一种空中充电飞行装置的控制方法及装置与流程

本发明涉及飞行器的无线充电领域，特别涉及一种空中充电飞行装置的控制方法及装置。

背景技术：

随着电子商务行业的发展，越来越多的人们通过网上进行购物。而与之相配套的是物流行业的发展。目前无人机送货仍然存在技术问题，例如，无人机续航能力差，不能有效地实现物流配送任务。一方面，若增大无人机的电池容量，则提高了无人机整机重量，提高运载成本，另一方面，较小的电池容量，无人机配送货物距离有限。同时，无人机在其它应用领域，例如航拍等，也依然存在续航能力问题。

如cn201710372424.4提供一种飞行装置空中充电方法、装置及系统，在本发明中，飞行装置在包含有无线充电节点的第一飞行航线上飞行，实现边充电边飞行，有效提高了飞行装置的续航能力，同时，无需飞行装置可以选择更小的电池，降低整机重量，降低飞行能耗。

然而，该技术仍存在之处，在现有技术中无线充电距离受限，比如较优的无线充电距离为9m，若选择现有的路灯距离之间距离为20m-30m，会存在无线充电空白区，无线充电效率较差。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种空中充电飞行装置的控制方法，旨在根据无线充电节点效率分布信息，获得飞行装置的飞行参数，提高整体无线充电效率。

为实现上述目的，在优选的第一实施方案中，提供一种空中充电飞行装置的控制方法，所述方法包括：

获取飞行装置飞行的第一航线上的无线充电节点信息；所述无线充电节点信息包括所述无线充电节点的充电效率分布信息；

根据所述充电效率分布信息，确定所述飞行装置的飞行参数。

优选的，在确定所述飞行装置的飞行参数之后，所述方法还包括：根据所述飞行参数，控制所述飞行装置飞行。

在一具体实施例中，所述获取飞行装置飞行的第一航线上的无线充电节点信息，还包括：

根据所述飞行装置的飞行位置信息，获取与所述飞行位置信息相对应的所述第一航线和/或所述无线充电节点；

获取所述无线充电节点的充电效率分布信息。

在一具体实施例中，所述根据所述充电效率分布信息，确定所述飞行装置的飞行参数；根据所述飞行参数，控制所述飞行装置飞行，还包括：

根据所述充电效率分布信息，划分出若干个充电区；

根据与各个所述充电区相匹配的预设飞行参数，配置所述飞行装置在各个所述充电区的所述飞行参数。

优选的，所述充电效率分布信息包含有所述无线充电节点的若干个充电效率的无线充电区；所述无线充电区包括高效充电区和低效充电区；所述飞行装置在所述高效充电区的飞行速度小于或等于所述低效充电区。

优选的，所述无线充电区还包括充电盲区。

在一具体实施例中，所述根据所述充电效率分布信息，确定所述飞行装置的飞行参数，还包括：

获取所述无线充电节点的充电效率分布函数；

设定飞行速度变量；

基于所述飞行速度变量与所述充电效率分布函数，建立充电函数；所述充电函数是相对于单个所述无线充电节点，所述飞行装置进行无线充电获得电量的充电函数；

基于所述飞行速度变量，建立电量消耗函数；所述电量消耗函数是完成单个所述无线充电节点飞行的电量消耗函数；

根据所述充电函数和所述电量消耗函数，建立电量净增函数；

在所述电量净增函数为最大值或极大值条件下，求解所述飞行参数。

在一具体实施例中，所述方法，还包括：

采集所述飞行装置的剩余电量信息；

根据所述剩余电量信息和所述充电效率分布信息，配置所述飞行装置在各个所述无线充电区的飞行参数。

在一具体实施例中，还包括：

获取当前飞行装置与所述无线充电节点的相对方位关系；

根据所述相对方位关系，调整所述飞行装置的无线充电接收装置的无线充电接收角度；和/或根据所述相对方位关系，向所述无线充电节点的发送无线充电发射角度调整指令。

基于现有技术的不足之处，本发明还公开了一种空中充电飞行装置的控制装置，所述装置包括：

无线充电节点信息获取模块，用于获取飞行装置飞行的第一航线上的无线充电节点信息；所述无线充电节点信息包括所述无线充电节点的充电效率分布信息；

飞行参数求解模块，用于根据所述充电效率分布信息，确定所述飞行装置的飞行参数。

优选的，所述装置还包括：飞行控制模块，用于根据所述飞行参数，控制所述飞行装置飞行。

在一具体实施例中，无线充电节点信息获取模块，还包括：

无线节点获取单元，用于根据所述飞行装置的飞行位置信息，获取与所述飞行位置信息相对应的所述第一航线和/或所述无线充电节点；

充电效率分布获取单元，用于获取所述无线充电节点的充电效率分布信息。

在一具体实施例中，所述飞行参数求解模块，还包括：

充电区划分单元，用于根据所述充电效率分布信息，划分出若干个充电区；

飞行参数配置单元，用于根据与各个所述充电区相匹配的预设飞行参数，配置所述飞行装置在各个所述充电区的所述飞行参数。

优选的，所述充电效率分布信息包含有所述无线充电节点的若干个充电效率的无线充电区；所述无线充电区包括高效充电区和低效充电区；所述飞行装置在所述高效充电区的飞行速度小于或等于所述低效充电区。

优选的，所述无线充电区还包括充电盲区。

在一具体实施例中，所述飞行参数求解模块，还包括：

充电效率分布函数获取单元，用于获取所述无线充电节点的充电效率分布函数；

飞行速度变量设定单元，用于设定飞行速度变量；

充电函数建立单元，用于基于所述飞行速度变量与所述充电效率分布函数，建立充电函数；所述充电函数是相对于单个所述无线充电节点，所述飞行装置进行无线充电获得电量的充电函数；

电量消耗函数建立单元，用于基于所述飞行速度变量，建立电量消耗函数；所述电量消耗函数是完成单个所述无线充电节点飞行的电量消耗函数；

电量净增函数建立单元，用于根据所述充电函数和所述电量消耗函数，建立电量净增函数；

求解飞行参数单元，用于在所述电量净增函数为最大值或极大值条件下，求解所述飞行参数。

在一具体实施例中，所述装置，还包括：

飞行参数控制调控模块，用于采集所述飞行装置的剩余电量信息；根据所述剩余电量信息和所述充电效率分布信息，配置所述飞行装置在各个所述无线充电区的飞行参数。

在一具体实施例中，所述装置，还包括：

相对方位获取模块，用于获取当前飞行装置与所述无线充电节点的相对方位关系；

无线充电角度调整单元，用于根据所述相对方位关系，调整所述飞行装置的无线充电接收装置的无线充电接收角度；和/或根据所述相对方位关系，向所述无线充电节点的发送无线充电发射角度调整指令。

本发明的方法、装置和单元的种类无特别限制，能够实现本发明所述功能的各种方法、装置和单元均在本发明的范围内。

本发明的有益效果是：本发明通过在不同充电效率的区域，采用不同飞行速度飞行，有效提高整体无线充电的效率。具体而言，高充电效率区的飞行速度低于或等于低充电效率区的飞行速度，增大飞行装置在高充电效率区的充电时间，提升整体充电效率。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式提供的一种空中充电飞行装置的控制方法的流程示意图；

图2是本发明另一具体实施方式提供的一种空中充电飞行装置的控制方法的流程示意图；

图3是本发明又一具体实施方式提供的一种空中充电飞行装置的控制方法的流程示意图；

图4是本发明再一具体实施方式提供的一种空中充电飞行装置的控制方法的流程示意图；

图5是本发明一具体实施方式提供的一种空中充电飞行装置的控制方法的原理图；

图6是本发明另一具体实施方式提供的一种空中充电飞行装置的控制方法的原理图；

图7是本发明一具体实施方式提供的一种空中充电飞行装置的控制装置的结构框图；

图8是本发明另一具体实施方式提供的一种空中充电飞行装置的控制装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-8所示，在本发明第一实施例中，提供一种空中充电飞行装置的控制方法，所述方法包括：

获取飞行装置飞行的第一航线上的无线充电节点信息；所述无线充电节点信息包括所述无线充电节点的充电效率分布信息；

根据所述充电效率分布信息，确定所述飞行装置的飞行参数。

优选的，所述飞行参数包括飞行速度和/或飞行功率；

优选的，在确定所述飞行装置的飞行参数之后，所述方法还包括：根据所述飞行参数，控制所述飞行装置飞行。

在典型的案例中，无人飞行器是有操纵者进行飞行操控，故而，针对现有技术存在的问题，只需将空中充电较优的充电效率对应的飞行参数告知操作者，即可实现高效的无线充电。

优选的，在自动驾驶无人飞行器的实例中，飞行器的控制器通过飞行参数控制飞行器飞行。优选的，在人工遥控或操作飞行器的实例中，将飞行参数通过显示、语音、触感、味感等方式告知操作者，并用飞行器操纵者控制飞行器飞行。其中，触感包括振动。

可选的，飞行参数还包括飞行高度，优选的，飞行高度为无线充电较优充电效率对应的高度。

基于上述步骤，在不同充电效率的区域，采用不同飞行速度飞行，有效提高整体无线充电的效率。具体而言，高充电效率区的飞行速度低于或等于低充电效率区的飞行速度，增大飞行装置在高充电效率区的充电时间，提升整体充电效率。

所述飞行速度和飞行功率二者与所述充电效率分布信息相关联。

在本实施例中，所述获取飞行装置飞行的第一航线上的无线充电节点信息，还包括：

根据所述飞行装置的飞行位置信息，获取与所述飞行位置信息相对应的所述第一航线和/或所述无线充电节点；

获取所述无线充电节点的充电效率分布信息。

基于上述步骤，通过获得充电效率分布信息，以便根据充电效率分布信息获得不同的飞行速度。同时，在该步骤中，根据飞行位置信息，便于确定当前无线充电节点，针对该飞行装置的无线充电，只需考虑该区域的无线节点的充电分布效率即可。

如图3所示，在本实施例中，所述根据所述充电效率分布信息，确定所述飞行装置的飞行参数；根据所述飞行参数，控制所述飞行装置飞行，还包括：

根据所述充电效率分布信息，划分出若干个充电区；

根据与各个所述充电区相匹配的预设飞行参数，配置所述飞行装置在各个所述充电区的所述飞行参数。

优选的，所述充电效率分布信息包含有所述无线充电节点的若干个充电效率的无线充电区；所述无线充电区包括高效充电区和低效充电区；所述飞行装置在所述高效充电区的飞行速度小于或等于所述低效充电区。

优选的，所述无线充电区还包括充电盲区。

基于上述步骤，充电区被划分为若干区块，以各个区块作为整体来调节飞行装置的飞行速度，便于控制。

如图4所示，可选的，在另一实施例中，所述根据所述充电效率分布信息，确定所述飞行装置的飞行参数；所述飞行参数包括飞行速度和/或飞行功率，还包括：

获取所述无线充电节点的充电效率分布函数；

设定飞行速度变量；

基于所述飞行速度变量与所述充电效率分布函数，建立充电函数；所述充电函数是相对于单个所述无线充电节点，所述飞行装置进行无线充电获得电量的充电函数；

基于所述飞行速度变量，建立电量消耗函数；所述电量消耗函数是完成单个所述无线充电节点飞行的电量消耗函数；

根据所述充电函数和所述电量消耗函数，建立电量净增函数；

在所述电量净增函数为最大值或极大值条件下，求解所述飞行参数。

基于上述步骤，飞行速度可以获得较优的方案，提高整体充电效率。

值得一提的是，充电效率分布函数可以通过理论建模求解，也可以通过实际测量获得；充电函数可以理论建模求解，可以为根据经验获得的充电函数；电量消耗函数与飞行速度和/或飞行功率相关，可以理论求解，也可以通过实验测量获得。

如图2所示，在本实施例中，所述方法，还包括：

采集所述飞行装置的剩余电量信息；

根据所述剩余电量信息和所述充电效率分布信息，配置所述飞行装置在各个所述无线充电区的飞行参数。

基于上述步骤，根据剩余电量信息进行调控飞行装置的飞行速度和/或飞行功率。在剩余电量较多时，无需过多考虑充电效率问题，而在剩余电量较少时，则进一步关注充电效率。

优选的，若剩余电量高于第一阈值，则控制所述飞行装置以第一速度飞行。

在本实施例中，所述方法，还包括：

获取当前飞行装置与所述无线充电节点的相对方位关系；

根据所述相对方位关系，调整所述飞行装置的无线充电接收装置的无线充电接收角度；和/或根据所述相对方位关系，向所述无线充电节点的发送无线充电发射角度调整指令。

基于上述步骤，通过调整无线充电角度，提高充电效率。

本实施例的发明原理在于：通过在高充电效率区域采用低速飞行，增加无线充电时间，提高无线充电量，同时在低充电效率区域采用高速飞行，以便获得更多在高充电效率区域飞行的时间，提高无线充电整体效率。

值得一提的是，在本发明一实施例中，飞行装置为无人机。可选的，相对方位关系的确定由飞行装置、无线充电节点上的通讯装置确定；可选的，采用wi-fi、蓝牙、红外线、rfid、uwb、超宽带、rfid、zigbee、场景识别定位和/或超声波技术实现相对位置确定。

可选的，相对方位关系由gps信息确定，即根据飞行装置和无线充电节点的gps信息，获得相对方位关系。可选的，获取飞行装置的第一gps信息、无线充电节点的第二gps信息，其中，第一gps信息是实时采集获得的，第二gps信息，可选的，为实时采集获得，优选的，是预存的gps位置信息。

可选的，无线充电节点是设置在公路沿线的路灯上。

例如，假定公路路灯之间距离一般为30m，最优充电半径为9m，较优的充电半径为9m-12m，充电盲区为12m以上。如图5所示，根据充电效率，将充电区分为可充电区和充电盲区。如图6所示，根据充电效率将一个无线充电节点对应的航线区间划分为高效充电区、低效充电区和充电盲区。值得一提的是，在图5、图6中，飞行装置1沿着第一飞行航线3飞行，其中，第一飞行航线3上包括若干个无线充电节点2。

如图1-8所示，在本发明第二实施例中，提供一种空中充电飞行装置的控制装置100，所述装置包括：

无线充电节点信息获取模块101，用于获取飞行装置飞行的第一航线上的无线充电节点信息；所述无线充电节点信息包括所述无线充电节点的充电效率分布信息；

飞行参数求解模块102，用于根据所述充电效率分布信息，确定所述飞行装置的飞行参数；

飞行控制模块，用于根据所述飞行参数，控制所述飞行装置飞行。

所述飞行参数包括飞行速度和/或飞行功率；

所述飞行速度和飞行功率二者与所述充电效率分布信息相关联。

在本实施例中，无线充电节点信息获取模块101，还包括：

无线节点获取单元1011，用于根据所述飞行装置的飞行位置信息，获取与所述飞行位置信息相对应的所述第一航线和/或所述无线充电节点；

充电效率分布获取单元1012，用于获取所述无线充电节点的充电效率分布信息。

如图7所示，在本实施例中，所述飞行参数求解模块102，还包括：

充电区划分单元1021，用于根据所述充电效率分布信息，划分出若干个充电区；

飞行参数配置单元1022，用于根据与各个所述充电区相匹配的预设飞行参数，配置所述飞行装置在各个所述充电区的所述飞行参数。

优选的，所述充电效率分布信息包含有所述无线充电节点的若干个充电效率的无线充电区；所述无线充电区包括高效充电区和低效充电区；所述飞行装置在所述高效充电区的飞行速度小于或等于所述低效充电区。

优选的，所述无线充电区还包括充电盲区。

如图8所示，可选的，在另一实施例中，所述飞行参数求解模块102，还包括：

充电效率分布函数获取单元1023，用于获取所述无线充电节点的充电效率分布函数；

飞行速度变量设定单元1024，用于设定飞行速度变量；

充电函数建立单元1025，用于基于所述飞行速度变量与所述充电效率分布函数，建立充电函数；所述充电函数是相对于单个所述无线充电节点，所述飞行装置进行无线充电获得电量的充电函数；

电量消耗函数建立单元1026，用于基于所述飞行速度变量，建立电量消耗函数；所述电量消耗函数是完成单个所述无线充电节点飞行的电量消耗函数；

电量净增函数建立单元1027，用于根据所述充电函数和所述电量消耗函数，建立电量净增函数；

求解飞行参数单元1028，用于在所述电量净增函数为最大值或极大值条件下，求解所述飞行参数。

在本实施例中，所述装置，还包括：

飞行参数控制调控模块103，用于采集所述飞行装置的剩余电量信息；根据所述剩余电量信息和所述充电效率分布信息，配置所述飞行装置在各个所述无线充电区的飞行参数。

优选的，若剩余电量高于第一阈值，则控制所述飞行装置以第一速度飞行。

在本实施例中，所述装置，还包括：

相对方位获取模块104，用于获取当前飞行装置与所述无线充电节点的相对方位关系；

无线充电角度调整单元105，用于根据所述相对方位关系，调整所述飞行装置的无线充电接收装置的无线充电接收角度；和/或根据所述相对方位关系，向所述无线充电节点的发送无线充电发射角度调整指令。

所属领域的技术人员，可以清楚了解到，为了描述方便及简洁，上述的终端、模块的具体工作过程可以参考前述方法实施例的对应过程，功能及技术效果亦可参考前述方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本领域普通技术人员可以意识到，将本文中的方法进行步骤拆分、合并，依然不应认为超出本申请的范围，将本文中的装置、设备的各个模块进行拆分成子模块或者合并为一个大的模块，依然不应认为超出本申请的范围。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。