(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211359154.0 (22)申请日 2022.11.02 (71)申请人 众芯汉创 （北京） 科技有限公司 地址 100193 北京市海淀区东北旺西路8号 5号楼一层12 9室 (72)发明人 曹世鹏　 (74)专利代理 机构 北京清控智云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11919 专利代理师 林淡如 (51)Int.Cl. G01R 31/382(2019.01) G01R 31/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) B64C 39/02(2006.01)G06F 17/10(2006.01) (54)发明名称 一种无人机的电池续 航性能管理评估系统 (57)摘要 本发明提供了一种无人机的电池续航性能 管理评估系统， 电池续航性能管 理评估系统包括 服务器、 无人机、 任务设定模块、 电池监控模块、 环境采样模块、 评估模块； 任务设定模块用于接 收操作者设定的任务数据， 并根据任务数据分析 完成巡检任务所需的续航代价， 环 境采样模块用 于对无人机的飞行环境进行数据的采集， 电池监 控模块采集无人机的电池数据， 评估模块根据任 务设定模块、 电池监控模块的数据， 对无人机的 续航能力进行评估。 本发明通过评估模块与环境 采样模块、 任务采集模块的相互配合， 使得无人 机在巡检过程中的电池消耗量 以及续航能力进 行评估， 使得整个系统具有巡航智能程度高、 能 动态对无 人机的状态进行续 航评估的优点。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115407215 A 2022.11.29 CN 115407215 A 1.一种无人机的电池续航性 能管理评估系统， 所述电池续航性 能管理评估系统包括服 务器、 以及无人机， 其特征在于， 所述电池续航性能管理评估系统还包括任务设定模块、 电 池监控模块、 环境采样模块、 评估 模块； 所述服务器分别与所述任务设定模块、 所述电池监控模块、 所述环境采样模块和所述 评估模块连接； 所述任务设定模块用于接收操作者设定的任务数据， 并根据任务数据分析完成巡检任 务所需的续航代价， 所述环境采样模块用于对所述无人机的飞行环境进行数据的采集， 所 述电池监控模块采集所述无人机的电池数据， 所述评估模块根据所述任务设定模块、 所述 电池监控 模块的数据， 对所述无 人机的续 航能力进行评估； 所述任务设定模块包括任务设定单元、 以及分析单元， 所述任务设定单元用于接收所 述操作者设定的巡检路线和无人机的承载重量， 所述分析单元根据所述巡检路线和承载重 量对无人机的固有续 航进行分析； 所述任务设定单元包括任务采集器、 巡检路线生成器， 所述任务采集器用于采集所述 无人机的任务数据， 所述巡检路线生成器根据所述任务采集器的任务数据生成巡检路线 Path； 其中， 所述巡检路线Path包括 起点、 终点、 以及至少两个巡检关键点； 所述分析单元获取所述任务数据、 巡检线路的起点、 终点、 以及至少两个巡检关键点， 并计算所述巡检路线Path的巡检代价Cost： 式中， Q0为所述无人机 单位距离内损耗的电量， g为所述起点到第一个巡检关键点的距 离， h为最后一个关键点到终点的距离， ri为相邻两个巡检关键点之间的距离， N为巡检关键 点的数量， Q返为所述无 人机降落在停靠平台时所损耗的电量。 2.根据权利要求1所述的一种无人机的电池续航性 能管理评估系统， 其特征在于， 所述 电池监控模块包括电池槽、 电池监控单元， 所述电池槽用于存放无人机的电池， 所述电池监 控单元用于对电池的电量进行监控； 所述电池监控单元包括电池监控器、 损耗评估子单元， 所述电池监控器用于检测所述 电池的电池容量， 所述损耗评估子单元根据所述电池监控器的数据对当前的耗电量进 行评 估； 所述损耗评估子单元获取一个采样周期中所述电池监控器检测得到的电池电量百分 比Battery0， 并计算一个采样周期中损耗的荷电状态值C harge： 式中， Bready为无人机电池的额定容量， 单位为： 安培 ·小时， 可由无人机的采用的电池 类型直接获得，  I （t） 为所述无 人机工作时的电流； Sup ple为补偿系数， 满足： 式 中 ， η2为放电 补偿 系数 ， 满足 ： η2=0 .9 8 ， η1为温 度补偿 系数 ， 满足 ：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115407215 A 2式中， b为单位转换系数， T0为无人机电池运行的标准温度， Tem为无人机当前的环境温 度， 其值由环境采样模块 直接测得。 3.根据权利要求2所述的一种无人机的电池续航性 能管理评估系统， 其特征在于， 所述 环境采样模块包括环境检测单元、 以及风向评估单元， 所述环境检测单元用于检测所述无 人机所处的环境数据， 所述风向评估单元根据所述环境数据对无人机所处的环境进行评 估； 其中， 所述环境数据包括温度、 风向和风速； 所述环境检测单元包括温度传感器、 风速传感器、 数据存储器、 以及数据交互器， 所述 温度传感器用于对所述无人机所处的环境温度进 行检测， 所述风速传感器用于检测无人机 所处位置的风速， 所述数据存 储器用于存 储所述温度传感器和风速传感器所测得的数据； 其中， 所述数据交互器用于将所述数据存储器中的温度 数据向所述损耗评估子单元进 行传输。 4.根据权利要求3所述的一种无人机的电池续航性 能管理评估系统， 其特征在于， 所述 风向评估单元获取所述环境检测单元测得的环境数据， 并根据所述环境数据计算所述无人 机单位距离内损耗的电量 Q0： 式中， v为无人机巡检时的实时位置的风速， 其值根据风速传感器直接测得， D为巡检过 程中的无人机的空气阻力， L为巡检过程中的无人机的升力， Wt为无人机的承载重 量， τ1为无 人机提供升力的螺旋桨效率， τ2为无人机的电子调速器的效率， τ3为无人机处于 续航状态的 电机效率， Cx为阻力系数， CL为升力系数， ρ 为空气密度， S为无 人机机翼的参 考面积。 5.根据权利要求4所述的一种无人机的电池续航性 能管理评估系统， 其特征在于， 所述 评估模块 获取所述任务设定模块计算得到的巡检代价Cost、 所述电池监控模块计算得到的 一个采样周期中损耗的荷电状态值Charge， 对所述无人机的续航能力Allow进行评估， 满 足： 式中， times为巡检过程中采样周期的个数； 若续航能力Allow低于设定的安全阈值safety， 则中断巡检任务， 并触发对无人机进行 降落或停靠降落平台。 6.根据权利要求5所述的一种无人机的电池续航性 能管理评估系统， 其特征在于， 所述权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115407215 A 3