一种无人机充电控制方法、装置、存储介质及电子设备与流程

本技术涉及控制，特别涉及一种无人机充电控制方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术：

1、沿高压线部署的巡查无人机在连续巡航过程中，通过沿线设置的充电设施补充电能。受高压线负载波动和充电设施内部状态变化的影响，充电设施在不同时刻向无人机提供电能的能力存在差异。无人机在巡航过程中，沿途充电设施的供电能力随外部条件和内部状态而波动，难以保证无人机在任意时刻抵达时均能立即获得电能补给。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种无人机充电控制方法、装置、存储介质及电子设备，能够匹配充电设施状态波动，保障电能补给及时性。具体方案如下：

2、一种无人机充电控制方法，应用于沿高压线部署的多个充电设施；所述充电设施包括直接充电单元和储能充电单元；所述直接充电单元用于从高压线耦合取电并经整流后提供直流电；所述储能充电单元包括筒体和电池部件；所述电池部件设置于筒体的容纳腔内；所述电池部件受驱动可沿筒体长度方向在第一位置与第二位置之间移动；处于第一位置时，所述电池部件与充电接头连接，以从高压线获取电能进行充电；处于第二位置时，所述电池部件与放电接头连接，以向外输出电能；所述方法包括：

3、获取各充电设施的状态信息；所述状态信息包括直接充电单元的工作状态及当前可提供功率，以及储能充电单元中电池部件的荷电状态、当前所处位置、是否正在移动的指示信息和在电池部件处于移动状态时的移动预计完成时间；

4、获取无人机当前位置、剩余电量及巡航任务计划；

5、当判定无人机需要充电时，根据所述状态信息、无人机当前位置和基于所述巡航任务计划确定的剩余任务能耗，从所述多个充电设施中选择一个目标充电设施，并从第一充电模式和第二充电模式中选择一种目标充电模式；其中，所述第一充电模式由所述直接充电单元通过充电口向无人机供电，所述第二充电模式由所述储能充电单元的电池部件通过放电接头向无人机供电；

6、控制无人机飞行至所述目标充电设施，并执行对接操作，使无人机上的充电杆与所述目标充电设施的充电口形成电连接；

7、在对接操作完成后，根据所选目标充电模式，控制对应的直接充电单元或储能充电单元向无人机传输电能。

8、上述的方法，可选的，所述获取各充电设施的状态信息，包括：

9、通过部署于高压线沿线的通信节点，接收每个充电设施的状态数据包；

10、从所述状态数据包中解析出直接充电单元的状态字段，获得所述直接充电单元的耦合取电整流器的工作状态和当前可提供功率；

11、从所述状态数据包中解析出储能充电单元的状态字段，获得电池部件的荷电状态、当前所处位置、是否正在移动的指示信息，以及在所述电池部件处于移动状态时的移动预计完成时间。

12、上述的方法，可选的，判定无人机需要充电的过程，包括：

13、根据所述巡航任务计划中未完成的路径和无人机当前的平均能耗，计算完成剩余任务所需的预计能耗；

14、根据所述无人机的剩余电量与所述预计能耗的差值，结合所述无人机的单位时间的平均能耗，计算得到预计可继续飞行的剩余时间；

15、获取距离无人机当前位置最近的可用充电设施，计算无人机飞行至该充电设施所需的路径时间；

16、当所述可继续飞行的剩余时间小于所述路径时间与预设的安全时间裕度之和时，判定无人机需要充电。

17、上述的方法，可选的，所述从所述多个充电设施中选择一个目标充电设施，并从第一充电模式和第二充电模式中选择一种目标充电模式，包括：

18、针对每个充电设施，若所述充电设施的直接充电单元处于工作状态且当前可提供功率不低于无人机需求功率，则预估采用第一充电模式的第一总时延；针对每个充电设施，若所述充电设施的储能充电单元的电池部件满足电量条件，则预估采用第二充电模式的第二总时延；其中，所述第一总时延由飞行时间与直接充电时间相加得到；所述飞行时间为无人机飞至该充电设施的时间；所述直接充电时间按所述当前可提供功率计算；所述第二总时延由所述飞行时间、移动时间、等待时间和放电时间相加得到；所述移动时间为电池部件移动至第二位置的时间；所述等待时间为电池部件充电至满足无人机所需电量所需的时间；所述放电时间为以放电功率向无人机传输所需电量的时间；所述电量条件为电池部件当前荷电状态满足无人机所需电量，或者电池部件在所述等待时间内能充电至满足无人机所需电量；

19、从所有预估得到的第一总时延和第二总时延中，选择数值最小的总时延，将所述总时延对应的充电设施确定为目标充电设施，将所述总时延所采用的充电模式确定为目标充电模式。

20、上述的方法，可选的，当所选目标充电模式为第二充电模式时，在控制所述储能充电单元向无人机传输电能之前，还包括：

21、判断所述目标充电设施的电池部件当前是否处于第二位置；

22、若所述电池部件当前未处于第二位置，则控制所述电池部件移动至第二位置。

23、上述的方法，可选的，所述控制无人机飞行至所述目标充电设施，并执行对接操作，使无人机上的充电杆与所述目标充电设施的充电口形成电连接，包括：

24、基于目标充电设施的位置坐标，生成第一段导航路径，控制无人机以巡航速度飞至目标充电设施上方的悬停点；

25、在所述悬停点，启动设置于无人机上的视觉传感器，获取充电口周围的特征图案；基于视觉伺服控制，调整无人机在水平面内的位置和航向角，使充电杆投影与充电口中心对准；

26、保持水平位置，生成下降指令，控制无人机匀速下降，直至设置于充电杆或充电口上的传感器反馈对接锁定信号；

27、在收到所述对接锁定信号后，控制无人机停止下降并维持当前姿态，确认电连接建立。

28、上述的方法，可选的，所述根据所选目标充电模式，控制对应的直接充电单元或储能充电单元向无人机传输电能，包括：

29、若所述目标充电模式为第一充电模式，则向目标充电设施的直接充电单元发送接通指令，并按照预设的充电曲线调节耦合取电的功率输出；在充电过程中，实时获取无人机充电回路的反馈电流，通过闭环控制使输出电流与无人机端需求电流匹配；

30、若所述目标充电模式为第二充电模式，则向目标充电设施的储能充电单元发送放电指令，使放电接头与充电口之间的放电回路接通。

31、一种无人机充电控制装置，应用于沿高压线部署的多个充电设施；所述充电设施包括直接充电单元和储能充电单元；所述直接充电单元用于从高压线耦合取电并经整流后提供直流电；所述储能充电单元包括筒体和电池部件；所述电池部件设置于筒体的容纳腔内；所述电池部件受驱动可沿筒体长度方向在第一位置与第二位置之间移动；处于第一位置时，所述电池部件与充电接头连接，以从高压线获取电能进行充电；处于第二位置时，所述电池部件与放电接头连接，以向外输出电能；所述装置包括：

32、第一获取单元，用于获取各充电设施的状态信息；所述状态信息包括直接充电单元的工作状态及当前可提供功率，以及储能充电单元中电池部件的荷电状态、当前所处位置、是否正在移动的指示信息和在电池部件处于移动状态时的移动预计完成时间；

33、第二获取单元，用于获取无人机当前位置、剩余电量及巡航任务计划；

34、选择单元，用于当判定无人机需要充电时，根据所述状态信息、无人机当前位置和基于所述巡航任务计划确定的剩余任务能耗，从所述多个充电设施中选择一个目标充电设施，并从第一充电模式和第二充电模式中选择一种目标充电模式；其中，所述第一充电模式由所述直接充电单元通过充电口向无人机供电，所述第二充电模式由所述储能充电单元的电池部件通过放电接头向无人机供电；

35、第一控制单元，用于控制无人机飞行至所述目标充电设施，并执行对接操作，使无人机上的充电杆与所述目标充电设施的充电口形成电连接；

36、第二控制单元，用于在对接操作完成后，根据所选目标充电模式，控制对应的直接充电单元或储能充电单元向无人机传输电能。

37、一种存储介质，所述存储介质包括存储指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如上所述的无人机充电控制方法。

38、一种电子设备，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如上所述的无人机充电控制方法。

39、本技术提供的一种无人机充电控制方法、装置、存储介质及电子设备，该方法应用于沿高压线部署的多个充电设施；所述充电设施包括直接充电单元和储能充电单元；所述直接充电单元用于从高压线耦合取电并经整流后提供直流电；所述储能充电单元包括筒体和电池部件；所述电池部件设置于筒体的容纳腔内；所述电池部件受驱动可沿筒体长度方向在第一位置与第二位置之间移动；处于第一位置时，所述电池部件与充电接头连接，以从高压线获取电能进行充电；处于第二位置时，所述电池部件与放电接头连接，以向外输出电能；所述方法包括：获取各充电设施的状态信息；所述状态信息包括直接充电单元的工作状态及当前可提供功率，以及储能充电单元中电池部件的荷电状态、当前所处位置、是否正在移动的指示信息和在电池部件处于移动状态时的移动预计完成时间；获取无人机当前位置、剩余电量及巡航任务计划；当判定无人机需要充电时，根据所述状态信息、无人机当前位置和基于所述巡航任务计划确定的剩余任务能耗，从所述多个充电设施中选择一个目标充电设施，并从第一充电模式和第二充电模式中选择一种目标充电模式；其中，所述第一充电模式由所述直接充电单元通过充电口向无人机供电，所述第二充电模式由所述储能充电单元的电池部件通过放电接头向无人机供电；控制无人机飞行至所述目标充电设施，并执行对接操作，使无人机上的充电杆与所述目标充电设施的充电口形成电连接；在对接操作完成后，根据所选目标充电模式，控制对应的直接充电单元或储能充电单元向无人机传输电能。通过获取各充电设施的状态信息和无人机剩余任务能耗，在第一充电模式与第二充电模式之间选择目标充电设施及充电模式，使充电决策与充电设施的实际可用条件相匹配，减少等待耗时，保障巡航任务连续执行。