專利名稱：無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及飛行控制系統(tǒng)，特別是無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，而地面控制站作為無人機(jī)的大腦核心，集實(shí)時采集、分析遙測數(shù)據(jù)、發(fā)送遙控指令、自動導(dǎo)航、實(shí)時監(jiān)控飛行數(shù)據(jù)、實(shí)時顯示飛行數(shù)據(jù)，動態(tài)顯示探測現(xiàn)場環(huán)境以及遙測經(jīng)緯度數(shù)據(jù)實(shí)時記錄等功能于一體的多功能綜合系統(tǒng)，是無人機(jī)系統(tǒng)的核心組成部分，直接影響整個系統(tǒng)的性能。無人機(jī)大多工作于野外山區(qū)或海洋等復(fù)雜環(huán)境，探測飛行區(qū)域較大，飛行距離遠(yuǎn)，對地面控制站系統(tǒng)要求較高，而傳統(tǒng)無人機(jī)地面控制站系統(tǒng)各模塊間集成度低，大多數(shù)情況下是現(xiàn)場將要使用的模塊臨時組合起來調(diào)試使用，攜帶不方便，安裝接線過程繁瑣，各模塊極容易損壞，飛行調(diào)試過程相對復(fù)雜，且高空遠(yuǎn)距離遙控效果不夠穩(wěn)定不夠理想，也無法開發(fā)出更多使用功能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種功能全面，攜帶方便，易于野外復(fù)雜環(huán)境下快速架設(shè)快速回收，性能良好、結(jié)實(shí)耐用的無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案:一種無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)，包括控制計(jì)算機(jī)以及分別與其連接的飛行控制模塊、數(shù)字傳輸模塊、圖像傳輸模塊、視覺視頻單元、監(jiān)控模塊單元，數(shù)字傳輸模塊與第一定向/全向增益天線連 接，圖像傳輸模塊與第二定向/全向增益天線連接；飛行控制模塊與控制計(jì)算機(jī)相互通信，由控制計(jì)算機(jī)收/發(fā)出的控制信號傳送至飛行控制模塊，再由控制計(jì)算機(jī)把數(shù)字控制信號傳輸至數(shù)字傳輸模塊，由數(shù)字傳輸模塊負(fù)責(zé)將數(shù)字控制信號通過第一定向/全向增益天線以無線電發(fā)射至空中無人機(jī)；圖像傳輸模塊通過第二定向/全向增益天線接收到無人機(jī)實(shí)時作業(yè)數(shù)據(jù)圖像后傳輸至控制計(jì)算機(jī)，由控制計(jì)算機(jī)將信號分配至視覺視頻單元，無人機(jī)飛行實(shí)時數(shù)據(jù)由監(jiān)控模塊單元進(jìn)行實(shí)時收集，并將收集的數(shù)據(jù)輸入至控制計(jì)算機(jī)。還包括地面站控制箱，所述控制箱的外箱體為三防外箱體。所述的三防外箱體為ABS工程塑料混合聚丙烯異分子材料，成分為丙烯腈一丁二烯一苯乙烯塑料。云臺操作和控制計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備分別與控制計(jì)算機(jī)相連接。該系統(tǒng)由實(shí)現(xiàn)從無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)接收遙測數(shù)據(jù)，并發(fā)送控制命令的數(shù)字傳輸模塊，接收無人機(jī)機(jī)載任務(wù)云臺相機(jī)、攝像機(jī)或其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集圖片圖像視頻數(shù)據(jù)的圖像傳輸模塊，地面站控制計(jì)算機(jī)控制無人機(jī)完成自動導(dǎo)航、航線任務(wù)規(guī)劃、飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控、無人機(jī)作業(yè)遙測數(shù)據(jù)處理，保證控制計(jì)算機(jī)正常工作的外圍設(shè)備、電力系統(tǒng)及為各模塊提供安裝載體的三防外箱體組成。[0012]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:[0013]1、本便攜式地面控制站外箱體采用ABS工程塑料混合聚丙烯異分子材料，成分為丙烯腈一丁二烯一苯乙烯塑料，具有防水、防火和抗震以及極強(qiáng)的抗壓能力并通過IP67認(rèn)證的三防安全箱體，所有模塊設(shè)備均安裝在安全箱體內(nèi)，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境下保護(hù)箱體內(nèi)各個部件的安全工作，結(jié)實(shí)耐用；[0014]2、本便攜式地面控制站采用抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、自動跳頻、誤碼錯碼率極低的雙向數(shù)字傳輸電臺和專門針對遠(yuǎn)距離傳輸而設(shè)計(jì)的高性能高質(zhì)量的無線圖像傳輸系統(tǒng)，地面控制站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了飛行數(shù)據(jù)下載和控制命令上傳，具有實(shí)時航跡顯示、航線規(guī)劃、飛行狀態(tài)監(jiān)控與控制、虛擬儀表顯示當(dāng)前飛行狀態(tài)和實(shí)時顯示無人機(jī)當(dāng)前姿態(tài)信息判斷無人機(jī)飛行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了高空遠(yuǎn)距離自動導(dǎo)航飛行，提高了操作飛行的可靠性；[0015]3、本便攜式地面控制站的顯示屏采用軍工級高亮度液晶屏，相對于傳統(tǒng)液晶屏可以在白天野外環(huán)境下清楚看清當(dāng)前遙測數(shù)據(jù)，圖像傳輸模塊接收/發(fā)射設(shè)備通過視頻換算壓縮算法減少空中傳輸延時問題，信號到達(dá)地面站圖像傳輸接收模塊后進(jìn)行高清還原計(jì)算，并顯示在顯示屏上從而得到無人機(jī)實(shí)時傳回的作業(yè)視頻數(shù)據(jù)及無人機(jī)仿真駕駛視覺感受。[0016]本實(shí)用新型具有優(yōu)良的便攜性和機(jī)動性，而且野外作業(yè)架設(shè)快速簡單、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、功能齊全，能應(yīng)用于固定翼、旋翼、多旋翼、滑翔機(jī)、飛艇等各種無人飛行器，并在功能強(qiáng)大的同時，優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，結(jié)實(shí)耐用，使用起來靈活方便，安裝維修容易。


[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)組成方框圖。
具體實(shí)施方式
[0018]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但不是對本實(shí)用新型的限定。[0019]實(shí)施例:[0020]如圖1所示，一種無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)，包括控制計(jì)算機(jī)I以及分別與其連接的飛行控制模塊2、數(shù)字傳輸模塊3、圖像傳輸模塊4、視覺視頻單元6、監(jiān)控模塊單元7，數(shù)字傳輸模塊3與第一定向/全向增益天線21連接，圖像傳輸模塊4與第二定向/全向增益天線連接22?！0021]飛行控制模塊2與控制計(jì)算機(jī)I相互通信，內(nèi)含控制軟件的控制計(jì)算機(jī)I收/發(fā)出的控制信號傳送至飛行控制模塊2，再由控制計(jì)算機(jī)I把數(shù)字控制信號傳輸至數(shù)字傳輸模塊3，由數(shù)字傳輸模塊3負(fù)責(zé)將數(shù)字控制信號通過第一定向/全向增益天線21以無線電發(fā)射至空中無人機(jī)；圖像傳輸模塊4接收到無人機(jī)實(shí)時作業(yè)數(shù)據(jù)圖像后通過第二定向/全向增益天線22傳輸至控制計(jì)算機(jī)1，由控制計(jì)算機(jī)I將信號分配至視覺視頻單元6，控制計(jì)算機(jī)1、飛行控制模塊2、數(shù)字傳輸模塊3、圖像傳輸模塊4設(shè)置在地面站控制箱23中；[0022]地面站各個單元模塊供電由電源電力系統(tǒng)5提供，該電源系統(tǒng)能使用內(nèi)置電源及外接交流電供給控制計(jì)算機(jī)1、飛行控制模塊2、數(shù)字傳輸模塊3、圖像傳輸模塊4、視覺視頻單元6、監(jiān)控模塊單元7，電源電力系統(tǒng)5設(shè)置在地面站控制箱23中；無人機(jī)飛行實(shí)時數(shù)據(jù)由監(jiān)控模塊單元7進(jìn)行實(shí)時收集，并將收集的數(shù)據(jù)輸入至控制計(jì)算機(jī)I，監(jiān)控模塊單元7設(shè)置在地面站控制箱23中。具體地，數(shù)字傳輸模塊3包括數(shù)據(jù)接收/發(fā)射模塊12和與所述數(shù)據(jù)接收/發(fā)射模塊12連接的第一濾波放大器模塊11，數(shù)據(jù)接收/發(fā)射模塊12與控制計(jì)算機(jī)I連接，第一濾波放大器模塊11與第一定向/全向增益天線21連接，數(shù)據(jù)接收/發(fā)射模塊12、第一濾波放大器模塊11設(shè)置在地面站控制箱23內(nèi)。圖像傳輸模塊4包括圖像接收/解碼模塊16和與圖像接收/解碼模塊16相連的第二濾波放大器模塊15，圖像接收/解碼模塊16與控制計(jì)算機(jī)I連接，第二濾波放大器模塊15與第二定向/全向增益天線22連接，第二濾波放大器模塊15、圖像接收/解碼模塊16設(shè)置在地面站控制箱23內(nèi)。監(jiān)控模塊單元7包括飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控 模塊13和與飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊13連接的監(jiān)控顯示屏14，飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊13與控制計(jì)算機(jī)I連接，飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊13、監(jiān)控顯示屏14設(shè)置在地面站控制箱23內(nèi)。視覺視頻單元6包括圖像放大器17和與圖像放大器17相連接的圖像顯示屏18，圖像放大器17與控制計(jì)算機(jī)I連接，圖像放大器17、圖像顯示屏18設(shè)置在地面站控制箱23內(nèi)。顯示屏采用軍工級高亮度液晶屏，相對于傳統(tǒng)液晶屏可以在白天野外環(huán)境下清楚看清當(dāng)前遙測數(shù)據(jù)，圖像傳輸模塊接收/發(fā)射設(shè)備通過視頻換算壓縮算法減少空中傳輸延時問題，信號到達(dá)地面站圖像傳輸接收模塊后進(jìn)行高清還原計(jì)算，并顯示在顯示屏上從而得到無人機(jī)實(shí)時傳回的作業(yè)視頻數(shù)據(jù)及無人機(jī)仿真駕駛視覺感受。飛行控制模塊2包括與控制計(jì)算機(jī)I相連接的定位模塊8、姿態(tài)解算模塊9和數(shù)據(jù)采集模塊10，定位模塊8、姿態(tài)解算模塊9和數(shù)據(jù)采集模塊10設(shè)置在地面站控制箱23內(nèi)，本例的定位模塊8為GPS定位模塊。電源電力系統(tǒng)5包括電池組19和交流電源組20，并與控制計(jì)算機(jī)1、飛行控制模塊2、數(shù)字傳輸模塊3、圖像傳輸模塊4、視覺視頻單元6、監(jiān)控模塊單元7相連接提供電力。云臺操作和控制計(jì)算機(jī)I的外圍設(shè)備分別與控制計(jì)算機(jī)I相連接。地面站控制箱23的外箱體為三防外箱體，三防外箱體為ABS工程塑料混合聚丙烯異分子材料，成分為丙烯腈一丁二烯一苯乙烯塑料，具有防水、防火和抗震以及極強(qiáng)的抗壓能力并通過IP67認(rèn)證的三防安全箱體，所有模塊設(shè)備均安裝在安全箱體內(nèi)，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境下保護(hù)箱體內(nèi)各個部件的安全工作，結(jié)實(shí)耐用。本便攜式地面控制站采用抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、自動跳頻、誤碼錯碼率極低的雙向數(shù)字傳輸電臺和專門針對遠(yuǎn)距離傳輸而設(shè)計(jì)的高性能高質(zhì)量的無線圖像傳輸系統(tǒng)，地面控制站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了飛行數(shù)據(jù)下載和控制命令上傳，具有實(shí)時航跡顯示、航線規(guī)劃、飛行狀態(tài)監(jiān)控與控制、虛擬儀表顯示當(dāng)前飛行狀態(tài)和實(shí)時顯示無人機(jī)當(dāng)前姿態(tài)信息判斷無人機(jī)飛行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了高空遠(yuǎn)距離自動導(dǎo)航飛行，提高了操作飛行的可靠性，能應(yīng)用于固定翼、旋翼、多旋翼、滑翔機(jī)、飛艇等各種無人飛行器。
權(quán)利要求1.一種無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)，其特征在于:包括控制計(jì)算機(jī)以及分別與其連接的飛行控制模塊、數(shù)字傳輸模塊、圖像傳輸模塊、視覺視頻單元、監(jiān)控模塊單元，數(shù)字傳輸模塊與第一定向/全向增益天線連接，圖像傳輸模塊與第二定向/全向增益天線連接； 飛行控制模塊與控制計(jì)算機(jī)相互通信，由控制計(jì)算機(jī)收/發(fā)出的控制信號傳送至飛行控制模塊，再由控制計(jì)算機(jī)把數(shù)字控制信號傳輸至數(shù)字傳輸模塊，由數(shù)字傳輸模塊負(fù)責(zé)將數(shù)字控制信號通過第一定向/全向增益天線以無線電發(fā)射至空中無人機(jī)；圖像傳輸模塊通過第二定向/全向增益天線接收到無人機(jī)實(shí)時作業(yè)數(shù)據(jù)圖像后傳輸至控制計(jì)算機(jī)，由控制計(jì)算機(jī)將信號分配至視覺視頻單元，無人機(jī)飛行實(shí)時數(shù)據(jù)由監(jiān)控模塊單元進(jìn)行實(shí)時收集，并將收集的數(shù)據(jù)輸入至控制計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)字傳輸模塊包括數(shù)據(jù)接收/發(fā)射模塊和與所述數(shù)據(jù)接收/發(fā)射模塊連接的第一濾波放大器模塊，數(shù)據(jù)接收/發(fā)射模塊與控制計(jì)算機(jī)連接，第一濾波放大器模塊與第一定向/全向增益天線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)，其特征在于:所述的圖像傳輸模塊包括圖像接收/解碼模塊和與圖像接收/解碼模塊相連的第二濾波放大器模塊，圖像接收/解碼模塊與控制計(jì)算機(jī)連接，第二濾波放大器模塊與第二定向/全向增益天線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)，其特征在于:所述的飛行控制模塊包括與控制計(jì)算機(jī)相連接的定位模塊、姿態(tài)解算模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)，其特征在于:還包括地面站控制箱，所述控制箱的外 箱體為三防外箱體。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無人機(jī)單兵便攜地面控制站系統(tǒng)，包括控制計(jì)算機(jī)以及分別與其連接的飛行控制模塊、數(shù)字傳輸模塊、圖像傳輸模塊、視覺視頻單元、監(jiān)控模塊單元，數(shù)字傳輸模塊與第一定向/全向增益天線連接，圖像傳輸模塊與第二定向/全向增益天線連接；由控制計(jì)算機(jī)收/發(fā)出的控制信號傳送至飛行控制模塊，再由控制計(jì)算機(jī)把數(shù)字控制信號傳輸至數(shù)字傳輸模塊，該模塊負(fù)責(zé)將數(shù)字控制信號通過無線電發(fā)射至空中無人機(jī)；圖像傳輸模塊接收到無人機(jī)實(shí)時作業(yè)數(shù)據(jù)圖像后傳輸至控制計(jì)算機(jī)，無人機(jī)飛行實(shí)時數(shù)據(jù)由監(jiān)控模塊單元進(jìn)行實(shí)時收集，并將收集的數(shù)據(jù)輸入至控制計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型具有攜帶方便，易于野外復(fù)雜環(huán)境下快速架設(shè)快速回收，性能良好、結(jié)實(shí)耐用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G05B19/418GK203117728SQ20122064860
公開日2013年8月7日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者李承鋒, 李偉, 蘇偉, 趙恩澤, 董剛 申請人:桂林鑫鷹電子科技有限公司