[发明专利]一种海陆两用自供能无人机航保基站

权利要求书

1.一种海陆两用自供能无人机航保基站，其特征在于：它包括从上到下依次设置的风光互补发电层、无人机补给层、核心组件层和支座；其中，

风光互补发电层包括太阳能发电装置和风能发电装置；太阳能发电装置包括作为无人机补给层舱门的太阳能板；风能发电装置包括垂直轴风力发电机，垂直轴风力发电机包括叶片，叶片的底部固定在钢圈上，钢圈穿过防护罩与位于核心组件层的直角旋转杆连接，直角旋转杆与位于基站中心的转子连接，风力带动风能发电装置以位于基站中轴线的转子为旋转中心转动以产生电力；

无人机补给层包括充电平台，和位于充电平台上的引导模块和充电模块；引导模块由无人机引导装置、扫描检测装置组成，引导装置包括垂直引导杆和辅助引导导孔，垂直引导杆位于充电平台上，无人机降落充电时插入辅助引导导孔内并固定无人机；辅助引导导孔位于无人机几何中心，成漏斗状，在无人机降落充电时与垂直引导杆耦合，将无人机引入位于充电平台的充电机位；扫描检测装置位于无人机引导机位上，包括四个对称分布的扫描探头，在无人机引入充电机位并固定后，对无人机进行扫描检测，并将结果发送到岸基管理中心；充电模块由发射端、接收端、充电电池及充电管理系统组成；发射端为两个伸缩式电极，位于垂直引导杆上，正极位于上表面，负极位于下表面，当无人机引入充电机位后，两电极弹出，为无人机充电；接收端位于辅助引导导孔内上部，呈环形凹槽状，当无人机引入充电机位后，与发射端连接，为无人机供电；

核心组件层包括储能单元、控制线路和信息中继模块；储能单元用于将风光互补发电层产生的电力进行存储；控制线路用于控制作为无人机补给层舱门的太阳能板的开闭，以及太阳能发电装置、风能发电装置、储能单元的电能供能切换；信息中继模块用于将信号范围内无人机采集的信号进行加强和中继，传输至岸基管理中心；

所述的支座固定在巡航区域内。

2.根据权利要求1所述的海陆两用自供能无人机航保基站，其特征在于：所述的太阳能发电装置还包括三块追日太阳能板，每块追日太阳能板为长2米、宽0.6米的长方形，采用单晶硅电池制成；每块追日太阳能板通过充电平台底面设置的支柱连接进行固定，并可以绕接触点轴线进行旋转控制，追日太阳能板通过感光自动调节旋转角度。

3.一种集群式无人机网络监测巡航系统，其特征在于：包括岸基管理中心，以及分布在巡航区域内的若干个权利要求1或2所述的海陆两用自供能无人机航保基站，岸基管理中心与距离最近的海陆两用自供能无人机航保基站网络连接；

所述的岸基管理中心中设有存储单元和处理器，存储单元中存有计算机程序供处理器调用，从而完成对集群式无人机的巡航控制，具体包括：

对巡航区域的分割：对目标区域网格化处理，对各单元格区域的重要程度进行评价分级；将相同重要级别的单元格整合成子区域；将子区域根据形状分割为狭长区域、宽阔区域与复杂区块；

对航保基站进行布置：所述的海陆两用自供能无人机航保基站的分布密度根据所在子区域的重要级别确定；布置模式根据所在子区域的分割形状确定；

无人机工作路径的规划：按照平行搜索方式，依据无人机的探测半径计算无人机的转弯次数；

设计无人机工作应急方案：无人机按照规划的工作路径不断收集所在子区域内的视频影像，同时经由最近的海陆两用自供能无人机航保基站发送影像信息和自身状态信息到岸基管理中心；当岸基管理中心发现应急事件时，发送应急指令给距离目标地点最近的海陆两用自供能无人机航保基站，由海陆两用自供能无人机航保基站指定特定的无人机前往应急事件所在地获取影像信息，而其它无人机继续进行预设的常规巡航。

4.根据权利要求3所述的集群式无人机网络监测巡航系统，其特征在于：对航保基站具体按以下方式进行布置：

对于狭长区域使用接龙式：依据距离长度与区域重要程度将航保基站线形分布在巡航区域内，无人机以航保基站为节点进行单行单侧不回转式巡航；

对于宽阔区域使用循环式：依据区域面积与区域重要程度将航保基站点状分布在巡航区域内，无人机以航保基站为节点进行循环式巡航；

对于复杂区域采用混合式：依据区域重要程度将航保基站特殊分布在巡航区域内，无人机以航保基站为节点进行单行单侧不回转式及循环式混合巡航。

5.根据权利要求3所述的集群式无人机网络监测巡航系统，其特征在于：无人机的转弯次数按以下公式计算：

L为无人机所在子区域的宽度，R为无人机在水平方向的探测半径，n_turn为无人机的转弯次数；计算无人机所在子区域的最小宽度L_min，保证无人机搜索过程中拥有最少转弯次数。