一种无人机户外智能充电方法与流程

本发明涉及无人机，具体为一种无人机户外智能充电方法。

背景技术：

1、水利工程勘察设计建设，以及自然资源测绘，交通、电力、城市建设等各行业均需要户外微型或小型低空无人机，针对于此类无人机，均需要采用对应的充电设备对其内部电池进行充电处理。

2、公开号为cn108255220a的申请公开了一种基于无线充电的户外农业管理系统及充电方法，包括控制主机、执行机构、传感器组和无线充电装置；所述控制主机通过总线分别与所述执行机构、所述传感器组和所述无线充电装置相连；传感器组中的每个传感器顶部均设有无线充电接收板，无线充电装置为带无线充电发射板的无人机。本发明采用无人机进行无线充电，解决了传统需要敷设供电线缆的问题，同时也解决了无线充电装置的安装和回收问题，能在预设空间范围内进行快速无线充电，使用方便；智能化程度高，能获取每个传感器的充电间隔时间，以判定传感器的电池是否处于正常状态，使用方便。

3、无人机在进行户外充电时，因外部环境的限定，需采用指定的太阳能发电设备对无人机进行充电处理，但在实际充电过程中，因太阳能发电设备充电速率与无人机的放电速率存在具体差异，会导致无人机提前落地，但所充电的适配电量并不满足无人机使用，便会造成时间差，容易增加对应无人机的相应工作时间。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种无人机户外智能充电方法，解决了太阳能发电设备充电速率与无人机的放电速率存在具体差异，会导致无人机提前落地，但所充电的适配电量并不满足无人机使用，便会造成时间差，容易增加对应无人机的相应工作时间的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种无人机户外智能充电方法，包括以下步骤：

3、s1、对充电设备进行安装，将充电设备放置在户外，按照座北朝南的方位进行安装，并打开设备的太阳能板，微调设备，使太阳能板的正面朝向太阳能光线；

4、s2、实时监测无人机运行过程中的电池电量，当电池电量达到更换值时，获取已充电池的对应电量，对无人机是否可进行换电进行初判定，包括：

5、s21、将无人机的实时电池电量标定为dli，其中i代表不同的无人机，当实时监测的电池电量dli满足：dli≤y1时，获取已充电池的对应电量dd；

6、s22、再获取本无人机下次行驶任务的具体行驶路程，并将其标定为li，其中i代表不同的无人机，确认本无人机在执行上次行驶任务的电量消耗值以及行驶路程，获取单位行驶路程的电量消耗均值，其电量消耗均值＝电量消耗值÷行驶路程，将所确定的电量消耗均值标定为ji，采用xqi＝ji×li确认对应无人机下次行驶任务的需求电量xqi；

7、s23、若dd≥xqi代表此无人机可进行换电，并生成换电信号，无人机基于此换电信号，返回充电处并进行电池换电，若dd＜xqi时，则执行后续步骤；

8、s3、针对于不符合换电标准的无人机，确定对应无人机的返回电量，来确定对应无人机的剩余工作时间，其充电设备根据所增加的剩余工作时间，来确定最终充电量，以此来确定本无人机的最终换电方案，包括：

9、s31、基于所确定的电量消耗均值以及返回行驶路程，确定无人机返回换电处的返回电量fhi，采用dli-fhi＝czi确定无人机的可行驶电量czi，基于本无人机在本次行驶任务中的具体行驶时间以及具体耗电量，确定单位时间内的耗电均量，其耗电均量＝具体耗电量÷具体行驶时间，将所确定的耗电均量标定为hji，采用czi÷hji＝ti确定本无人机还可正常行驶的具体时间ti；

10、s32、确定已充电池的对应电量dd，并通过本阶段充电过程中的相应充电数据，生成其充电速率变化曲线，从充电速率变化曲线内确定最大充电速率值以及最小充电速率值，将最大充电速率值标定为cdmax，将最小充电速率值标定为cdmin，采用cdmax×ti＝zdmax以及cdmin×ti＝zdmin得到具体时间ti所产生的最大电量增量值zdmax以及最小电量增量值zdmin，并通过dd+zdmax＝zzmax以及dd+zdmin＝zzmin确定已充电池在后续ti时间内所能产生的电量数值区间[zzmin，zzmax]；

11、s33、确定对应无人机的需求电量xqi，确认xqi是否满足：xqi∈[zzmin，zzmax]则执行步骤s34，若且xqi＞zzmax，则直接生成换电信号，控制无人机飞回；

12、若且xqi＜zzmin时，当无人机在工作ti时间后，生成换电信号，并控制无人机飞回；

13、s34、确认xqi与zzmin之间的数值长度：sz1＝zzmin-xqi，以及xqi与zzmax的数值长度：sz2＝zzmax-xqi，分析sz1与sz2之间是否满足：sz2≥sz1×2，若满足，则当无人机在工作ti时间后，生成换电信号，并控制无人机飞回，若不满足，则生成不达标信号，并直接生成换电信号，控制无人机飞回；

14、s4、限定一组监测周期，并确定本监测周期内不达标信号的个数，若个数超过指定数值时，则进行数值分析，判定其充电设备的充电速率是否满足无人机的对应需求；具体子步骤包括：

15、s41、限定监测周期t，其中t为预设值，确定监测周期t内不达标信号的个数g，分析g是否满足：g≥5，若满足，则执行步骤s42，若不满足，则不进行处理；

16、s42、确认对应无人机所使用电池的充电速率曲线以及放电速率曲线，其曲线的时间线位于本监测周期t内，将充电速率曲线的初始时刻以及放电速率曲线的初始时刻均标定为0时刻，并将两组曲线放置于同一坐标系内；

17、s43、从坐标系内，将充电速率曲线位于放电速率曲线上方的部分线段标定为主线段，将充电速率曲线位于放电速率曲线下方的部分线段标定为次线段，并直接确认主线段线长与次线段线长的线段比值；

18、s44、再对本监测周期t内所确定的同一使用电池的速率曲线进行处理，确认对应的线段比值，将所确认的若干组线段比值进行均值处理，确定比值均值，并判定比值均值是否满足：比值均值＞0.6，若满足，则不进行任何处理；若不满足：比值均值＞0.6，则生成设备添加信号，并进行展示。

19、本发明提供了一种无人机户外智能充电方法。与现有技术相比具备以下

20、有益效果：

21、本发明通过在外部设置充电设备，可基于无人机的用电情况，进行实时换电，保障无人机的工作效率；

22、无人机在换电时，分析其放电速率以及充电设备的对应充电速率，再通过分析其数值的相应变化，判定工作过程中的无人机是否符合换电条件，提前分析判定，可锁定后续的具体换电方案，进一步保障换电效率，缩短换电过程中的停留时间，保障无人机的智能充电；

23、后续，通过分析周期内其无人机相应地数值变化情况，来确定无人机在换电时是否需要新增充电设备，以此来保障无人机的正常换电，保障充电效率。

技术特征：

1.一种无人机户外智能充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种无人机户外智能充电方法，其特征在于，所述步骤s2中，对无人机是否可进行换电的初判定方式包括：

3.根据权利要求2所述的一种无人机户外智能充电方法，其特征在于，所述步骤s23中，若dd＜xqi时，则执行后续步骤。

4.根据权利要求3所述的一种无人机户外智能充电方法，其特征在于，所述步骤s3中，确定最终换电方案的子步骤包括：

5.根据权利要求4所述的一种无人机户外智能充电方法，其特征在于，所述步骤s33中，若且xqi＜zzmin时，当无人机在工作ti时间后，生成换电信号，并控制无人机飞回。

6.根据权利要求4所述的一种无人机户外智能充电方法，其特征在于，所述步骤s3中，确定最终换电方案的子步骤还包括：

7.根据权利要求6所述的一种无人机户外智能充电方法，其特征在于，还包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种无人机户外智能充电方法，其特征在于，所述步骤s4中，判定其充电设备的充电速率是否满足无人机需求的具体子步骤包括：

9.根据权利要求8所述的一种无人机户外智能充电方法，其特征在于，所述比值均值若不满足：比值均值＞0.6，则生成设备添加信号，并进行展示。

技术总结本发明公开了一种无人机户外智能充电方法，本发明涉及无人机技术领域，解决了太阳能发电设备充电速率与无人机的放电速率存在具体差异，会导致无人机提前落地，但所充电的适配电量并不满足无人机使用，便会造成时间差，容易增加对应无人机的相应工作时间的问题，本发明通过无人机在换电时，分析其放电速率以及充电设备的对应充电速率，再通过分析其数值的相应变化，判定工作过程中的无人机是否符合换电条件，提前分析判定，可锁定后续的具体换电方案，进一步保障换电效率，缩短换电过程中的停留时间，保障无人机的智能充电。技术研发人员：陈翠艳,叶德鸿,刘秀平,丁林磊,熊建伟,刘秀利,段轶丹,刘雨萌,段景元,苏辉臻受保护的技术使用者：广西嘉恒信息技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4