一种无人机机巢控制系统及方法

摘要

本发明提供了一种无人机机巢控制系统及方法，无人机机巢包括与用于与控制终端通信的机巢控制器，机巢控制器与无人机遥控器通信，无人机遥控器与无人机通信，机巢控制器与机巢动力模块通信；视频监控模块与微气象模块均与机巢控制器通信，机巢控制器用于将机巢状态数据、无人机状态数据、视频数据和气象数据发送给控制终端；机巢控制器根据获取的数据生成机巢动力模块的控制指令，或者机巢控制器根据接收到的控制终端的指令控制机巢动力模块的动作；机巢控制器与无人机电池管理模块通信，机巢控制器用于根据接收到的无人机电池状态数据进行柔性充电控制。本发明保证了无人机的起降控制精度，提高了无人机起降控制的安全性和稳定性。

权利要求

1.一种无人机机巢控制系统，其特征在于：

包括：无人机机巢、视频监控模块和微气象模块，无人机机巢用于容纳至少一台无人机；

无人机机巢包括用于控制终端通信的机巢控制器，机巢控制器与无人机遥控器通信，无人机遥控器与无人机通信，机巢控制器与机巢动力模块通信；

视频监控模块与微气象模块均与机巢控制器通信，机巢控制器用于将机巢状态数据、无人机状态数据、视频数据和气象数据发送给控制终端；

机巢控制器根据获取的数据融合生成机巢动力模块的控制指令，或者机巢控制器根据接收到的控制终端的指令控制机巢动力模块的动作；

机巢控制器与无人机电池管理模块通信，机巢控制器用于根据接收到的无人机电池状态数据进行柔性充电控制；

所述机巢，包括：机巢主体，以及设于机巢主体内的承载机构、竖向固定机构和横向固定机构，所述承载机构包括可伸缩的降落平台和第一电机，所述降落平台由第一电机驱动；

所述竖向固定机构包括第一回中杆，所述第一回中杆的一端通过转动轴设于机巢主体的侧壁上，第一回中杆上设有齿轮，降落平台上设有与齿轮啮合的齿条，通过齿轮和齿条的啮合驱动第一回中杆绕转动轴转动；

所述横向固定机构包括转动杆、第二回中杆和第二电机，所述转动杆的两端设于机巢主体的侧壁上，所述第二回中杆设于转动杆上；转动杆由第二电机驱动，以相对机巢主体，沿降落平台移动方向的反方向转动，从而驱动第二回中杆沿降落平台移动方向的垂直方向移动。

2.如权利要求1所述的无人机机巢控制系统，其特征在于：

机巢控制器与通信模块有线连接，通信模块与控制终端有线或无线连接，机巢控制器与机巢内的至少一个环境检测元件通信。

3.如权利要求1所述的无人机机巢控制系统，其特征在于：

所述无人机机巢内设有无人机上倾式复位充电平台，包括：支撑面、复位侧推杆、充电推杆、上倾推板和驱动单元；

所述复位侧推杆、充电推杆和上倾推板均设置在支撑面上；所述上倾推板设置在支撑面的两侧，且与支撑面之间转动连接；所述充电推杆与上倾推板垂直设置，充电推杆设置在支撑面的另外两侧，且与复位侧推杆之间转动连接；

每个上倾推板与一驱动单元相连，所述驱动单元用于驱动上倾推板向上倾转设定角度，所述上倾推板用于利用无人机自身重力而分解的水平方向的力，以推动无人机向所述支撑面的中心位置移动；所述驱动单元还用于驱动复位侧推杆带动充电推杆运动，以推动无人机完成充电方向的复位。

4.如权利要求1所述的无人机机巢控制系统，其特征在于：

所述柔性充电控制，包括：

当无人机电池为存储模式时电量充至第一电量，当无人机电池为充电模式时电量充至第二电量；

如果是存储模式，则判断当前电量SOC是否超过第一电量，如是则无需充电，否则进行充电直至第一电量；

如果是充电模式，则判断当前电量SOC是否等于或大于第二电量，如是则无需充电，否则进行充电直至第二电量；

无人机电池在充电过程中，当SOC小于第一预设值时，采用恒流充电方式，当SOC大于或等于第一预设值时，采用涓流充电，当电池温度大于预设值时，发出报警信息。

5.一种无人机机巢控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)机巢控制器接收到航线任务进行航线自检，当航线的完整性和关键内容的数据正确性满足预设要求时，执行下一步；

(2)机巢控制器进行无人机起飞环境判断，当起飞环境满足预设要求时，进入下一步，否则，向控制终端反馈起飞失败原因；

(3)机巢控制器同时执行开舱门、回中杆释放以及无人机和遥控器开机动作；

(4)当步骤(1)‑(3)均执行完毕并反馈后，机巢控制器将航线任务传给无人机遥控器；

(5)无人机遥控器将航线任务上传至无人机，无人机遥控器对无人机进行状态自检，当无人机状态自检完成后，进入下一步；

(6)无人机RTK模块在机巢设定的倒计时内搜星成功，无人机起飞并按照预设航线任务和动作执行本次飞行，当机巢控制器检测到无人机起飞成功后，控制舱门关闭并检测是否关闭舱门成功；

(7)如果无人机RTK模块在机巢设定的倒计时内没有搜星成功，认为任务失败，执行无人机和无人机遥控器关机、回中杆归中和机巢舱门关闭动作，并上报RTK搜星超时失败。

6.如权利要求5所述的无人机机巢控制方法，其特征在于：

当无人机返航且位于机巢附近预设位置时，无人机机巢舱门打开，无人机根据定位数据悬停到机巢正上方，无人机的摄像模块朝向正下方，无人机执行精降策略；

当无人机降落到机巢内，会同步执行关闭舱门、无人机电池充电和拍摄图片上传控制终端三个操作，当舱门关闭成功、无人机电池开始充电、拍摄照片上传控制终端成功后，机巢控制器关闭无人机和无人机遥控器，并对无人机电池进行充电。

7.如权利要求5所述的无人机机巢控制方法，其特征在于：

如果无人机精降因为受到外界环境，触发降落超时机制时，执行备降策略，并上传控制终端降落失败原因，包括：关闭机巢舱门，无人机拉高到指定高度，无人机飞到机巢旁边且视频监控模块能够看到的预先标定好坐标位置的一个可充电平台上；

当机巢控制器检测到外部环境满足条件时，无人机机巢舱门打开，无人机起飞悬停到机巢上方，执行无人机精降策略。

8.如权利要求6或7所述的无人机机巢控制方法，其特征在于：所述精降策略，包括：

获取无人机的定位数据；

根据获取的定位数据，判断无人机是否位于预设降落范围内，当无人机位于预设降落范围内时，执行下一步；否则控制无人机移动直至满足位置要求；

当无人机位于距离降落点第一预设距离的位置时，获取无人机下方的图像数据或者视频数据，当根据获取的图像数据或者视频数据识别到精降范围码时，控制无人机下降第二预设距离，执行下一步；否则，控制无人机下降第三预设距离，再次进行精降范围码识别，直至识别到精降范围码；

再次获取无人机下方的图像数据或者视频数据，当根据再次获取的图像数据或者视频数据识别到精降位置码时，控制无人机下降至距离降落点第四预设距离的位置，控制无人机降落。

9.一种无人机任务执行环境判断方法，其特征在于：利用权利要求1‑4任一项所述的无人机机巢控制系统，包括：获取机巢内环境信息和感知范围内的机巢外环境信息；

根据无人机位置选定的目标机巢，根据飞行指令确定对应的飞行影响因素，并在其机巢外环境信息中调取对应的飞行环境数据；根据飞行环境数据判断飞行条件，若飞行环境数据不满足飞行条件时，控制无人机返航；

根据返航指令确定对应的降落影响因素，以在目标机巢的机巢外环境信息和机巢内环境信息中调取对应的降落环境数据和返仓环境数据；根据降落环境数据控制无人机的降落方式，根据返仓环境数据调整机巢内环境，直至无人机返回目标机巢内。

10.如权利要求9所述的无人机任务执行环境判断方法，其特征在于，目标机巢的选定包括：根据无人机位置，判断无人机所处的机巢感知范围，以落入感知范围的机巢为目标机巢；若两个机巢的感知范围重叠，则根据无人机与机巢的距离，以距离最近的机巢为目标机巢。

11.如权利要求10所述的一种无人机任务执行环境判断方法，其特征在于：所述机巢内环境信息包括：机巢内温度、机巢内湿度和机巢内烟雾浓度；所述机巢外环境信息包括：风速、风向、机巢外温度、机巢外湿度、雨量、气压、光照强度和能见度。

12.如权利要求11所述的一种无人机任务执行环境判断方法，其特征在于：根据飞行指令确定对应的飞行影响因素的过程中，所述飞行指令包含无人机巡检、机巢开关动作和无人机飞行任务；

无人机巡检对应的飞行影响因素包括：风速、风向、机巢外温度、雨量、气压、光照强度和能见度；

机巢开关动作对应的飞行影响因素包括：雨量和机巢内烟雾浓度；

无人机飞行任务对应的飞行影响因素包括：风速、风向、气压和能见度。

13.如权利要求11所述的一种无人机任务执行环境判断方法，其特征在于：根据返航指令确定对应的降落影响因素的过程中，受所述返航指令影响的指令包含：无人机存储、无人机充电、机巢自检、无人机精降和无人机备降；

无人机存储、无人机充电和机巢自检对应的降落影响因素包括：机巢内温度、机巢内湿度和机巢内烟雾浓度；

无人机精降对应的降落影响因素包括：风速、风向、光照强度和能见度；

无人机备降对应的降落影响因素包括：风速和风向。

14.如权利要求9所述的一种无人机任务执行环境判断方法，其特征在于：若当前飞行指令为无人机巡检指令时，且当前飞行环境数据满足飞行条件，则进行机巢自检，机巢自检通过后，无人机起飞，执行巡检任务，在无人机巡检任务执行过程中，持续检测飞行环境数据是否满足飞行条件；

在无人机巡检任务执行过程中，若飞行环境数据不满足飞行条件或接收到返航指令时，控制无人机返航，根据降落环境数据控制无人机的降落方式的过程，包括：判断当前降落环境数据是否满足精降条件，如果满足精降，则执行无人机精降，同时判断机巢是否满足无人机的存储和充电，如果机巢内环境异常，则调整机巢内环境；如果不满足精降，则执行无人机备降；如果不满足无人机备降，则无人机强行降落。

说明书

一种无人机机巢控制系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机机巢控制系统及方法。

背景技术

[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

[0003] 无人机机巢负责存储保管无人机，用于对无人机进行充电以及监控采集无人机各项信息数据。无人机机巢作为后台管控系统和无人机之间重要的枢纽，起到了接收后台管控系统下发的航线任务，并实时上传机巢及无人机的所有遥信遥测状态数据，同时机巢将后台管控的命令和任务通过无人机遥控器转发给无人机。

[0004] 发明人发现，现有的无人机机巢存在如下问题：

[0005] (1)无人机机巢大多直接根据后台控制终端的指令进行无人的起飞和降落控制，往往无法实现基于机巢控制器的无人机精密起降控制，即无法有效的结合机巢附近实时的环境数据、监控数据以及无人机状态数据进行机巢控制和无人机起降控制；而且无人机在遇到环境较差无法精准降落时，机巢控制器也无法实现无人机的安全备降控制。

[0006] (2)当前的无人机机巢所采用的大多是井字回中装置，需要将无人机进行改装，然后通过改装后的脚架进行充电，而无人机本身由于尺寸重量方面因素，过多的改装会带来未知的风险。

[0007] (3)无人机智能机巢能够实现与后台监控中心的互联互通，通过现场监控飞行环境后，大多由后台监控中心的操作人员主观判断现场飞行条件，智能化程度低，主观性强且存在一定的误判可能性，给飞行任务造成一定的安全隐患；或对飞行条件的判断只做简单拼凑，设备数量多，体积庞大，不易与小型化机巢系统集成，且判断条件单一，智能化程度低。

发明内容

[0008] 为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种无人机机巢控制系统及方法，实现了无人机机巢根据后台控制终端和自身判断的双重控制，保证了无人机的起降控制精度，提高了无人机起降控制的安全性和稳定性。

[0009] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0010] 本发明第一方面提供了一种无人机机巢控制系统。

[0011] 一种无人机机巢控制系统，包括：无人机机巢、视频监控模块和微气象模块，无人机机巢用于容纳至少一台无人机；

[0012] 无人机机巢包括与用于与控制终端通信的机巢控制器，机巢控制器与无人机遥控器通信，无人机遥控器与无人机通信，机巢控制器与机巢动力模块通信；

[0013] 视频监控模块与微气象模块均与机巢控制器通信，机巢控制器用于将机巢状态数据、无人机状态数据、视频数据和气象数据发送给控制终端；

[0014] 机巢控制器根据获取的数据融合生成机巢动力模块的控制指令，或者机巢控制器根据接收到的控制终端的指令控制机巢动力模块的动作；

[0015] 机巢控制器与无人机电池管理模块通信，机巢控制器用于根据接收到的无人机电池状态数据进行柔性充电控制。

[0016] 进一步的，所述无人机机巢内设有无人机上倾式复位充电平台，包括：支撑面、复位侧推杆、充电推杆、上倾推板和驱动单元；

[0017] 复位侧推杆、充电推杆和上倾推板均设置在支撑面上，上倾推板设置在支撑面的两侧，且与支撑面之间转动连接，充电推杆与上倾推板垂直设置，充电推杆设置在支撑面的另外两侧，且与复位侧推杆之间转动连接；

[0018] 每个上倾推板与一驱动单元相连，驱动单元用于驱动上倾推板向上倾转设定角度，上倾推板用于利用无人机自身重力而分解的水平方向的力，以推动无人机向所述支撑面的中心位置移动；

[0019] 驱动单元还用于驱动复位侧推杆带动充电推杆运动，以推动无人机完成充电方向的复位。

[0020] 进一步的，所述柔性充电控制，包括：

[0021] 当无人机电池为存储模式时电量充至第一电量，当无人机电池为充电模式时电量充至第二电量；

[0022] 如果是存储模式，则判断当前电量SOC(荷电状态)是否超过第一电量，如是则无需充电，否则进行充电直至第一电量；

[0023] 如果是充电模式，则判断当前电量SOC是否等于或大于第二电量，如是则无需充电，否则进行充电直至第二电量；

[0024] 无人机电池在充电过程中，当SOC小于第一预设值时，采用恒流充电方式，当SOC大于或等于第一预设值时，采用涓流充电，当电池温度大于预设值时，出发报警信息。

[0025] 本发明第二方面提供了一种无人机机巢控制方法，包括：

[0026] 机巢控制器接收到航线任务进行航线自检，当航线的完整性和关键内容的数据正确性满足预设要求时，执行下一步；

[0027] 机巢控制器进行无人机起飞环境判断，当起飞环境满足预设要求时，进入下一步，否则，向控制终端反馈起飞失败原因；

[0028] 机巢控制器同时执行开舱门、回中杆释放以及无人机和遥控器开机动作，当上述操作均执行完毕并反馈后，机巢控制器将航线任务传给无人机遥控器；

[0029] 无人机遥控器将航线任务上传至无人机，无人机遥控器对无人机进行状态自检，当无人机状态自检完成后，进入下一步；

[0030] 无人机RTK模块在机巢设定的倒计时内搜星成功，无人机起飞并按照预设航线任务和动作执行本次飞行，当机巢控制器检测到无人机起飞成功后，控制舱门关闭并检测是否关闭舱门成功；

[0031] 如果无人机RTK模块在机巢设定的倒计时内没有搜星成功，认为任务失败，执行无人机和无人机遥控器关机、回中杆归中和机巢舱门关闭动作，并上报RTK搜星超时失败。

[0032] 进一步的，当无人机返航且位于机巢附近预设位置时，无人机机巢舱门打开，无人机根据定位数据悬停到机巢正上方，无人机的摄像模块朝向正下方，无人机执行精降策略；

[0033] 当无人机降落到机巢内，会同步执行关闭舱门、无人机电池充电和拍摄图片上传控制终端三个操作，当舱门关闭成功、无人机电池开始充电、拍摄照片上传控制终端成功后，机巢控制器关闭无人机和无人机遥控器，并对无人机电池进行充电。

[0034] 更进一步的，如果无人机精降因为受到外界环境，触发降落超时机制时，执行备降策略，并上传控制终端降落失败原因，包括：

[0035] 关闭机巢舱门，无人机拉高到指定高度，无人机飞到机巢旁边且视频监控模块能够看到的预先标定好坐标位置的一个可充电平台上；

[0036] 当机巢控制器检测到外部环境满足条件时，无人机机巢舱门打开，无人机起飞悬停到机巢上方，执行无人机精降策略。

[0037] 更进一步的，所述精降策略，包括：

[0038] 获取无人机的定位数据；

[0039] 根据获取的定位数据，判断无人机是否位于预设降落范围内，当无人机位于预设降落范围内时，执行下一步；否则控制无人机移动直至满足位置要求；

[0040] 当无人机位于距离降落点第一预设距离的位置时，获取无人机下方的图像数据或者视频数据，当根据获取的图像数据或者视频数据识别到精降范围码时，控制无人机下降第二预设距离，执行下一步；否则，控制无人机下降第三预设距离，再次进行精降范围码识别，直至识别到精降范围码；

[0041] 再次获取无人机下方的图像数据或者视频数据，当根据再次获取的图像数据或者视频数据识别到精降位置码时，控制无人机下降至距离降落点第四预设距离的位置，控制无人机降落。

[0042] 本发明第三方面提供了一种无人机任务执行环境判断方法，利用上述的无人机机巢控制系统，包括：

[0043] 获取机巢内环境信息和感知范围内的机巢外环境信息；

[0044] 根据无人机位置选定的目标机巢，根据飞行指令确定对应的飞行影响因素，并在其机巢外环境信息中调取对应的飞行环境数据；根据飞行环境数据判断飞行条件，若飞行环境数据不满足飞行条件时，控制无人机返航；

[0045] 根据返航指令确定对应的降落影响因素，以在目标机巢的机巢外环境信息和机巢内环境信息中调取对应的降落环境数据和返仓环境数据；根据降落环境数据控制无人机的降落方式，根据返仓环境数据调整机巢内环境，直至无人机返回目标机巢内。

[0046] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0047] 1、本发明提出了一种无人机机巢控制方法，构建了相关控制系统。机巢控制器根据获取的数据生成机巢动力模块的控制指令，或者机巢控制器根据接收到的控制终端的指令控制机巢动力模块的动作，结合了视频数据和环境数据。解决了目前无人机机巢大多直接根据后台控制终端的指令进行无人的起飞和降控制，无法实现基于机巢控制器的无人机精密起降控制问题，实现了无人机机巢基于后台控制终端和自身判断的双重控制，保证了无人机的起降控制精度，提高了无人机起降控制的安全性和稳定性。

[0048] 2、本发明提出了一种无人机柔性充电方法，构建了相关充电系统。通过机巢控制器与无人机的BMS电池管理单元直接通信，在充电时不断的对电池的电量进行实时跟踪，当SOC小于第一预设值时，采用恒流充电方式，当SOC大于或等于第一预设值时，采用涓流充电，当电池温度大于预设值时，触发报警信息。避免了通过无人机遥控器传输电池状态数据滞后性的问题，实现了对无人机电池状态的直接管理和自检，保证了无人机电池充电的安全性和稳定性，提高了无人机电池的寿命。

[0049] 3、本发明提出了一种无人机任务执行环境判断方法，设计了一种无人机任务执行环境判断装置。针对不同飞行任务或返航任务结合不同任务环境条件，分别判断无人机是否适宜执行任务，满足机巢飞行条件判断逻辑的需求，在复杂飞行情况通过机巢自判断方式实现判断结论冗余；通过对各模块的高度集成及小型化设计，适用于轻小型机巢，且满足机巢飞行条件判断逻辑的需求。解决现有飞行环境监控技术的判断条件单一、主观性干扰及智能化程度低的问题，实现了自主进行不同任务下飞行条件的预判功能，提高了无人机巡检效率和机巢系统的智能化程度。

[0050] 本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0051] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

[0052] 图1为本发明实施例1提供的无人机机巢控制系统的结构示意图。

[0053] 图2为本发明实施例2提供的无人机机巢示意图。

[0054] 图3为本发明实施例2提供的无人机机巢主体示意图。

[0055] 图4为本发明实施例2提供的第一回中杆底部齿轮驱动示意图。

[0056] 图5为本发明实施例2提供的第一回中杆和第二回中杆的复位示意图。

[0057] 图6(a)‑6(b)为本发明实施例2提供的无人机回中示意图。

[0058] 图7(a)‑7(b)为本发明实施例2提供的无人机降落示意图。

[0059] 图8为本发明实施例2提供的无人机机巢安装示意图。

[0060] 图9为本发明实施例3提供的上倾式无人机复位充电平台结构示意图。

[0061] 图10为本发明实施例3提供的驱动单元示意图。

[0062] 图11为本发明实施例3提供的动力杆示意图。

[0063] 图12为本发明实施例3提供的上倾推板受力分解图。

[0064] 图13为本发明实施例3提供的充电方向受力分解图。

[0065] 图14为本发明实施例4提供的任务指令与对应的环境因素划分示意图。

[0066] 图15为本发明实施例4提供的无人机存储任务的执行环境判断示意图。

[0067] 其中，1、杆塔，2、机巢底撑，3、机巢，4、降落平台，5、顶盖，6、机巢主体，7、转动杆，8、第二电机，9、第一电机，10、第二回中杆，11、充电杆，12、充电端口，13、第一回中杆，14、齿条，15、固定座；16、复位侧推杆；7、充电推杆；18、支撑面；19、上倾推板；20、驱动单元；21、丝杠；22、电机；23、动力杆；24、平台外支架。

具体实施方式

[0068] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

[0069] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0070] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0071] 在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0072] 实施例1：

[0073] 本发明实施例1提供了一种无人机机巢控制系统，包括：无人机机巢、视频监控模块和微气象模块，无人机机巢用于容纳至少一台无人机；

[0074] 无人机机巢包括与用于与控制终端通信的机巢控制器，机巢控制器与无人机遥控器通信，无人机遥控器与无人机通信，机巢控制器与机巢动力模块通信；

[0075] 视频监控模块与微气象模块均与机巢控制器通信，机巢控制器用于将机巢状态数据、无人机状态数据、视频数据和气象数据发送给控制终端；

[0076] 机巢控制器根据获取的数据融合生成机巢动力模块的控制指令，或者机巢控制器根据接收到的控制终端的指令控制机巢动力模块的动作；

[0077] 机巢控制器与无人机电池管理模块通信，机巢控制器用于根据接收到的无人机电池状态数据进行柔性充电控制。

[0078] 具体的，如图1所示，所述无人机机巢控制系统包括机巢控制系统、通信系统、电源保障系统、动力系统和监控系统。

[0079] 机巢控制系统指的是工控机部分，是整个机巢的控制枢纽，主要负责与后台管控系统上传机巢视频、数据和图片等信息；通过无人机遥控器操控无人机；通过内部通讯线控制机巢动力系统如开关舱门、回中杆归中和释放和接收机巢各种传感器信息并做出判断处理。

[0080] 通讯系统包含两部分内容，一是无人机通过WIFI数传模块与无人机之间的通信，该有效通信范围和距离可到3公里；二是机巢内有线及无线网络，通过4G/5G路由器同时接通有线宽带，实现双宽带Turbo技术，保障网络最大限度畅通。

[0081] 电源保障系统，包括机巢和无人机的全部供电系统，通过电源模块转化出机巢内部需要的各种电压等级和功率要求的电源，同时也实现了无人机电池的电源输出和开关控制要求。

[0082] 动力系统，包括开关机巢舱门以及无人机回中杆归中和释放两方面。开关舱门是通过四个电机同步联动实现双侧两开门的结构，无人机回中杆也是通过四个电机两两一对同步转动带动丝杠驱动回中杆将无人机平推到机巢正中心原点的。

[0083] 监控系统包括视频监控、微气象和机巢内部传感器。

[0084] 视频监控分为无人机FPV摄像头和桅杆摄像头，桅杆摄像头全天24小时向后台流媒体服务器推送机巢外观的视频，通过桅杆摄像头可以清楚的查看无人机机巢开舱，飞机起飞和降落以及关舱门的实时画面信息；

[0085] 无人机FPV仅限于在无人机开机后通过后台流媒体服务器以及后台客户端上查看无人机实时飞行和拍摄照片。

[0086] 本实施例中，桅杆监控有本地硬盘存储功能，可以本地或者通过后台流媒体服务器回看回放之前的历史视频信息；后台流媒体服务器也保存了无人机FPV摄像头的实时拍摄画面，方便后期视频与拍摄照片及缺陷处理进行仔细回看分析和对比。

[0087] 微气象是指安装在桅杆上的六要素(温度，湿度，气压，风速，风向和雨量)，通过本地通讯方式传给机巢控制器，再由机巢控制器定时上传给后台控制终端，并在客户端更新。

[0088] 机巢内部传感器主要是指光栅，温湿度等设备，实时上报舱门温湿度并通过空调进行恒温恒湿调节，光栅传感器主要应用在舱门状态和回中杆上面，判断机巢舱门时候有异常开启或者闭合，回中杆是否有异常松动和复位失败，进而判断无人机是否在机巢内等信息判断。

[0089] 现有的无人机电池供电系统采用以下两种方式实现，一是直接通过机械臂更换电池；二是对无人机电池电源正负接口，供给额定电压进行盲充；这两种方式都存在一定的缺点，第一种使用机械臂，机巢成本增加且换电设备复杂而笨重，不适合长期无人值守。第二种充电方式无法检测充电过程和充电时间，因为无法获取电池内部单体电芯电压，电池温度，循环周期和健康度能电池核心性能参数，会影响无人机机巢电池产生不确定因素和不可控性，假如我们如果能够获取到电池的实时电量信息，使用期限等，就可以通知后台定期及时维护机巢电池配件，可以避免因飞行过程中电池突发异常产生更加严重飞行事故的后果。此外，假如在电池长期不使用情况下，能够使用某种方式触发无人机电池进入存储模式，电量保持在80％模式下，有利于延长电池的使用寿命。

[0090] 本实施例中，无人机与充电设备采用柔性接触方式，避免了长期接触造成触点磨损和接触不良；另外通过机巢装置能够保证无人机电池和充电设备接口精准对接，较机械臂换电更简单而有效。

[0091] 本实施例中，通过将无人机电池和定制充电设备接口对接，内部采用电源正负连通，并且充电设备与无人机电池BMS电池管理单元实时数据通讯，避免了上述两种充电方式的弊端。

[0092] 首先，机巢控制器制动无人机归位，保证无人机电池与机巢充电设备接口接通，当电池与机巢通过设备接口建立通信链接后，机巢即可根据无人机电池协议获取当前无人机电池的所有信息，包括电池SN批号、电池型号、当前电量SOC、电池温度、单体电池温度、循环次数和电池健康度等重要信息。

[0093] 机巢控制器根据获取到的信息判断电池是否损坏或者需要通知后台维修，当检测电池各项数据正常后，进入下一阶段即是否可以充电阶段，该阶段首先判断机巢设置的无人机电池是存储模式还是充电模式。

[0094] 存储模式可以理解为电量充至80％即可，充电模式则是电量需要充满到100％，如果是存储模式，则判断当前电量SOC是否满足存储模式，如果电量已经超过存储模式比如SOC为80％，则说明电池已经满足存储模式，无需充电；

[0095] 如果是充电模式，则判断当前电量SOC只要不是100％，都应该进入下一步即开始闭合电池与充电设备接口，此时在通过电压电流专用采集芯片实时监控充电线路上的充电电压和充电电流，如果充电电流为0，则需要上报后台控制终端电池无法充电，可能为电池内部接口硬件问题或者机巢充电设备接口闭合开关等问题，当充电SOC达到预先模式设定下的SOC值后，即可切断电源正负接口，完成充电。

[0096] 最后，无人机电池如果长期不使用，电量会逐渐损耗低于原先模式设定值，当低于某个值时，就需要再次重复上述步骤对无人机电池进行充电，以防止电池由于过度放电造成电池无法使用等问题。

[0097] 注意，在这需要指出，无人机电池在充电过程中，当SOC较低时候，采用大电流恒流充电方式，当SOC达到90％即快要充满时候，采用小电流涓流充电，即随着SOC逐渐增大到100％，电流逐渐减少至0，如果在此过程中因为充电原因造成电池温度超限，会出发报警机制。

[0098] 具体的，无人机机巢的控制方法，包括：

[0099] 首先，无人机机巢上电后，网络接通正常，无人机机巢无论执行任务与否，都会实时将桅杆监控，微气象和机巢内各个传感器的状态定时向后台控制终端传输。当某一路传感器或者数据异常时，也会及时上报具体异常错误编号给后台控制终端。

[0100] 后台控制终端可以自动周期性下发任务，也可以一键下发给多个无人机机巢任务，也可以手动给某一个指定机巢下发任务。这里表述最后一种任务下发流程。当后台控制终端通过网络给无人机机巢下发航线任务后，无人机机巢收到航线任务后，先快速进行航线自检，查验航线的完整性和关键内容的数据正确性，比如航线任务中的起飞高度和返航高度是否满足机巢预先设定的要求，如果不满足则认为航线下发错误，不予起飞；再比如航线任务执行距离机巢位置太远，超过机巢覆盖范围3公里，则机巢判断是错误航线，不予起飞。

[0101] 航线自检通过后，进入起飞环境判断，这里的起飞环境主要包括雨量，风速和无人机电池电量，如果雨量太大，或者风速太大，或者无人机电量不足机巢设定阈值，均不予起飞，并上报任务执行失败原因，后台控制终端拥有强制起飞的最高ROOT管理员权限，如果后台管理员下发强制起飞动作命令，无人机机巢会忽略起飞环境判断条件，执行起飞，若果此时管理员根据桅杆监控视频远程在倒计时内判断机巢周围环境不适合飞行，选择不强制起飞动作命令，机巢则认为该航线任务不再执行，机巢判定本次航线任务终止，直接结束。

[0102] 如果起飞环境满足要求，机巢控制器会同时执行三个操作，即开舱门、回中杆释放以及无人机和遥控器开机。只有当这三个操作均返回成功后，机巢控制器将航线任务传给无人机遥控器，遥控器再将航线任务上传至无人机，同时遥控器也需要对无人机做最后的自检工作，如无人机电池电量，图传信号，螺旋桨电机是否正常，指南针是否正常等若干要素。

[0103] 当无人机自检完成后，进入无人机RTK信号搜星阶段，RTK信号必须收敛才认为定位成功，无人机会立即起飞并开始按照已经上传的航线任务和动作执行本次飞行；如果无人机RTK模块在机巢设定的倒计时内没有搜星成功，则认为任务失败，执行无人机和遥控器关机，回中杆归中和关闭机巢舱门动作，并上报挂空后台RTK搜星超时失败。

[0104] 当RTK搜星成功后，无人机会立即起飞执行任务，当机巢控制器检测到无人机起飞成功后，会关闭舱门并检测是否关闭舱门成功。

[0105] 在无人机执行航线任务飞行过程中，要实时关注四个自检流程，无人机与遥控器链接问题，无人机FPV图传是否正常或者卡顿黑屏，无人机电量和RTK信号问题，如果存在异常要立即上报后台控制终端，进而判断是否需要执行返航操作。

[0106] 飞行任务正常结束后，无人机会自动执行返航操作，为保证返航安全，这里我们添加了返航高度的控制策略，确保无人机在返航途中不会被遮挡碰到。

[0107] 当无人机返航接近机巢位置时候，无人机机巢会提前打开舱门，无人机根据定位数据悬停到机巢正上方后，FPV摄像机会朝下正下面，此时无人机开始执行精准降落算法。

[0108] 本实施例中，采用RTK定位结合视觉Aruco二维码实现定位，二者相结合可以保证夜间光线不足情况下也可以正常执行任务并降落，这里需要指出，夜间降落我们在桅杆上方添加了照明，夜间降落时会打开照明灯保证光照强度，满足无人机夜间降落需求。

[0109] 当无人机降落到机巢内，会同步执行，关闭舱门，无人机电池充电，拍摄图片上传管控后台三个线程；当舱门关闭成功，无人机电池开始充电，拍摄照片上传后台管控成功后，机巢控制器会关闭无人机和遥控器，并对无人机电池进行快速充电，以备开展下一次巡检任务。

[0110] 本实施例中，如果无人机精降因为受到外界环境如风速，雨量，无人机电池电量不足等因素，触发降落超时机制时，则会立即执行备降策略，并上传后台管控平台降落失败原因，具体执行步骤是关闭机巢舱门同时，无人机拉高到指定高度，飞到机巢旁边且桅杆能够看到的，预先标定好坐标位置的一个可充电平台上，该平台面积足够大，无人机无需精准降落，即可降落到该平台上，该平台同时也具有充电功能，如果无人机电量不足，该充电平台可以对无人机电池补电，以保证后期再次起飞降落机巢内部平台。

[0111] 当机巢控制器检测到外部环境(如无人机电量达标，风速，雨量等)，条件满足起飞时，无人机机巢舱门打开，控制无人机起飞悬停到机巢上方，开始执行正常视觉和RTK融合精降算法，当降落成功后，即可按照之前所述正常流程操作即可，关舱门，无人机电池开始充电，拍摄照片上传等操作。另外，该备降可充电平台也具有固定顶棚这雨功能，保证无人机在机巢外不被雨水损坏。无人机机巢和备降点的选择均在桅杆可视范围内，确保了安全监控效果。

[0112] 实施例2：

[0113] 如图2和图3所示，本实施例提供了一种应用于实施例1所述系统的无人机机巢，其为一种小型化无人机机巢，包括：机巢主体，以及设于机巢主体内的承载机构、竖向固定机构和横向固定机构；所述承载机构包括可伸缩的降落平台和第一电机，所述降落平台由第一电机驱动；

[0114] 所述竖向固定机构包括第一回中杆，所述第一回中杆的一端通过转动轴设于机巢主体的侧壁上，第一回中杆上设有齿轮，降落平台上设有与齿轮啮合的齿条，通过齿轮和齿条的啮合驱动第一回中杆绕转动轴转动；

[0115] 所述横向固定机构包括转动杆、第二回中杆和第二电机，所述转动杆的两端设于机巢主体的侧壁上，所述第二回中杆设于转动杆上；转动杆由第二电机驱动，以相对机巢主体，沿降落平台移动方向的反方向转动，从而驱动第二回中杆沿降落平台移动方向的垂直方向移动。

[0116] 在本实施例中，所述机巢主体6为矩形框架结构，所述机巢主体6的顶端设有顶盖5，所述顶盖5上设有太阳能光伏板，通过太阳能光伏板吸收光能，并将光能转化为电能储存，以作为机巢的电量支撑。

[0117] 优选地，所述顶盖5为斜坡式设计，以防止机巢顶部积水。

[0118] 在本实施例中，所述机巢主体6内设有可伸缩的降落平台4，在无人机降落时，降落平台4在机巢主体6内部被推出以承载无人机，无人机降落后，降落平台4回收至机巢主体6内；在无人机执行巡检任务时，降落平台4在机巢主体6内部被推出，无人机起飞，随后降落平台4被回收至机巢主体6内。

[0119] 在本实施例中，所述机巢主体6三面封闭，前向面与降落平台4形成封闭面，保证机巢整体的防护性能。

[0120] 在本实施例中，所述第一电机9通过杆与降落平台4连接，以驱动降落平台4推出机巢主体6外，或回收至机巢主体6内。

[0121] 优选地，第一电机9设为2个。

[0122] 在本实施例中，如图3所示，在所述机巢主体6的两端设有滑轨，所述转动杆7两端通过滚动滑轮设于机巢主体6的滑轨上，由第二电机8控制转动杆7转动；所述转动杆7的转动方向与降落平台4的移动方向相反。

[0123] 所述第二回中杆10的端部设有滑槽，在转动杆7的两端各设一个第二回中杆10，所述第二回中杆10通过滑槽设于转动杆7上，随转动杆7的转动，沿转动杆7方向做单向运动，即沿与转动杆7转动方向的垂直方向做横向运动。

[0124] 所述转动杆7上设有螺纹，第二回中杆10通过滑槽随转动杆7的转动沿螺纹单向移动。

[0125] 优选地，所述转动杆7采用丝杠。

[0126] 所述转动杆7在第二电机8的驱动下在滑轨上转动，根据转动杆7的转动方向控制第二回中杆10的运动方向；

[0127] 优选地，在转动杆7正向转动时，两侧的第二回中杆10做回中运动，即向中间位置移动；在转动杆7逆向转动时，两侧的第二回中杆10向反方向移动，即往两侧打开；通过转动杆7在滑轨的转动配合第二回中杆10通过滑槽的移动，平衡第二回中杆10随转动杆7进行往复运动的作用力，保证第二回中杆10是单向自由度的位移。

[0128] 优选地，在降落平台4推出时，转动杆7逆向转动时，两侧的第二回中杆10向反方向移动，即往两侧打开；此时，也用于第二回中杆10打开后，降落平台4上的无人机能够飞出；

[0129] 在降落平台回收复位时，转动杆7正向转动时，两侧的第二回中杆10做回中运动，即向中间位置移动；此时，也用于无人机在降落平台上的横向复位，横向约束固定无人机。

[0130] 在本实施例中，在机巢主体6相对的两个侧壁上均设有第一回中杆13，在齿轮和齿条的啮合下，两侧的第一回中杆13绕轴转动，以使第一回中杆13的另一端均向中间位置移动或向两侧方向打开。

[0131] 在本实施例中，如图4所示，所述第一回中杆13上设有齿轮，降落平台4上通过螺丝连接齿条14，齿条14与齿轮啮合；在降落平台推出和回退时，齿轮转动，通过齿轮齿条的啮合，带动第一回中杆13绕轴转动；第一回中杆13绕轴转动时，通过齿轮齿条传动将移动动力转换为转动动力力矩。

[0132] 优选地，第一回中杆13用于对无人机的竖向复位，第一回中杆13通过转动轴做绕轴心的圆周转动，经转动另一端绕轴心向中间位置转动，以固定无人机。

[0133] 在本实施例中，通过第二回中杆10与第一回中杆13共同推动完成对无人机的复位，如图5所示，无人机复位分为两个部分，一部分通过第二回中杆10的推动横向复位，一部分通过第一回中杆13的转动完成竖向复位。

[0134] 优选地，在无人机起飞前，第一电机9推动降落平台4，以将机巢主体6的前侧打开，在打开的过程中，打开第二回中杆10，通过转动杆7的逆向转动，两侧的第二回中杆10向反方向移动，即往两侧打开，解除对无人机的横向固定；同时与降落平台4相连接的齿条与降落平台4同步前推，通过降落平台4中齿条14和第一回中杆13中齿轮的啮合，带动第一回中杆13的转动，两侧的第一回中杆13通过绕轴转动，也向两侧打开，解除对无人机的竖向固定，从而使得无人机根据规划航线自主起飞，进行巡检作业。

[0135] 无人机完成巡检任务以后，通过视觉辅助进行精准降落到降落平台4上，然后第一电机9带动降落平台4进行关舱动作，关闭舱门的过程中，通过转动杆7的正向转动，两侧的第二回中杆10做回中运动，即向中间位置移动，以完成对无人机的横向复位；同时通过齿条14和齿轮的啮合，带动第一回中杆13转动，两侧的第一回中杆13通过绕轴转动，向中间移动，以固定无人机，完成无人机的竖向复位。如图6(a)‑6(b)和图7(a)‑7(b)所示为无人机回中与降落示意图。

[0136] 在本实施例中，在机巢主体6的两端还设有充电杆11，所述充电杆上设有若干充电端口12，无人机复位后，无人机底部的充电触板接触充电端口12，通过机巢控制指令进行充电。

[0137] 当无人机执行巡检任务时，首先检测电池剩余电量，当电量不足时，通过充电端口12为无人机动力电池充电；当无人机电量充足时，推出降落平台4，以使无人机起飞。

[0138] 在更多实施例中，上述无人机机巢作为一种通用型无人机机巢，可应用于杆塔上，其安装过程如图8所示，机巢3通过机巢底撑2安装在杆塔1上，机巢3通过螺丝与机巢底撑连接，机巢底撑2通过螺栓固定安装于杆塔1上。在不同地形下均可依托杆塔设置，能够实现场景多样化。

[0139] 在更多实施例中，上述无人机机巢可搭配车载无人机使用，将无人机机巢通过机巢底撑安装于车顶。

[0140] 实施例3：

[0141] 如图9所示，本实施例提供了一种应用于实施例1所述系统的无人机上倾式复位充电平台，其包括支撑面18、复位侧推杆16、充电推杆17、上倾推板19和驱动单元20；

[0142] 所述复位侧推杆16、充电推杆17和上倾推板19均设置在支撑面18上；所述上倾推板19设置在支撑面18的两侧，且与支撑面18之间转动连接；所述充电推杆17与上倾推板19垂直设置，充电推杆17设置在支撑面18的另外两侧，且与复位侧推杆16之间转动连接；

[0143] 每个上倾推板19与一驱动单元20相连，所述驱动单元20用于驱动上倾推板19向上倾转设定角度，所述上倾推板19用于利用无人机自身重力而分解的水平方向的力，以推动无人机向所述支撑面18的中心位置移动；所述驱动单元20还用于驱动复位侧推杆16带动充电推杆3运动，以推动无人机完成充电方向的复位。

[0144] 如图10所示，所述驱动单元20包括丝杠21、电机22和动力杆23；所述电机22用于驱动丝杠21转动，动力杆23内开螺纹孔且与丝杠进行啮合，通过丝杠21转动带动动力杆23推移。

[0145] 在其他实施例中，电机22也可替换为其他驱动机构，比如液压缸等。

[0146] 如图11所示，所述动力杆23两侧带有斜面，用于推动上倾推板5转动。

[0147] 具体地，所述复位侧推杆16与动力杆23之间转动连接。

[0148] 例如，所述复位侧推杆16与动力杆23之间通过第一销钉连接。

[0149] 需要说明的是，在其他实施例中，复位侧推杆16与动力杆23之间也可采用其他现有的转动连接方式进行连接。

[0150] 具体地，所述上倾推板19与支撑面18之间通过转轴销固定连接。

[0151] 需要说明的是，在其他实施例中，上倾推板19与支撑面18之间也可采用其他现有的转动连接方式进行连接。

[0152] 具体地，所述充电推杆17与复位侧推杆16之间通过第二销钉连接。

[0153] 在其他实施例中，充电推杆17与复位侧推杆16之间也可采用其他现有的转动连接方式进行连接。

[0154] 在具体实施中，每个充电推杆17均与两个复位侧推杆16相连，这两个复位侧推杆16呈八字型一端与充电推杆17相连，另一端分别与两个驱动单元20分别相连。

[0155] 在一些实施例中，所述支撑面18外侧还设置有支架24，所述驱动单元20设置在支架1上。

[0156] 如图12所示，无人机接收命令后通过平台实现自主起降及充电。起飞和降落是正反两个工作流程，降落过程无人机通过RTK定位进行降落，无人机完成降落后，电机22转动，带动丝杠21转动作业，丝杠通过转动，使动力杆23进行水平位移，动力杆23的动力会传递给两个方面，一方面通过动力杆上的斜角带动上倾推板19上倾，无人机降落出现偏差时会通过上倾推板5传递垂直方向的力。由于倾角的存在，垂直于上倾推板的力会进行分解，一方面分解为水平方向的力，一方面分解为竖直方向的力，从而推动无人机向复位平台的中心位置移动，完成上倾面方向的复位。

[0157] 动力杆23的动力另一方面通过销钉与复位侧推杆16连接，复位侧推杆16再将力传递给充电推杆17，充电推杆17推动无人机完成充电方向的复位，并最终与无人机脚架上的充电触点连接，完成复位动作并开始进行充电作业，受力分解图详见图13，由于F1＝F2，L1＝L2，(水平分力)F1’＝F2’；(垂直分力)F1”＝F2”。

[0158] 本实施例的如上述所述的无人机上倾式复位充电平台的控制方法，其包括：

[0159] 无人机完成降落后，控制驱动单元20驱动上倾推板19向上倾转设定角度，上倾推板19利用无人机自身重力而分解的水平方向的力，以推动无人机向所述支撑面4的中心位置移动，完成上倾面方向的复位；

[0160] 控制驱动单元20还用于驱动复位侧推杆16带动充电推杆17运动，以推动无人机完成充电方向的复位，最终与无人机脚架上的充电触点连接，完成复位动作并开始进行充电作业。

[0161] 本实施例通过以上复位充电平台，一方面可以减小控制量，单个单机作为驱动既可完成复位充电动作，同时由于多个方向的控制由单一电机进行，失误率也会明显降低。

[0162] 实施例4：

[0163] 本发明实施例4提供了一种无人机任务执行环境判断方法，基于实施例1‑3任一项所述的无人机机巢控制系统，所述方法包括：

[0164] 获取机巢内环境信息和感知范围内的机巢外环境信息；

[0165] 根据无人机位置选定的目标机巢，根据飞行指令确定对应的飞行影响因素，并在其机巢外环境信息中调取对应的飞行环境数据；根据飞行环境数据判断飞行条件，若飞行环境数据不满足飞行条件时，控制无人机返航；

[0166] 根据返航指令确定对应的降落影响因素，以在目标机巢的机巢外环境信息和机巢内环境信息中调取对应的降落环境数据和返仓环境数据；根据降落环境数据控制无人机的降落方式，根据返仓环境数据调整机巢内环境，直至无人机返回目标机巢内。

[0167] 在本实施例中，所述机巢内环境信息包括：机巢内温度、机巢内湿度和机巢内烟雾浓度；

[0168] 所述机巢内环境信息采用温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器进行采集；

[0169] 其中，温度传感器用于采集机巢内环境温度，当温度低于设定温度范围下限时，通过控制空调加热功能使机巢室内温度达到正常工作范围，当温度高于设定温度范围上限时，开启空调降温功能，使机巢内部环境温度达到正常工作范围；湿度传感器用于检测机巢内环境湿度，当机巢内湿度高于设定阈值时，开启空调抽湿功能；烟雾传感器用于检测机巢内烟雾浓度。

[0170] 在本实施例中，所述机巢外环境信息包括：风速、风向、机巢外温度、机巢外湿度、雨量、气压、光照强度和能见度；

[0171] 所述机巢外环境信息采用风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器、雨量计、气压计、光敏传感器和能见度传感器进行采集；

[0172] 其中，风速传感器用于机巢所在位置的风速测量；风向传感器用于风向测量；温度传感器用于环境温度测量；湿度传感器用于环境湿度测量；雨量计用于降雨情况下雨量测量，可用于区分小雨、中雨、大雨等；气压计用于测量本地气压；光敏传感器用于测量当前光照强度；能见度传感器可对大气能见度进行连续输出。

[0173] 在本实施例中，上述若干个传感器将采集的数据通过无线通信进行传输。

[0174] 作为可选择的实施方式，无线通信可采用UWB无线通信技术，具备低功耗、数据传输速率高、抗干扰能力强、穿透能力强等特点。

[0175] 可以理解的，采用UWB无线通信只是本实施例给出一种可实现的实施方式，但并不限于该种无线通信方式，在更多实施例中，也可根据现场实际情况采用其他无线通信方式，如4G、5G等。

[0176] 可以理解的，本实施例只是列举了集中现场常用的数据类型及传感器类型，在更多实施例中，可以根据实际情况增加传感器类型或删除传感器类型。

[0177] 在本实施例中，通过各类传感器对机巢内、外环境数据进行采集，并对采集的传感数据进行预处理，所述预处理包括：通过滑动平均低通滤波器对传感器数据进行预处理，滤除跳变或异常环境信息，获得预处理后相对平稳的环境信息；

[0178] 作为可选择的实施方式，所述滑动平均低通滤波器模型为取N点滑动平均滤波器的输出：y(n)＝[x(n‑N+1)+x(n‑N+2)...+x(n)]/N。

[0179] 在本实施例中，根据任务指令对影响因素进行划分，以针对不同任务指令结合所需影响因素进行飞行条件的判断；

[0180] 如图14所示，具体地，任务指令包含无人机存储、无人机充电、无人机巡检、机巢自检、机巢开关动作、机巢开启状态、无人机飞行任务、无人机精降、无人机备降等；

[0181] 具体地，无人机存储、无人机充电以及机巢自检的主要影响因素为机巢内环境信息，包括机巢内温度、机巢内湿度和机巢内烟雾浓度；

[0182] 无人机巡检的主要影响因素包括：风速、风向、机巢外温度、雨量、气压计、光照强度、能见度；

[0183] 机巢开关动作的主要影响因素为雨量情况、机巢内烟雾浓度；

[0184] 无人机飞行任务中的主要影响因素为风速、风向、气压计、能见度；

[0185] 无人机精降的主要影响因素为风速、风向、光照强度、能见度；

[0186] 无人机备降的主要影响因素为风速、风向。

[0187] 作为可选择的实施方式，以无人机存储任务为例，结合该任务条件下的环境影响因素，通过阈值判断法进行任务适合条件判断，如图15所示：

[0188] 获取机巢内温度、机巢内湿度和机巢内烟雾浓度；

[0189] 预设温度阈值、湿度阈值和烟雾阈值；

[0190] 判断机巢内温度是否满足温度阈值条件，若不满足，则机巢内温度异常；

[0191] 若满足，则判断机巢内湿度是否满足湿度阈值条件，若不满足，则机巢内湿度异常；

[0192] 若满足，则通过烟雾阈值判断机巢内是否有烟雾，若有，则机巢内烟雾异常，若无，则机巢内部环境正常，无人机可正常返仓。

[0193] 作为可选择的实施方式，当前判断结果和异常因素打包成报文信息进行推送，对应任务的输出采用U8类型的数据表示当前判断结果及异常因素，其中，01为任务编号，后面的8位数据用于表示判断结果，判断结论处为综合环境判断结果0为异常，1为适宜；后面依次为传感器判断结论，0为当前环境项异常，否则环境适合，当环境判断结果为1时，传感器判断结果均为1，否则通过传感器所在位置的寄存器数据判读出当前哪个环境不满足当前任务需求，依次类推形成不同任务下的报文信息，可根据当前任务状态直接调用判断结果，并做出是否执行任务的决策。

[0194] 作为可选择的实施方式，报文信息以不低于设定速率对外进行发送。

[0195] 作为可选择的实施方式，上述方法可应用于单机巢以及在单机巢感知范围执行飞行任务的无人机，具体包括：

[0196] 获取单机巢的内环境信息和单机巢感知范围内的机巢外环境信息；

[0197] 根据飞行指令确定对应的飞行影响因素，以在单机巢的外环境信息中调取对应的飞行环境数据；根据飞行环境数据判断飞行条件，若飞行环境数据不满足飞行条件时，控制无人机返航；

[0198] 根据返航指令确定对应的降落影响因素，以在单机巢的外环境信息和内环境信息中调取对应的降落环境数据和返仓环境数据；根据降落环境数据控制无人机的降落方式，根据返仓环境数据调整机巢内环境，直至无人机返回机巢内。

[0199] 在该实施方式中，采用一巢一机的方式，无人机的飞行任务均处于机巢的感知范围内，所以机巢能够实时采集无人机在飞行任务过程中，以及返航的环境信息，从而进行条件判断。

[0200] 作为可选择的实施方式，若无人机飞出了机巢的感知范围，则采用至少两个机巢以及在机巢感知范围执行飞行任务的无人机的方法，具体方法包括：

[0201] 获取机巢内环境信息和感知范围内的机巢外环境信息；

[0202] 根据无人机位置选定的目标机巢，根据飞行指令确定对应的飞行影响因素，并在其机巢外环境信息中调取对应的飞行环境数据；根据飞行环境数据判断飞行条件，若飞行环境数据不满足飞行条件时，控制无人机返航；

[0203] 根据返航指令确定对应的降落影响因素，以在目标机巢的机巢外环境信息和机巢内环境信息中调取对应的降落环境数据和返仓环境数据；根据降落环境数据控制无人机的降落方式，根据返仓环境数据调整机巢内环境，直至无人机返回目标机巢内。

[0204] 在该实施例中，机巢间的距离不超出其感知距离，即若无人机飞出了其中一个机巢的感知范围，则会落入另一个机巢的感知范围内，所以根据无人机位置，判断无人机是否落入机巢的感知范围内，以落入感知范围的机巢为目标机巢，由目标机巢采集无人机在飞行任务过程中以及返航的环境信息；

[0205] 若两个机巢的感知范围重叠，则根据无人机与机巢的距离，以距离最近的机巢为目标机巢。

[0206] 在本实施例中，上述方法的无人机飞行条件判断流程，具体包括：

[0207] 接收传感器信息及任务指令；

[0208] 根据任务指令，判断任务类别，进行任务分解；

[0209] 若是巡检指令，判断当前机巢外环境是否适宜巡检任务；如果不允许，则终止任务，并上传任务终止原因；

[0210] 若适宜执行任务，则进行机巢自检；

[0211] 机巢自检通过后，无人机起飞，执行巡检任务；

[0212] 在巡检任务执行过程中，判断外环境是否出现巡检不利条件；

[0213] 如果外环境不适宜飞行或无人机接收到返航指令，则无人机返航，并判断当前环境是否满足精降条件；

[0214] 如果满足精降，则执行无人机精降，同时判断机巢是否满足无人机的存储和充电，如果机巢内环境异常，调整机巢内环境，直至无人机能够实现充电和存储；

[0215] 如果不满足精降，则执行无人机备降；

[0216] 如果不满足无人机备降，则无人机强行降落，且上传迫降状态和不利因素。

[0217] 在本实施例中，调整机巢内环境的过程包括：

[0218] 若机巢内温度低于设定温度范围下限时，通过控制空调加热功能使机巢内温度达到正常工作范围；

[0219] 当机巢内温度高于设定温度范围上限时，开启空调降温功能，使机巢内部环境温度达到正常工作范围；

[0220] 当机巢内湿度高于设定阈值时，开启空调抽湿功能；

[0221] 若机巢内烟雾异常，则执行无人机备降。

[0222] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。