CN106162056A - 基于Labview的航模机监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于Labview的航模机监控系统，由上位机、控制器、视频传输模块和航模机模块组成，航模机模块包括无线接收设备、摄像头、图像传输设备、GPS定位模块等，控制器由单片机、数控电位器和无线发射设备构成，上位机包括飞行控制模块、视频控制模块和控制模式模块，单片机收到上位机发出的指令后，将信号通过无线发射设备发送给航模机，航模机上的无线接收设备做出相应的姿态调整，实现对航模的飞行轨迹控制，视频传输模块由视频无线传输系统、图传接收机、视频采集卡组成，本发明设计构思巧妙，可操作性强，可以应用在抢险、民用、军事等领域。

Description

基于 Labview 的航模机监控系统

技术领域

本发明涉及航模机监控领域，具体涉及一种基于Labview的航模机监控系统。

背景技术

Labview是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件，在数据采集、串口仪器控制、图像处理等方面具有强大的优势。

航模机可配有摄像头、话筒、GPS定位仪、各类传感器等设备，可以执行各种各样复杂的任务，比如：观察危险区域、低空航测、环境监测、空中拍摄、公路巡逻等，因此逐渐应用在减害抢险、民用和军事等领域。

通过航模机与Labview的完美结合，并利用摄像头看到飞机前方的景象，使操作者通过电脑身临其境的操作飞机飞行，更易操作，将受到更多行业的关注。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种可以实现航模机的油门、方向的控制，并且可以实现摄像头的无线拍照、录像功能的基于Labview的航模机监控系统。

技术方案：本发明的一种基于Labview的航模机监控系统，其特征在于：主要由上位机、控制器、视频传输模块和航模机模块组成，所述航模机模块包括无线接收设备、摄像头、图像传输设备、GPS定位模块、云台、图传大功率工坊天线、无刷电机、电调等传感器组装成多旋翼航模飞行器，所述控制器由单片机、数控电位器和无线发射设备构成，所述上位机包括飞行控制模块、视频控制模块和控制模式模块，所述控制模式模块包括三种控制模式，三种控制模式可以切换使用，第一种控制模式为用键盘的按键来控制航模机的油门和方向；第二种控制模式为用重力感应器键盘的按键来控制航模机的油门，用重力感应器控制航模机的前后、左右移动，当重力感应器向前倾斜时，飞机前移，当重力感应器向后倾斜时，飞机后退，当重力感应器向左倾斜时，飞机左移，当重力感应器向右倾斜时，飞机右移；第三种控制模式为用遥控器摇杆来控制航模机的油门和方向，所述飞行控制模块和控制器之间采用RS232异步串口通信方式，在单片机上设计步长控制数控电位器，通过预先定义的通信协议，单片机收到上位机发出的指令后，根据不同的指令控制数控电位器的电阻值，将变化的信号通过无线发射设备发送给航模机，航模机上的无线接收设备做出相应的姿态调整，实现对航模的飞行轨迹控制，所述视频传输模块由视频无线传输系统、图传接收机、视频采集卡组成，摄像头采集到的视频数据通过视频无线传输系统传输到图传接收机，图传接收机通过AV视频接口转USB接口将视频数据传输给视频采集卡，视频采集卡再将数据通过DataSocket协议传输给上位机的视频控制模块，调用第三方控件ezVidCAP.Ocx读入视频数据，使得视频采集更加稳定，Labview进行处理后在电脑屏幕上显示当前航模拍摄到的画面。

所述数控电位器的型号为X9C103。

所述视频无线传输系统传输速率为5.8Ghz。

所述上位机模块还包括扩展模块。

所述扩展模块包括视频播放模块、音频播放模块和拍照或者录像模块。

所述视频播放模块通过在上位机Labview中插入ActiveX容器，并插入对象Windows Media Player来播放视频。

所述音频播放模块通过在上位机Labview中插入ActiveX容器，并插入对象Windows Media Player来播放音频。

所述拍照或录像模块可以根据需要对摄像头发布拍照或录像命令切换模式，然后传到上位机，进而Labview进行处理后在界面上显示当前航模机拍摄到的画面。

为了方便航模机在晚上飞行，提高视频和拍照效果，可以在航模机上安装有探照灯。

为了实现航模机的远程控制看，可在航模机中存储下载飞行路线，供航模机飞行时使用。

本系统通过状态机把欢迎界面、登陆界面以及控制界面衔接起来，形成一套完整的系统，出于对本设计的保密性考虑，我们设置了用户名和密码，同时还设置了登录倒计时功能，控制界面，包含视频、音频播放，虚拟飞机遥控器，QQ在线以及视频加载等功能。

本系统的整个工作流程：

第一步，进入状态机，点击运行进入欢迎界面。

第二步，等待数秒进入登陆界面输入用户名及密码，点击登录，登陆成功进入主界面。

第三步，到达主界面后，界面上有一个选项卡，选项卡可以进入所需操作的界面来进行相关操作，可以实现遥控器、普通键盘和重力感应键盘来操控航模机的油门和转向；其次通过切换选项卡按键可看到视频、拍照、录像功能。

此外，为了方便联系，我们还在Labview中加入了QQ，可以直接单击QQ标志登录进行在线对话。

有益效果：

本发明的基于Labview的航模机的监控系统，设计了Labview技术、单片机技术、无线数据技术以及硬件等相关技术，实现了航模机的飞行、远程视频监控、录像、拍照及视频播放等功能，具有很好的操作性，航模的油门可以选择键盘来操控，航模机旋转方向可以选择键盘或者重力感应器来控制，本发明设计构思巧妙，可操作性强，可以应用在抢险、民用、军事等领域。

附图说明

图1为本发明基于Labview的航模机监控系统示意图。

图2为本发明控制模式示意图。

图3为本发明上位机登录界面示意图。

图4为本发明上位机显示界面示意图。

其中：1 上位机 11 视频控制模块 12 扩展模块 121 视频播放模块 122 音频模块 123 QQ聊天模块 13 飞行控制模块 2 控制器 21 单片机 22 数控电位器 23 无线发射设备 24键盘 25重力感应器 3 视频传输模块 31 视频采集卡 32 图传接收机 33 视频无线传输系统 4 航模机模块 41 摄像头 42 图像传输设备 43 GPS定位模块 44 无线接收设备。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明。

如图1所示，一种基于Labview的航模机监控系统，主要由上位机1、控制器2、视频传输模块3和航模机模块4组成，所述航模机模块4包括无线接收设备44、摄像头41、图像传输设备42、GPS定位模块43、云台、图传大功率工坊天线、无刷电机、电调等传感器组装成多旋翼航模飞行器，所述控制器2由单片机21、X9C103数控电位器22和无线发射设备23构成，所述上位机1包括飞行控制模块13、视频控制模块11和控制模式模块14，所述控制模式模块14包括三种控制模式，三种控制模式可以切换使用，第一种控制模式为用键盘的按键来控制航模机的油门和方向；第二种控制模式为用重力感应器键盘的按键来控制航模机的油门，用重力感应器控制航模机的前后、左右移动，当重力感应器向前倾斜时，飞机前移，当重力感应器向后倾斜时，飞机后退，当重力感应器向左倾斜时，飞机左移，当重力感应器向右倾斜时，飞机右移；第三种控制模式为用遥控器摇杆来控制航模机的油门和方向，所述飞行控制模块13和控制器2之间采用RS232异步串口通信方式，在单片机21上设计步长控制数控电位器22，通过预先定义的通信协议，单片机21收到上位机发出的指令后，根据不同的指令控制数控电位器22的电阻值通过无线发射设备23将数据发送给无线接收设备44实现对航模的飞行轨迹控制，所述视频传输模块3由视频无线传输系统33、图传接收机32、视频采集卡31组成，摄像头41采集到的视频数据通过视频无线传输系统33传输速率为5.8GHz的速率传输到图传接收机32，图传接收机32通过AV视频接口转USB接口将视频数据传输给视频采集卡31，视频采集卡31再将数据通过DataSocket协议传输给上位机1的视频控制模块11，调用第三方控件ezVidCAP.Ocx读入视频数据，使得视频采集更加稳定，Labview进行处理后在电脑屏幕上显示当前航模拍摄到的画面。

为了更好的扩展上位机系统，上位机模块还包括扩展模块12，扩展模块包括视频播放模块121、音频播放模块122和拍照或录像模块123，视频播放模块121通过在上位机Labview中插入ActiveX容器，并插入对象Windows Media Player来播放视频，音频播放模块122通过在上位机Labview中插入ActiveX容器，并插入对象Windows Media Player来播放音频，拍照或录像模块123可以根据需要对摄像头发布拍照或录像命令切换模式，然后传到上位机，进而Labview进行处理后在界面上显示当前航模机拍摄到的画面。

如图2至4所示，本系统通过状态机把欢迎界面、登陆界面以及控制界面衔接起来，形成一套完整的系统，出于对本设计的保密性考虑，我们设置了用户名和密码，同时还设置了登录倒计时功能，控制界面，包含视频、音频播放，虚拟飞机遥控器，QQ在线以及视频加载等功能。

本系统的整个工作流程：

第一步，进入状态机，点击运行进入欢迎界面。

第二步，等待数秒进入登陆界面输入用户名及密码，点击登录，登陆成功进入主界面。

第三步，到达主界面后，界面上有一个选项卡，选项卡可以进入所需操作的界面来进行相关操作，可以实现遥控器、普通键盘和重力感应键盘来操控航模机的油门和转向；其次通过切换选项卡按键可看到视频、拍照、录像功能。

此外，为了方便联系，我们还在Labview中加入了QQ，可以直接单击QQ标志登录进行在线对话。

综上，本发明达到预期目的。

Claims (8)

1.一种基于Labview的航模机监控系统，其特征在于：主要由上位机（1）、控制器（2）、视频传输模块（3）和航模机模块（4）组成，所述航模机模块（4）包括无线接收设备（44）、摄像头（41）、图像传输设备（42）和GPS定位模块（43）,所述控制器（2）由单片机（21）、数控电位器（22）和无线发射设备（23）、键盘（24）、重力感应器键盘（25）构成，所述上位机（1）为基于Labview设计的图形界面，包括飞行控制模块（13）、视频控制模块（11）和控制模式模块（14）界面，所述飞行控制模块（13）和控制器（2）之间采用RS232异步串口通信方式，单片机（21）收到上位机发出的指令后，根据不同的指令控制数控电位器（22）的电阻值通过2.4GHZ无线发射设备（23）将信号发送给2.4GHZ无线接收设备（44）实现对航模的飞行轨迹控制，所述视频传输模块（3）由视频无线传输系统（33）、图传接收机（32）、视频采集卡（31）组成，摄像头（41）采集到的视频数据通过视频无线传输系统（33）传输到图传接收机（32），图传接收机（32）通过AV视频接口转USB接口将视频数据传输给视频采集卡（31），视频采集卡（31）再将数据通过DataSocket协议传输给上位机（1）的视频控制模块（11），调用第三方控件ezVidCAP.Ocx读入视频数据。

2.所述控制模式模块包括三种控制模式，三种控制模式可以切换使用，第一种控制模式为用键盘的按键来控制航模机的油门和方向；第二种控制模式为用重力感应器键盘的按键来控制航模机的油门，用重力感应器控制航模机的前后、左右移动，当重力感应器向前倾斜时，飞机前移，当重力感应器向后倾斜时，飞机后退，当重力感应器向左倾斜时，飞机左移，当重力感应器向右倾斜时，飞机右移；第三种控制模式为用遥控器摇杆来控制航模机的油门和方向。

3.所述数控电位器（22）的型号为X9C103。

4.所述视频无线传输系统（33）的传输速率为5.8Ghz。

5.所述上位机（1）还包括扩展模块（12）。

6.所述扩展模块（12）包括视频播放模块（121）、音频播放模块（122）和拍照或者录像模块（123）。

7.所述视频播放模块（121）通过在上位机Labview中插入ActiveX容器，并插入对象Windows Media Player来播放视频。

8.所述音频播放模块（122）通过在上位机Labview中插入ActiveX容器，并插入对象Windows Media Player来播放音频。