基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法及无人机充电系统

摘要

本发明公开了一种基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法及无人机充电系统，涉及无线充电技术领域，解决了无人机在进行充电时需人工对准，发射端不能自动对准的接收端，对无人机充电的技术问题。该系统包括无人机、停机坪和充电组件；充电组件包括有发射端、接收端和发射端变换器，发射端和发射端变换器设置在停机坪内，接收端设置在无人机上，发射端能够在停机坪内进行移动，与设置在无人机上的接收端进行耦合，使发射端移动至最佳充电位置，并对无人机进行充电。本发明通过设置的无人机、停机坪及充电组件能够使发射端线圈准确的对准设置在无人机脚架上的接收端线圈，自动对无人机进行无线充电，无需人工进行对准，提高了无人机的充电效率。

权利要求

1.一种无人机充电系统，其特征在于，包括停机坪(1)、充电组件(2)和无人机(3)；所述充电组件(2)包括有发射端(21)、接收端(23)和发射端变换器(22)，所述发射端(21)和发射端变换器(22)设置在所述停机坪(1)内，所述接收端(23)设置在所述无人机(3)上，所述发射端(21)能够在所述停机坪(1)内进行移动，与设置在所述无人机(3)上的所述接收端(23)进行耦合，使所述发射端(21)移动至最佳充电位置，并对所述无人机(3)进行充电；

所述发射端变换器(22)能够将电压进行转换并输出至所述发射端(21)；所述发射端变换器(22)能够与所述接收端(23)进行通讯，并能够反馈所述发射端与所述接收端的线圈耦合度参数；

所述停机坪(1)包括开门组件和甲板(13)；所述甲板(13)上包括有甲板Marker，所述甲板Marker能够使所述无人机(3)精准降落；所述开门组件能够打开或关闭，并使所述甲板(13)隐藏或露出，所述开门组件打开时，所述无人机(3)能够停放在所述甲板(13)上；

所述停机坪(1)还包括传动组件(14)，所述传动组件(14)设置在所述甲板(13)内，所述传动组件(14)能够带动所述发射端(21)在所述甲板(13)内部进行移动，使所述发射端(21)与所述接收端(23)进行耦合，对所述无人机(3)进行充电；

所述停机坪(1)上还设置有对中组件，所述对中组件能够使所述无人机(3)进行移动，所述接收端(23)也能够进行同步移动，所述接收端(23)能够与固定在所述停机坪(1)内部的所述发射端(21)进行耦合，并对所述无人机(3)进行充电；

所述发射端(21)或接收端(23)仅有一个自由度。

2.根据权利要求1所述的一种无人机充电系统，其特征在于，所述开门组件包括滑盖(12)和滑轨，所述滑盖(12)设置在滑轨上，所述滑盖(12)能够在所述滑轨上移动，并进行打开或关闭；所述滑盖(12)能够对所述甲板(13)进行保护，并能够辅助所述无人机(3)移动至所述甲板(13)中部将其固定。

3.根据权利要求1所述的一种无人机充电系统，其特征在于，所述无人机充电系统上还设置有摄像组件，所述摄像组件设置在所述停机坪(1)内，并能够定位所述无人机(3)的坐标，将所述发射端(21)移动至所述接收端(23)的所在位置。

4.一种基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法，采用权利要求1‑3任一所述的无人机充电系统对所述无人机进行充电，其特征在于，所述发射端内设置有发射端线圈，所述接收端内设置有接收端线圈，所述无人机进行无线充电的具体步骤为：S100、所述无人机精准降落在甲板上，滑盖将所述无人机移动至所述甲板中部并将所述无人机进行固定；

S200、所述发射端线圈来回移动寻找所述接收端线圈，通过所述发射端变换器所反馈的线圈耦合度参数来判断是否达到所述线圈耦合度参数的设定范围；若是，则直接执行S300步骤；若否，则循环S200步骤，直至所述线圈耦合度参数达到所述线圈耦合度参数的设定范围；

S300、所述无人机开始充电；

所述S200的具体步骤为：

S210、通过PID算法计算出所述发射端线圈所需移动的距离；

S220、所述发射端变换器向所述发射端、接收端发送耦合度命令，判断所述发射端线圈与所述接收端线圈是否存在耦合；若是，则执行S230步骤；若否，则执行S240步骤；

S230、所述发射端线圈与所述接收端线圈存在耦合，则进入耦合阶段；并判断所述线圈耦合度参数是否在设定范围内；若是，则执行S300步骤；若否，则重新执行S210步骤；

S240、所述发射端线圈与所述接收端线圈不存在耦合，则进入搜寻阶段；重新执行S210步骤，直至所述发射端线圈与所述接收端线圈存在耦合；

所述线圈耦合度参数的设定范围为40‑60。

5.根据权利要求4所述的一种基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法，其特征在于，所述S230的具体步骤为：S231、所述发射端线圈与所述接收端线圈存在耦合，并进入耦合阶段；

S232、所述线圈耦合度参数在设定范围内；

S233、所述发射端线圈与所述接收端线圈对准，所述发射端变换器向所述接收端发送充电命令。

6.根据权利要求4所述的一种基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法，其特征在于，所述PID算法公式为：其中，Kp为比例增益，Kp与比例度成倒数关系；

T为积分时间常数；

Td为微分时间常数；

u(t)为PID控制器的输出信号；

e(t)为给定值与测量值之差；

t为当前时间。

说明书

基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法及无人机充电系统

技术领域

[0001] 本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法及无人机充电系统。

背景技术

[0002] 近年来，无人机的使用非常广泛，在许多领域上均有应用，但是无人机续航时间较短，一般在连续飞行20‑30分钟就需要将电池进行更换或对电池进行充电，这就使得无人机受到续航能力的影响，会降低无人机自主执行工作任务的能力。

[0003] 目前的无线充电技术局限于线圈的覆盖范围，当无线充电线圈接收端与发射端在水平方向、垂直方向上的有超过2mm的偏差时则无法充电，即若想要充电使能则必须满足毫米级精度下对准的条件。

[0004] 无人机降落时，由于目前的精准降落技术不足以使得无人机每次都降落在同一个位置，目前工业上对无人机的充电手段仍停留在有线充电，或利用机械结构换电池的阶段。

[0005] 在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

[0006] 无人机在进行充电时需要人工进行对准，发射端不能自动对准无人机上的接收端对无人机进行充电，不能实现自适应无线充电。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法及无人机充电系统，以解决现有技术中存在无人机在进行充电时需要人工进行对准，发射端不能自动对准无人机上的接收端对无人机进行充电，不能实现自适应无线充电的技术问题。

[0008] 本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

[0009] 为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

[0010] 本发明提供的一种无人机充电系统，包括停机坪、充电组件和无人机；所述充电组件包括有发射端、接收端和发射端变换器，所述发射端和发射端变换器设置在所述停机坪内，所述接收端设置在所述无人机上，所述发射端能够在所述停机坪内进行移动，与设置在所述无人机上的所述接收端进行耦合，使所述发射端移动至最佳充电位置，并对所述无人机进行充电；

[0011] 所述发射端变换器能够将电压进行转换并输出至所述发射端；所述发射端变换器能够与所述接收端进行通讯，并能够反馈所述发射端与所述接收端的线圈耦合度参数；

[0012] 所述停机坪包括开门组件和甲板；所述甲板上包括有甲板Marker，所述甲板Marker能够使所述无人机精准降落；所述开门组件能够打开或关闭，并使所述甲板隐藏或露出，所述开门组件打开时，所述无人机能够停放在所述甲板上；

[0013] 所述停机坪还包括传动组件，所述传动组件设置在所述甲板内，所述传动组件能够带动所述发射端在所述甲板内部进行移动，使所述发射端与所述接收端进行耦合，对所述无人机进行充电；所述停机坪上还设置有对中组件，所述对中组件能够使所述无人机进行移动，所述接收端也能够进行同步移动，所述接收端能够与固定在所述停机坪内部的所述发射端进行耦合，并对所述无人机进行充电；所述发射端或接收端仅有一个自由度。

[0014] 优选的，所述开门组件包括滑盖和滑轨，所述滑盖设置在滑轨上，所述滑盖能够在所述滑轨上移动，并进行打开或关闭；所述滑盖能够对所述甲板进行保护，并能够辅助所述无人机移动至所述甲板中部将其固定。

[0015] 优选的，所述无人机充电系统上还设置有摄像组件，所述摄像组件设置在所述停机坪内，并能够定位所述无人机的坐标，将所述发射端移动至所述接收端的所在位置。

[0016] 此外，本发明还提供有一种基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法，采用上述任一所述的无人机充电系统对无人机进行充电，所述发射端内设置有发射端线圈，所述接收端内设置有接收端线圈，所述无人机进行无线充电的具体步骤为：

[0017] S100、所述无人机精准降落在甲板上，滑盖将所述无人机移动至所述甲板中部并将所述无人机进行固定；

[0018] S200、所述发射端线圈来回移动寻找所述接收端线圈，通过所述发射端变换器所反馈的线圈耦合度参数来判断是否达到所述线圈耦合度参数的设定范围；若是，则直接执行S300步骤；若否，则循环S200步骤，直至所述线圈耦合度参数达到所述线圈耦合度参数的设定范围；

[0019] S300、所述无人机开始充电；

[0020] 所述S200的具体步骤为：

[0021] S210、通过PID算法计算出所述发射端线圈所需移动的距离；

[0022] S220、所述发射端变换器向所述发射端、接收端发送耦合度命令，判断所述发射端线圈与所述接收端线圈是否存在耦合；若是，则执行S230步骤；若否，则执行S240步骤；

[0023] S230、所述发射端线圈与所述接收端线圈存在耦合，则进入耦合阶段；并判断所述线圈耦合度参数是否在设定范围内；若是，则执行S300步骤；若否，则重新执行S210步骤；

[0024] S240、所述发射端线圈与所述接收端线圈不存在耦合，则进入搜寻阶段；重新执行S210步骤，直至所述发射端线圈与所述接收端线圈存在耦合，所述线圈耦合度参数的设定范围为40‑60。

[0025] 优选的，所述S230的具体步骤为：

[0026] S231、所述发射端线圈与所述接收端线圈存在耦合，并进入耦合阶段；

[0027] S232、所述线圈耦合度参数在设定范围内；

[0028] S233、所述发射端线圈与所述接收端线圈对准，所述发射端变换器向所述接收端发送充电命令。

[0029] 优选的，所述PID算法公式为：

[0030]

[0031] 其中，Kp为比例增益，Kp与比例度成倒数关系；T为积分时间常数；Td为微分时间常数；u(t)为PID控制器的输出信号；e(t)为给定值与测量值之差；t为当前时间。

[0032] 实施本发明上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：

[0033] 本发明通过设置的无人机、停机坪及充电组件能够使发射端线圈准确的对准设置在无人机脚架上的接收端线圈，自动对无人机进行无线充电，无需大范围移动无人机，无需人工进行对准，提高了无人机的充电效率。

附图说明

[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图，附图中：

[0035] 图1是本发明无人机充电系统实施例的停机坪关闭结构示意图；

[0036] 图2是本发明无人机充电系统实施例的停机坪打开结构示意图；

[0037] 图3是本发明无人机充电系统实施例的整体结构结构拆分示意图；

[0038] 图4是本发明无人机充电系统实施例的无人机充电示意图；

[0039] 图5是本发明无人机充电系统实施例传动组件的结构示意图；

[0040] 图6是本发明无人机充电系统实施例充电组件连接示意图；

[0041] 图7是本发明基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法实施例的流程图；

[0042] 图8是本发明基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法实施例S200步骤的流程图；

[0043] 图9是本发明基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法实施例S230步骤的流程图；

[0044] 图中：1、停机坪；11、开门组件；12、滑盖；121、左滑盖；122、右滑盖；13、甲板；14、传动组件；15、电机；16、发射端线圈板；17、丝杆模组；2、充电组件；21、发射端；22、发射端变换器；23、接收端；3、无人机。

具体实施方式

[0045] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

[0046] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0047] 为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

[0048] 实施例一：

[0049] 如图1‑6所示，本发明提供了一种无人机充电系统，包括停机坪1、充电组件2和无人机3；充电组件2包括有发射端21、接收端23和发射端变换器22，发射端21和发射端变换器22设置在停机坪1内，接收端23设置在无人机3上，发射端21能够在停机坪1内进行移动，与设置在无人机3上的接收端23进行耦合，使发射端21移动至最佳充电位置，并对无人机3进行充电。具体的，无人机3在进行充电之前，必须精准的停放在停机坪1上，停放在停机坪1上之后，设置在停机坪1内部的发射端21能够进行移动，开始寻找接收端23，直至与设置在无人机3上的接收端23进行耦合后，无人机3才会开始充电，需要说明的是，发射端21与发射端变换器22之间通过有线或无线的方式进行通信连接，发射端变换器22与接收端23之间为无线通信连接，为了使发射端21与接收端23更好的进行耦合，接收端23的位置必须设置在可与发射端21便于耦合的位置，便于后续对无人机进行充电，本发明中的接收端23的位置优选为设置在无人机3脚架上。本发明通过设置的无人机3、停机坪1及充电组件2能够使发射端线圈准确的对准设置在无人机3脚架上的接收端线圈，自动对无人机3进行无线充电，无需大范围移动无人机、无需人工进行对准，能够实现自适应充电，提高了无人机的充电效率。

[0050] 作为可选的实施方式，如图6所示，发射端变换器22能够将电压进行转换并输出至发射端21；发射端变换器22能够与接收端23进行通讯，并能够反馈线圈耦合度参数；发射端变换器22内还设置有板载芯片。具体的，发射端变换器22的作用是将电压进行转换，发射端变换器22本质上是一种AC‑DC转换器，可将电网的220V交流电压转变为稳定的48V直流电压进行输出，并将转换后的电压输出至发射端21；发射端21与接收端23之间还存在收发关系，通过发射端变换器22外接的2.4GHZ天线与接收端23的天线进行通讯来实现，发射端变换器22与接收端23进行通信就能够将线圈的耦合度参数进行反馈，线圈耦合度即两个线圈磁耦合的紧密程度，线圈耦合度参数的定义为两电感元件(发射端21与接收端23)间实际的互感(绝对值)与其最大极限值之比。发射端变换器22能够接收信号和传递信号，使接收端23与发射端21在进行耦合时提供重要的参数，此参数为线圈耦合度参数。

[0051] 作为可选的实施方式，如图2‑3所示，停机坪1包括开门组件11和甲板13；甲板13上包括有甲板Marker，甲板Marker能够使无人机3精准降落；开门组件11能够打开或关闭，并使甲板13隐藏或露出，开门组件11打开时，无人机3能够停放在甲板13上。具体的，甲板13上设置有多个甲板Marker，甲板Marker用于停放无人机3，甲板Marker主要用于无人机3精降，甲板13上设置有大尺寸的甲板Marker和小尺寸的甲板Marker，小尺寸的甲板Marker一端为无人机3机头的朝向。具体的，如图2‑4所示，开门组件11包括有滑盖12，滑盖12的数量优选设置为两个，分别为左滑盖121和右滑盖122，左滑盖121和右滑盖122能够分别向两边打开或向中间关闭，需要说明的是，滑盖12向两边打开或向中间关闭主要是用于对无人机3进行停放，并移动无人机3至指定位置，无人机3未停放在甲板13上时，滑盖12是闭合的(即左滑盖121与右滑盖122为抵接状态)，闭合时主要用于给停机坪1甲板13遮挡污秽，避免甲板13长时间暴露在外界风吹日晒雨淋。滑盖12向两边打开时，无人机3能够在甲板13上停放，无人机3停在甲板13上后，滑盖12会向中间进行关闭，可辅助无人机3移动至甲板13中部位置，起到一个方向上的对中作用，并且在无人机3充电的过程中进行限位，使设置在无人机3脚架上的接收端23保持固定不动，由发射端21进行移动与接收端23进行耦合，并进行充电。

[0052] 作为可选的实施方式，开门组件11包括滑盖12和滑轨(图中未示出)，滑盖12设置在滑轨上，滑盖12能够在滑轨上移动，并进行打开或关闭；滑盖12能够对甲板13进行保护，并能够辅助无人机3移动至甲板13中部将其固定。具体的，滑轨与滑盖12的数量设置相同，滑盖12的数量设置为两个，相对应的，滑轨的数量也设置为两个，滑盖12的移动主要是通过滑轨进行实现。具体的，滑轨设置在滑盖12的底部，滑盖12在向两边进行滑动时，使滑盖12滑动更流畅。

[0053] 作为可选的实施方式，如图5所示，停机坪1还包括传动组件14，传动组件14设置在甲板13内，传动组件14能够带动发射端21在甲板13内部进行移动，使发射端21与接收端23进行耦合，对无人机3进行充电；停机坪1上还设置有对中组件，对中组件能够使无人机3进行移动，接收端23也能够进行同步移动，接收端23能够与固定在停机坪1内部的发射端21进行耦合，并对无人机3进行充电；发射端21或接收端23仅有一个自由度。具体的，本发明中使发射端21与接收端23进行耦合有两种方案，一种方案为设置在停机坪1内的传动组件14使发射端21在甲板13内进行移动，与固定在无人机3上的接收端23进行耦合。传动组件14包括有电机15、发射端线圈板16和丝杆模组17，电机15和丝杆模组17固定连接，发射端线圈板16与丝杆模组17固定连接，电机15转动时，能够控制丝杆模组17进行移动，丝杆模组17进行移动时，能够控制发射端线圈板16进行同步移动，丝杆模组17为一个直线滑台，这就说明发射端21线圈只能在一个方向上进行移动，也就是说，发射端线圈板16只有一个自由度，具体的，电机15的种类众多，本发明中的电机15可以为步进电机15、伺服电机15等，但优选为步进电机15。另一种方案则是使用停机坪1上的对中组件是使接收端23进行移动，与固定在甲板13内的发射端21进行耦合。发射端21固定在停机坪1内部，对中组件设置在甲板13上，在无人机3停放在甲板13上后，对中组件能够使无人机3在甲板13上进行移动，由于接收端23设置在无人机3的脚架上，因此，无人机3进行移动就能够带动接收端23进行移动，寻找固定在停机坪1内部的发射端21，与发射端21进行耦合，耦合后进行充电。具体的，上述所述的两种方案为并列的方案，都是使发射端21与接收端23进行耦合，对无人机3进行充电，但在两种方案中优选为第一种，使设置在停机坪1内部的发射端21进行移动，与固定在停机坪1上的无人机3脚架上的接收端23进行耦合，使发射端21移动至最佳充电位置，并进行充电。具体的，使用设置在停机坪1内部的发射端21进行移动，避免了在停机坪1上使用对中组件进行移动，使结构更加紧凑，如果使用对中组件进行移动，会增加发射端21与接收端23之间耦合的难度，使接收端23进行移动，无人机3上也会进行同步移动，使无人机3进行移动所使用的动力会比设置在停机坪1内部的发射端21进行移动大得多。传动组件14结构简单，发射端21在进行移动时更加方便，传动组件14的设置会使发射端21与接收端23之间的耦合更加精确。

[0054] 作为可选的实施方式，无人机3充电系统上还设置有摄像组件(图中未示出)，摄像组件设置在停机坪1内，并能够定位无人机3的坐标，将发射端21线圈移动至接收端23线圈的所在位置。具体的，摄像组件作为一个辅助装置，在发射端21线圈寻找接收端23线圈的过程中，可使用设置在停机坪1内部的摄像组件进行辅助寻找，摄像组件基于视觉定位无人机的坐标，从而将发射端21线圈移动至无人机3脚架上接收端23线圈所在位置。

[0055] 实施例仅是一个特例，并不表明本发明就这样一种实现方式。

[0056] 实施例二：

[0057] 如图7所示，一种基于线圈耦合度反馈的自适应充电方法，采用实施例一中的无人机充电系统对无人机进行充电，无人机进行无线充电的具体步骤为：S100、无人机精准降落在甲板上，滑盖将无人机移动至甲板中部并将无人机进行固定；S200、发射端线圈来回移动寻找接收端线圈，通过发射端变换器所反馈的线圈耦合度参数来判断是否达到线圈耦合度参数的设定范围；若是，则直接执行S300步骤；若否，则循环S200步骤，直至线圈耦合度参数达到线圈耦合度参数的设定范围；S300、无人机开始充电。无人机停放在停机坪上的具体过程为：设置在甲板上的滑盖在滑轨上向两边打开，无人机在甲板Marker的作用下进行精准降落，无人机降落在甲板上后，滑盖会向中间进行关闭，在进行关闭的过程中会辅助无人机移动至甲板中部，对无人机的位置进行微调，在方向上起到一个对中的作用，并且将无人机进行固定(即将设置在无人机脚架上的接收端进行固定)。具体的，将接收端固定在甲板上方后，甲板内部的发射端会在传动组件的作用下进行移动，并且通过与发射端通信连接的发射端变换器所反馈的线圈耦合度参数来判断是否达到线圈耦合度参数的设定范围，发射端变换器的参数反馈是通过发射端与接收端之间存在收发关系进行实现，具体是通过发射端变换器外接的2.4GHZ天线与接收端的天线进行通讯来实现。发射端移动寻找到接收端后，发射端与接收端之间的线圈耦合度参数达到线圈耦合度参数的设定范围后就能够对无人机进行充电。具体的，线圈耦合度参数的设定范围为40‑60，40‑60是正对标准距离，此时的效率和功率是相对比较均衡的距离点。耦合度50以上是两线圈距离越来越近，此时耦合度会随着距离的减小而增大，当耦合度大于等于100时，是不能充电的。当耦合度在50以下是两线圈距离越来越远，此时耦合度会随着距离的增大而减小，当耦合度小于等于0时，是不能充电的。可以认为线圈耦合度在到达40‑60是最佳充电点。大于60可以认为距离偏大，小于40可以认为距离偏小。

[0058] 作为可选的实施方式，如图8所示，S200的具体步骤为：S210、通过PID算法计算出发射端线圈所需移动的距离；S220、发射端变换器向发射端、接收端发送耦合度命令，判断发射端线圈与接收端线圈是否存在耦合；若是，则执行S230步骤；若否，则执行S240步骤；S230、发射端线圈与接收端线圈存在耦合，则进入耦合阶段；并判断线圈耦合度参数是否在设定范围内；若是，则执行S300步骤；若否，则重新执行S210步骤；S240、发射端线圈与接收端线圈不存在耦合，则进入搜寻阶段；重新执行S210步骤，直至发射端线圈与接收端线圈存在耦合。具体的，发射端线圈在寻找接收端线圈的整个寻找过程分为两个部分，分别为搜索阶段和耦合阶段(通过PID算法计算移动距离)。发射端最开始会先发送获取耦合度命令，判断其与接收端之间是否存在耦合，若存在耦合，则进入耦合阶段；若不存在耦合，则进入搜索阶段。在搜索阶段下，当识别到发射端和接收端之间存在耦合，则进入耦合阶段，在耦合阶段下，当识别到线圈耦合度参数在40‑60之间，即认为对准，开始对无人机进行充电。

[0059] 作为可选的实施方式，如图9所示，S230的具体步骤为：S231、发射端线圈与接收端线圈存在耦合，并进入耦合阶段；S232、线圈耦合度参数在设定范围内；S233、发射端线圈与接收端线圈对准，发射端变换器向接收端发送充电命令。具体的，发射端与接收端之间进行耦合主要是根据线圈耦合度参数进行判定，线圈耦合度参数要在规定范围内才能够使发射端与接收端更好的耦合并对无人机进行充电。

[0060] 作为可选的实施方式，PID算法公式为：

[0061]

[0062] 其中，Kp为比例增益，Kp与比例度成倒数关系；T为积分时间常数；Td为微分时间常数；u(t)为PID控制器的输出信号；e(t)为给定值与测量值之差；t为当前时间，时间为自变量。在对发射端与接收端的位置进行定位时，使用的是PID算法对其进行定位，PID控制的实质就是根据输入的偏差值，按照比例、积分、微分的函数关系进行运算，运算结果用以控制输出。PID算法的原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点。使用PID算法对进行发射端所需移动的距离进行计算，使发射端进行更精准的位置移动。

[0063] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。