一种AGV车和无人机协同除冰系统的制作方法

一种agv车和无人机协同除冰系统
技术领域
1.本技术涉及飞机机翼除冰技术领域，具体而言，涉及一种agv车和无人机协同除冰系统。


背景技术：

2.飞机或者其他飞行器在寒冷天气下，会因为地面降雪以及高空过冷水凝结造成机翼积冰，从而改变机翼的气动模型，影响飞机升力，严重威胁飞行安全。故在寒冷的天气条件下，飞机起飞前，需要通过喷涂除冰剂清理残留在机翼上的冰层。
3.现阶段，该问题的主要解决方案是飞机在滑入起飞跑道前，先滑入特定的除冰区域，由地面工作人员驾驶飞机除冰车，对机翼上的冰层进行清理。但该解决方案需要大量的人力，且在寒冷天气条件下，地面工作人员的工作环境也较为艰苦，工作效率会下降，难以长时间工作。且需要飞机驶入特定的除冰区域进行除冰，会导致机场吞吐量下降，降低机场的运行效率。
4.为此，现有的一些机场采用无人机进行除冰，其中，无人机配备有用于存储除冰剂的水箱，该水箱的容积较小，用完后需要到固定补液点进行补液后返回飞机处继续除冰，一次除冰任务，可能需要无人机多次往返于飞机与固定补液点之间，工作效率不理想。
5.针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种agv车和无人机协同除冰系统，能够节省人力成本，提高机场的运行效率。
7.本技术提供了一种agv车和无人机协同除冰系统，用于对飞机的机翼进行除冰，其中，包括agv车和无人机，所述agv车设置有第一水箱，所述无人机设置有第二水箱；所述第一水箱和所述第二水箱均用于存储除冰剂；所述agv车用于获取目标飞机的第一位置信息，根据所述第一位置信息搭载所述无人机移动到所述目标飞机处，并发送第一控制指令信息至所述无人机，使所述无人机升空对所述目标飞机的机翼进行除冰；所述无人机用于对所述目标飞机的机翼进行除冰，在所述第二水箱中的除冰剂用完时返回所述agv车处，并发送补液请求信息至所述agv车；所述agv车还用于根据所述补液请求信息用所述第一水箱中的除冰剂对所述第二水箱进行补液。
8.本技术提供的agv车和无人机协同除冰系统可以实现对飞机机翼的除冰工作，可以提高机场的运行效率，避免工作人员在寒冷天气下作业，减少无人机的飞行路程，提高除冰效率。
9.可选地，在本技术所述的agv车和无人机协同除冰系统中，所述无人机包括slam探测模块，所述slam探测模块用于获取冰层的厚度信息，所述无人机用于在对所述目标飞机的机翼进行除冰时，根据所述冰层的厚度信息对所述目标飞机的机翼进行除冰处理。
10.通过设置slam探测模块，能对机翼进行三维建模，以确定冰层的厚度信息，进而确定冰层在机翼上的具体位置，使无人机能够精确地对机翼上的结冰位置进行除冰，而且实时更新冰层的厚度信息，直到无人机将机翼上的结冰彻底清除，提高除冰效果。
11.可选地，在本技术所述的agv车和无人机协同除冰系统中，所述agv车设置有询问模块，所述询问模块用于在所述无人机完成对所述目标飞机的除冰工作后并返回所述agv车时，发送询问信息给所述目标飞机以确认是否完全除冰。
12.通过这种方式，可以避免无人机除冰不彻底或者天气恶劣形成新的冰层导致影响后续飞机的飞行安全问题，提高了安全性。
13.可选地，在本技术所述的agv车和无人机协同除冰系统中，所述无人机和所述agv车均设置有wifi定位模块，所述wifi定位模块用于确定所述无人机和所述agv车之间的相对位置。
14.可选地，在本技术所述的agv车和无人机协同除冰系统中，还包括机场调度中心，所述机场调度中心用于获取除冰任务信息并根据所述除冰任务信息发送调度指令给所述agv车，使所述agv车根据所述调度指令搭载所述无人机移动到所述目标飞机处。
15.可选地，在本技术所述的agv车和无人机协同除冰系统中，所述agv车上设置有机舱，所述机舱可停放多架无人机;所述除冰任务信息包括所述目标飞机的型号信息；所述机场调度中心用于在根据所述除冰任务信息发送调度指令给所述agv车，使所述agv车根据所述调度指令搭载所述无人机移动到所述目标飞机处的时候，执行：根据所述型号信息获取需要出动的所述无人机的第一数量信息；根据所述第一数量信息发送调度指令给所述agv车，使所述agv车搭载对应数量的所述无人机移动到所述目标飞机处。
16.可选地，在本技术所述的agv车和无人机协同除冰系统中，所述agv车和所述无人机均设置有电量检测模块，两个所述电量检测模块分别用于检测所述agv车的电量和所述无人机的电量。
17.可选地，在本技术所述的agv车和无人机协同除冰系统中，所述agv车还用于在到达所述目标飞机的时候，向其中一架所述无人机发送探测指令，使所述无人机对所述目标飞机进行全面探测，以获取冰层的覆盖面积信息，并将所述覆盖面积信息发送给所述agv车；所述agv车还用于根据所述覆盖面积信息计算实际需要工作的所述无人机的第二数量信息，并根据所述第二数量信息向对应数量的所述无人机发送所述第二控制指令信息。
18.可选地，在本技术所述的agv车和无人机协同除冰系统中，所述调度指令包含所述目标飞机的起飞时间和当前时间的差值信息；所述agv车还用于在预设的第一时间段内获取到至少两个所述调度指令的时候，根据所述差值信息的大小调整除冰先后顺序。
19.可选地，在本技术所述的agv车和无人机协同除冰系统中，所述agv车用于在完成对所述目标飞机的除冰任务之后，若在预设的第二时间段内接收到新的调度指令时，则根据所述新的调度指令移动至对应的目标飞机处；若在预设的第二时间段内未接收到新的调
度指令时，则返回预设的工位待命。
20.由上可知，本技术提供的agv车和无人机协同除冰系统，使得机场的工作人员不需要在寒冷的天气下对机翼进行除冰，节省了人力资源；而且飞机不需要驶入特定的区域进行除冰，只需在降落位置等待即可，提高了机场的运营效率；采用agv车搭载无人机移动到目标飞机的方式，能避免无人机在除冰过程中因除冰剂用完需要在目标飞机和固定补液点之间来回往返，提高除冰效率。
21.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
22.图1为本技术实施例提供的agv车和无人机协同除冰系统的一种结构简图。
23.图2为本技术实施例提供的agv车和无人机协同除冰系统的一种结构示意图。
24.图3为本技术实施例提供的agv车和无人机协同除冰系统以及机场调度中心的一种工作原理图。
25.标号说明：100、agv车；101、询问模块；200、无人机；201、slam探测模块；300、wifi定位模块；400、电量检测模块。
具体实施方式
26.下面将结合本技术附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.一般的除冰剂是以乙二醇、丙二醇和二甘醇等多元醇为主要原料，并添加一些能提高除冰效率的表面活性剂、防腐剂或者增稠剂。除冰剂与水混合后，冰点会降低，其基本原理是借助某种液体减小冰与飞机表面附着力或降低水在飞机防冰表面的冻结温度。
29.请参照图1，图1是本技术一些实施方式中的agv车和无人机协同除冰系统的结构简图。该agv车和无人机协同除冰系统，用于对飞机的机翼进行除冰，包括agv车100和无人机200，agv车100设置有第一水箱，无人机200设置有第二水箱；第一水箱和第二水箱均用于存储除冰剂；agv车100用于获取目标飞机的第一位置信息，根据第一位置信息搭载无人机200移动到目标飞机处，并发送第一控制指令信息至无人机200，使无人机200升空对目标飞机的机翼进行除冰；
无人机200用于对目标飞机的机翼进行除冰，在第二水箱中的除冰剂用完时返回agv车100处，并发送补液请求信息至agv车100；agv车100还用于根据补液请求信息用第一水箱中的除冰剂对第二水箱进行补液。
30.其中，agv车100中可以是设置有北斗卫星导航系统（bds）、格洛纳斯卫星导航系统（glonass）、伽利略卫星导航系统（galileo）或者全球定位系统(gps)，以确定agv车100的实时位置和目标飞机的位置，并为agv车100提供导航功能，方便agv车100到达目标飞机处。
31.其中，agv车100上还设置有摄像装置，摄像装置可动态摄取沿路的图像信息，通过图像处理技术识别出欲跟踪的路径，引导agv车100运行。也可以在agv车100上装备可发射和接收激光红外线的激光扫描器，导向区域或路径的四周安装数量足够的激光反射板，通过激光扫描器发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，通过三角几何运算确定当前agv车100的位置和方向。
32.其中，agv车100上还设置有避障模块，该避障模块可以是采用超声波传感器，对路上的障碍物发送超声波信号进行探测；也可以是在agv车100上设置的激光雷达设备，通过激光对障碍物进行测距来确定障碍物距离agv车100的位置，使agv车100绕开障碍物行走。
33.在一些实施方式中，目标飞机上设置有北斗定位系统或其他定位系统，通过北斗定位系统获取自身的第一位置信息，并将第一位置信息发送给agv车100，之后agv车100根据第一位置信息搭载无人机200移动到目标飞机处后，发送第一控制指令给停放在agv车100上的无人机200，无人机200随即升空，通过喷枪将第二水箱的除冰剂喷出对目标飞机的机翼进行除冰。当无人机200除冰结束或将第二水箱里的除冰剂用完时，便会返回agv车100，并发送补液请求信息给agv车100，使agv车100将携带的第一水箱中的除冰剂供给无人机200的第二水箱以补充满除冰剂。
34.具体的，可以是在第二水箱中设置液位传感器和抽水泵，当抽水泵自动抽取第一水箱中的除冰剂直到达到液位传感器预设的液位值时，抽水泵停止抽取除冰剂；还可以是在第二水箱中设置液位传感器，在第一水箱中设置自动开关阀，液位传感器用于获取当前第二水箱中除冰剂的剩余量，然后计算最大容量和剩余量的差值信息并将该计算结果发送给agv车100，使agv车100根据该计算结果控制第一水箱中的自动开关阀给第二水箱加入对应容量的除冰剂。
35.相比传统的人工除冰方式，通过本技术的方案，使得机场的工作人员不需要在寒冷的天气下对机翼进行除冰，节省了人力资源；而且飞机不需要驶入特定的区域进行除冰，只需在降落位置等待即可，提高了机场的运营效率；采用agv车100搭载无人机200移动到目标飞机的方式，能避免无人机200在除冰过程中因除冰剂用完需要在目标飞机和固定补液点之间来回往返，提高除冰效率。
36.在一些实施方式中，无人机200上设置有摄像头，通过摄像头拍摄机翼上的结冰层位置，然后对结冰层进行除冰。
37.参阅图2，在进一步的实施方式中，无人机200包括slam探测模块201，slam探测模块201用于获取冰层的厚度信息，无人机200用于在对目标飞机的机翼进行除冰时，根据冰层的厚度信息对目标飞机的机翼进行除冰处理。其中，slam (simultaneous localization and mapping),即时定位与地图构建，或并发建图与定位。具体的，slam探测模块201包括多线激光雷达和相机，能对机翼进行三维建模，以确定冰层的厚度信息，进而确定冰层在机翼
上的具体位置，使无人机200能够精确地对机翼上的结冰位置进行除冰，而且实时更新冰层的厚度信息，直到无人机200将机翼上的结冰彻底清除，提高除冰效果。
38.在一些实施方式中，agv车100设置有询问模块101，询问模块101用于在无人机200完成对目标飞机的除冰工作后并返回agv车100时，发送询问信息给目标飞机以确认是否完全除冰。在实际应用中，飞机的机翼上设置有平面微波谐振器装置，该平面微波谐振器装置可检测机翼上是否存在冰层。无人机200通过slam探测模块201确认无人机200将机翼上的结冰彻底清除后会判定已经完成对目标飞机的除冰工作从而返回agv车100处，但由于slam探测模块201进行探测时可能存在误差，从而导致有残留冰层；此外，在一些恶劣天气下，目标飞机上可能很快又形成新的冰层，因此，在无人机200完成对目标飞机的除冰工作后，目标飞机会对机翼进行检测以判断是否存在冰层，并将检测结果发送指令给agv车100，agv车100根据检测结果判断是否继续除冰，若不需要继续除冰，则agv车100判定已经完成对该目标飞机的除冰任务。通过这种方式，可以避免无人机200除冰不彻底或者天气恶劣形成新的冰层导致影响后续飞机的飞行安全问题，提高了安全性。
39.在一些实施方式中，无人机200和agv车100均设置有wifi定位模块300，wifi定位模块300用于确定无人机200和agv车100之间的相对位置。其中，wifi定位模块300是利用现有的无线网络，配合wifi标签和相关的无人机200和agv车100，再结合相应的定位算法，来确定相关的无人机200和agv车100的位置的一种现有技术。通过这种方式，可以实时获取无人机200和agv车100之间的相对位置，使无人机200精准降落在agv车100上。
40.参阅图3，在一些优选的实施方式中，agv车和无人机协同除冰系统还包括机场调度中心，机场调度中心用于获取除冰任务信息并根据除冰任务信息发送调度指令给agv车100，使agv车100根据调度指令搭载无人机200移动到目标飞机处。在实际应用中，在一些大型机场中，由于有多台飞机，单靠agv车100去获取目标飞机的第一位置信息会很难做出及时且准确的判断，而机场调度中心可以集中获取多台飞机的除冰任务信息，并把除冰任务分配给不同的agv车100，实现统一调度，提高机场的运行效率。
41.在进一步的实施方式中，agv车100上设置有机舱，机舱可停放多架无人机200;除冰任务信息包括目标飞机的型号信息；机场调度中心用于在根据除冰任务信息发送调度指令给agv车100，使agv车100根据调度指令搭载无人机200移动到目标飞机处的时候，执行：根据型号信息获取需要出动的无人机200的第一数量信息；根据第一数量信息发送调度指令给agv车100，使agv车100搭载对应数量的无人机200移动到目标飞机处。
42.在实际应用中，目标飞机的型号信息与飞机的大小是一一对应的，根据目标飞机的型号信息可查询得到对应的尺寸信息，例如，体积越大的飞机需要越多数量的无人机200；机场调度中心将根据目标飞机的型号信息获取需要出动的无人机200的第一数量信息，使不同型号的飞机能根据实际需要匹配合适数量的无人机200，进一步提高无人机200的除冰效率。
43.在一些实施方式中，agv车100和无人机200均设置有电量检测模块400，两个电量检测模块400分别用于检测agv车100的电量和无人机200的电量。在实际应用中，电量检测模块400可以实时检测agv车100的电量和无人机200的电量，防止agv车100和无人机200因
电量不足影响工作。
44.在更进一步的实施方式中，agv车100还用于在到达目标飞机的时候，向其中一架无人机200发送探测指令，使无人机200对目标飞机进行全面探测，以获取冰层的覆盖面积信息（具体可以使用slam探测模块201进行探测或者使用双目相机进行拍摄），并将覆盖面积信息发送给agv车100；agv车100还用于根据覆盖面积信息计算实际需要工作的无人机200的第二数量信息，并根据第二数量信息向对应数量的无人机200发送第二控制指令信息。在实际应用中，由于机翼被冰层覆盖的面积可能较小，所以可能出现只需派出一架无人机200就能快速完成对目标飞机机翼的除冰工作，达到节省无人机200电量和除冰剂成本的目的。
45.在一些实施方式中，调度指令包含目标飞机的起飞时间和当前时间的差值信息；agv车100还用于在预设的第一时间段内获取到至少两个调度指令的时候，根据差值信息的大小调整除冰先后顺序。
46.其中，预设的第一时间段可以是1分钟，也可以是其他时间段。假设agv车100在预设的第一时间段内获取到两个调度指令，其中，第一个调度指令中的目标飞机的起飞时间为19:30，第二个调度指令中的目标飞机的起飞时间20:00，当前时间为19:15，那么，第一个调度指令中的目标飞机的起飞时间和当前时间的差值信息为15分钟，第二个调度指令中的目标飞机的起飞时间和当前时间的差值信息为45分钟，由此可见，agv车100会先执行第一个调度指令。通过这种方式，可以实现对调度指令的合理规划，避免因结冰导致飞机起飞延误的问题。
47.在一些实施方式中，agv车100用于在完成对目标飞机的除冰任务之后，若在预设的第二时间段内接收到新的调度指令时，则根据新的调度指令移动至对应的目标飞机处；若在预设的第二时间段内未接收到新的调度指令时，则返回预设的工位待命。
48.其中，预设的第二时间段可以是任意时间段。
49.在实际应用中，机场调度中心可能会在agv车100进行除冰的时候获取其它飞机发来的新的除冰任务信息，新的除冰任务信息中的目标飞机可能是刚好在agv车100附近，机场调度中心就能及时将新的调度指令发送给已完成除冰并处于预设的第二时间段内待命的agv车100，进一步提高机场的除冰效率，同时节省其他agv车100的出动成本。
50.在进一步的实施方式中，调度指令包含目标飞机的型号信息；agv车100用于在完成对目标飞机的除冰任务之后，若在预设的第二时间段内接收到新的调度指令时，先根据目标飞机的型号信息判断当前的除冰剂剩余量是否充足，若不充足则向机场调度中心发送表示拒绝接受任务的拒绝信号，若充足才根据新的调度指令移动至对应的目标飞机处。
51.其中，可预先根据每种型号的目标飞机设置对应的除冰剂用量参考值，并生成除冰剂用量参考值查询表，把该查询表存储在agv车100的本地数据库中，若当前的除冰剂剩余量不小于新的除冰任务信息中的目标飞机对应的除冰剂用量参考值，则判定当前的除冰剂剩余量充足，否则判定当前的除冰剂剩余量不充足。
52.由上可知，本技术提供的agv车和无人机协同除冰系统，包括agv车100和无人机200，agv车100上设置有第一水箱，无人机200上设置有第二水箱；通过agv车100获取目标飞机的第一位置信息，根据第一位置信息搭载无人机200移动到目标飞机处，并发送第一控制
指令信息至无人机200，使无人机200升空对目标飞机的机翼进行除冰；在第二水箱中的除冰剂用完时返回agv车100处，并发送补液请求信息至agv车100；agv车100根据补液请求信息用第一水箱中的除冰剂对第二水箱进行补液；从而实现了对飞机机翼的除冰，不仅节省了人力成本，同时采用agv车100搭载无人机200移动到目标飞机的方式，还能避免无人机200在除冰过程中因除冰剂用完需要在目标飞机和固定补液点之间来回往返，提高除冰效率。
53.另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
54.再者，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
55.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
56.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。