基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)、北斗導(dǎo)航通訊領(lǐng)域，尤其涉及基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)及方法。該基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，包括地面監(jiān)控系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)；地面監(jiān)控系統(tǒng)包括第一北斗導(dǎo)航通訊模塊；無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)包括第二北斗導(dǎo)航通訊模塊；第一北斗導(dǎo)航通訊模塊與第二北斗導(dǎo)航通訊模塊通過(guò)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊，用于將地面監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)信息通過(guò)第一北斗導(dǎo)航通訊模塊傳輸給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，再由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的第二北斗導(dǎo)航通訊模塊。上述系統(tǒng)不易受到地形、建筑物的遮擋，穩(wěn)定性好。使用該基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)及方法可以有效的監(jiān)控?zé)o人機(jī)作業(yè)。
【專利說(shuō)明】基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)、北斗導(dǎo)航通訊領(lǐng)域，尤其涉及基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)人機(jī)是一種利用無(wú)線電遙控設(shè)備和機(jī)載飛控系統(tǒng)操縱的不載人飛機(jī)。廣泛用于偵察、地形測(cè)繪等領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)在起飛現(xiàn)場(chǎng)，多采用數(shù)據(jù)線上傳飛行任務(wù)。飛行任務(wù)上傳之后，無(wú)人機(jī)將按照上傳的飛行任務(wù)進(jìn)行作業(yè)。在作業(yè)過(guò)程中，需要根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的情況隨時(shí)更改飛行任務(wù)，即通過(guò)無(wú)線電遙控設(shè)備遠(yuǎn)程向無(wú)人機(jī)上傳飛行任務(wù)更改信息。
[0004]然而，地面無(wú)線電臺(tái)的傳輸極易受到地形、建筑物等的遮擋以及受傳輸距離的限制，當(dāng)無(wú)人機(jī)飛行到地形起伏大、森林等作業(yè)環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)人機(jī)與無(wú)線電遙控設(shè)備的通訊中斷，不能有效的監(jiān)控?zé)o人機(jī)作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)及方法，以解決上述問(wèn)題。
[0006]一種基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，包括地面監(jiān)控系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)；地面監(jiān)控系統(tǒng)包括第一北斗導(dǎo)航通訊模塊；無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)包括第二北斗導(dǎo)航通訊模塊；第一北斗導(dǎo)航通訊模塊與第二北斗導(dǎo)航通訊模塊通過(guò)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊，用于將地面監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)信息通過(guò)第一北斗導(dǎo)航通訊模塊傳輸給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，再由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的第二北斗導(dǎo)航通訊模塊。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳方法，包括如下步驟:
[0008]第一北斗導(dǎo)航通訊模塊將地面監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)變更信息通過(guò)第一北斗導(dǎo)航通訊模塊傳輸給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；
[0009]由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將飛行任務(wù)變更信息發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的第二北斗導(dǎo)航通訊模塊；
[0010]第二北斗導(dǎo)航通訊模塊將飛行任務(wù)變更信息發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于:該基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)及方法包括地面監(jiān)控系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)，其中地面監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置有第一北斗導(dǎo)航通訊模塊，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有第二北斗導(dǎo)航通訊模塊。地面監(jiān)控系統(tǒng)將預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)更改信息通過(guò)第一北斗導(dǎo)航通訊模塊以短報(bào)文的方式傳輸給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，再由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的第二北斗導(dǎo)航通訊模塊，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)接收到該飛行任務(wù)更改信息后，根據(jù)該飛行任務(wù)更改信息更新飛行任務(wù)并按照更新后的飛行任務(wù)作業(yè)。由于地面監(jiān)控系統(tǒng)與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)之間的通訊采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文通訊技術(shù)通訊，該通訊技術(shù)可在全國(guó)范圍內(nèi)全天候提供通訊服務(wù)，不易受到地形、建筑物的遮擋，穩(wěn)定性好。通過(guò)該通訊技術(shù)連接地面監(jiān)控系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)，可以有效的監(jiān)控?zé)o人機(jī)作業(yè)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過(guò)具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，包括地面監(jiān)控系統(tǒng)101和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)107 ;地面監(jiān)控系統(tǒng)101包括第一北斗導(dǎo)航通訊模塊102 ;無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)107包括第二北斗導(dǎo)航通訊模塊104 ;地面監(jiān)控系統(tǒng)101預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)變更信息通過(guò)第一北斗導(dǎo)航通訊模塊102傳輸給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)103，再由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)103發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)107的第二北斗導(dǎo)航通訊模塊104。
[0016]該無(wú)人機(jī)通訊和控制系統(tǒng)包括地面監(jiān)控系統(tǒng)101和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)107，其中地面監(jiān)控系統(tǒng)101設(shè)置有第一北斗導(dǎo)航通訊模塊102，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)107內(nèi)設(shè)置有第二北斗導(dǎo)航通訊模塊104。地面監(jiān)控系統(tǒng)101將預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)更改信息通過(guò)第一北斗導(dǎo)航通訊模塊102以短報(bào)文的方式傳輸給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)103，再由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)103發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的第二北斗導(dǎo)航通訊模塊104，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)107接收到該飛行任務(wù)更改信息后，根據(jù)該飛行任務(wù)更改信息更新飛行任務(wù)并按照更新后的飛行任務(wù)作業(yè)。由于地面監(jiān)控系統(tǒng)101與無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)107之間的通訊采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文通訊技術(shù)通訊，該通訊技術(shù)可在全國(guó)范圍內(nèi)全天候提供通訊服務(wù)，不易受到地形、建筑物遮擋，穩(wěn)定性好。通過(guò)該通訊技術(shù)連接地面監(jiān)控系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)，可以有效的控制無(wú)人機(jī)作業(yè)。
[0017]另外，由于無(wú)人機(jī)采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)與地面監(jiān)控系統(tǒng)之間信息的傳輸，無(wú)人機(jī)上安裝有第二北斗導(dǎo)航通訊模塊104，該模塊體積小、重量輕、成本低，適合于普通民用無(wú)人機(jī)。其中，飛行任務(wù)變更信息包括飛行路徑信息、航線信息、曝光點(diǎn)位信息、航攝范圍信息、降落地點(diǎn)信息。例如在無(wú)人機(jī)作業(yè)過(guò)程中，需要更改無(wú)人機(jī)的飛行路徑時(shí)，地面監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)作業(yè)區(qū)域的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)制定出更改后的飛行路徑后，將該飛行路徑加密打包通過(guò)第一北斗導(dǎo)航通訊模塊以短報(bào)文通訊技術(shù)發(fā)送給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)再將該飛行路徑發(fā)送給與第一北斗通信模塊匹配的第二通訊模塊，實(shí)現(xiàn)飛行路徑的實(shí)時(shí)上傳。
[0018]為了確保無(wú)人機(jī)按照預(yù)定的飛行路徑飛行，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括單頻GPS模塊105和處理器108 ;單頻GPS模塊105與處理器108連接，用于將接收到的GPS導(dǎo)航信息發(fā)送到處理器108中進(jìn)行聯(lián)合解算，為無(wú)人機(jī)提供導(dǎo)航信息。其中單頻GPS模塊包括集成在飛控系統(tǒng)上的單頻GPS處理單元和位于無(wú)人機(jī)外的單頻GPS天線。
[0019]為了確保無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)的穩(wěn)定，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括IMU模塊106 ；IMU模塊106與處理器108連接，，用于將接收到的加速度和角速度信息發(fā)送到處理器108中進(jìn)行聯(lián)合解算，為無(wú)人機(jī)提供姿態(tài)信息。
[0020]進(jìn)一步，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括空速管110 ;空速管110與處理器108電連接，用于將檢測(cè)得到的空氣速度、大氣壓力發(fā)送給處理器，為無(wú)人機(jī)提供空速和氣壓高度。
[0021]進(jìn)一步，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括相機(jī)和云臺(tái)，具備控制相機(jī)曝光和云臺(tái)控制的功能；相機(jī)和云臺(tái)分別與處理器電連接；無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)發(fā)出曝光脈沖控制相機(jī)曝光，云臺(tái)用于使相機(jī)保持豎直向下拍攝。當(dāng)飛機(jī)姿態(tài)變化時(shí)，云臺(tái)及時(shí)調(diào)整，使相機(jī)保持豎直向下。例如無(wú)人機(jī)俯仰角度或橫滾角度變化時(shí)，云臺(tái)內(nèi)自帶的調(diào)整機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)整相機(jī)的角度，使相機(jī)處于豎直向下的拍攝角度。當(dāng)無(wú)人機(jī)的偏航角度發(fā)生變化時(shí)，慣性測(cè)量單元檢測(cè)到無(wú)人機(jī)的偏航角度信息并將該信息發(fā)送給處理器，處理器根據(jù)該偏航角度信息得到云臺(tái)調(diào)整指令并將該云臺(tái)調(diào)整指令發(fā)送給云臺(tái)，云臺(tái)根據(jù)該云臺(tái)調(diào)整指令調(diào)整云臺(tái)的角度，使相機(jī)保持豎直向下的拍攝角度。
[0022]其中，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)器109 ;存儲(chǔ)器109與處理器108電連接，用于存儲(chǔ)無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)。即無(wú)人機(jī)得到的任何信息均會(huì)存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器內(nèi)。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種使用上述上傳系統(tǒng)的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳方法，如圖2所示，包括如下步驟:
[0024]S201，第一北斗導(dǎo)航通訊模塊將地面監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)變更信息通過(guò)第一北斗導(dǎo)航通訊模塊傳輸給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；
[0025]S202，由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將飛行任務(wù)變更信息發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的第二北斗導(dǎo)航通訊模塊；
[0026]S203，第二北斗導(dǎo)航通訊模塊將飛行任務(wù)變更信息發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，其特征在于，包括地面監(jiān)控系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)； 所述地面監(jiān)控系統(tǒng)包括第一北斗導(dǎo)航通訊模塊；所述無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)包括第二北斗導(dǎo)航通訊模塊；所述第一北斗導(dǎo)航通訊模塊與所述第二北斗導(dǎo)航通訊模塊通過(guò)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊，用于將所述地面監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)變更信息通過(guò)所述第一北斗導(dǎo)航通訊模塊傳輸給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，再由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送給所述無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的第二北斗導(dǎo)航通訊模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行任務(wù)變更信息包括飛行路徑信息、航線信息、曝光點(diǎn)位信息、航攝范圍信息、降落地點(diǎn)信息等。
3.如權(quán)利要求2所述的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括單頻GPS模塊和處理器； 所述單頻GPS模塊與所述處理器連接，用于將接收到的GPS導(dǎo)航信息發(fā)送到所述處理器中進(jìn)行聯(lián)合解算，為無(wú)人機(jī)提供導(dǎo)航信息。
4.如權(quán)利要求3所述的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括IMU模塊； 所述IMU模塊與所述處理器連接，用于將接收到的加速度和角速度信息發(fā)送到所述處理器中進(jìn)行聯(lián)合解算，為所述無(wú)人機(jī)提供姿態(tài)信息。
5.如權(quán)利要求4所述的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括空速管； 所述空速管與所述處理器電連接，用于將檢測(cè)得到的空氣速度、大氣壓力發(fā)送給所述處理器，為無(wú)人機(jī)提供空速和氣壓高度。
6.如權(quán)利要求5所述的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)還包括相機(jī)和云臺(tái)； 所述相機(jī)和所述云臺(tái)分別與所述處理器電連接；所述無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)控制相機(jī)曝光，所述云臺(tái)用于使所述相機(jī)保持豎直向下的拍攝角度。
7.如權(quán)利要求6所述的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)，其特征在于，還包括存儲(chǔ)器； 所述存儲(chǔ)器與所述處理器連接，用于存儲(chǔ)無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)。
8.一種使用如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的基于北斗通訊的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程任務(wù)上傳系統(tǒng)的上傳方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一北斗導(dǎo)航通訊模塊將地面監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)設(shè)的飛行任務(wù)變更信息通過(guò)所述第一北斗導(dǎo)航通訊模塊傳輸給北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)； 由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將所述飛行任務(wù)變更信息發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的第二北斗導(dǎo)航通訊模塊； 所述第二北斗導(dǎo)航通訊模塊將所述飛行任務(wù)變更信息發(fā)送給所述無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H04B7/185GK103532613SQ201310500730
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】李英成, 丁曉波, 劉飛, 劉沛, 薛艷麗 申請(qǐng)人:中測(cè)新圖(北京)遙感技術(shù)有限責(zé)任公司