电站200的引导飞行控制信号。
发送部130是用于向管制中心300和/或充电站200传送信号的构成。向管制中心300传送的信号能够包括当前的飞行位置信号、表示正在为了进行充电而向充电站200引导飞行的引导飞行信号、充电时间以及充电量信号。向充电站200传送的信号能够包括当前的飞行位置信号、表示正在为了进行充电而向充电站200引导飞行的引导飞行信号。
引导部140是用于使无人机100能够自主引导到充电站200的构成。自主引导能够通过如红外线、激光、RF等无线信号实现。在充电站200中也需要配备与上述自主引导构成对应的构成。
显示部150是用于对如充电中、充电完成等充电执行状态进行显示的构成。显示部150能够由如LED等构成。
充电部160是利用从充电站200供应到无人机100的电力进行充电的构成。
充电部160如图7a所示，能够采取通过在腿部的接地面上配备充电部160而实现有线或无线充电的构成。为了实现有线充电，需要在充电站200中配备用于与充电部接触的接触端子。此外，为了实现无线充电，能够采取可实现电磁感应或磁共振方式充电的构成。为此，能够配备如图7b所示的无线充电部。此外，在着陆到充电站200时能够借助于无人机100的荷重而自动实现接地。
缓冲部170是用于防止当无人机100在充电站200中以有线方式进行充电时因为无人机100和充电站200之间的物理接触而导致机械性破损等的构成。如上所述的缓冲部170能够使用可以在无人机和充电器发生接触时缓解冲击的弹簧、海绵等构成。
充电站200安装在建筑物的屋顶以及天线等位置，如图3所示，包括控制部210、接收部220、发送部230、引导部240、显示部250、充电部260以及缓冲部270。
控制部210是用于对从管制中心300接收到的控制信号进行处理并对无人机100的充电进行控制的构成。借此，控制部210能够通过与无人机100的通信而控制无人机100引导飞行到充电站200中。此外，控制部210还能够在无人机100没有受到管制中心300的控制而自行飞近充电站200时对其进行认知，并向无人机100传送使其向充电站200引导飞行的引导飞行控制信号。
接收部220是用于对从管制中心300和/或无人机100传送过来的信号进行接收的构成。从管制中心300接收到的信号能够包括对无人机100的充电控制信号和对无人机100的充电时间以及充电量信息的请求信号。从无人机100接收到的信号能够包括当前的飞行位置信号以及到达充电站200的时间信号。
发送部230是用于向无人机100和/或管制中心300传送信号的构成。传送到无人机100的信号能够包括为了进行充电而使其引导飞行到充电站200的引导飞行控制信号。向管制中心300传送的信号能够包括当前的充电站200的位置信号、表示正在为了进行充电而向充电站200引导飞行的引导飞行信号、无人机100的充电时间以及充电量信号。
引导部240是用于使无人机100实现自主引导的构成。自主引导与配备在无人机100中的引导部相同，能够通过如红外线、激光、RF等无线功能实现。
显示部250是用于对如充电中、充电完成等充电执行状态进行显示的构成。显示部250能够由如LED等构成。
充电部260是用于向无人机100进行电力充电的构成。
充电部260如图8a及图8b所示，采取通过配备于无人机100的腿部中的底部接触端子实现有线充电的构成。
通过突出形成多个接触端子，使得无人机100和充电站200即使是在相互对接时发生小范围的误差也能够确保两者的端子形成接触并借此实现有线充电。此外，在无线充电时能够采取可实现电磁感应、磁共振充电的方式。为此，将在极板的中心部以及各个极板上的中心部周围配备IR信号发送功能，然后将极板分成两个部分并在上述分离的构成中分别配备辅助IR发送部，从而发送用于使无人机100接近的引导飞行信号。
借此，无人机100在根据用于掌握充电站200位置的GPS信号(包括X、Y坐标以及高度坐标即Z坐标)接近充电站200之后，首先通过捕获以较大的角度发射的主IR信号而尝试与充电站200实现对接，并通过在对接过程中捕获辅助IR信号而精密地对其位置进行变更，从而最终着陆在形成于充电站200的充电部260中的充电极板上。
此时，只有当辅助IR信号被包含在以较大的角度发射的主IR信号的角度范围之内时，才能够实现精确的对接操作。
上述充电极板以能够包括大致范围的形式构成，且为了便于在着陆之后实现端子之间的接触而配备多个端子，且因为极板会被裸露到外部，因此采取能够在雨天或下雪的环境下使雨水顺利排出的结构，如包括能够融化积雪的导热线等的构成为宜。
为了实现无线充电，能够配备如图8c所示的圆锥形态的无线充电器。
缓冲部270是用于防止当以有线方式对上述无人机100进行充电时因为无人机100和充电站200之间的物理接触而导致机械性破损等的构成。如上所述的缓冲部270能够使用可以缓解冲击的弹簧、海绵等构成。
此外，还能够通过紧邻充电站200安装的无人机飞机库对无人机100进行保护而避免其受到雨、雪、灰尘等的影响，通过与管制中心的通信而对其状态进行检查，通过利用太阳光的自行电力生产和储存而在没有外部电源的状态下进行充电。
上述飞机库如图，包括：控制部；通信部，用于与无人机和/或管制中心进行通信；门部，当无人机100被自主引导到充电站时打开从而允许无人机驶入，然后在关闭的状态下对其进行充电，而在充电完成之后重新打开从而使无人机100驶出；固定部，例如当因为安装在海洋的浮标上而有可能因为台风或风浪等造成较大幅度的晃动时，利用线缆、磁铁、锁定等方法对无人机进行固定；发电蓄电部，用于利用太阳光自行发电并对所发电的电力进行储存，在没有外部电力供应的情况下将飞机库的屋顶等作为太阳光面板生产电力并将其蓄电到能够配置在飞机库内外部的蓄电装置中之后再将其用于对无人机进行充电；传感部，包括用于判断无人机100的可飞行与否的各种感测功能，对充电与否、充电状态、充电量以及用于判断无人机的可飞行与否的风向、雨天、雷雨以及温度等进行测定；以及内存，用于对经过控制部处理的数据进行存储。
飞机库还配备有防水功能，以便于在如雨天时能够顺利地完成充电以及对无人机的收纳。
管控中心300如图4所示，包括管制部310、会员信息部320以及手机信息处理部330。
会员信息部320包括与所注册的无人机信息、其所有者的会员信息、适用本发明的充电***的使用服务费相关的，即与认证、费用、结算、收款信息相关的数据库。
管制部310是用于判断各个充电站200的位置、判断无人机100当前在哪个充电站进行充电、判断可使用的充电站并对无人机的认证、费用、收款、结算信息、无人机位置、充电时间、充电量、充电异常与否、无人机与充电站的对接及分离判断、包括无人机飞行日程在内的无人机飞行计划等进行整体控制的构成，由充电管制部311和客户管制部315构成。
充电管制部311用于对需要充电的无人机100和充电站200进行控制、对充电站200和无人机100的对接进行控制，并对无人机100当前正在充电与否、正在充电的充电站的位置、充电信息以及过电流、漏电等故障的发生与否等使用状态进行监控，同时对上述所有部分进行远程控制。
客户管制部包括运行检查和搭载功能检查，其中运行检查是用于对客户(无人机所有者)的无人机100的飞行以及方向、目的地等进行检查，用于执行实时直接检查或通过预约事先设定和执行如快递和侦查等对预约地区的定期观察等计划检查。
搭载功能检查与无人机100的实际运行状态无关，是用于对搭载于无人机100中的各种功能进行检查，例如通过摄像头、麦克风以及其他设备和接口对设备进行管制和监控。
采集信息处理部330是用于对通过搭载于无人机100中的各种传感器以及信息采集设备等接收到的数据进行保存、分类、采集、检索以及传送的构成，大体上包括采集DB***和用于将其传送到外部的外部接口部。
外部接口部用于通过如PC网页以及智能手机应用等多种形态为外部用户实现上述所有功能以及通过上述功能采集到的数据，例如地图服务器根据无人机100的移动特性，通过地图以及卫星照片提供所有监控以及管制等动作中所必须的基础信息即位置信息。
如上所述构成的适用本发明的基于无人机自主引导的充电***，在无人机100和充电站200之间的通信中能够适用如激光、红外线通信、短距离通信(蓝牙、RHD、NFC、Zigbee等)以及远距离通信(2G、3G、4G、5G等)所有方式。
在无人机100和管制中心300之间的通信中能够适用远距离无线通信，在充电站200和管制中心300之间的通信能够适用可实现远距离通信的有线或无线通信(Wi-Fi、@G、有线通信等)。
本发明在根据无人机100的飞行目的向管制中心300进行飞行预约时，能够设定为使其自主飞行。例如以快递业务为例，当在A地点接收货品并将其配送到B地点之后再飞行到C地点的过程中需要对电池进行充电时，将在管制中心300的控制下检索出最为接近的充电站并进行充电。接下来，在飞行到D地点接收快递货品之后再飞行到E地点进行配送。
图10是适用本发明的无人机向充电站一侧自主引导飞行时的动作流程图。
无人机100在掌握飞行过程中的当前位置之后，对最为接近的充电站200进行检索。如上所述的检索能够在管制中心300的控制下完成，在通过接收部120接收到从管制中心300传送过来的上述最为接近的充电站200的位置坐标(GPS)以及高度坐标之后，由控制部110对其进行处理并飞行到上述充电站200的坐标高度。
无人机100在向从上述管制中心300传送过来的充电站200的位置坐标以及高度坐标飞行的过程中，将通过引导部140检测是否能够接收到从充电站200传送过来的引导飞行信号。
通过引导部140检测到的从充电站200传送过来的引导飞行信号将被输入到控制部110，而在对其进行处理的控制部110的控制下，将在无人机100和充电站200之间建立通信。
当无人机100和充电站200之间进入可通信的状态之后，将由充电站200对无人机100的飞行进行控制，充电站200将通过引导部240持续性地向无人机100传送无人机100的引导飞行信号，从而使无人机100的引导部140能够连续检测到从充电站200发送过来的引导飞行信号，而上述引导飞行信号将被控制部110连续处理并在控制部110的控制下使无人机100向充电站200一侧引导飞行。
向充电站200一侧引导飞行的无人机100将与充电站200进行对接。
当在无人机100和充电站200之间完成对接之后，将通过无人机100的充电部160和充电站200的充电部开始对无人机100进行充电。此时如上所述，能够选择性地采取有线或无线充电方式。
在充电过程中，将通过无人机100的显示部150和充电站200的显示部250分别显示其充电状态。
此外，在正在充电的状态下，将分别由无人机100的控制部对从充电部160输入的信号进行处理并由充电站200的控制部210对从充电部260输入的信号进行处理，同时从无人机100和/或充电站200向管制中心300传送充电信号。即，上述充电信号将通过无人机100的发送部130和/或充电站200的发送部230传送到管制中心300。
在完成充电之后，上述状态将分别在无人机100的控制部110的控制下显示在显示部150中并在充电站200的控制部210的控制下显示在显示部250中，且充电完成信号将通过无人机100的发送部130和/或充电站200的发送部230传送到管制中心300。
接下来，控制部210将控制充电站200的引导部240不再发射对无人机100的引导飞行信号，此时充电站200对无人机100的飞行控制权也将被解除。或者，通过使无人机100飞行到特定的位置坐标和高度坐标而自动解除充电站200的飞行控制权。
接下来，无人机100将按照预定的目的继续进行飞行。
图11是无人机100在适用本发明的管制中心300的控制下向充电站200引导飞行时的动作流程图。
管制中心300对正在充电站200的附近飞行的无人机100的充电量信息进行实时确认。通过利用无人机100的发送部130将充电量信息实时传送到管制中心300，能够实现上述确认动作。
根据管制中心300对如上所述的无人机100的充电量信息进行处理的结果，当判定需要对无人机100进行充电时，管制中心300将会把可使用的即最为接近的充电站200的位置坐标以及高度坐标传送到无人机100。
借此，无人机100将通过接收部120接收从上述管制中心300传送过来的最为接近的充电站200的位置坐标以及高度坐标，然后由控制部110对其进行处理并飞行到上述坐标高度。
无人机100在向从上述管制中心300传送过来的充电站200的位置坐标以及高度坐标飞行的过程中，将通过引导部140检测是否能够接收到从充电站200传送过来的引导飞行信号。
通过引导部140检测到的从充电站200传送过来的引导飞行信号将被输入到控制部110，而在对其进行处理的控制部110的控制下，将在无人机100和充电站200之间建立通信。
当无人机100和充电站200之间进入可通信的状态之后，将由充电站200对无人机100的飞行进行控制，充电站200将通过引导部240持续性地向无人机100传送无人机100的引导飞行信号，从而使无人机100的引导部140能够连续检测到从充电站200发送过来的引导飞行信号，而上述引导飞行信号将被控制部110连续处理并在控制部110的控制下使无人机100向充电站200引导飞行。
向充电站200引导飞行的无人机100将被对接到充电站200。
当在无人机100和充电站200之间完成对接之后，将通过无人机100的充电部160和充电站200的充电部开始对无人机100进行充电。
在充电过程中，将通过无人机100的显示部150和充电站200的显示部250分别显示其充电状态。
此外，在正在充电的状态下，将分别由无人机100的控制部对从充电部160输入的信号进行处理并由充电站200的控制部210对从充电部260输入的信号进行处理，同时从无人机100和/或充电站200向管制中心300传送充电信号。即，上述充电信号将通过无人机100的发送部130和/或充电站200的发送部230传送到管制中心300。
在完成充电之后，上述状态将分别在无人机100的控制部110的控制下显示在显示部150中并在充电站200的控制部210的控制下显示在显示部250中，且充电完成信号将通过无人机100的发送部130和/或充电站200的发送部230传送到管制中心300。
接下来，控制部210将控制充电器200的引导部240不再生成引导飞行信号，此时充电站200对无人机100的飞行控制权也将被解除。或者，通过使无人机100飞行到特定的位置坐标和高度坐标而自动解除充电站200的飞行控制权。
接下来，无人机100将按照预定的目的继续进行飞行。
图12是适用本发明的无人机按照在管制部中预约的计划进行飞行时的动作流程图。
首先在管制中心300中对无人机100的飞行计划(飞行路径、飞行时间等)进行预约。
此外，无人机100还对需要在飞行过程中进行充电的充电站200进行预约。
如上所述的对充电站200的预约，是例如以飞行路径以及飞行时间等为基础事先对飞行过程中的电池消耗程度进行判断，即使并不是必须对电池进行充电的状态，考虑到为了确保安全而需要提前对电池进行充电的情况，对充电站200进行预约，而如上所述的预约信息将被保存到管制中心300中进行管理。
此外如上述图10及图11所示，也能够由管制中心300从正在飞行的无人机100实时接收充电量信息并通过对其进行处理而判断是否需要进行充电，接下来通过向无人机100传送与当前的飞行位置最为接近的充电站200的位置信息，使无人机100向充电站200一侧自主引导飞行并进行充电，上述动作通过图11也能够有效实现。
在上述无人机100的飞行计划和/或充电计划被保存到管制中心300并得到管理的状态下，无人机100将按照预约的飞行计划开始飞行。
在如上所述的状态下，将通过引导部140持续性地检测是否有从充电站200传送过来的引导飞行信号，而通过引导部140检测到的从充电器200传送过来的引导飞行信号将被输入到控制部110中，而在对其进行处理的控制部110的控制下，将在无人机100和充电器200之间建立通信。
当无人机100和充电站200之间进入可通信的状态之后，将由充电站200对无人机100的飞行进行控制，充电站200将通过引导部240持续性地向无人机100传送无人机100的引导飞行信号，从而使无人机100的引导部140能够连续检测到从充电站200发送过来的引导飞行信号，而上述引导飞行信号将被控制部110连续处理并在控制部110的控制下使无人机100向充电站200一侧引导飞行。
向充电站200引导飞行的无人机100将被对接到充电站200。
当在无人机100和充电站200之间完成对接之后，将通过无人机100的充电部160和充电站200的充电部开始对无人机100进行充电。
在充电过程中，将通过无人机100的显示部150和充电站200的显示部250分别显示其充电状态。
此外，在正在充电的状态下，将分别由无人机100的控制部对从充电部160输入的信号进行处理并由充电站200的控制部210对从充电部260输入的信号进行处理，同时从无人机100和/或充电站200向管制中心300传送充电信号。即，上述充电信号将通过无人机100的发送部130和/或充电器200的发送部230传送到管制中心300。
在完成充电之后，上述状态将在无人机100的控制部110的控制下显示在显示部150中并在充电站200的控制部210的控制下显示在显示部250中，且充电完成信号将通过无人机100的发送部130和/或充电站200的发送部230传送到管制中心300。
接下来，控制部210将控制充电站200的引导部240不再生成引导飞行信号，此时充电站200对无人机100的飞行控制权也将被解除。或者，通过使无人机100飞行到特定的位置坐标和高度坐标而自动解除充电站200的飞行控制权。
接下来，无人机100将按照飞行预约事项继续进行飞行。
产业可用性
本发明涉及一种当飞行器在飞行过程中判定需要对电池进行充电时使其自主地引导飞行到充电站或通过远程控制使其引导飞行到充电站，然后通过与充电站的对接而对其进行充电，在完成充电之后重新与充电站分离并恢复正常飞行的技术，能够适用于无人机的充电以及充电控制技术领域。

Claims (12)

1.一种基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于，包括：
飞行器，读取从管制中心传送过来的充电站的位置坐标以及高度坐标并在引导飞行到充电站之后进行充电，而在完成充电之后将充电信息传送到管制中心；
充电站，当上述飞行器进入可进行充电的范围之内时对其进行认知并对飞行器的引导飞行进行控制，而在完成充电之后将充电信息传送到管制中心；以及
管制中心，对上述飞行器的充电状态进行实时监测，为了使飞行器向充电站引导飞行而向其传送充电站的位置坐标以及高度坐标。
2.根据权利要求1所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
上述飞行器，包括：
控制部，对根据上述管制中心的控制向充电站飞行并充电的过程或根据与充电站之间的通信向充电站飞行并充电的过程进行控制；
接收部，从上述管制中心和/或充电站接收充电相关的飞行控制信号；
发送部，向上述管制中心和/或充电站发送充电相关的飞行信号；
引导部，通过接收无线信号使上述飞行器自主引导飞行到充电站；
显示部，对上述飞行器的充电执行状态进行显示；
充电部，利用从上述充电站供应到飞行器的电力进行充电；以及
缓冲部，防止当上述飞行器在充电站中以有线方式进行充电时因为飞行器和充电站之间的物理接触而导致机械性破损。
3.根据权利要求2所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
上述引导部向充电站发送红外线、激光、RF中的某一种无线信号。
4.根据权利要求2所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
利用上述充电部的无线充电是通过磁共振或电磁感应中的某一种方式实现。
5.根据权利要求1所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
上述充电站，包括：
控制部，对根据上述管制中心的控制使飞行器向充电站飞行并充电的过程或根据与飞行器之间的通信使其向充电站飞行并充电的过程进行控制；
接收部，从上述管制中心和/或飞行器接收充电相关的引导飞行信号；
发送部，向上述管制中心和/或飞行器发送充电相关的引导飞行信号；
引导部，通过发送无线信号使上述飞行器引导飞行到充电站；
显示部，对上述飞行器的充电执行状态进行显示；
充电部，利用从上述充电站供应到飞行器的电力进行充电；以及
缓冲部，防止当上述飞行器在充电站中以有线方式进行充电时因为飞行器和充电站之间的物理接触而导致机械性破损。
6.根据权利要求5所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
上述引导部向充电站发送红外线、激光、RF中的某一种无线信号。
7.根据权利要求5所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
上述引导部为了使飞行器向充电站的引导飞行准确地定位到2个极板上而分别配备主信号发送器和辅助信号发送器，上述主信号发送器向发飞行器发送较大范围的引导信号，辅助信号发送器则发送较小范围的引导信号，从而根据辅助信号发送器的发送信号实现飞行器和充电站之间的对接。
8.根据权利要求5所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
利用上述充电部的无线充电是通过磁共振或电磁感应中的某一种方式实现。
9.根据权利要求1所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
上述飞行器向管制中心预约飞行计划并根据其预约内容在管制中心的控制下进行飞行。
10.根据权利要求1所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
上述充电站配备能够使飞行器驶入或驶出的飞机库。
11.根据权利要求10所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
上述飞机库，包括：
控制部；
通信部，用于与飞行器和/或管制中心进行通信；
门部，为了对飞行器进行充电以及保管而打开或关闭；
固定部，对通过门部驶入的飞行器进行固定；
发电蓄电部，将太阳光转换为电力并进行蓄电；
传感部，为了判断飞行器的可飞行与否而对风向、雨天、雷雨以及温度进行感测并对充电与否、充电状态、充电量进行检查和管理；以及
内存，对经过上述控制部处理的数据进行存储。
12.根据权利要求10所述的基于飞行器自主引导的充电***，其特征在于：
上述飞机库经过防水处理。
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