CN109502023A - 一种无人车和无人机协同工作*** - Google Patents

一种无人车和无人机协同工作*** Download PDF

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unmanned
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倪俊
田汉青
赵越
张雨甜
潘博
李云霄
翟建坤
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Beijing Institute of Technology BIT
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Beijing Institute of Technology BIT
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D63/00—Motor vehicles or trailers not otherwise provided for
    • B62D63/02—Motor vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

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Abstract

本发明公开了一种无人车和无人机协同工作***，利用电磁铁和磁性平台实现无人机与无人车的有效连接，结构简单可靠易于控制，能够保证在任务需要时可以随时释放无人机。包括：无人车、无人机和电磁收放机构，无人机由遥控单元操纵飞行；电磁收放机构包括设置在无人车顶部的磁性平台和安装在无人机底部的电磁铁，电磁铁由无人机内部的动力电池组通过供电线路供电，通过遥控单元控制该供电线路的通断。当无人车执行任务时，无人机吸附在无人车的磁性平台上；当需要无人机执行任务时，使电磁铁失去磁性，操纵无人机起飞脱离磁性平台并执行任务；当无人机执行完任务后返回降落至无人车顶部，使电磁铁恢复磁性，从而吸附在无人车的磁性平台上。

Description

一种无人车和无人机协同工作***
技术领域
发明涉及一种协同工作***，具体涉及一种无人车和无人机协同工作***。
背景技术
随着自动驾驶技术的发展，无人车在军用及民用领域将会得到大幅应用，包括无人侦查车、无人物流车、无人运货车等。过去传统的工作往往采用单独无人车进行侦查、物流、运货等任务，但是，单独无人车执行任务时具有诸多局限性，例如：1.无人车顶部所安装的摄像头、雷达等感知***无法识别距离过远、凹陷于地面的障碍物。2.无人车一般体积较大，无法进入狭窄空间执行任务，例如草丛、楼宇等，这种局限性巨大程度约束了无人车的应用场景。因此，利用无人车-无人机实现协同工作，利用无人机体积小、轻便、侦查视角广的优点以弥补上述无人车的使用缺点，成为了近些年来研究人员的研究热点。
但是，无人车与无人机的协同控制始终存在一个较大难题，就是：如何将无人机与无人车实现有效固定连接，并在不同道路行驶时保证良好的可靠性，同时，需在任务需要时可以随时释放无人机。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种无人车和无人机协同工作***，能够实现无人机与无人车的可靠连接，且在任务需要时可以随时释放无人机，保证无人车和无人机能够有效的协同工作。
所述的无人车和无人机协同工作***，包括：无人车和无人机，还包括电磁收放机构，所述无人机由遥控单元操纵飞行；
所述电磁收放机构包括：设置在无人车顶部的磁性平台和安装在无人机底部的电磁铁，所述电磁铁由无人机内部的动力电池组通过供电线路供电，通过所述遥控单元控制该供电线路的通断。
当所述无人车执行任务时，所述无人机通过所述电磁铁吸附在无人车的磁性平台上；
当需要所述无人机执行任务时，通过所述遥控单元向所述无人机发送解锁起飞指令，所述无人机接收到解锁起飞指令后，控制所述供电线路的通断，使所述电磁铁失去磁性，由所述遥控单元操纵无人机起飞脱离磁性平台并执行任务；
当所述无人机执行完任务后，在遥控单元的操纵下返回降落至无人车顶部的磁性平台上，然后所述遥控单元向无人机发送锁定指令，所述无人机接收到锁定指令后，控制所述供电线路的通断，使所述电磁铁恢复磁性，从而吸附在无人车的磁性平台上。
有益效果：
(1)该协同工作***利用电磁铁和磁性平台实现无人机与无人车的有效连接，结构简单可靠易于控制，没有复杂的机械结构，易于改造和加装，其能够保证在任务需要时可以随时释放无人机。
(2)安装在无人机上的电磁铁选用失电型电磁铁，可有效节约电能，最大程度上保证飞机续航。
附图说明
图1为本发明的无人车和无人机协同工作***结构示意图；
图2为电磁收放机构控制流程示意图。
其中：1-无人车，2-无人机
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供一种无人车和无人机协同工作***，采用该***能够保证无人车和无人机能够有效的协同工作。
如图1所示，该无人车和无人机协同工作***包括：无人车1、无人机2和电磁收放机构，无人机2由无线电遥控设备(遥控单元)操纵飞行，以协同无人车完成物流运输、侦察、运货等工作任务。
无人机2停放在无人车1顶部，为保证无人机2在不使用时能够可靠的停放在无人车1顶部，设置电磁收放机构，电磁收放机构包括：设置在无人车1顶部的磁性平台和安装在无人机2底部的电磁铁，本实施例中在无人机2的脚架上安装有四个电磁铁，电磁铁由无人机2内部的动力电池组供电，通过遥控单元控制该供电线路的通断。为有效节约电能，电磁铁可选用失电型电磁铁(通电断磁)，由此最大程度上保证飞机续航。当无人机内部的控制单元接收到遥控单元的起飞指令或锁定指令后，控制无人机2底部的电磁铁通电或断电，从而实现无人机的释放或锁定。
停放在无人车1顶部磁性平台上的无人机2可以为一架或多架，每架无人机2由其自身的无线电遥控设备(遥控单元)独自操纵飞行，每架无人机2的底部均设置有由其内部的动力电池组供电的电磁铁，且供电线路的通断由其自身的遥控单元控制，由此实现各无人机的独立控制。
该协同工作***的工作过程为：
正常情况下，电磁铁不通电，无人机2底部的电磁铁牢固的吸附在磁性平台上，从而使无人机2可靠的停放在无人车1顶部，此时由无人车进行侦查、物流、运货等任务；
当遇到无人车1无法进入狭窄空间执行任务时，遥控单元控制无人机2解锁起飞，具体为：当无人机的控制单元接收到遥控单元的起飞指令后，无人机控制单元中的IO接口从低电平转变为高电平，此时，与IO接口连接的继电器模块被触发通电闭合，动力电池组为安装在无人机2脚架的四个失电型电磁铁供电，失电型电磁铁通电失去磁性，失去与平台的吸附力。此时，由遥控单元操纵无人机2起飞脱离磁性平台并执行任务；
当无人机2执行完任务后，在遥控单元的操纵下返回降落至无人车1顶部的磁性平台上，然后遥控单元向无人机2发送锁定指令，无人机接到锁定指令后，其控制单元的IO接口由程序控制从高电平转变为低电平，输出电压为0伏。此时，与IO接口连接的继电器模块断开，动力电池组将断开为安装在飞机脚架的失电型电磁铁的供电。失电型电磁铁断电恢复磁性，恢复与磁性平台的吸附力，使得无人机2能够继续吸附锁定在无人车的磁性平台上。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无人车和无人机协同工作***，包括：无人车和无人机，其特征在于，还包括电磁收放机构，所述无人机由遥控单元操纵飞行；
所述电磁收放机构包括：设置在无人车顶部的磁性平台和安装在无人机底部的电磁铁，所述电磁铁由无人机内部的动力电池组通过供电线路供电，通过所述遥控单元控制该供电线路的通断。
2.如权利要求1所述的无人车和无人机协同工作***，其特征在于，
当所述无人车执行任务时，所述无人机通过所述电磁铁吸附在无人车的磁性平台上；
当需要所述无人机执行任务时，通过所述遥控单元向所述无人机发送解锁起飞指令，所述无人机接收到解锁起飞指令后，控制所述供电线路的通断，使所述电磁铁失去磁性，由所述遥控单元操纵无人机起飞脱离磁性平台并执行任务；
当所述无人机执行完任务后，在遥控单元的操纵下返回降落至无人车顶部的磁性平台上，然后所述遥控单元向无人机发送锁定指令，所述无人机接收到锁定指令后，控制所述供电线路的通断，使所述电磁铁恢复磁性，从而吸附在无人车的磁性平台上。
3.如权利要求1或2所述的无人车和无人机协同工作***，其特征在于，所述电磁铁为失电型电磁铁。
4.如权利要求3所述的无人车和无人机协同工作***，其特征在于，在所述磁性平台上停放两架以上无人机，每架无人机由其自身的遥控单元独自操纵飞行；且每架无人机底部电磁铁供电线路的通断由其自身的遥控单元独立控制。
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