[发明专利]基于视觉识别和激光测距复合定位的无人机智能换电装置

说明书

本发明提供基于视觉识别和激光测距复合定位的无人机智能换电装置，移动载体，所述移动载体的顶部安装有停机坪，所述停机坪的顶端设置有多个停放区域，多个所述停放区域均由电磁铁、无人机归零坐标、无人机视觉识别图案和四周边界角线构成，所述停机坪的顶端安装有机械臂，所述机械臂的顶端一侧安装有第一相机，所述机械臂的一侧安装有机械抓手，并在靠近机械抓手的一侧安装有激光测距仪，所述停机坪的顶端一侧通过支架安装有第二相机，并在靠近第二相机的一侧安装有电池仓；本发明通过视觉的智能识别结合激光测距复合定位，机械臂按指令辅助校正无人机停机姿态并抓取无人机重新摆放后，系统就可以智能实现给无人机快速换电。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于视觉识别和激光测距复合定位的无人机智能换电装置。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。随着无线通信技术、航空遥感测绘技术、GPS导航定位技术及自动控制技术的发展，无人机特别是折叠翼无人机发展迅速，广泛应用于基础建设规划、线路巡查、应急响应、地形测量、军事侦察、搜索救援等多个领域。

在无人机产业技术发展期间，由于电池电量的有效性问题，导致续航能力受到极大的限制，无法实现远距离飞行和超长待机飞行，这就使得无人机电池的及时更换问题成为了相关技术领域所需要面对的首要问题。目前都是通过专业飞手人为方式手动拆卸电池进行更换，人为将用过电池插入充电器续充，使得无人机在作业过程中都因需要专业飞手操作干预而导致无人机使用门槛居高不下，且这种方式耗费人力和时间成本，不利于无人机的无人化、智能化发展。

由于产业技术发展需要，国内多个技术领域分别从各个角度提出了数十种无人机换电技术方案。但各个技术方案均存在一定程度的技术片面性，集中表现为两个方面：

1.偏重于依赖机械精度来校正无人机停放定位和机械抓手装卸电池的夹取定位。无人机野外工程作业，意味着提供换电的装置必然要跟随无人机暴露在野外不可控的环境的环境下，从而导致装置必然受尘土、雨水锈蚀、风力等气象因素影响，进而影响机械的精度，进而降低换电的成功率。

2.机构方案偏向于复杂。机构复杂就会导致零部件装配过程累计行为公差增加，从而导致机构的理论精度失效，进而降低换电的成功率。此外，由于机构方案复杂，会导致搭载换电装置的移动载体负载加大包括载体本身的体积加大，从而降低移动载体的功率航程比。

于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供基于视觉识别和激光测距复合定位的无人机智能换电装置，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供基于视觉识别和激光测距复合定位的无人机智能换电装置，由以下具体技术手段所达成：

基于视觉识别和激光测距复合定位的无人机智能换电装置，包括移动载体，所述移动载体的顶部安装有停机坪，所述停机坪的顶端设置有多个停放区域，多个所述停放区域均由电磁铁、无人机归零坐标、无人机视觉识别图案和四周边界角线构成，所述停机坪的顶端安装有机械臂，所述机械臂的顶端一侧安装有第一相机，所述机械臂的一侧安装有机械抓手，并在靠近机械抓手的一侧安装有激光测距仪，所述停机坪的顶端一侧通过支架安装有第二相机，并在靠近第二相机的一侧安装有电池仓。

进一步的，移动载体由动力层和平台舱体层组成，且平台舱体层设置在动力层的顶侧，所述停机坪水平安装在平台舱体层的顶端。

进一步的，无人机归零坐标均为十字坐标，所述电磁铁设有多组，且分别设置在十字坐标的端点处，且所述电磁铁的安装高度与停机坪的顶面平齐。

进一步的，机械臂为轨道式机械臂，且轨道式机械臂包括“匚”字型安装架，且所述“匚”字型安装架的竖直端的底部均连接有位移导轨，所述位移导轨分别固定安装在移动载体的顶端两侧，所述机械抓手通过滑座与“匚”字型安装架的水平端连接，所述第一相机安装在“匚”字型安装架的水平端的一侧。