CN102637023A - 基于3g、gprs手机通讯的远程无人机集群控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机技术领域，提供了一种基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法及系统，通过把手机通讯模块集成到飞行控制计算机板卡里，每架无人机设置独立唯一的电子识别码，只要开机通电，就会把无人机当前相关信息发送到远程控制中心，每次飞行必须向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划等信息，通过手机通讯模块发送到无人机操作端。这样，无人机无总部控制指令，将无法飞行。每架无人机的状态也将反馈到控制中心，并且可以和国家相关监管部门联网数据共享，从而起到统一监管调度作用。另外，现场操作人员无需具备设置航路点等专业知识，使普通人简单培训即可操作无人机，解决了无人机飞行控制人员短缺的矛盾。

Description

基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法及系统

技术领域

本发明属于无人机技术领域，特别涉及一种基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法及系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。目前大部分民用无人机控制是通过地面站和无人机之间无线数传电台直接进行数据通讯，再通过地面站软件编辑飞行计划并上传到无人机飞行控制器。

单个个体无人机无总部统一控制，自行可任意设置和飞行，不利于国家空中管制部门监管，对国家机密和空中交通安全构成威胁，而且通讯距离受电台功率的限制，一般仅为几十公里，自身使用性能也较差。

发明内容

本发明提供了一种基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法，旨在解决单个个体无人机无总部统一控制，自行可任意设置和飞行，不利于国家空中管制部门监管，对国家机密和空中交通安全构成威胁，而且通讯距离受电台功率的限制，一般仅为几十公里，自身使用性能也较差的问题。

本发明的目的在于提供一种基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法，该方法包括以下步骤：

首先把手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里，并设置独立唯一的电子识别码；

将3G、GPRS手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到计算机板卡里，并对无人机设置唯一的电子识别码，对无人机进行监管调度；

开机通电，即可把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到远程控制中心；

无人机每次飞行时，向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划信息，并通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机。

进一步，该方法还可以如下实现：

将手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里，并设置独立唯一的电子识别码，对无人机进行监管调度；

远程控制中心包括计算机、数据传输模块和控制器，实现手动或自动发出控制指令，由姿态控制子系统接收，实现无人机的起降控制和工作模式的转换；

无人机每次飞行时，向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划等信息，并通过机载数据通讯链发送到手机通讯模块与计算机板卡集成模块的无人机端，无人机无总部控制指令，将无法飞行；

无人机飞行时，开机通电，即可把无人机当前相关信息经手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到机载数据通讯链再发送到远程控制中心；

地面系统将接收到的无人机发送的实时状态信息进行处理，监控跟踪无人机的各项运行参数，确保运行过程的安全可控。

进一步，每架无人机的状态也将反馈到控制中心，并且可以和国家相关监管部门联网进行数据共享，统一监管调度。

本发明实施例的另一目的在于提供一种基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制系统，该系统包括：

飞行控制计算机板卡的设置单元，用于把3G、GPRS手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里，并设置独立唯一的电子识别码。

开机通电单元，用于把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到远程控制中心。

远程控制中心控制单元，用于无人机每次飞行时，必须向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划等信息，并通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机操作端。

信息反馈及共享单元，该单元用于将每架无人机的状态反馈到控制中心，并可以和国家相关监管部门联网进行数据共享。

进一步，所述飞行控制计算机板卡的设置单元21包括：

手机通讯模块与计算机板卡集成模块，用于把3G、GPRS等手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里；

电子识别码设置模块，用于对无人机设置独立唯一的电子识别码，通过电子识别码可以知道是哪一架无人机。

进一步，所述远程控制中心控制单元包括：

许可指令申请模块，用于在无人机每次飞行时，向远程控制中心申请许可指令；

航路计划等信息设置模块，用于控制中心统一设置航路计划等信息；

信息发送模块，用于将控制中心统一设置的航路计划等信息，通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机操作端。

进一步，所述信息反馈及共享单元包括：

状态反馈模块，用于将每架无人机的状态反馈到控制中心，无人机无总部控制指令，将无法飞行；

数据分享模块，用于和国家相关监管部门联网进行数据共享。

进一步，所述远程无人机集群控制系统还包括远程控制单元，所述远程控制单元包括：

计算机和控制器模块，用于处理和存储由信息反馈及共享单元24传输来的信息，进行无人机运行状态的检测和控制；

数据传输模块，用于传输无人机发来的信息；

进一步，所述远程无人机集群控制系统还包括：

机载微波数据通讯链，用于接收开机通电单元把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送的数据信息。

本发明提供的基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法通过把手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里，每架无人机设置独立唯一的电子识别码，只要开机通电，就会把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到远程控制中心。而每次飞行，必须向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划等信息，通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机操作端。这样，无人机无总部控制指令，将无法飞行。同时，每架无人机的状态也将反馈到控制中心，并且可以和国家相关监管部门联网数据共享，从而起到统一监管调度作用。另外，无人机现场操作人员无需具备设置航路点等专业知识，使普通人简单培训即可操作无人机，解决了无人机飞行控制人员短缺的矛盾。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制系统的结构框图。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

图1示出了本发明实施案例提供的一种基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法，该方法包括：

在步骤S101中，首先把手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里，并设置独立唯一的电子识别码。

将3G、GPRS等手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到计算机板卡里，并对无人机设置唯一的电子识别码，对无人机进行监管调度。

在步骤S102中，开机通电，即可把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到远程控制中心。

在步骤S103中，无人机每次飞行，必须向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划等信息，并通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机操作端。

无人机无总部控制指令，将无法飞行。

在步骤S104中，每架无人机的状态也将反馈到控制中心，并且可以和国家相关监管部门联网进行数据共享，从而起到统一监管调度作用。

图2示出了本发明实施案例提供的基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制系统。

该系统包括：

飞行控制计算机板卡的设置单元21，用于把3G、GPRS等手机通讯模块与计算机板卡集成模块211集成到飞行控制计算机板卡里，并设置独立唯一的电子识别码。

开机通电单元22，用于把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到远程控制中心。

远程控制中心控制单元23，用于无人机每次飞行时，必须向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划等信息，并通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机操作端。

信息反馈及共享单元24，该单元用于将每架无人机的状态反馈到控制中心，并可以和国家相关监管部门联网进行数据共享。

在本发明实施例中，飞行控制计算机板卡的设置单元21包括：

手机通讯模块与计算机板卡集成模块211，用于把3G、GPRS等手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里；

电子识别码设置模块212，用于对无人机设置独立唯一的电子识别码，通过电子识别码可以知道是哪一架无人机。

在本发明实施例中，远程控制中心控制单元23包括：

许可指令申请模块231，用于在无人机每次飞行时，向远程控制中心申请许可指令；

航路计划等信息设置模块232，用于控制中心统一设置航路计划等信息；

信息发送模块233，用于将控制中心统一设置的航路计划等信息，通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机操作端。

在本发明实施例中，信息反馈及共享单元24包括：

状态反馈模块241，用于将每架无人机的状态反馈到控制中心，无人机无总部控制指令，将无法飞行；

数据分享模块242，用于和国家相关监管部门联网进行数据共享。

在本发明实施例中，该系统还包括远程控制单元27，该远程控制单元27包括：

计算机和控制器模块271，用于处理和存储由信息反馈及共享单元24传输来的信息，进行无人机运行状态的检测和控制；

数据传输模块272，用于传输无人机发来的信息；

通过飞行控制计算机板卡的设置单元21中的手机通讯模块与计算机板卡集成模块211，把3G、GPRS等手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里；通过电子识别码设置模块212对无人机设置独立唯一的电子识别码；经开机通电单元22把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到机载微波数据通讯链26，再将信息传送到远程控制中心27；再通过远程控制中心27控制单元23中的许可指令申请模块231在无人机每次飞行时，向远程控制中心申请许可指令；航路计划等控制中心统一设置航路计划等信息；微波数据通讯链26将控制中心统一设置的航路计划等信息，通过机载微波数据通讯链26发送到手机通讯模块与计算机板卡集成模块的无人机操作端28；机载应答识别系统24将每架无人机的状态反馈到控制中心，无人机无总部控制指令，将无法飞行；最后与国家相关监管部门联网进行数据共享，来对无人机进行控制调节。

本发明实施例提供的基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法，通过飞行控制计算机板卡的设置单元21中的手机通讯模块与计算机板卡集成模块211，把3G、GPRS等手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里，经电子识别码设置模块212对无人机设置独立唯一的电子识别码，通过机载微波数据通讯链26和机载应答识别系统24与远程控制中心27进行通讯，最后与国家相关监管部门联网进行数据共享，来对无人机进行控制调节，从而起到统一监管调度作用。此外，无人机现场操作人员无需具备设置航路点等专业知识，使普通人简单培训即可操作无人机，解决了无人机飞行控制人员短缺的矛盾。此方案必将对无人机大规模应用模式产生深远的影响，使广泛、安全的使用无人机成为可能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

首先把手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里，并设置独立唯一的电子识别码；

将3G、GPRS手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到计算机板卡里，并对无人机设置唯一的电子识别码，对无人机进行监管调度；

开机通电，即可把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到远程控制中心；

无人机每次飞行时，向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划信息，并通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还可以如下实现：

将手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里，并设置独立唯一的电子识别码，对无人机进行监管调度；

远程控制中心包括计算机、数据传输模块和控制器，实现手动或自动发出控制指令，由姿态控制子系统接收，实现无人机的起降控制和工作模式的转换；

无人机每次飞行时，向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划等信息，并通过机载数据通讯链发送到手机通讯模块与计算机板卡集成模块的无人机端，无人机无总部控制指令，将无法飞行；

无人机飞行时，开机通电，即可把无人机当前相关信息经手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到机载数据通讯链再发送到远程控制中心； 

地面系统将接收到的无人机发送的实时状态信息进行处理，监控跟踪无人机的各项运行参数，运行过程的安全可控。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每架无人机的状态也将反馈到控制中心，并且可以和国家相关监管部门联网进行数据共享，统一监管调度。

4.一种基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控制系统，其特征在于，该系统包括：

飞行控制计算机板卡的设置单元，用于把3G、GPRS手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里，并设置独立唯一的电子识别码；

开机通电单元，用于把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到远程控制中心；

远程控制中心控制单元，用于无人机每次飞行时，必须向远程控制中心申请许可指令，控制中心统一设置航路计划信息，并通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机操作端；

信息反馈及共享单元，该单元用于将每架无人机的状态反馈到控制中心，并可以和国家相关监管部门联网进行数据共享。

5.如权利要求4所述的远程无人机集群控制系统，所述飞行控制计算机板卡的设置单元21包括：

手机通讯模块与计算机板卡集成模块，用于把3G、GPRS手机通讯模块与计算机板卡集成模块集成到飞行控制计算机板卡里；

电子识别码设置模块，用于对无人机设置独立唯一的电子识别码，通过电子识别码可以知道是哪一架无人机。

6.如权利要求4所述的远程无人机集群控制系统，其特征在于，所述远程控制中心控制单元包括：

许可指令申请模块，用于在无人机每次飞行时，向远程控制中心申请许可指令；

航路计划等信息设置模块，用于控制中心统一设置航路计划信息； 

信息发送模块，用于将控制中心统一设置的航路计划等信息，通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送到无人机操作端。

7.如权利要求4所述的远程无人机集群控制系统，其特征在于，所述信息反馈及共享单元包括：

状态反馈模块，用于将每架无人机的状态反馈到控制中心，无人机无总部控制指令，将无法飞行；

数据分享模块，用于和国家相关监管部门联网进行数据共享。

8.如权利要求4所述的远程无人机集群控制系统，其特征在于，所述远程无人机集群控制系统还包括远程控制单元，所述远程控制单元包括：

计算机和控制器模块，用于处理和存储由信息反馈及共享单元24传输来的信息，进行无人机运行状态的检测和控制；

数据传输模块，用于传输无人机发来的信息。

9.如权利要求4所述的远程无人机集群控制系统，其特征在于，所述远程无人机集群控制系统还包括：

机载微波数据通讯链，用于接收开机通电单元把无人机当前相关信息通过手机通讯模块与计算机板卡集成模块发送的数据信息。 

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