CN105676868A - 一种无人机超视距遥控系统 - Google Patents

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侯中喜
陈清阳
鲁亚飞
王鹏
郭正
李茹
冒云慧
高俊
郭天豪
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions

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Abstract

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机超视距遥控系统，包括机载子系统与地面子系统，所述机载子系统负责完成无人机状态感知及飞行控制，并通过无线链路将无人机状态信息传输到地面子系统；所述地面子系统负责完成控制信号采集、无人机状态显示与飞行数据记录，并通过无线链路将控制指令传输到机载子系统。本发明系统通过信号采集单元实时读取遥控器的遥控信号，并将信号通过无线链路进行传输，扩展了遥控信号的作用距离，保证信号传输的实时性。

Description

一种无人机超视距遥控系统
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机超视距遥控系统。
背景技术
无人机超视距遥控系统是无人机进行超视距飞行，完成相关飞行任务的重要组成部分。地面控制站实时显示、监控与记录远程无人机的状态。操作手通过遥控设备，对无人机进行超视距遥控控制。目前我国在该领域的研究相对较少，在测控与信息传输装置中存在覆盖率低，信号传输距离较短，信息传输速率较低，测控能力不足以及信号传输的实时性不够等技术问题。
发明内容
本发明的目的在于实现一种能保证遥控信号超视距实时传输，同时实时显示与记录无人机数据的系统。具体技术方案如下：
一种无人机超视距遥控系统，包括机载子系统10与地面子系统9，所述机载子系统10负责完成无人机1状态感知及飞行控制，并通过无线链路将无人机1状态信息传输到地面子系统9；所述地面子系统9负责完成控制信号采集、无人机1状态显示与飞行数据记录，并通过无线链路将控制指令传输到机载子系统10。
进一步地，所述地面子系统9包含地面控制站7、遥控器5、信号采集单元6和地面数传单元8；所述地面控制站7实时接收与显示无人机1的位置、姿态、速度等信息，并记录相关的控制指令与状态数据；操作手根据实时传输到地面控制站7的信息，监测无人机1的位置、姿态、速度等状态，并通过遥控器进行遥控操作；所述信号采集单元6包括遥控接收机和信号采集电路板，信号采集电路板实时读取遥控接收机的多路遥控信号，通过串口与地面数传单元8相连，并通过无线链路传输到机载子系统中的控制单元2。
进一步地，所述机载子系统10包含控制单元2、导航单元3和机载数传单元4；所述导航单元3实时感知无人机1的状态，并经过控制单元2、无线链路、信号采集单元6传输到地面控制站7；所述控制单元2根据地面控制信号，控制无人机1飞行。
采用本发明获得的技术效果：本发明系统通过信号采集单元实时读取遥控器的遥控信号，并将信号通过无线链路进行传输，扩展了遥控信号的作用距离，保证信号传输的实时性。同时，机载导航单元实时感知无人机的状态，并通过无线链路传输到地面控制站，地面控制站实时接收、显示与记录无人机的飞行数据。
附图说明
图1是本发明的一种无人机超视距遥控系统结构示意图；
图2是本发明中信号采集单元的组成连接示意图；
图3是本发明中控制单元连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明进行说明。
如图1所示，为本发明中一种无人机超视距遥控系统结构示意图。具体包括机载子系统10与地面子系统9；机载子系统10负责完成无人机1状态感知及飞行控制，并通过无线链路将无人机1状态信息传输到地面子系统9；地面子系统9负责完成控制信号采集、无人机1状态显示与飞行数据记录，并通过无线链路将控制指令传输到机载子系统10；
所述地面子系统9包含地面控制站7、遥控器5、信号采集单元6和地面数传单元8。所述地面控制站7实时接收与显示无人机1的位置、姿态、速度等信息，并记录相关的控制指令与状态数据；操作手根据实时传输到地面控制站7的信息，监测无人机1的位置、姿态等状态，并进行遥控操作。所述信号采集单元6的基本连接示意图如图2所示，包括遥控接收机和信号采集电路板，信号采集电路板实时读取遥控接收机的多路遥控信号，通过串口与地面数传单元8相连，并通过无线链路传输到机载控制单元2其中，信号采集电路板采用TI公司的TMS320C28X系列浮点DSP控制器作为处理单元。TMS320C28X系列浮点DSP控制器上附带了多路ECAP通道，可以高精度实时检测多路遥控器信号；
所述机载子系统10包含导航单元3、控制单元2和机载数传单元4，负责完成无人机1状态感知及飞行控制。所述控制单元2根据信号采集单元6传输的遥控器信号，驱动机载执行机构工作，控制无人机1飞行。如图3所示，为控制单元2连接示意图；实施例中，控制单元2上采用TI公司的TMS320C28X系列浮点DSP控制器作为处理单元，通过串口与机载数传单元4相连，实时接收信号采集单元6传输的遥控器信号，同时通过DSP自带的PWM输出模块用来生成标准的PWM波，经过光耦隔离与放大后，直接驱动机载执行机构工作，控制无人机1飞行。所述导航单元3实时测量无人机1的位置、姿态、速度等信息，并通过串口与控制单元2进行通信，经过控制单元2、机载数传单元4、无线链路、地面数传单元8，最终将数据实时传输到地面控制站7。
实施例中，地面数传单元8和机载数传单元4主要包括电台和天线；导航单元3可以选用现有技术中能够实现该功能的植入对应程序的电路模块。遥控器可以采用目前市场上能采购到的飞机遥控器(如Futaba的遥控器)，地面控制站可以采用集成相关软件功能的电脑，能实时接收、显示与记录来自信号采集单元6的遥控/遥测数据；
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应当视为落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种无人机超视距遥控系统，其特征在于：包括机载子系统(10)与地面子系统(9)，所述机载子系统(10)负责完成无人机(1)状态感知及飞行控制，并通过无线链路将无人机(1)状态信息传输到地面子系统(9)；所述地面子系统(9)负责完成控制信号采集、无人机(1)状态显示与飞行数据记录，并通过无线链路将控制指令传输到机载子系统(10)。
2.根据权利要求1所述的无人机超视距遥控系统，其特征在于：所述地面子系统(9)包含地面控制站(7)、遥控器(5)、信号采集单元(6)和地面数传单元(8)；所述地面控制站(7)实时接收与显示无人机(1)的位置、姿态、速度等信息，并记录相关的控制指令与状态数据；操作手根据实时传输到地面控制站(7)的信息，监测无人机(1)的位置、姿态、速度等状态，并进行遥控操作；所述信号采集单元(6)包括遥控接收机和信号采集电路板，信号采集电路板实时读取遥控接收机的多路遥控信号，通过串口与地面数传单元(8)相连，并通过无线链路传输到机载子系统中的控制单元(2)。
3.根据权利要求1所述的无人机超视距遥控系统，其特征在于：所述机载子系统(10)包含控制单元(2)、导航单元(3)和机载数传单元(4)；所述导航单元(3)实时感知无人机(1)的状态，并经过控制单元(2)、无线链路、地面信号采集单元(6)传输到地面控制站(7)；所述控制单元(2)根据地面控制信号，控制无人机(1)飞行。
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