本發(fā)明涉及一種潛伏鳥巢式全自動無人機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科技的進(jìn)步和人們生活水平的不斷提升，無人機(jī)近年來不斷受到消費者的青睞，尤其在航拍、測繪、影視拍攝、制造浪漫等領(lǐng)域得到極大的用途。

但無人機(jī)還是沒有完全脫離人工輔助功能，如充電、換電池、飛機(jī)檢查、起飛、降落、高清圖像下載等，使得無人機(jī)每次飛行，需要幾個人做大量的地勤等后勤工作，費時費力，效率不高。特別是對于長距離的巡線巡航，如邊防巡線、電力線巡檢、油氣管線巡檢、河流巡檢、海洋、公路、交通、環(huán)保、國土、物流、消防、國安、城管、活動場地等工作，每次爬山涉水幾個小時，甚至幾天到起飛地(如山頂鐵塔附近)，就為了起飛十幾分鐘，飛個幾公里，對定期需要巡檢任務(wù)的場合，大量人力物力浪費在路上，效率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種潛伏鳥巢式全自動無人機(jī)系統(tǒng)，所述潛伏鳥巢式全自動無人機(jī)系統(tǒng)包括無人機(jī)及與其相對應(yīng)的鳥巢裝置，所述無人機(jī)通過定位模塊可以落入在所述鳥巢裝置中，從而實現(xiàn)了無人機(jī)精準(zhǔn)降落在所述鳥巢裝置中，也可以從所述鳥巢裝置中起飛，避免使用者需要手動攜帶，方便了使用者，提升了用戶體驗。

根據(jù)本發(fā)明的潛伏鳥巢式全自動無人機(jī)系統(tǒng)，所述潛伏鳥巢式全自動無人機(jī)系統(tǒng)包括鳥巢裝置，所述鳥巢裝置具有一位置id數(shù)據(jù)，所述鳥巢裝置包括第一無線通信模塊，所述鳥巢裝置包括一頂端開口的筒狀結(jié)構(gòu)以及位于所述開口上端且覆蓋所述開口的頂門；無人機(jī)，所述無人機(jī)包括中央處理器、第二無線通信模塊與定位模塊，所述中央處理器與所述第二無線通信模塊、定位模塊分別相連，所述第二無線通信模塊用于與所述第一無線通信模塊進(jìn)行無線通信并接收所述第一無線通信模塊發(fā)送的所述位置id數(shù)據(jù)，所述中央處理器用于根據(jù)所述位置id數(shù)據(jù)和所述定位模塊的數(shù)據(jù)控制所述無人機(jī)落入所述鳥巢裝置中。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述的潛伏鳥巢式全自動無人機(jī)系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

所述潛伏鳥巢式全自動無人機(jī)系統(tǒng)還包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息和控制中心，所述鳥巢裝置通過通信鏈路與所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連，所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)鏈接所述信息和控制中心，其中，所述通信鏈路是有線通信鏈路或者無線通信鏈路。

所述位置id數(shù)據(jù)包括經(jīng)度、緯度、海拔。

所述無人機(jī)的底端設(shè)有第一電觸片，所述鳥巢裝置包括不間斷電源以及位于所述筒狀結(jié)構(gòu)中的第二電觸片，所述第二電觸片用于與所述第一電觸片相接觸以對所述無人機(jī)充電，所述第一電觸片包括兩個充電觸頭，所述第二電觸片包括一個圓形充電觸片及一個環(huán)形充電觸片或者所述第二電觸片包括兩個呈環(huán)形的充電觸片。

所述無人機(jī)的外端部設(shè)有多個間隔分布的滑輪，所述多個滑輪與所述筒狀結(jié)構(gòu)的桶壁相接觸后可產(chǎn)生一個力以使所述無人機(jī)朝向所述筒狀結(jié)構(gòu)的中心運(yùn)動。

所述無人機(jī)還包括電池、電源管理模塊、陀螺儀及多個電子調(diào)速器或通道，所述中央處理器的輸入端分別連接所述陀螺儀的輸出端、所述定位模塊的輸出端，所述中央處理器的輸出端分別連接所述第二無線通信模塊的輸入端、多個所述電子調(diào)速器或通道的輸入端，其中，每個所述電子調(diào)速器或通道的輸入端與所述中央處理器的輸出端相連，每個所述電子調(diào)速器或通道的輸出端與所述無人機(jī)的動力裝置相連，其中，所述動力裝置包括電機(jī)、燃料發(fā)動機(jī)或舵機(jī)中的一種以及螺旋槳。

所述電池分別電連接所述中央處理器、所述第二無線通信模塊、所述陀螺儀、所述定位模塊以及所述多個電子調(diào)速器或通道。

所述定位模塊是gps或者北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。

所述鳥巢裝置還包括微處理器與驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊與所述頂門相連，所述微處理器用于控制所述驅(qū)動模塊以打開或關(guān)閉所述頂門。

所述筒狀結(jié)構(gòu)的底部呈鏤空網(wǎng)格狀。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明的一個實施例的無人機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的一個實施例的無人機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明的一個實施例的無人機(jī)系統(tǒng)的爆炸結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明的一個實施例的鳥巢裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明的另一個實施例的鳥巢裝置的結(jié)構(gòu)圖；＝

圖6是本發(fā)明的一個實施例的無人機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

圖1是本發(fā)明的一個實施例的無人機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的一個實施例的無人機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明的一個實施例的無人機(jī)系統(tǒng)的爆炸結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的一個實施例的鳥巢裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明的另一個實施例的鳥巢裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明的一個實施例的無人機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

參考圖1-圖6，本發(fā)明提供了一種無人機(jī)系統(tǒng)，所述無人機(jī)系統(tǒng)包括鳥巢裝置10及無人機(jī)20。

鳥巢裝置10用于存放無人機(jī)20，并為無人機(jī)20充電。當(dāng)無人機(jī)20不工作時，無人機(jī)20可存放在鳥巢裝置10內(nèi)，此時鳥巢裝置10作為無人機(jī)20的存放裝置，類似于鳥類的鳥巢；當(dāng)無人機(jī)20處于電量不足情況下，無人機(jī)20可飛行至所述鳥巢裝置10中并通過鳥巢裝置10的充電設(shè)備進(jìn)行充電。一般情況下，鳥巢裝置10固定設(shè)置于野外露天的平臺或高塔上，由于鳥巢裝置10工作環(huán)境比較惡劣，其材質(zhì)優(yōu)選選用機(jī)械強(qiáng)度高、防水、耐腐蝕、耐高溫的材料制成，例如鳥巢裝置10可采用尼龍等塑膠材料制成。

鳥巢裝置10具有一位置id數(shù)據(jù)，所述位置id數(shù)據(jù)用于作為所述鳥巢裝置10的位置信息標(biāo)識，且所述位置信息標(biāo)識是唯一的。通常地，所述位置id數(shù)據(jù)可包括經(jīng)度、緯度和海拔高度。

所述鳥巢裝置10包括第一無線通信模塊11，所述鳥巢裝置10通過所述第一無線通信模塊11可以與無人機(jī)20進(jìn)行無線通信。所述鳥巢裝置10包括一頂端開口的筒狀結(jié)構(gòu)140以及位于所述開口上端且可覆蓋所述開口的頂門120，筒狀結(jié)構(gòu)140構(gòu)成了所述鳥巢裝置10的主體結(jié)構(gòu)，所述頂門120可打開或關(guān)閉所述開口，即無人機(jī)20在起飛或降落期間，頂門120打開，筒狀結(jié)構(gòu)140的開口外露于空氣中，從而方便無人機(jī)20從頂端落入而且避免無人機(jī)20從鳥巢裝置10中跌落。

所述無人機(jī)20包括中央處理器21、第二無線通信模塊22與定位模塊23。中央處理器21與第二無線通信模塊22、定位模塊23分別相連，第二無線通信模塊22可以通過諸如無線電波等媒介與第一無線通信模塊11進(jìn)行通信，從而實現(xiàn)了無人機(jī)20與鳥巢裝置10之間的通信；第一無線通信模塊11將所述鳥巢裝置10的位置id數(shù)據(jù)通過無線電波發(fā)送至所述無人機(jī)20的第二無線通信模塊22，第二無線通信模塊22接收到所述位置id數(shù)據(jù)后將所述位置id數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理器21，所述中央處理器21根據(jù)所述位置id數(shù)據(jù)和定位模塊23的數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后控制所述無人機(jī)20使所述無人機(jī)20落入所述鳥巢裝置10中，即中央處理器21在接收到所述鳥巢裝置10的位置id數(shù)據(jù)后，對比定位模塊23的數(shù)據(jù)，從而控制所述無人機(jī)20也飛行至與所述位置id數(shù)據(jù)相同的位置和高度，此時無人機(jī)20與鳥巢裝置10相重合。

在具體實施中，呈桶狀的鳥巢裝置10的內(nèi)徑足夠大，從而確保即使在無人機(jī)20的定位模塊23的誤差處于最大時，無人機(jī)20也會落入鳥巢裝置10的最外圍以內(nèi)。必要時，無人機(jī)20還可以使用rtk(real-timekinematic；載波相位差分技術(shù))來縮小位置偏差，以確定無人機(jī)的定點位置，從而將誤差控制在厘米級以內(nèi)。

在具體實施中，所述無人機(jī)系統(tǒng)還包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)30、信息和控制中心40，所述鳥巢裝置10通過通信鏈路與所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)30相連，所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)30鏈接所述信息和控制中心40，從而實現(xiàn)對無人機(jī)20的信息連通交互，例如所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)30可通過一交換機(jī)與信息和控制中心40鏈接。

在具體實施中，所述通信鏈路可以是有線通信鏈路，也可以是無線通信鏈路。在本實施例中，所述通信鏈路優(yōu)選為有線通信鏈路，即所述鳥巢裝置10通過有線通信鏈路與所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)30相連。

在具體實施中，所述無人機(jī)20的底部設(shè)有第一電觸片200，所述鳥巢裝置10包括位于所述筒狀結(jié)構(gòu)140中的第二電觸片100，所述第二電觸片100用于與所述第一電觸片200相接觸以對所述無人機(jī)20充電。

在具體實施中，所述鳥巢裝置10包括不間斷電源，通過在鳥巢裝置10中設(shè)置不間斷電源從而為無人機(jī)20充電提供充足的電力源。

在具體實施中，所述不間斷電源還包括風(fēng)能發(fā)電裝置和/或太陽能發(fā)明裝置。即為了提供更多的電力來源，還可以在鳥巢裝置10的表面上提供風(fēng)能發(fā)電裝置或者太陽能發(fā)電裝置，或者同時提供風(fēng)能發(fā)明裝置和太陽能發(fā)電裝置。

在具體實施中，所述無人機(jī)20的外端部設(shè)有多個間隔分布的滑輪210，所述多個滑輪210與呈桶狀的所述鳥巢裝置10的桶壁相接觸后可產(chǎn)生一個力以使所述無人機(jī)20朝向所述鳥巢裝置10的中心運(yùn)動。

在具體實施中，所述鳥巢裝置10中還包括一呈倒錘臺結(jié)構(gòu)的殼體130，即所述殼體130的上表面的橫截面積大于其下表面的橫截面積，當(dāng)無人機(jī)20降落入鳥巢裝置10中可以方便無人機(jī)向鳥巢裝置10的中心位置移動，方便無人機(jī)的第二電觸片200與鳥巢裝置10的第一電觸片100對準(zhǔn)定位，進(jìn)而方便無人機(jī)20進(jìn)行充電。

在具體實施中，所述第一電觸片200包括兩個充電觸頭220，所述第二電觸片100包括一個圓形充電觸片及一個環(huán)形充電觸片，或者所述第二電觸片100包括兩個呈環(huán)形的充電觸片110，在本實施例中，所述第二電觸片100包括兩個呈環(huán)形的充電觸片110，兩個所述充電觸頭220用于分別與兩個所述充電觸片110相接觸，且每個所述充電觸片110的尺寸大于每個所述充電觸頭220的尺寸。即無人機(jī)20包括兩個充電觸頭220分別與鳥巢裝置10的兩個呈環(huán)形的充電觸片110電連接，其中，兩個充電觸頭220分別為正極充電觸頭和負(fù)極充電觸頭，且兩個充電觸片110分別為正極充電觸片和負(fù)極充電觸片，正極充電觸頭和正極充電觸片電連接，負(fù)極充電觸頭和負(fù)極充電觸片電連接。通過將第二電觸片100設(shè)計成環(huán)形且其尺寸大于第一電觸片200的尺寸，從而確保無人機(jī)20在以其重心為軸旋轉(zhuǎn)任何角度，都可以接觸充電。

在具體實施中，所述無人機(jī)20還包括電池24、電源管理模塊25、陀螺儀26及多個電子調(diào)速器或通道27，所述中央處理器21的輸入端分別連接所述陀螺儀26的輸出端、所述定位模塊23的輸出端，所述中央處理器21的輸出端分別連接所述第二無線通信模塊22的輸入端、多個所述電子調(diào)速器或通道27的輸入端，其中，每個所述電子調(diào)速器或通道27的輸入端與所述中央處理器21的輸出端相連，每個所述電子調(diào)速器或通道27的輸出端與所述無人機(jī)20的動力裝置28相連。所述中央處理器21根據(jù)陀螺儀26和定位模塊23判斷無人機(jī)20的姿態(tài)，并結(jié)合無人機(jī)20所處的位置控制動力裝置28的輸出量從而平衡無人機(jī)20的姿態(tài)和位移。

在具體實施中，所述動力裝置28包括電機(jī)、燃料發(fā)動機(jī)或舵機(jī)中的一種以及螺旋槳。在本實施例中，所述動力裝置28是以一舵機(jī)和螺旋槳為例。舵機(jī)的極軸上設(shè)有螺旋槳，舵機(jī)的控制端連接所述電子調(diào)速器或通道27，所述中央處理器21發(fā)出飛行信號至所述電子調(diào)速器或通道27，進(jìn)而控制所述舵機(jī)旋轉(zhuǎn)，舵機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)，從而使得無人機(jī)20飛行。

在具體實施中，所述電池24分別電連接所述中央處理器21、所述第二無線通信模塊22、所述陀螺儀26、所述定位模塊23以及所述多個電子調(diào)速器或通道27。所述電池24用于為所述中央處理器21、所述第二無線通信模塊22、所述陀螺儀26、所述定位模塊23以及所述多個電子調(diào)速器或通道27供電。

在具體實施中，所述定位模塊23是gps(globalpositioningsystem；全球定位系統(tǒng))或者北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。在本實施例中，所述定位模塊23是以一gps為例。

在具體實施中，所述鳥巢裝置10還包括微處理器12和驅(qū)動模塊13，所述鳥巢裝置10的頂端設(shè)有一用于覆蓋所述開口的頂門120，所述頂門120與所述驅(qū)動模塊13相連，所述微處理器12用于控制所述驅(qū)動模塊13以帶動所述頂門120的打開或關(guān)閉。當(dāng)無人機(jī)20從鳥巢裝置10中起飛前，所述微處理器12控制所述驅(qū)動模塊13打開所述頂門120，無人機(jī)20從所述鳥巢裝置10中起飛后頂門120關(guān)閉。在無人機(jī)20降落前，所述微處理器12控制所述驅(qū)動模塊13打開所述頂門120，無人機(jī)20降落入鳥巢裝置10后頂門120關(guān)閉。

在具體實施中，所述鳥巢裝置10的底部呈鏤空網(wǎng)格狀。通過將鳥巢裝置10的底部設(shè)置成鏤空網(wǎng)格狀，可避免無人機(jī)20從所述鳥巢裝置10中起飛或降落的過程中，螺旋槳的下壓氣流對無人機(jī)20的飛行控制造成波動。

無人機(jī)20在飛行時，無人機(jī)20上儲存了航線數(shù)據(jù)庫，也可以由信息和控制中心40將飛行路徑傳輸給無人機(jī)20，無人機(jī)20飛行時調(diào)用航線數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)全自動飛行。如果調(diào)用的是歷史數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)規(guī)定動作的重復(fù)巡航巡線飛行。

本發(fā)明所提供的一種潛伏鳥巢式全自動無人機(jī)系統(tǒng)還可以應(yīng)用在多個鳥巢裝置10中，其中任意兩個鳥巢裝置10之間可以進(jìn)行相互通信，也可以組成編隊，每個鳥巢裝置10具有唯一的一個位置id數(shù)據(jù)，每個鳥巢裝置10包括第一無線通信模塊11，且多個鳥巢裝置10均呈頂端開口的桶狀。

多個無人機(jī)20中，其中每個無人機(jī)20包括中央處理器21、第二無線通信模塊22和定位模塊23，中央處理器21與第二無線通信模塊22、定位模塊23分別相連，第二無線通信模塊22用于與所述第一無線通信模塊11進(jìn)行無線通信并接收所述第一無線通信模塊11發(fā)送的所述位置id數(shù)據(jù)，所述中央處理器21用于根據(jù)所述位置id數(shù)據(jù)控制所述定位模塊23以匹配所述位置id數(shù)據(jù)從而將所述無人機(jī)20落入所述鳥巢裝置10中。

本發(fā)明的實施例可以實現(xiàn)多個無人機(jī)20分別落入多個鳥巢裝置10中，從而實現(xiàn)了多個無人機(jī)20精準(zhǔn)降落在多個鳥巢裝置10中，避免使用者需要手動攜帶，方便了使用者，提升了用戶體驗。

同時，多個無人機(jī)20的充電可以參考上述實施例的方案，在此不再贅述。同樣地，多個無人機(jī)20中的每個無人機(jī)20與多個鳥巢裝置10進(jìn)行充電。

本發(fā)明的無人機(jī)20在飛行時調(diào)用航線數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)全自動飛行。如果調(diào)用的是歷史數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)規(guī)定動作的重復(fù)巡線飛行。鳥巢裝置10的防風(fēng)避雨，不間斷電源(野外可以是風(fēng)能發(fā)電裝置、太陽能發(fā)電裝置等)供電，與信息和控制中心40遠(yuǎn)程互聯(lián)互通，給無人機(jī)20提供了一個完全計算機(jī)遠(yuǎn)程控制管理的精準(zhǔn)降落、自動充電、通信中繼的潛伏鳥巢，簡稱無人機(jī)無人站，使無人機(jī)跨入完全無人的無人機(jī)時代。如邊防巡線、電力線巡檢、油氣管線巡檢、河流巡檢、海洋、公路、交通、環(huán)保、國土、物流、消防、國安、城管、活動場地等工作，只要在一定間距設(shè)立鳥巢裝置10，在鳥巢裝置10中放置無人機(jī)20。

例如，1000公里長的超高壓輸送電力線，我們在每隔10公里的鐵塔高處安置本發(fā)明實施例的鳥巢裝置10。鳥巢裝置10里的無人機(jī)20每隔一周在天氣良好的環(huán)境下，接收到信息和控制中心40的任務(wù)指令后，多個鳥巢裝置10的頂部分別打開，多個無人機(jī)10分別從與其相對應(yīng)的鳥巢裝置10中起飛，飛行各自管轄的10公里執(zhí)行任務(wù)，如巡航。返回時無人機(jī)20飛近鳥巢裝置10，鳥巢裝置10頂部打開，無人機(jī)20先利用gps飛到鳥巢裝置10上方，確保gps誤差范圍再大，也落入鳥巢裝置10的倒錘臺殼體130最外面以內(nèi)，無人機(jī)20緩緩進(jìn)入鳥巢，當(dāng)無人機(jī)20的腳架落入內(nèi)壁桶內(nèi)，位于腳架末端的滑輪210與內(nèi)壁接觸，產(chǎn)生一個向軸心的分力，不斷使無人機(jī)20往軸心方向調(diào)整位置，直到無人機(jī)20落到椎底，正好達(dá)到無人機(jī)20精準(zhǔn)停入錐體幾何中心，此時無人機(jī)20的幾何中心落在錐體中心，鳥巢裝置10頂部關(guān)閉。無人機(jī)20接觸到充電電源，開始充電，并通過無線通信給信息和控制中心40傳送數(shù)據(jù)。通過每段分管的無人機(jī)20在信息和控制中心40合并出1000公里全境的全部采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行加工處理，提煉出用戶有價值的信息。這樣無人機(jī)20完全無人管理，從而在任何時候(惡劣天氣除外)通過信息和控制中心40控制無人機(jī)群，獲得全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并且通過設(shè)置不同任務(wù)指令和追加各類傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如霧霾監(jiān)測、相機(jī)、紅外、高音喇叭等)，私人定制完成各類任務(wù)，從而把上千公里需要許多人爬山涉水的巡防，被無人機(jī)集群來替代，當(dāng)用戶需要時，在鳥巢裝置10中的無人機(jī)20本身就可以起到固定位置點監(jiān)測的功能。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。