可移动式多旋翼无人机自主基站系统

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可移动式多旋翼无人机自主基站系统\n技术领域\n[0001] 本发明实施例涉及无人机连续自主作业技术领域，具体涉及一种可移动式多旋翼无人机自主基站系统。\n背景技术\n[0002] 近些年，多旋翼无人机以其简单的飞行机理、优良的操作性能、日趋成熟的飞行控制技术、相比固定翼和直升机更低廉的价格而得到越来越广泛的应用，除了传统的航拍等消费领域外，多旋翼无人机在农业植保、生态防护、边境监控、警用安防、灾害救援等特种领域的应用需求越来越强烈。而应用环境的日趋复杂，给多旋翼无人机提出了越来越苛刻的性能要求，如要求多无人机协同作业、连续长时间自主作业、与地面系统间进行大规模的数据传输等。\n[0003] 然而，现有多旋翼无人机普遍自主能力不足，难以满足以上要求。例如，大部分无人机都采用“一对一”的工作方式，即一名操作手对应一架飞机，通过遥控方式进行操作，这种作业模式不仅大大提升了人力成本，也不利于无人机自主飞行能力的发展。又如，现阶段多旋翼的最大瓶颈之一是其电池续航能力不足，绝大多数无人机的飞行时间不超过40分钟，这严重限制了连续长时间作业的应用。再如，在复杂的飞行任务中，要求无人机与地面监控中心有大规模的数据传输，但基于现有的数传/图传电台技术，其无线传输带宽较低，很难满足应用要求。\n[0004] 有鉴于此，特提出本发明。\n发明内容\n[0005] 本发明实施例的主要目的在于提供一种可移动式多旋翼无人机自主基站系统，其至少部分地解决了如何提高多架多旋翼无人机的自主协同作业能力、续航能力以及与地面系统间的数据传输能力的技术问题。\n[0006] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了以下技术方案：\n[0007] 一种可移动式多旋翼无人机自主基站系统，所述系统至少包括：\n[0008] 自主基站终端(1)，包括可移动轮式底盘与拖拽系统(3)、能源转换系统(4)、机库及可折叠停机坪(5)和电控通信管理系统(6)，并且用于为所述多旋翼无人机提供任务管理与通信及能源供应，其中，所述能源转换系统(4)用于为所述机库及可折叠停机坪(5)和所述电控通信管理系统(6)供电；所述电控通信管理系统(6)用于为所述多旋翼无人机充电并与所述多旋翼无人机进行通信；\n[0009] 多旋翼无人机系统(2)，包括多旋翼无人机平台(7)、多源导航系统(8)、无线充电系统(9)、数据指令通信系统(10)、无人机自动驾驶仪(11)，并且用于与所述自主基站终端(1)进行数据通信，其中，所述电控通信管理系统(6)分别与所述多源导航系统(8)、所述无线充电系统(9)及所述数据指令通信系统(10)通信连接；所述多旋翼无人机平台(7)、所述多源导航系统(8)、所述无线充电系统(9)、所述数据指令通信系统(10)和所述无人机自动驾驶仪(11)依次通信连接，所述无人机自动驾驶仪(11)用于完成电源管理、通信管理以及所述多旋翼无人机的导航与任务控制；\n[0010] 所述能源转换系统(4)、所述机库及可折叠停机坪(5)、所述电控通信管理系统(6)和所述多旋翼无人机系统(2)设置在所述可移动轮式底盘与拖拽系统(3)上。\n[0011] 进一步地，所述能源转换系统(4)具体包括：\n[0012] 自适应变压接入模块(41)，用于为AC-DC双向转换模块(42)供电；\n[0013] 所述AC-DC双向转换模块(42)，通过交流AC总线与所述电控通信管理系统(6)相连，并且还通过直流DC总线分别与所述机库及可折叠停机坪(5)、所述电控通信管理系统(6)相连；\n[0014] 备用电源仓(43)，用于与所述AC-DC双向转换模块(42)进行充电和供电。\n[0015] 进一步地，所述电控通信管理系统(6)具体包括：\n[0016] 无线充电模块(61)，包括无线充电电源模块(611)和无线充电输送感应线圈(612-\n619)，并且用于与所述无线充电系统(9)进行能量传导；\n[0017] 近场通信模块(62)，包括UWB超宽带模块(621)、WLAN模块(622)、蓝牙模块(623)及近场通信天线(624)，并且用于与所述数据指令通信系统(10)进行数据交换，并与所述多旋翼无人机进行通信；\n[0018] 远端通信模块(63)，包括LAN通信模块(631)和蜂窝移动网络数据模块(632)，并且用于与所述数据指令通信系统(10)进行数据交换；\n[0019] 数据链协同模块(64)，用于使多个所述自主基站终端(1)之间共享数据，并协调所述多旋翼无人机的调度和任务分配；\n[0020] 电波导航及信标模块(65)，包括电波着陆导航模块(651)、电波着陆导航天线(652)、着陆辅助光学信标(653)及正向定位辅助光学信标(654)，并且用于在所述多旋翼无人机起降过程中与其进行通信；\n[0021] 任务规划与交互模块(66)，用于管理所述无线充电模块(61)、所述近场通信模块(62)、所述远端通信模块(63)、所述数据链协同模块(64)和所述电波导航及信标模块(65)。\n[0022] 进一步地，所述电控通信管理系统(6)还包括：\n[0023] 本地数据存储器(67)，用于存储经由所述近场通信模块(62)下载的数据；\n[0024] 人工工作接口(68)，用于对自主基站终端(1)进行维护。\n[0025] 进一步地，所述多旋翼无人机平台(7)包括：螺旋桨(71)、无刷电机(72)、电机支架(73)、翼臂(74)、翼臂支架(75)、机身(76)和起落架(77)；其中：所述螺旋桨(71)安装在所述无刷电机(72)上，并由所述无刷电机(72)带动旋转产生升力；所述电机支架(73)用于安装所述无刷电机(72)；所述翼臂(74)用于连接所述翼臂支架(75)及电机支架(73)；所述翼臂支架(75)用于连接所述机身(76)及所述翼臂(74)；所述起落架(77)用于支撑所述多旋翼无人机；\n[0026] 所述多源导航系统(8)包括：视觉导航模块(81)、电波导航模块(82)、超声波短距导航模块(83)、GPS定位模块(84)和姿控导航模块(85)，并且通过所述着陆辅助光学信标(653)及所述正向定位辅助光学信标(654)来引导所述多旋翼无人机停靠在停机位上；\n[0027] 所述无线充电系统(9)包括：设置于所述起落架(77)中的无线充电接收感应线圈(91)、电源充放电状态管理模块(92)和机载锂电池(93)，其中，所述无线充电接收感应线圈(91)用于与所述无线充电输送感应线圈(612-619)进行能量传导；\n[0028] 所述数据指令通信系统(10)包括：远端通信数传模块(101)、近场通信数传模块(102)和电波导航数传模块(103)，其中，所述远端通信数传模块(101)用于与所述远端通信模块(63)进行数据交换；所述近场通信数传模块(102)用于与所述近场通信模块(62)进行数据交换；所述电波导航数传模块(103)用于与所述电波导航及信标模块(65)建立通信连接以实现所述多旋翼无人机的辅助起降；\n[0029] 所述无人机自动驾驶仪(11)包括中央处理单元(111)、分别与所述中央处理单元相连接的电源模块(112)、遥控器接收机(113)、螺旋桨电机驱动器(114)、多源导航系统接口(115)、无线充电系统接口(116)和数据指令通信系统接口(117)。\n[0030] 进一步地，所述视觉导航模块(81)包括双目视觉微型像机(811)和图像处理识别模块(812)，并且用于航拍、目标跟瞄、自动避障以及所述多旋翼无人机的辅助起降；\n[0031] 所述电波导航模块(82)包括电波导航天线(821)、电波导航电台模块(822)和电波导航解算模块(823)，并且用于接收所述电波导航及信标模块(65)发送的导航电波，并解算所述自主基站终端(1)的位置以引导所述多旋翼无人机向所述自主基站终端靠近与降落；\n[0032] 所述超声波短距导航模块(83)包括超声波传感器(831)和超声波高度解算模块(832)，并且用于测量所述多旋翼无人机相对于地面或所述机库及可折叠停机坪(5)的距离；\n[0033] 所述GPS定位模块(84)包括GPS天线(841)、GPS接收机(842)和GPS位置解算模块(843)，并且用于确定所述多旋翼无人机的位置；\n[0034] 所述姿控导航模块(85)包括三轴陀螺仪(851)、三轴加速度计(852)、三轴磁场计(853)、气压高度计(854)以及姿态解算及飞行控制算法模块(855)，其中，所述三轴陀螺仪(851)用于测量所述多旋翼无人机的三轴旋转速率；所述三轴加速度计(852)用于测量所述多旋翼无人机的三轴加速度；所述三轴磁场计(853)用于测量地磁在所述多旋翼无人机上的三轴分量；所述气压高度计(854)用于测量所述多旋翼无人机所处的气压和高度；所述姿态解算及飞行控制算法模块(855)用于综合所述超声波传感器(831)的信息并获得所述多旋翼无人机的控制命令。\n[0035] 与现有技术相比，上述技术方案至少具有以下有益效果：\n[0036] 1)所述自主基站与系统布局方式灵活，自主性强。可采用单一化布局：一台自主基站为多架多旋翼无人机提供连续作业服务；亦可多元化布局：多台自主基站联合布网，基站间共享信息，为网络内的所有多旋翼无人机提供连续作业服务。这极大减少了操控无人机的人力投入。\n[0037] 2)所述自主基站通过无线充电技术为无人机群体在基站停靠时自动提供能源续航服务，省去人工或机器更换电池的繁琐环节，便于实现在无人化环境下的连续自主作业。\n[0038] 3)通过短距离无线通信技术，利用基站相比无人机平台更强大的计算、存储能力，为无人机提供运动规划、集群策略分配、机载音视频存储等数据交换服务，降低了无人机集成复杂度和机载硬件资源成本。\n[0039] 当然，实施本发明的任一产品不一定需要同时实现以上所述的所有优点。\n附图说明\n[0040] 附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：\n[0041] 图1为根据一示例性实施例示出的可移动式多旋翼无人机自主基站系统结构示意图；\n[0042] 图2为根据另一示例性实施例示出的可移动式多旋翼无人机自主基站系统结构示意图；\n[0043] 图3为根据一示例性实施例示出的电控通信管理系统的结构示意图；\n[0044] 图4为根据一示例性实施例示出的多旋翼无人机平台的结构示意图；\n[0045] 图5为根据一示例性实施例示出的数据指令通信系统的结构示意图；\n[0046] 图6为根据一示例性实施例示出的自动驾驶仪的结构示意图；\n[0047] 图7为根据一示例性实施例示出的自主基站终端中机库及可折叠停机坪工作示意图；\n[0048] 图8为根据一示例性实施例示出的多元导航系统内部结构示意图；\n[0049] 图9为根据一示例性实施例示出的自主基站终端展开布置方式的示意图；\n[0050] 图10为根据一示例性实施例示出的自主基站终端折叠布置方式示意图。\n[0051] 这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。\n具体实施方式\n[0052] 下面结合附图以及具体实施例对本发明实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所获的所有其它等同或明显变型的实施例均落在本发明的保护范围内。\n本发明实施例可以按照权利要求中限定和涵盖的多种不同方式来具体化。\n[0053] 需要说明的是，在下面的描述中，为了方便理解，给出了许多具体细节。但是很明显，本发明的实现可以没有这些具体细节。\n[0054] 需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明中的各个实施例及其中的技术特征可以相互组合而形成技术方案。\n[0055] 在实际应用中，多旋翼无人机的自主协同作业能力、续航能力以及与地面系统间的数据传输能力都有待于提高。为此，本发明实施例提供一种可移动式多旋翼无人机自主基站系统。如图1所示，该系统至少可以包括自主基站终端1和多旋翼无人机系统2。其中，自主基站终端1包括可移动轮式底盘与拖拽系统3、能源转换系统4、机库及可折叠停机坪5和电控通信管理系统6，并且用于为多旋翼无人机提供任务管理与通信及能源供应。其中，能源转换系统4用于为机库及可折叠停机坪5和电控通信管理系统6供电；电控通信管理系统6用于为多旋翼无人机充电并与多旋翼无人机进行通信。多旋翼无人机系统2包括多旋翼无人机平台7、多源导航系统8、无线充电系统9、数据指令通信系统10、无人机自动驾驶仪11，并且用于与自主基站终端1进行数据通信，其中，电控通信管理系统6分别与多源导航系统\n8、无线充电系统9及数据指令通信系统10通信连接；多旋翼无人机平台7、多源导航系统8、无线充电系统9、数据指令通信系统10和无人机自动驾驶仪11依次通信连接，无人机自动驾驶仪11用于完成电源管理、通信管理以及多旋翼无人机的导航与任务控制。能源转换系统(4)、机库及可折叠停机坪(5)、电控通信管理系统(6)和多旋翼无人机系统(2)设置在可移动轮式底盘与拖拽系统(3)上。\n[0056] 在本实施例中，自主基站终端1可以为整个系统提供一个移动监控管理平台，为自主基站终端本身及多旋翼无人机提供能源供应，还可以为多旋翼无人机的起降提供停机坪式的辅助服务，并为多旋翼无人机的任务管理与通信提供支持服务。\n[0057] 多旋翼无人机系统2作为执行任务的主体，同时维持与自主基站终端的数据通信。\n如图2所示，在起飞作业阶段，自主基站终端1与多旋翼无人机系统2之间进行动态修正指令上传、无人机状态信息回传以及作业数据跳帧回传；在降落/停靠阶段，进行下一次作业指令上传以及作业数据完整下载；此外它们之间还进行电源系统工作状态查询以及电源系统工作状态回传。\n[0058] 机库及可折叠停机坪5一方面作为多旋翼无人机的机库和停机坪，另一方面还作为自主基站终端1的主体框架，连接可移动轮式底盘与拖拽系统3。优选地，机库为三面通透长方形布局，依基站需求可容纳多架多旋翼无人机；可折叠停机坪在折叠状态下为基站结构的四壁，在驱动电机的驱动下展开，四面停机坪板与基站顶部共同形成“+”字形停机坪平面。根据基站需求，可折叠停机坪停机位可设置为1.5-2倍于多旋翼无人机数量，每个停机位呈“H”形，下设无线充电模块。\n[0059] 电控通信管理系统6作为可移动式多旋翼无人机自主基站系统的电气和数据交换枢纽，一方面为多旋翼无人机提供无线充电服务，另一方面为多旋翼无人机的通信、起降导航、任务规划与交互等提供支持。\n[0060] 通过本发明实施例，设置多旋翼无人机系统2并在其中设置无线充电系统9，该无线充电系统9又与自主基站终端1中设置的电控通信管理系统6通信连接，当多旋翼无人机停靠在自主基站终端的机库及可折叠停机坪时，可以实现对多旋翼无人机的无线充电，延长多旋翼无人机的续航时间；另外，还在多旋翼无人机系统2设置多旋翼无人机平台7、多源导航系统8、数据指令通信系统10以及无人机自动驾驶仪11，并且电控通信管理系统6分别与多源导航系统8及数据指令通信系统10通信连接；同时，多旋翼无人机平台7、多源导航系统8、无线充电系统9、数据指令通信系统10和无人机自动驾驶仪11依次通信连接，从而建立起数据传输与任务规划的通道，使得自主基站终端1与多旋翼无人机系统2协同工作，提高了多架多旋翼无人机之间的自主协同作业能力以及与地面系统间的数据传输能力，还可以为多旋翼无人机提供运动规划、集群策略分配及机载音视频存储等数据交换服务，降低了多旋翼无人机集成复杂度和机载硬件资源成本。\n[0061] 其中，可移动轮式底盘与拖拽系统3在本实施例中可以作为连接和移动机构，从而可以将本发明实施例提供的系统挂载在运输设备上。可移动轮式底盘与拖拽系统3可以连接在机库及可折叠停机坪5上。\n[0062] 如图2所示，机库及可折叠停机坪5可以包括前停机坪板521、后停机坪板522、左停机坪板523、右停机坪板524、停机位面板525、机库顶板511、机库底板512及驱动电机56。机库及可折叠停机坪5在折叠状态下为基站结构的四壁，在驱动电机56的驱动下还可以展开。\n前停机坪板521、后停机坪板522、左停机坪板523、右停机坪板524与基站顶板511共同构成“+”字形停机坪平面。机库底板512与机库顶板之间的区域为储存多旋翼无人机的机库，根据基站需求，停机坪停机位可设置为1.5-2倍于多旋翼无人机的数量，每个停机位呈“H”形，且下设无线充电模块61。\n[0063] 如图2所示，在一个可选的实施例中，能源转换系统4具体包括：自适应变压接入模块41、AC-DC双向转换模块42和备用电源仓43。其中，自适应变压接入模块41用于为AC-DC双向转换模块42供电；AC-DC双向转换模块42通过交流AC总线与电控通信管理系统6相连，并且还通过直流DC总线分别与机库及可折叠停机坪5、电控通信管理系统6相连；备用电源仓\n43用于与AC-DC双向转换模块42进行充电和供电。\n[0064] 其中，备用电源仓43可以安装多个蓄电池组，该蓄电池组优选为车载蓄电池组。备用电源仓43也可以安装发电机组，发电机组优选为柴油发电机组。\n[0065] 如图3所示，在上述实施例的基础上，电控通信管理系统6具体可以包括：无线充电模块61、近场通信模块62、远端通信模块63、数据链协同模块64、电波导航及信标模块65和任务规划与交互模块66。其中，无线充电模块61包括无线充电电源模块611和无线充电输送感应线圈612-619，并且用于与无线充电系统9进行能量传导。近场通信模块62包括UWB超宽带模块621、WLAN模块622、蓝牙模块623及近场通信天线624，并且用于与数据指令通信系统\n10进行数据交换，并与多旋翼无人机进行通信。远端通信模块63包括LAN通信模块631和蜂窝移动网络数据模块632，并且用于与数据指令通信系统10进行数据交换。数据链协同模块\n64用于使多个自主基站终端1之间共享数据，并协调多旋翼无人机的调度和任务分配。电波导航及信标模块65包括电波着陆导航模块651、电波着陆导航天线652、着陆辅助光学信标\n653及正向定位辅助光学信标654，并且用于在多旋翼无人机起降过程中与其进行通信。任务规划与交互模块66用于管理无线充电模块61、近场通信模块62、远端通信模块63、数据链协同模块64和电波导航及信标模块65。\n[0066] 其中，无线充电模块61可以独立地设置在机库及可折叠停机坪5下面。在实际实施过程中，无线充电模块61可以由1个无线充电电源模块611及8个无线充电输送感应线圈\n612-619组成。无线充电输送感应线圈612-619优选为环状，且密闭安装于每个停机位下。当多旋翼无人机停靠在停机坪上时，无线充电模块61建立与无线充电系统9的能量传导。\n[0067] 作为示例，如图2所示，自主基站终端1的能源供给可以有两种，一种是将市电/动力电接入能源转换系统4中的自适应变压模块41和AC-DC双向转换模块42，降压并转换为适合基站工作频率的交直流电，分布至AC总线和DC总线来为可移动式多旋翼无人机自主基站系统供电，同时转换得到的直流电还为备用电源仓43中的蓄电池组补充充电；另一种是在系统无法使用电网电力接入的情况下使用备用电源仓43中的发电机组为蓄电池组供电，以蓄电池组的电力通过AC-DC双向转换模块42转换后向可移动式多旋翼无人机自主基站系统提供所需电力。产生的直流电通过DC总线向机库及可折叠停机坪5中的停机坪驱动电机56、电控通信管理系统6供电；交流电通过AC总线向无线充电模块61供电。电控通信管理系统6中的无线充电电源模块611从DC总线上获取工作能源，向无线充电系统9发送电源系统工作状态查询指令以调整充电状态。\n[0068] 当多旋翼无人机停靠在停机坪上进行无线充电时，近场通信模块62建立与数据指令通信系统10的短距离高带宽无线连接，从而进行高速的数据交换。\n[0069] 当多旋翼无人机进行空中作业时，远端通信模块63建立与数据指令通信系统10的远距离连接，进行小规模的数据交换。\n[0070] 数据链协同模块64在多基站工作布局的情况下，建立基站之间的无线连接，使基站间能共享数据，协调多旋翼无人机的调度、任务分配等工作。\n[0071] 着陆辅助光学信标653填充于每个停机位“H”字母的各边上。在多旋翼无人机起降过程中，电波导航及信标模块65辅助完成无人机起降的精确定位。\n[0072] 任务规划与交互模块66为电控通信管理系统6的核心，将管理其他模块在不同任务阶段和模式下进行协同工作。任务规划与交互模块66实时接收多旋翼无人机群的飞行状态和任务数据，且利用近场通信模块62下载机载音视频等大容量数据，并利用基站强大的计算能力迭代生成新的无人机集群任务分配、单机运动规划指令，最终通过近场通信模块\n62将指令序列上传给多旋翼无人机。\n[0073] 在上述实施例的基础上，如图3所示，电控通信管理系统6还可以包括：本地数据存储器67和人工工作接口68。其中，本地数据存储器67接收任务规划与交互模块66利用近场通信模块62下载的机载音视频等大容量数据。人工接口68便于工作人员对自主基站终端进行本地或远程维护。\n[0074] 下面举例详细说明电控通信管理系统6中各个模块的工作过程。\n[0075] 近场通信模块62按需连接自主基站终端1所控制的多旋翼无人机群，以保证每台多旋翼无人机拥有足够的带宽与自主基站终端1进行通信：在起飞/作业阶段，多旋翼无人机系统2向自主基站终端1回传多旋翼无人机的状态信息，任务规划与交互模块66根据回传数据及任务要求动态地计算任务指令，并上传给多旋翼无人机；在降落/停靠阶段，多旋翼无人机系统2通过近场通信模块62，将完整的作业数据(包括大容量的音视频数据)完整下载到自主基站终端1，同时自主基站终端1上传多旋翼无人机下一次作业初始指令。远端通信模块63借助LAN或蜂窝高速移动网络向服务中心交互自主基站终端1及其所控制的多旋翼无人机系统2群体的工作与指令信息。数据链协同模块64在多基站工作布局情况下使基站间共享工作信息，可自主建网协调各基站间的多旋翼无人机调度、任务配置等。通过无线充电模块61、近场通信模块62、远端通信模块63、数据链协同模块64、电波导航及信标模块\n65实时收集的作业信息，在线计算、规划并分配每架多旋翼无人机的路径、任务、充电需求等工作任务，并将完成一轮工作任务的多旋翼无人机工作数据下载储存于本地数据存储器\n67，通过预留的人工接口68，可以方便工作人员对自主基站终端1进行本地或远程维护。\n[0076] 如图2、4、5和6所示，在一个优选的实施例中，多旋翼无人机平台7可以包括螺旋桨\n71、无刷电机72、电机支架73、翼臂74、翼臂支架75、机身76和起落架77；其中：螺旋桨71安装在无刷电机72上，并由无刷电机72带动旋转产生升力。电机支架73用于安装无刷电机72。翼臂74用于连接翼臂支架75及电机支架73。翼臂支架75用于连接机身76及翼臂74。起落架77用于支撑多旋翼无人机。多源导航系统8包括视觉导航模块81、电波导航模块82、超声波短距导航模块83、GPS定位模块84和姿控导航模块85，并且通过着陆辅助光学信标653及正向定位辅助光学信标654来引导多旋翼无人机停靠在停机位上。无线充电系统9包括：设置于起落架77中的无线充电接收感应线圈91、电源充放电状态管理模块92和机载锂电池93，其中，无线充电接收感应线圈91用于与无线充电输送感应线圈612-619进行能量传导。数据指令通信系统10包括：远端通信数传模块101、近场通信数传模块102和电波导航数传模块\n103，其中，远端通信数传模块101用于与远端通信模块63进行数据交换；近场通信数传模块\n102用于与近场通信模块62进行数据交换；电波导航数传模块103用于与电波导航及信标模块65建立通信连接以实现多旋翼无人机的辅助起降。无人机自动驾驶仪11包括中央处理单元111、分别与中央处理单元相连接的电源模块112、遥控器接收机113、螺旋桨电机驱动器\n114、多源导航系统接口115、无线充电系统接口116和数据指令通信系统接口117。\n[0077] 其中，起落架77用于支撑多旋翼无人机机身并保护机身下部的有效载荷，每侧起落架77内安装2个无线充电接收感应线圈91，即每台多旋翼无人机起落架共安装4个无线充电接收感应线圈911-914。\n[0078] 多源导航系统8在不同任务阶段通过不同的数据融合算法，为整个工作任务周期提供精确的导航定位信息。\n[0079] 当多旋翼无人机即将降落在停机坪上时，多源导航系统8借助每个停机位“H”字母各边上的着陆辅助光学信标653及正向定位辅助光学信标654，引导多旋翼无人机精确停靠在停机位上，使得起落架中的4个无线充电接收感应线圈911-914与无线充电输送感应线圈\n612-613、616-617或614-615、618-619中的一组相对应，建立起能量传导，完成多旋翼无人机的无线充电。\n[0080] 如图2所示，无线充电电源模块611从DC总线上获取工作能源，向多旋翼无人机系统2中的电源充放电状态管理模块92发送电源系统工作状态查询指令以调整充电状态。\n[0081] 无线充电接收感应线圈91用来接收并转化自主基站终端1中无线充电模块6传递的电磁波能量为电能，电源充放电状态管理模块92监控充电电流大小及机载锂电池93的充电情况，将实时电源系统工作状态回传给自主基站终端1，并应答自主基站终端1的电源系统工作状态查询指令。\n[0082] 如图7所示，无线充电模块61由嵌置于停机位面板525底部的无线充电电源模块\n611、环状密闭安装于每个停机位下的8个无线充电发射线圈612-619、填充于每个停机位“H”字母各边上的着陆辅助光学信标653及正向定位辅助光学信标654组成。在多旋翼无人机正常降落的情况下，多旋翼无人机由电波导航模块82引导至自主基站终端1上方，由视觉导航模块81及超声波短距导航模块83引导至对应的停机位面板525上方，借助着陆辅助光学信标653及正向定位辅助光学信标654校正起落架77。此时，起落架无线充电感应线圈\n911-914与无线充电输送感应线圈612、613、616、617相对，着陆后即可由无线充电电源模块\n611控制无线充电系统9对多旋翼无人机进行充电。若4个无线充电输送感应线圈612、613、\n616、617有异常，则多旋翼无人机可选择用备用充电线圈614、615、618、619进行充电。\n[0083] 在数据指令通信系统10中，当多旋翼无人机进行空中作业时，远端通信数传模块\n101建立与远端通信模块63间的远距离连接，进行小规模的数据交换；当多旋翼无人机停靠在停机坪上进行无线充电时，近场通信数传模块102建立与近场通信模块62间的短距离连接，进行高速的数据交换；在多旋翼无人机起降时，电波导航数传模块103建立与电波导航及信标模块65间的连接，实现辅助起降。\n[0084] 机载电源模块112管理机载设备的电源供应，遥控器接收机113用于接收远程遥控器发送的人工切换遥控指令，螺旋桨电机驱动器114驱动对应的无刷电机，多元导航系统接口115与多元导航系统8交互，无线充电系统接口116与无线充电系统9交互，数据指令通信系统接口117与数据指令通信系统10交互。\n[0085] 如图8所示，在一个可选的实施例中，视觉导航模块81包括双目视觉微型像机811和图像处理识别模块812，并且用于航拍、目标跟瞄、自动避障以及多旋翼无人机的辅助起降。电波导航模块82包括电波导航天线821、电波导航电台模块822和电波导航解算模块\n823，并且用于接收电波导航及信标模块65发送的导航电波，并解算自主基站终端1的位置以引导多旋翼无人机向自主基站终端靠近与降落。超声波短距导航模块83包括超声波传感器831和超声波高度解算模块832，并且用于测量多旋翼无人机相对于地面或机库及可折叠停机坪5的距离。GPS定位模块84包括GPS天线841、GPS接收机842和GPS位置解算模块843，并且用于确定多旋翼无人机的位置。姿控导航模块85包括三轴陀螺仪851、三轴加速度计852、三轴磁场计853、气压高度计854以及姿态解算及飞行控制算法模块855，其中，三轴陀螺仪\n851用于测量多旋翼无人机的三轴旋转速率；三轴加速度计852用于测量多旋翼无人机的三轴加速度；三轴磁场计853用于测量地磁在多旋翼无人机上的三轴分量；气压高度计854用于测量多旋翼无人机所处的气压和高度；姿态解算及飞行控制算法模块855用于综合超声波传感器831的信息并获得多旋翼无人机的控制命令。\n[0086] 图9示例性地例示出了自主基站终端的展开布置方式。如图9所示，可移动轮式底盘与拖拽系统3的前端安装拖车球铰31，可便捷挂载于运输设备上，使自主基站终端1易于公路运输及快速布置。能源转换系统4设备舱位于基站底部，电控通信管理系统6设备舱位于基站前端。多旋翼无人机机库为三面通透长方形布局，前停机坪板(机库顶板)521与后停机坪板(机库底板)522为主要架构。驱动电机56包括前驱动电机561、后驱动电机562、左驱动电机563、右驱动电机564。在前驱动电机561、后驱动电机562、左驱动电机563、右驱动电机564驱动下，前停机坪板521、后停机坪板522、左停机坪板523、右停机坪板524展开，与机库顶板511共同形成“+”字形停机坪平面。优选地，机库底板512可容纳8架多旋翼无人机。前后停机坪板521、522各配置两组无线充电模块61，左右停机坪板523、524各配置三组无线充电模块61，机库顶板511配置六组无线充电模块61。\n[0087] 图10示例性地示出了自主基站终端的折叠布置方式。在折叠状态下的停机坪板\n521、后停机坪板522、左停机坪板523、右停机坪板524作为自主基站终端1的四壁结构件。机库顶板511前部左侧、右侧布置电波着陆导航天线652，后部左、右两侧布置近场通信天线\n624。\n[0088] 需要说明的是，上述实施例提供的可移动式多旋翼无人机自主基站系统在进行工作时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。\n[0089] 本领域技术人员可以理解，上述可移动式多旋翼无人机自主基站系统还包括一些其他公知结构，例如处理器、存储器等，为了不必要地模糊本公开的实施例，这些公知的结构未在图1-10中示出。\n[0090] 应该理解，图1-10中的各个模块的数量仅仅是示意性的。根据实际需要，可以具有任意数量的各模块。\n[0091] 以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细的介绍。虽然本文应用了具体的个例对本发明的原理和实施方式进行了阐述，但是，上述实施例的说明仅适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域技术人员来说，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围之内均会做出改变。\n[0092] 需要说明的是：附图中的标记和文字只是为了更清楚地说明本发明，不视为对本发明保护范围的不当限定。\n[0093] 术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。\n[0094] 如本文中所使用的，术语“模块”和“系统”可以指代在计算系统上执行的软件对象或例程。可以将本文中所描述的不同模块实现为在计算系统上执行的对象或过程(例如，作为独立的线程)。虽然优选地以软件来实现本文中所描述的系统和方法，但是以硬件或者软件和硬件的组合的实现也是可以的并且是可以被设想的。\n[0095] 根据需要，在此公开了本发明的详细实施例。然而，将理解的是，公开的实施例仅是本发明的示例，可以以多种和可选形式实施本发明。附图不一定按比例绘制，一些特征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以不同方式应用本发明的代表性基础。