CN108319294A - 一种无人机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无人机控制方法，包括地面站和多台无人机，所述地面站具有本端数传模块，每台无人机具有独立的飞控模块，飞控模块上连接有对端数传模块，包括：设置本端数传模块与对端数传模块的数传参数处于同一频段下，使本端数传模块可与对端数传模块进行连接通信，本端数传模块和每个对端数传模块均具有独立的MAC地址；本发明旨在提供一种无人机控制方法，用于提高地面站的使用效率，降低通信复杂度，实现一个地面站应用与多台无人机之间的通信链路。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机控制方法。
背景技术
目前，随着近年来无人机产业的蓬勃发展，越来越多的新技术、新设备应用到了无人机系统上。其中通过遥控器控制无人机飞行操作简单、功能丰富。无人机在执行飞行任务的过程中，地面人员发出遥控指令，由接收机接收到来自遥控器的命令，使无人机做出相应的动作，如调整无人机姿态、移动到目标位置，从而完成既定的任务。为实现同一作业任务，采用一对一的方式通过自动飞行虽能解决问题，比人工操作更稳定可靠，但作业效率任然低下。若调用多架飞机以最短时间完成，此时又需要多个地面站应用跟多个飞机，设备与人工成本高昂。
发明内容
本发明旨在提供一种无人机控制方法，用于提高地面站的使用效率，降低通信复杂度，实现一个地面站应用与多台无人机之间的通信链路。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种无人机控制方法，包括地面站和多台无人机，所述地面站具有本端数传模块，每台无人机具有独立的飞控模块，飞控模块上连接有对端数传模块，包括：
S1：设置本端数传模块与对端数传模块的数传参数处于同一频段下，使本端数传模块可与对端数传模块进行连接通信，本端数传模块和每个对端数传模块均具有独立的MAC地址；
S2：地面站应用储存每个对端数传模块的MAC地址，并控制本端数传模块分时间片依次向目标对端数传模块发送配对请求，配对请求中包括本端数传模块的MAC地址和一个目标对端数传模块的MAC地址；
S3：目标对端数传模块接收配对请求并传输到目标飞控模块，完成配对；目标飞控模块控制目标对端数传模块向本端数传模块返回心跳包，本端数传模块接收心跳包并传输到地面站应用，心跳包中包括目标无人机的状态信息和配置信息及目标对端数传模块的MAC地址；
S4：检测地面站应用的用户账户下是否绑定有目标无人机的配置信息；
当用户账户下未绑定有目标无人机的配置信息，地面站应用丢弃目标飞控数传模块发送的心跳包；
当用户账户下绑定有目标无人机的配置信息，
若本端数传模块收到目标无人机第一次返回的心跳包，地面站应用根据心跳包内目标对端数传模块的MAC地址，建立相应的目标无人机管理程序，目标无人机管理程序内包括无人机镜像状态和命令控制程序，并反馈配对成功；
若本端数传模块收到目标无人机不是第一次返回的心跳包，地面站应用根据心跳包内目标数传模块的MAC地址，将心跳包添加到相应的目标无人机管理程序数据缓存区，以更新目标无人机状态信息；
S5：地面站应用显示已配对的所有无人机，通过记录和读取所有无人机的当前状态信息，向用户展示可操作命令，用户选择目标命令发送至目标无人机，控制目标无人机动作。
在一些实施例中，所述步骤S1中，还包括：所述本端数传模块和对端数传模块分别通过OTG或者USB接口与地面站和飞控模块在物理上连接。
在一些实施例中，所述步骤S2中，还包括：地面站应用使用协议封装包含配对请求的数据包，通过API方式将封装后的数据包由本端数传模块的串口广播出去。
在一些实施例中，所述步骤S3中，还包括：对端数传模块接收封装后的数据包并传输到飞控模块，判断封装后的数据包中的MAC地址是否与自身的MAC地址相同；
若相同，目标飞控模块通过协议解析校验封装后的数据包，获取本端数传模块的MAC地址并储存，并控制目标对端数传模块定时发送心跳包至本端数传模块；
若不同，目标飞控模块丢弃接收到的封装后的数据包。
在一些实施例中，所述步骤S2中，还包括：所述封装后的数据包还包括反馈指令，所述反馈指令用于指示目标无人机向地面站返回反馈信息，所述反馈信息用于指示目标无人机解析反馈指令成功或解析反馈指令失败。
在一些实施例中，所述步骤S2中，地面站应用控制本端数传模块广播封装后的数据包之后，还包括：
检测地面站与目标无人机之间是否存在通信障碍；
若地面站与目标无人机之间存在通信障碍，地面站应用控制本端数传模块重新广播封装后的数据包。
在一些实施例中，检测地面站与目标无人机是否存在通信障碍的方法，包括：
检测在预设时间段内是否收到目标无人机返回的反馈信息；
若在预设时间段内未收到目标无人机返回的反馈信息，则确定地面站与目标无人机之间存在通信障碍；
若在预设时间段内收到目标无人机返回的反馈信息，则检测反馈信息是否指示目标无人机解析反馈指令成功；
若反馈信息指示目标无人机解析反馈指令成功，则确定地面站与目标无人机之间不存在通信障碍；
若反馈信息指示目标无人机解析反馈指令失败，则确定地面站与目标无人机之间存在通信障碍。
在一些实施例中，所述步骤S5中，还包括：
地面站应用建立每个目标无人机的状态镜像和命令控制中心；
用户选择目标无人机和目标命令；
对应的目标无人机管理程序根据目标对端数传模块的MAC地址与命令规则，创建命令数据包，命令数据包中包括反馈命令；
地面站应用获取命令数据包并存储在发送缓存区，控制本端数传模块发送命令数据包；
目标对端数传模块收到命令数据传输至目标飞控模块，并反馈命令数据包处理结果至地面站应用。
在一些实施例中，本端数传模块发送命令数据包之后，还包括：
检测在预设时间段内是否收到目标无人机返回的处理结果；
若在预设时间段内未收到目标无人机返回的处理结果，地面站应用控制本端数传模块重新发送命令数据包；
若在预设时间段内收到目标无人机返回的处理结果，并反馈目标无人机命令处理失败，地面站应用控制本端数传模块重新发送命令数据包。
在一些实施例中，所述地面站应用发送处理结果到用户账户下，以供用户账户查看。
本发明公开的无人机控制方法，和地面站与无人机实行一对一通信的现有技术相比，本发明公开的地面站，可以在储存的列表中选取多台目标无人机，从而实现一个地面站对多台无人机的控制，使得地面站在某一台无人机不需要发送控制指令时，可以向其他无人机发送控制指令，提高了地面站的使用效率；降低了地面站应用与多台无人机进行通信的复杂度，从而提高地面站应用与多台无人机之间的通信效率。
附图说明
图1是实施例1方法流程图；
图2是实施例2方法流程图；
图3是实施例3方法流程图；
图4是实施例4方法流程图；
图5是实施例5方法流程图；
图6是实施例6方法流程图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1，如图1所示，本发明公开的一种无人机控制方法，包括地面站和多台无人机，所述地面站具有本端数传模块，每台无人机具有独立的飞控模块，飞控模块上连接有对端数传模块，包括：
步骤S1，设置本端数传模块与对端数传模块的数传参数处于同一频段下，使本端数传模块可与对端数传模块进行连接通信，本端数传模块和每个对端数传模块均具有独立的MAC地址。将一个地面站数传与多个飞控端的数传参数(包含HP、CM、ID及其他参数，除开MAC地址)全部设为一致，即全部处于同一频段下，则一个地面站的数传可对多个飞控端数传进行连接通信。将需要配对的数传参数设为同一频段，则可相互接收信息。
步骤S2中，地面站应用储存每个对端数传模块的MAC地址，并控制本端数传模块分时间片依次向目标对端数传模块发送配对请求，配对请求中包括本端数传模块的MAC地址和一个目标对端数传模块的MAC地址。对端数传模块的MAC地址可以以列表的方式存储，从而便于地面站在列表中查找MAC地址对应的无人机。地面站在列表中的无人机选取至少两台目标无人机，目标无人机为地面站要控制的无人机，列表中的无人机均可以与地面站建立通信链路。从而向各台目标无人机发送配对请求，使得各台目标无人机能够接收配对请求。
步骤S3中，目标对端数传模块接收配对请求并传输到目标飞控模块，完成配对；目标飞控模块控制目标对端数传模块向本端数传模块返回心跳包，本端数传模块接收心跳包并传输到地面站应用，心跳包中包括目标无人机的状态信息和配置信息及目标对端数传模块的MAC地址。状态信息可以包括目标无人机当前的运动状态、地理坐标、飞行高度、飞行速度和飞行加速度等数据中的一种或几种。
步骤S4中，检测地面站应用的用户账户下是否绑定有目标无人机的配置信息；
当用户账户下未绑定有目标无人机的配置信息，地面站应用丢弃目标飞控数传模块发送的心跳包；
当用户账户下绑定有目标无人机的配置信息，
若本端数传模块收到目标无人机第一次返回的心跳包，地面站应用根据心跳包内目标对端数传模块的MAC地址，建立相应的目标无人机管理程序，目标无人机管理程序内包括无人机镜像状态和命令控制程序，并反馈配对成功；
若本端数传模块收到目标无人机不是第一次返回的心跳包，地面站应用根据心跳包内目标数传模块的MAC地址，将心跳包添加到相应的目标无人机管理程序数据缓存区，以更新目标无人机状态信息；
步骤S5中，地面站应用显示已配对的所有无人机，通过记录和读取所有无人机的当前状态信息，向用户展示可操作命令，用户选择目标命令发送至目标无人机，控制目标无人机动作。
实施例2，如图2所示，其中，本端数传模块和对端数传模块分别通过OTG或者USB接口与地面站和飞控模块在物理上连接，以使地面站与无人机建立通信链路。
具体地，在步骤S2中，地面站应用使用协议封装包含配对请求的数据包，通过API方式将封装后的数据包由本端数传模块的串口广播出去。
实施例3，如图3所示，在一些实施例中，在步骤S3中，对端数传模块接收封装后的数据包并传输到飞控模块，判断封装后的数据包中的MAC地址是否与自身的MAC地址相同；
若相同，目标飞控模块通过协议解析校验封装后的数据包，获取本端数传模块的MAC地址并储存，并控制目标对端数传模块定时发送心跳包至本端数传模块；
若不同，目标飞控模块丢弃接收到的封装后的数据包。
容易理解的，步骤S2中，封装后的数据包还包括反馈指令，反馈指令用于指示目标无人机向地面站返回反馈信息，反馈信息用于指示目标无人机解析反馈指令成功或解析反馈指令失败。
实施例4，如图4所示，其中，在步骤S2，地面站应用控制本端数传模块广播封装后的数据包之后，还包括：
检测地面站与目标无人机之间是否存在通信障碍；
若地面站与目标无人机之间存在通信障碍，地面站应用控制本端数传模块重新广播封装后的数据包。
具体地，检测地面站与目标无人机是否存在通信障碍的方法，包括：
检测在预设时间段内是否收到目标无人机返回的反馈信息；
若在预设时间段内未收到目标无人机返回的反馈信息，则确定地面站与目标无人机之间存在通信障碍；
若在预设时间段内收到目标无人机返回的反馈信息，则检测反馈信息是否指示目标无人机解析反馈指令成功；
若反馈信息指示目标无人机解析反馈指令成功，则确定地面站与目标无人机之间不存在通信障碍；
若反馈信息指示目标无人机解析反馈指令失败，则确定地面站与目标无人机之间存在通信障碍。
实施例5，如图5所示，具体地，在步骤S5中，还包括：
地面站应用建立每个目标无人机的状态镜像和命令控制中心；
用户选择目标无人机和目标命令；
对应的目标无人机管理程序根据目标对端数传模块的MAC地址与命令规则，创建命令数据包，命令数据包中包括反馈命令；
地面站应用获取命令数据包并存储在发送缓存区，控制本端数传模块发送命令数据包；
目标对端数传模块收到命令数据传输至目标飞控模块，并反馈命令数据包处理结果至地面站应用。
实施例6，如图6所示，在一些实施例中，本端数传模块发送命令数据包之后，还包括：
检测在预设时间段内是否收到目标无人机返回的处理结果；
若在预设时间段内未收到目标无人机返回的处理结果，地面站应用控制本端数传模块重新发送命令数据包；
若在预设时间段内收到目标无人机返回的处理结果，并反馈目标无人机命令处理失败，地面站应用控制本端数传模块重新发送命令数据包。
在一些实施例中，地面站应用发送处理结果到用户账户下，以供用户账户查看。
本发明公开的无人机控制方法，和地面站与无人机实行一对一通信的现有技术相比，本发明公开的地面站，可以在储存的列表中选取多台目标无人机，从而实现一个地面站对多台无人机的控制，使得地面站在某一台无人机不需要发送控制指令时，可以向其他无人机发送控制指令，提高了地面站的使用效率；降低了地面站应用与多台无人机进行通信的复杂度，从而提高地面站应用与多台无人机之间的通信效率。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种无人机控制方法，包括地面站和多台无人机，所述地面站具有本端数传模块，每台无人机具有独立的飞控模块，飞控模块上连接有对端数传模块，其特征在于，包括：
S1：设置本端数传模块与对端数传模块的数传参数处于同一频段下，使本端数传模块可与对端数传模块进行连接通信，本端数传模块和每个对端数传模块均具有独立的MAC地址；
S2：地面站应用储存每个对端数传模块的MAC地址，并控制本端数传模块分时间片依次向目标对端数传模块发送配对请求，配对请求中包括本端数传模块的MAC地址和一个目标对端数传模块的MAC地址；
S3：目标对端数传模块接收配对请求并传输到目标飞控模块，完成配对；目标飞控模块控制目标对端数传模块向本端数传模块返回心跳包，本端数传模块接收心跳包并传输到地面站应用，心跳包中包括目标无人机的状态信息和配置信息及目标对端数传模块的MAC地址；
S4：检测地面站应用的用户账户下是否绑定有目标无人机的配置信息；
当用户账户下未绑定有目标无人机的配置信息，地面站应用丢弃目标飞控数传模块发送的心跳包；
当用户账户下绑定有目标无人机的配置信息，
若本端数传模块收到目标无人机第一次返回的心跳包，地面站应用根据心跳包内目标对端数传模块的MAC地址，建立相应的目标无人机管理程序，目标无人机管理程序内包括无人机镜像状态和命令控制程序，并反馈配对成功；
若本端数传模块收到目标无人机不是第一次返回的心跳包，地面站应用根据心跳包内目标数传模块的MAC地址，将心跳包添加到相应的目标无人机管理程序数据缓存区，以更新目标无人机状态信息；
S5：地面站应用显示已配对的所有无人机，通过记录和读取所有无人机的当前状态信息，向用户展示可操作命令，用户选择目标命令发送至目标无人机，控制目标无人机动作。
2.根据权利要求1所述的一种无人机控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，还包括：所述本端数传模块和对端数传模块分别通过OTG或者USB接口与地面站和飞控模块在物理上连接。
3.根据权利要求1所述的一种无人机控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，还包括：地面站应用使用协议封装包含配对请求的数据包，通过API方式将封装后的数据包由本端数传模块的串口广播出去。
4.根据权利要求3所述的一种无人机控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，还包括：对端数传模块接收封装后的数据包并传输到飞控模块，判断封装后的数据包中的MAC地址是否与自身的MAC地址相同；
若相同，目标飞控模块通过协议解析校验封装后的数据包，获取本端数传模块的MAC地址并储存，并控制目标对端数传模块定时发送心跳包至本端数传模块；
若不同，目标飞控模块丢弃接收到的封装后的数据包。
5.根据权利要求3所述的一种无人机控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，还包括：所述封装后的数据包还包括反馈指令，所述反馈指令用于指示目标无人机向地面站返回反馈信息，所述反馈信息用于指示目标无人机解析反馈指令成功或解析反馈指令失败。
6.根据权利要求5所述的一种无人机控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，地面站应用控制本端数传模块广播封装后的数据包之后，还包括：
检测地面站与目标无人机之间是否存在通信障碍；
若地面站与目标无人机之间存在通信障碍，地面站应用控制本端数传模块重新广播封装后的数据包。
7.根据权利要求6所述的一种无人机控制方法，其特征在于，检测地面站与目标无人机是否存在通信障碍的方法，包括：
检测在预设时间段内是否收到目标无人机返回的反馈信息；
若在预设时间段内未收到目标无人机返回的反馈信息，则确定地面站与目标无人机之间存在通信障碍；
若在预设时间段内收到目标无人机返回的反馈信息，则检测反馈信息是否指示目标无人机解析反馈指令成功；
若反馈信息指示目标无人机解析反馈指令成功，则确定地面站与目标无人机之间不存在通信障碍；
若反馈信息指示目标无人机解析反馈指令失败，则确定地面站与目标无人机之间存在通信障碍。
8.根据权利要求1所述的一种无人机控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，还包括：
地面站应用建立每个目标无人机的状态镜像和命令控制中心；
用户选择目标无人机和目标命令；
对应的目标无人机管理程序根据目标对端数传模块的MAC地址与命令规则，创建命令数据包，命令数据包中包括反馈命令；
地面站应用获取命令数据包并存储在发送缓存区，控制本端数传模块发送命令数据包；
目标对端数传模块收到命令数据传输至目标飞控模块，并反馈命令数据包处理结果至地面站应用。
9.根据权利要求8所述的一种无人机控制方法，其特征在于，本端数传模块发送命令数据包之后，还包括：
检测在预设时间段内是否收到目标无人机返回的处理结果；
若在预设时间段内未收到目标无人机返回的处理结果，地面站应用控制本端数传模块重新发送命令数据包；
若在预设时间段内收到目标无人机返回的处理结果，并反馈目标无人机命令处理失败，地面站应用控制本端数传模块重新发送命令数据包。
10.根据权利要求8-9任一所述的一种无人机控制方法，其特征在于：所述地面站应用发送处理结果到用户账户下，以供用户账户查看。
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