RU2523613C2 - Remote control over drone and drone system - Google Patents
Remote control over drone and drone system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523613C2 RU2523613C2 RU2012138868/11A RU2012138868A RU2523613C2 RU 2523613 C2 RU2523613 C2 RU 2523613C2 RU 2012138868/11 A RU2012138868/11 A RU 2012138868/11A RU 2012138868 A RU2012138868 A RU 2012138868A RU 2523613 C2 RU2523613 C2 RU 2523613C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uav
- flight
- drone
- data
- control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая группа изобретений относится к средствам измерения и управления для широкого класса беспилотных систем, и в частности для беспилотных авиационных систем.The proposed group of inventions relates to measuring and control means for a wide class of unmanned systems, and in particular for unmanned aircraft systems.
При создании беспилотных авиационных систем, имеющих полетное время 3 и более часов, возникает необходимость осуществления полета к посадочной позиции с учетом изменения давления атмосферы в месте ее расположения.When creating unmanned aerial systems having a flight time of 3 or more hours, it becomes necessary to fly to a landing position, taking into account changes in atmospheric pressure at its location.
Известны система и способ дистанционного управления полетом БПЛА (USA Patent 6,377,875 от 23.04.2002г). Согласно этому способу осуществляют полет БПЛА по заранее запрограммированной траектории, когда необходимо осуществлять дистанционное управление полетом БПЛА.A known system and method for remote control of UAV flight (USA Patent 6,377,875 from 04/23/2002). According to this method, UAVs fly along a pre-programmed path when it is necessary to remotely control UAV flight.
Недостаток этого способа состоит в том, что информация о давлении атмосферы на посадочной позиции БПЛА не учитывается при полете БПЛА к посадочной позиции. Это существенно снижает возможность безаварийной посадки/спасения БПЛА.The disadvantage of this method is that information about the atmospheric pressure at the UAV landing position is not taken into account when flying UAVs to the landing position. This significantly reduces the possibility of an accident-free landing / rescue UAV.
В основу изобретения положено решение задачи повышения безопасности полета БПЛА в беспилотных авиационных системах.The basis of the invention is the solution to the problem of improving the safety of UAV flight in unmanned aircraft systems.
Поставленная цель достигается тем, что в способе дистанционного управления полетом БПЛА с пункта управления посредством передачи управляющих данных на БПЛА по радиоканалу и передачи полетных данных от БПЛА на пункт управления, при котором осуществляют полет БПЛА по заранее запрограммированной траектории, когда необходимо, осуществляют дистанционное управление полетом БПЛА, согласно изобретению, определяют давление атмосферы на посадочной позиции БПЛА, передают данные о давлении атмосферы на посадочной позиции БПЛА от пункта управления на БПЛА через радиоканал, с учетом этих данных определяют на борту БПЛА барометрическую высоту полета относительно посадочной позиции БПЛА, по которой осуществляют управление высотой полета БПЛА.This goal is achieved by the fact that in the method of remote control of UAV flight from the control point by transmitting control data to the UAV over the air and transmitting flight data from the UAV to the control point, in which UAVs fly along a pre-programmed path, when necessary, remote flight control is performed UAVs, according to the invention, determine the atmospheric pressure at the UAV landing position, transmit data on the atmospheric pressure at the UAV landing position from the control point In the UAV via a radio channel, taking into account these data, the barometric flight altitude relative to the UAV landing position, on which the UAV flight altitude is controlled, is determined on board the UAV.
Описанный способ дистанционного управления полетом БПЛА реализуется с помощью беспилотной авиационной системы, содержащей БПЛА, пункт управления, с посадочной позицией БПЛА, соединенные между собой посредством радиоканала, согласно изобретению, пункт управления выполнен с возможностью определения и передачи на БПЛА по радиоканалу данных о давлении атмосферы на посадочной позиции БПЛА, а БПЛА выполнен с возможностью автономного управления полетом с учетом этих данных.The described method for the remote control of UAV flight is implemented using an unmanned aerial system containing UAVs, a control point, with a UAV landing position, interconnected via a radio channel, according to the invention, the control point is configured to detect and transmit atmospheric pressure data to the UAV via a radio channel UAV landing position, and UAV is made with the possibility of autonomous flight control, taking into account these data.
Заявленное изобретение иллюстрируется приложенными графическими материалами, на которых изображено:The claimed invention is illustrated by the attached graphic materials, which depict:
- Фиг.1. - Блок-схема беспилотной авиационной системы.- Figure 1. - Block diagram of an unmanned aircraft system.
- Фиг.2. - Траектория полета в вертикальной плоскости.- Figure 2. - The flight path in a vertical plane.
- Фиг.3. - Траектория полета в горизонтальной плоскости.- Figure 3. - Flight path in the horizontal plane.
Согласно предложенному способу дистанционного управления полетом БПЛА с пункта управления посредством передачи управляющих данных на БПЛА по радиоканалу и передачи полетных данных от БПЛА на пункт управления, при котором осуществляют полет БПЛА по заранее запрограммированной траектории, когда необходимо, осуществляют дистанционное управление полетом БПЛА, определяют давление атмосферы на посадочной позиции БПЛА, передают данные о давлении атмосферы на посадочной позиции БПЛА от пункта управления на БПЛА через радиоканал, с учетом этих данных определяют на борту БПЛА барометрическую высоту полета относительно посадочной позиции БПЛА, по которой осуществляют управление высотой полета БПЛА.According to the proposed method for remote control of UAV flight from a control point by transmitting control data to the UAV over the air and transmitting flight data from the UAV to a control point at which UAVs fly along a pre-programmed path, when necessary, remote control of UAV flight is performed, atmospheric pressure is determined at the UAV landing position, transmit data on the atmospheric pressure at the UAV landing position from the control point to the UAV through the radio channel, taking into account the These data determine on board the UAV the barometric flight altitude relative to the UAV landing position, by which the UAV flight altitude is controlled.
Беспилотная авиационная система (см. фиг.1) содержит БПЛА 1 и пункт управленияUnmanned aircraft system (see figure 1) contains a
2.2.
БПЛА 1 содержит бортовые датчики 3, вычислитель траекторного управления 4, средства связи 5, автопилот 6. Вычислитель траекторного управления 4 содержит средства для запоминания полетных данных (заданной траектории полета) 7.
Пункт управления 2 содержит посадочную позицию 8, комплекс связи 9, метеостанцию 10, спутниковую навигационную систему 11, пост управления 12.
Первый и второй выходы бортовых датчиков 3 соединены с первыми входами вычислителя траекторного управления 4 и автопилота 6 соответственно. Первый и второй выходы средств связи 5 соединены со вторыми входами вычислителя траекторного управления 4 и автопилота 6 соответственно. Первый и второй входы средств связи 5 соединены с первым выходом блока траекторного управления 4 и третьим выходом бортовых датчиков 3 соответственно. Второй выход вычислителя траекторного управления 4 соединен с третьим входом автопилота 6. Средства связи 5 осуществляют связь (прием/передачу информации) с пунктом управления 2.The first and second outputs of the on-
Выходы метеостанции 10, спутниковой навигационной системы 11 соединены с первым и вторым входами поста управления 12 соответственно. Первый и второй выходы поста управления 12 соединены со входами посадочной позиции 8 и комплекса связи 9 соответственно. Выход комплекса связи 9 соединен с третьим входом поста управления 12. Комплекс связи 9 осуществляет связь (прием/передачу информации) с БПЛА 1.The outputs of the
Возможность осуществления изобретения иллюстрируется на примере беспилотной авиационной системы. Этот пример не должен рассматриваться ни как ограничивающий объем изобретения, ни как предпочтительная для всех случаев форма его реализации.The possibility of carrying out the invention is illustrated by the example of an unmanned aircraft system. This example should not be construed either as limiting the scope of the invention or as the preferred form of its implementation for all cases.
В спутниковой навигационной системе 11 формируются координаты местоположения пункта управления 2 с позицией спасения 8.In the
Метеостанция 10 выдает давление атмосферы.
В посте управления 12, содержащем рабочее место оператора, осуществляется планирование траектории полета БПЛА 1. При планировании траектории полета БПЛА 1 вводятся координаты позиций пуска и посадки БПЛА, координаты, высоты промежуточных пунктов маршрута (ППМ), конечного пункта маршрута (КПМ), способ управления (маршрутный, путевой, комбинированный), исходя из полетного задания, например, мониторинга определенных объектов.In
Траектория полета, в виде массива полетных данных (МПД), передается через комплекс связи 9 на БПЛА 1 в процессе предполетной подготовки. Указанный МПД поступает через средства связи 5 на средства для запоминания полетных данных 7, где запоминается.The flight path, in the form of an array of flight data (MTD), is transmitted through
Также в процессе предполетной подготовки на БПЛА 1 передаются данные о давлении атмосферы с метеостанции 10 через пост управления 12 и комплекс связи 9. Указанные данные поступают через средства связи 5 на средства для запоминания полетных данных 7, где запоминаются.Also, in the process of preflight preparation,
В процессе полета в посте управления 12 при необходимости могут формироваться сигналы дистанционного управления в виде заданных значений: угла курса, высоты полета, приборной скорости, которые поступают через канал связи (блоки 9, 5) на автопилот 6. Также в процессе полета на БПЛА 1 передаются: данные о текущем давлении атмосферы с метеостанции 10 через пост управления 12 и комплекс связи 9.During the flight, in the
Бортовые датчики 3 содержат датчики аэрометрической информации: (статическое, полное давление) и датчики навигационной информации: текущие координаты местоположения БПЛА, параметры углового положения, угловых скоростей и ускорений.
С выхода 1 блока 3 поступают на вход блока траекторного управления 4 параметры:From the
- статическое давление;- static pressure;
- полное давление;- total pressure;
- температура воздушного потока;- air flow temperature;
- текущие координаты местоположения БПЛА.- current UAV location coordinates.
С выхода 2 блока 3 поступают на вход автопилота 6 параметры:From the
- параметры углового положения, угловых скоростей и ускорений. В средствах для запоминания полетных данных 7 хранятся: координаты местоположения ППМ, КПМ и посадочной позиции 8, способ управления (маршрутный, путевой, комбинированный), данные о направлении ветровых возмущений, высота круга (Фиг.2), введенные при предполетной подготовке БПЛА 1. При пролете КПМ в блоке 7, по разовой команде с блока 4, осуществляется запоминание текущих данных о давлении атмосферы на позиции спасение БПЛА, поступающих с метеостанции 10, через блок 12, канал связи (блоки 9, 5) и блок 4. В случае потери связи с пунктом управления до пролета КПМ в блоке 7 осуществляется, по разовой команде с блока 4, запоминание последних, переданных по каналу связи данных о давлении атмосферы на посадочной позиции БПЛА 8.- parameters of the angular position, angular velocities and accelerations. The means for storing
В блоке 4 формируются: абсолютная барометрическая высота, барометрическая высота относительно посадочной позиции, скоростной напор и приборная скорость, поступающие на автопилот 6. Барометрическая высота полета относительно посадочной позиции формируется по данным о: статическом давлении и температуре с блока 3, давлении атмосферы на посадочной позиции с блока 7 и параметрам «стандартной атмосферы», также хранящихся в блоке 7.In
В блоке траекторного управления 4 в соответствии с данными, хранящимися в блоке 7, формируются сигналы траекторного управления БПЛА 1, поступающие на автопилот 6:In the block of
- режим полета (маршрут, возврат, посадка);- flight mode (route, return, landing);
- в боковом канале - заданный угол курса;- in the side channel - a given angle of course;
- в продольном канале - заданное значение абсолютной барометрической высоты полета в режиме Маршрут, заданное значение вертикального смещения (отклонение текущего значения относительной барометрической высоты от заданного) в режиме Возврат, заданное значение относительной барометрической высоты полета в режиме Посадка;- in the longitudinal channel - the set value of the absolute barometric altitude in the Route mode, the specified value of the vertical displacement (deviation of the current value of the relative barometric altitude from the set) in the Return mode, the set value of the relative barometric altitude in the Landing mode;
- в канале скорости - заданное значение приборной скорости. Траектория полета БПЛА 1 включает участок полета в режиме Маршрут,включающего ППМ, КПМ, участок полета в режиме Возврат: от КПМ до выхода БПЛА на «посадочный курс» (направление полосы посадочной позиции БПЛА) и участок полета в режиме «Посадка» - после выхода на «посадочный курс».- in the speed channel - the set value of the instrument speed. The
Траектория полета в режиме Возврат в вертикальной плоскости представляет собой снижение в точку, отстоящую на 1-2 км по горизонтали от точки 3-го разворота до высоты «круга» (100-200 м) (Фиг.2).The flight path in the Return mode in the vertical plane represents a decrease to a point that is 1-2 km horizontal from the third turn point to the height of the "circle" (100-200 m) (Figure 2).
В режиме Возврат в горизонтальной плоскости осуществляется выход в точку, отстоящую на заданной дальности (2-4 км) от посадочной позиции 8 с заданным направлением (посадочной полосы) на нее (Фиг.3).In the Return mode in the horizontal plane, an exit is made to a point spaced at a given distance (2-4 km) from
Формирование заданного угла курса для реализации такой траектории осуществляется в блоке 4 на основе комбинированного способа управления и с использованием данных о текущем положении БПЛА с блока 3, координатах местоположения посадочной позиции 8 и направлении посадочной полосы с блока 7. Полет в точку 3-го разворота, по касательной к окружности 3-4-го разворотов, осуществляется по кратчайшему расстоянию (путевой способ траекторного управления), далее осуществляются 3-й и 4-й развороты с выходом БПЛА в точку, отстоящую на заданной дальности от посадочной позиции БПЛА и с направлением на посадочную позицию БПЛА.The formation of a predetermined course angle for the implementation of such a trajectory is carried out in
В режиме «Посадка» заданный угол курса задается равным «посадочному курсу», в продольном канале осуществляется снижение до полосы посадочной позиции БПЛА. При этом на завершающем участке снижения (с высоты 30 м) управление по высоте осуществляется путем отработки (в автопилоте 6) заданной относительной барометрической высоты, формируемой в блоке 4 в виде экспоненциально убывающей функции. В канале скорости осуществляется снижение приборной скорости до минимального значения.In the “Landing” mode, the set course angle is set equal to the “landing course”, in the longitudinal channel, the UAV is lowered to the strip of the landing position. At the same time, at the final section of descent (from a height of 30 m), height control is carried out by working out (in autopilot 6) the specified relative barometric height, which is formed in
В автопилоте 6 штатно реализуется автономный режим отработки управляющих сигналов с блока 4 с учетом признака режима полета (Маршрут, Возврат, Посадка).In
При поступлении на второй вход автопилота 6 сигналов дистанционного управления (режим полета, заданные курс, высота, приборная скорость) с блока 5, автопилот 6 переходит в режим дистанционного управления с отработкой указанных сигналов.Upon receipt of the
Полунатурная отработка системы показала ее эффективность.The semi-natural testing of the system showed its effectiveness.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138868/11A RU2523613C2 (en) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | Remote control over drone and drone system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138868/11A RU2523613C2 (en) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | Remote control over drone and drone system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012138868A RU2012138868A (en) | 2014-03-20 |
RU2523613C2 true RU2523613C2 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=50279930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012138868/11A RU2523613C2 (en) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | Remote control over drone and drone system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2523613C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2612898C1 (en) * | 2015-09-21 | 2017-03-13 | Армен Ованесович Кочаров | Navigation system of aircraft plane en-route operation in arctic areas |
RU2652167C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-04-25 | Армен Ованесович Кочаров | Arctic system of ground transport driving and navigation support |
RU2712716C2 (en) * | 2015-09-29 | 2020-01-30 | Эйрбас Дефенс Энд Спэйс Гмбх | Unmanned aerial vehicle and method of safe landing of unmanned aerial vehicle |
RU2744226C1 (en) * | 2017-09-07 | 2021-03-03 | Гуанчжоу Иксэркрафт Текнолоджи Ко., Лтд. | Method and device for unmanned aircraft flight area planning and remote control panel |
WO2022164885A1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-08-04 | American Robotics, Inc. | Methods and systems for performing remote pre-flight inspections of drone aircraft |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4017718A (en) * | 1976-02-09 | 1977-04-12 | Lear Siegler, Inc. | Altitude control system for drones |
US7962253B1 (en) * | 2007-01-24 | 2011-06-14 | Rockwell Collins, Inc. | Integrated barometric altitude and satellite altitude-based vertical navigation system |
RU2011123531A (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-20 | Владимир Евгеньевич Куликов | METHOD FOR REMOTE CONTROL OF UNMANNED AIRCRAFT FLIGHT AND UNMANNED AIRCRAFT SYSTEM |
EP2644240A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-02 | Parrot | Altitude estimator for rotary-wing drone with multiple rotors |
-
2012
- 2012-09-10 RU RU2012138868/11A patent/RU2523613C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4017718A (en) * | 1976-02-09 | 1977-04-12 | Lear Siegler, Inc. | Altitude control system for drones |
US7962253B1 (en) * | 2007-01-24 | 2011-06-14 | Rockwell Collins, Inc. | Integrated barometric altitude and satellite altitude-based vertical navigation system |
RU2011123531A (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-20 | Владимир Евгеньевич Куликов | METHOD FOR REMOTE CONTROL OF UNMANNED AIRCRAFT FLIGHT AND UNMANNED AIRCRAFT SYSTEM |
EP2644240A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-02 | Parrot | Altitude estimator for rotary-wing drone with multiple rotors |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2612898C1 (en) * | 2015-09-21 | 2017-03-13 | Армен Ованесович Кочаров | Navigation system of aircraft plane en-route operation in arctic areas |
RU2712716C2 (en) * | 2015-09-29 | 2020-01-30 | Эйрбас Дефенс Энд Спэйс Гмбх | Unmanned aerial vehicle and method of safe landing of unmanned aerial vehicle |
RU2652167C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-04-25 | Армен Ованесович Кочаров | Arctic system of ground transport driving and navigation support |
RU2744226C1 (en) * | 2017-09-07 | 2021-03-03 | Гуанчжоу Иксэркрафт Текнолоджи Ко., Лтд. | Method and device for unmanned aircraft flight area planning and remote control panel |
WO2022164885A1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-08-04 | American Robotics, Inc. | Methods and systems for performing remote pre-flight inspections of drone aircraft |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012138868A (en) | 2014-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2857195C (en) | Wind calculation system using constant bank angle turn | |
US10507917B2 (en) | Apparatuses and methods for gesture-controlled unmanned aerial vehicles | |
US8626361B2 (en) | System and methods for unmanned aerial vehicle navigation | |
Barton | Fundamentals of small unmanned aircraft flight | |
Nonami | Prospect and recent research & development for civil use autonomous unmanned aircraft as UAV and MAV | |
US9495877B2 (en) | Airspace deconfliction system and method | |
EP1307797B1 (en) | Intuitive vehicle and machine control | |
CN103176476B (en) | Autonomous approach route planning method for gliding unmanned aerial vehicles | |
RU2523613C2 (en) | Remote control over drone and drone system | |
Jang et al. | Automation of small UAVs using a low cost MEMS sensor and embedded computing platform | |
KR101501528B1 (en) | System and method for unmanned aerial vehicle collision avoidance | |
CN103294064A (en) | Autopilot flight control system | |
US10055999B2 (en) | Method and device for generating a resulting setpoint trajectory of an aircraft, related computer program product and aircraft | |
KR20140052978A (en) | Control computer for an unmanned vehicle | |
TW201612068A (en) | Unmanned aerial vehicle autonomous flight computer system and control method | |
RU2475802C1 (en) | Method of drone remote control and drone system | |
US20110022250A1 (en) | Helicopter autopilot | |
Ramos et al. | Autonomous flight experiment with a robotic unmanned airship | |
Majumder et al. | Cloud based control for unmanned aerial vehicles | |
US20230121187A1 (en) | Processing system, unmanned aerial vehicle, and flight route designation method | |
US20080300740A1 (en) | GPS autopilot system | |
WO2020197417A1 (en) | Rail tunnel transit system for unmanned aerial vehicles | |
RU2685572C2 (en) | Aircraft navigation and pilotage system | |
RU2590229C2 (en) | System of measuring spatial distribution of parameters of atmosphere | |
Puls et al. | Outdoor position estimation and autonomous landing algorithm for quadrocopters using a wireless sensor network |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150911 |