一種空中充電飛行裝置的控制方法及裝置與流程

本發明涉及飛行器的無線充電領域，特別涉及一種空中充電飛行裝置的控制方法及裝置。

背景技術：

隨著電子商務行業的發展，越來越多的人們通過網上進行購物。而與之相配套的是物流行業的發展。目前無人機送貨仍然存在技術問題，例如，無人機續航能力差，不能有效地實現物流配送任務。一方面，若增大無人機的電池容量，則提高了無人機整機重量，提高運載成本，另一方面，較小的電池容量，無人機配送貨物距離有限。同時，無人機在其它應用領域，例如航拍等，也依然存在續航能力問題。

如cn201710372424.4提供一種飛行裝置空中充電方法、裝置及系統，在本發明中，飛行裝置在包含有無線充電節點的第一飛行航線上飛行，實現邊充電邊飛行，有效提高了飛行裝置的續航能力，同時，無需飛行裝置可以選擇更小的電池，降低整機重量，降低飛行能耗。

然而，該技術仍存在之處，在現有技術中無線充電距離受限，比如較優的無線充電距離為9m，若選擇現有的路燈距離之間距離為20m-30m，會存在無線充電空白區，無線充電效率較差。

技術實現要素：

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種空中充電飛行裝置的控制方法，旨在根據無線充電節點效率分布信息，獲得飛行裝置的飛行參數，提高整體無線充電效率。

為實現上述目的，在優選的第一實施方案中，提供一種空中充電飛行裝置的控制方法，所述方法包括：

獲取飛行裝置飛行的第一航線上的無線充電節點信息；所述無線充電節點信息包括所述無線充電節點的充電效率分布信息；

根據所述充電效率分布信息，確定所述飛行裝置的飛行參數。

優選的，在確定所述飛行裝置的飛行參數之后，所述方法還包括：根據所述飛行參數，控制所述飛行裝置飛行。

在一具體實施例中，所述獲取飛行裝置飛行的第一航線上的無線充電節點信息，還包括：

根據所述飛行裝置的飛行位置信息，獲取與所述飛行位置信息相對應的所述第一航線和/或所述無線充電節點；

獲取所述無線充電節點的充電效率分布信息。

在一具體實施例中，所述根據所述充電效率分布信息，確定所述飛行裝置的飛行參數；根據所述飛行參數，控制所述飛行裝置飛行，還包括：

根據所述充電效率分布信息，劃分出若干個充電區；

根據與各個所述充電區相匹配的預設飛行參數，配置所述飛行裝置在各個所述充電區的所述飛行參數。

優選的，所述充電效率分布信息包含有所述無線充電節點的若干個充電效率的無線充電區；所述無線充電區包括高效充電區和低效充電區；所述飛行裝置在所述高效充電區的飛行速度小于或等于所述低效充電區。

優選的，所述無線充電區還包括充電盲區。

在一具體實施例中，所述根據所述充電效率分布信息，確定所述飛行裝置的飛行參數，還包括：

獲取所述無線充電節點的充電效率分布函數；

設定飛行速度變量；

基于所述飛行速度變量與所述充電效率分布函數，建立充電函數；所述充電函數是相對于單個所述無線充電節點，所述飛行裝置進行無線充電獲得電量的充電函數；

基于所述飛行速度變量，建立電量消耗函數；所述電量消耗函數是完成單個所述無線充電節點飛行的電量消耗函數；

根據所述充電函數和所述電量消耗函數，建立電量凈增函數；

在所述電量凈增函數為最大值或極大值條件下，求解所述飛行參數。

在一具體實施例中，所述方法，還包括：

采集所述飛行裝置的剩余電量信息；

根據所述剩余電量信息和所述充電效率分布信息，配置所述飛行裝置在各個所述無線充電區的飛行參數。

在一具體實施例中，還包括：

獲取當前飛行裝置與所述無線充電節點的相對方位關系；

根據所述相對方位關系，調整所述飛行裝置的無線充電接收裝置的無線充電接收角度；和/或根據所述相對方位關系，向所述無線充電節點的發送無線充電發射角度調整指令。

基于現有技術的不足之處，本發明還公開了一種空中充電飛行裝置的控制裝置，所述裝置包括：

無線充電節點信息獲取模塊，用于獲取飛行裝置飛行的第一航線上的無線充電節點信息；所述無線充電節點信息包括所述無線充電節點的充電效率分布信息；

飛行參數求解模塊，用于根據所述充電效率分布信息，確定所述飛行裝置的飛行參數。

優選的，所述裝置還包括：飛行控制模塊，用于根據所述飛行參數，控制所述飛行裝置飛行。

在一具體實施例中，無線充電節點信息獲取模塊，還包括：

無線節點獲取單元，用于根據所述飛行裝置的飛行位置信息，獲取與所述飛行位置信息相對應的所述第一航線和/或所述無線充電節點；

充電效率分布獲取單元，用于獲取所述無線充電節點的充電效率分布信息。

在一具體實施例中，所述飛行參數求解模塊，還包括：

充電區劃分單元，用于根據所述充電效率分布信息，劃分出若干個充電區；

飛行參數配置單元，用于根據與各個所述充電區相匹配的預設飛行參數，配置所述飛行裝置在各個所述充電區的所述飛行參數。

優選的，所述充電效率分布信息包含有所述無線充電節點的若干個充電效率的無線充電區；所述無線充電區包括高效充電區和低效充電區；所述飛行裝置在所述高效充電區的飛行速度小于或等于所述低效充電區。

優選的，所述無線充電區還包括充電盲區。

在一具體實施例中，所述飛行參數求解模塊，還包括：

充電效率分布函數獲取單元，用于獲取所述無線充電節點的充電效率分布函數；

飛行速度變量設定單元，用于設定飛行速度變量；

充電函數建立單元，用于基于所述飛行速度變量與所述充電效率分布函數，建立充電函數；所述充電函數是相對于單個所述無線充電節點，所述飛行裝置進行無線充電獲得電量的充電函數；

電量消耗函數建立單元，用于基于所述飛行速度變量，建立電量消耗函數；所述電量消耗函數是完成單個所述無線充電節點飛行的電量消耗函數；

電量凈增函數建立單元，用于根據所述充電函數和所述電量消耗函數，建立電量凈增函數；

求解飛行參數單元，用于在所述電量凈增函數為最大值或極大值條件下，求解所述飛行參數。

在一具體實施例中，所述裝置，還包括：

飛行參數控制調控模塊，用于采集所述飛行裝置的剩余電量信息；根據所述剩余電量信息和所述充電效率分布信息，配置所述飛行裝置在各個所述無線充電區的飛行參數。

在一具體實施例中，所述裝置，還包括：

相對方位獲取模塊，用于獲取當前飛行裝置與所述無線充電節點的相對方位關系；

無線充電角度調整單元，用于根據所述相對方位關系，調整所述飛行裝置的無線充電接收裝置的無線充電接收角度；和/或根據所述相對方位關系，向所述無線充電節點的發送無線充電發射角度調整指令。

本發明的方法、裝置和單元的種類無特別限制，能夠實現本發明所述功能的各種方法、裝置和單元均在本發明的范圍內。

本發明的有益效果是：本發明通過在不同充電效率的區域，采用不同飛行速度飛行，有效提高整體無線充電的效率。具體而言，高充電效率區的飛行速度低于或等于低充電效率區的飛行速度，增大飛行裝置在高充電效率區的充電時間，提升整體充電效率。

附圖說明

圖1是本發明一具體實施方式提供的一種空中充電飛行裝置的控制方法的流程示意圖；

圖2是本發明另一具體實施方式提供的一種空中充電飛行裝置的控制方法的流程示意圖；

圖3是本發明又一具體實施方式提供的一種空中充電飛行裝置的控制方法的流程示意圖；

圖4是本發明再一具體實施方式提供的一種空中充電飛行裝置的控制方法的流程示意圖；

圖5是本發明一具體實施方式提供的一種空中充電飛行裝置的控制方法的原理圖；

圖6是本發明另一具體實施方式提供的一種空中充電飛行裝置的控制方法的原理圖；

圖7是本發明一具體實施方式提供的一種空中充電飛行裝置的控制裝置的結構框圖；

圖8是本發明另一具體實施方式提供的一種空中充電飛行裝置的控制裝置的結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

如圖1-8所示，在本發明第一實施例中，提供一種空中充電飛行裝置的控制方法，所述方法包括：

獲取飛行裝置飛行的第一航線上的無線充電節點信息；所述無線充電節點信息包括所述無線充電節點的充電效率分布信息；

根據所述充電效率分布信息，確定所述飛行裝置的飛行參數。

優選的，所述飛行參數包括飛行速度和/或飛行功率；

優選的，在確定所述飛行裝置的飛行參數之后，所述方法還包括：根據所述飛行參數，控制所述飛行裝置飛行。

在典型的案例中，無人飛行器是有操縱者進行飛行操控，故而，針對現有技術存在的問題，只需將空中充電較優的充電效率對應的飛行參數告知操作者，即可實現高效的無線充電。

優選的，在自動駕駛無人飛行器的實例中，飛行器的控制器通過飛行參數控制飛行器飛行。優選的，在人工遙控或操作飛行器的實例中，將飛行參數通過顯示、語音、觸感、味感等方式告知操作者，并用飛行器操縱者控制飛行器飛行。其中，觸感包括振動。

可選的，飛行參數還包括飛行高度，優選的，飛行高度為無線充電較優充電效率對應的高度。

基于上述步驟，在不同充電效率的區域，采用不同飛行速度飛行，有效提高整體無線充電的效率。具體而言，高充電效率區的飛行速度低于或等于低充電效率區的飛行速度，增大飛行裝置在高充電效率區的充電時間，提升整體充電效率。

所述飛行速度和飛行功率二者與所述充電效率分布信息相關聯。

在本實施例中，所述獲取飛行裝置飛行的第一航線上的無線充電節點信息，還包括：

根據所述飛行裝置的飛行位置信息，獲取與所述飛行位置信息相對應的所述第一航線和/或所述無線充電節點；

獲取所述無線充電節點的充電效率分布信息。

基于上述步驟，通過獲得充電效率分布信息，以便根據充電效率分布信息獲得不同的飛行速度。同時，在該步驟中，根據飛行位置信息，便于確定當前無線充電節點，針對該飛行裝置的無線充電，只需考慮該區域的無線節點的充電分布效率即可。

如圖3所示，在本實施例中，所述根據所述充電效率分布信息，確定所述飛行裝置的飛行參數；根據所述飛行參數，控制所述飛行裝置飛行，還包括：

根據所述充電效率分布信息，劃分出若干個充電區；

根據與各個所述充電區相匹配的預設飛行參數，配置所述飛行裝置在各個所述充電區的所述飛行參數。

優選的，所述充電效率分布信息包含有所述無線充電節點的若干個充電效率的無線充電區；所述無線充電區包括高效充電區和低效充電區；所述飛行裝置在所述高效充電區的飛行速度小于或等于所述低效充電區。

優選的，所述無線充電區還包括充電盲區。

基于上述步驟，充電區被劃分為若干區塊，以各個區塊作為整體來調節飛行裝置的飛行速度，便于控制。

如圖4所示，可選的，在另一實施例中，所述根據所述充電效率分布信息，確定所述飛行裝置的飛行參數；所述飛行參數包括飛行速度和/或飛行功率，還包括：

獲取所述無線充電節點的充電效率分布函數；

設定飛行速度變量；

基于所述飛行速度變量與所述充電效率分布函數，建立充電函數；所述充電函數是相對于單個所述無線充電節點，所述飛行裝置進行無線充電獲得電量的充電函數；

基于所述飛行速度變量，建立電量消耗函數；所述電量消耗函數是完成單個所述無線充電節點飛行的電量消耗函數；

根據所述充電函數和所述電量消耗函數，建立電量凈增函數；

在所述電量凈增函數為最大值或極大值條件下，求解所述飛行參數。

基于上述步驟，飛行速度可以獲得較優的方案，提高整體充電效率。

值得一提的是，充電效率分布函數可以通過理論建模求解，也可以通過實際測量獲得；充電函數可以理論建模求解，可以為根據經驗獲得的充電函數；電量消耗函數與飛行速度和/或飛行功率相關，可以理論求解，也可以通過實驗測量獲得。

如圖2所示，在本實施例中，所述方法，還包括：

采集所述飛行裝置的剩余電量信息；

根據所述剩余電量信息和所述充電效率分布信息，配置所述飛行裝置在各個所述無線充電區的飛行參數。

基于上述步驟，根據剩余電量信息進行調控飛行裝置的飛行速度和/或飛行功率。在剩余電量較多時，無需過多考慮充電效率問題，而在剩余電量較少時，則進一步關注充電效率。

優選的，若剩余電量高于第一閾值，則控制所述飛行裝置以第一速度飛行。

在本實施例中，所述方法，還包括：

獲取當前飛行裝置與所述無線充電節點的相對方位關系；

根據所述相對方位關系，調整所述飛行裝置的無線充電接收裝置的無線充電接收角度；和/或根據所述相對方位關系，向所述無線充電節點的發送無線充電發射角度調整指令。

基于上述步驟，通過調整無線充電角度，提高充電效率。

本實施例的發明原理在于：通過在高充電效率區域采用低速飛行，增加無線充電時間，提高無線充電量，同時在低充電效率區域采用高速飛行，以便獲得更多在高充電效率區域飛行的時間，提高無線充電整體效率。

值得一提的是，在本發明一實施例中，飛行裝置為無人機。可選的，相對方位關系的確定由飛行裝置、無線充電節點上的通訊裝置確定；可選的，采用wi-fi、藍牙、紅外線、rfid、uwb、超寬帶、rfid、zigbee、場景識別定位和/或超聲波技術實現相對位置確定。

可選的，相對方位關系由gps信息確定，即根據飛行裝置和無線充電節點的gps信息，獲得相對方位關系。可選的，獲取飛行裝置的第一gps信息、無線充電節點的第二gps信息，其中，第一gps信息是實時采集獲得的，第二gps信息，可選的，為實時采集獲得，優選的，是預存的gps位置信息。

可選的，無線充電節點是設置在公路沿線的路燈上。

例如，假定公路路燈之間距離一般為30m，最優充電半徑為9m，較優的充電半徑為9m-12m，充電盲區為12m以上。如圖5所示，根據充電效率，將充電區分為可充電區和充電盲區。如圖6所示，根據充電效率將一個無線充電節點對應的航線區間劃分為高效充電區、低效充電區和充電盲區。值得一提的是，在圖5、圖6中，飛行裝置1沿著第一飛行航線3飛行，其中，第一飛行航線3上包括若干個無線充電節點2。

如圖1-8所示，在本發明第二實施例中，提供一種空中充電飛行裝置的控制裝置100，所述裝置包括：

無線充電節點信息獲取模塊101，用于獲取飛行裝置飛行的第一航線上的無線充電節點信息；所述無線充電節點信息包括所述無線充電節點的充電效率分布信息；

飛行參數求解模塊102，用于根據所述充電效率分布信息，確定所述飛行裝置的飛行參數；

飛行控制模塊，用于根據所述飛行參數，控制所述飛行裝置飛行。

所述飛行參數包括飛行速度和/或飛行功率；

所述飛行速度和飛行功率二者與所述充電效率分布信息相關聯。

在本實施例中，無線充電節點信息獲取模塊101，還包括：

無線節點獲取單元1011，用于根據所述飛行裝置的飛行位置信息，獲取與所述飛行位置信息相對應的所述第一航線和/或所述無線充電節點；

充電效率分布獲取單元1012，用于獲取所述無線充電節點的充電效率分布信息。

如圖7所示，在本實施例中，所述飛行參數求解模塊102，還包括：

充電區劃分單元1021，用于根據所述充電效率分布信息，劃分出若干個充電區；

飛行參數配置單元1022，用于根據與各個所述充電區相匹配的預設飛行參數，配置所述飛行裝置在各個所述充電區的所述飛行參數。

優選的，所述充電效率分布信息包含有所述無線充電節點的若干個充電效率的無線充電區；所述無線充電區包括高效充電區和低效充電區；所述飛行裝置在所述高效充電區的飛行速度小于或等于所述低效充電區。

優選的，所述無線充電區還包括充電盲區。

如圖8所示，可選的，在另一實施例中，所述飛行參數求解模塊102，還包括：

充電效率分布函數獲取單元1023，用于獲取所述無線充電節點的充電效率分布函數；

飛行速度變量設定單元1024，用于設定飛行速度變量；

充電函數建立單元1025，用于基于所述飛行速度變量與所述充電效率分布函數，建立充電函數；所述充電函數是相對于單個所述無線充電節點，所述飛行裝置進行無線充電獲得電量的充電函數；

電量消耗函數建立單元1026，用于基于所述飛行速度變量，建立電量消耗函數；所述電量消耗函數是完成單個所述無線充電節點飛行的電量消耗函數；

電量凈增函數建立單元1027，用于根據所述充電函數和所述電量消耗函數，建立電量凈增函數；

求解飛行參數單元1028，用于在所述電量凈增函數為最大值或極大值條件下，求解所述飛行參數。

在本實施例中，所述裝置，還包括：

飛行參數控制調控模塊103，用于采集所述飛行裝置的剩余電量信息；根據所述剩余電量信息和所述充電效率分布信息，配置所述飛行裝置在各個所述無線充電區的飛行參數。

優選的，若剩余電量高于第一閾值，則控制所述飛行裝置以第一速度飛行。

在本實施例中，所述裝置，還包括：

相對方位獲取模塊104，用于獲取當前飛行裝置與所述無線充電節點的相對方位關系；

無線充電角度調整單元105，用于根據所述相對方位關系，調整所述飛行裝置的無線充電接收裝置的無線充電接收角度；和/或根據所述相對方位關系，向所述無線充電節點的發送無線充電發射角度調整指令。

所屬領域的技術人員，可以清楚了解到，為了描述方便及簡潔，上述的終端、模塊的具體工作過程可以參考前述方法實施例的對應過程，功能及技術效果亦可參考前述方法實施例，這里不再贅述。

本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及方法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結合來實現。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本申請的范圍。

本領域普通技術人員可以意識到，將本文中的方法進行步驟拆分、合并，依然不應認為超出本申請的范圍，將本文中的裝置、設備的各個模塊進行拆分成子模塊或者合并為一個大的模塊，依然不應認為超出本申請的范圍。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。

而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器、隨機存取存儲器、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。