CN106354155A - 一种无人机智能飞行控制系统 - Google Patents
一种无人机智能飞行控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106354155A CN106354155A CN201611056028.2A CN201611056028A CN106354155A CN 106354155 A CN106354155 A CN 106354155A CN 201611056028 A CN201611056028 A CN 201611056028A CN 106354155 A CN106354155 A CN 106354155A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- flight control
- control system
- main frame
- slave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims description 24
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 21
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 abstract 1
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- -1 airline operation Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
- G05D1/104—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft involving a plurality of aircrafts, e.g. formation flying
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
公开一种无人机智能飞行控制系统，其能够解决现有植保无人机控制中人员劳动强度高、极易摔机、人工成本高、组织协调难度大的问题。该系统包括机载飞控系统、手持地面站、便携式打点仪；手持地面站作为主机，所有具有机载飞控系统的无人机都是从机，主机同时接收多架从机的数据，主机选择目标从机来发送数据或通过广播方式发送数据，从机通过目标地址接收数据；主机接收数据时，主机作为路由器来分配数据通道，避免从机同时发送数据造成总线冲突；便携式打点仪立于无人机智能飞行的边界点处，该处的位置信息通过便携式打点仪内置的数传电台实时传到主机，主机记录该点的位置信息。
Description
技术领域
本发明属于无人机的技术领域，具体地涉及一种无人机智能飞行控制系统。
背景技术
随着科技的发展，农业植保机械逐渐被高效、智能的新一代多旋翼植保无人机替代。
目前，多旋翼植保无人机普遍采用飞手直接遥控操作作业的方式。但是，这种方式的作业距离受飞手视距的限制，同时喷药期内的连续高强度作业，使得飞手的劳动强度过高，身体状态受到影响，极易造成摔机，进而严重影响作业效率。此外，多旋翼植保无人机的飞手培训周期长，飞手熟练程度的差异会直接导致每架飞机的单日作业量差异很大。当前植保作业中，每架飞机配备三个人(飞手、旗手和地勤)。针对大范围农田作业，喷药期短，需要多架飞机同时作业，人员需求量大，存在人工成本高，组织协调难度大等问题。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种无人机智能飞行控制系统，其能够解决现有植保无人机控制中人员劳动强度高、极易摔机、人工成本高、组织协调难度大的问题。
本发明的技术解决方案是：这种无人机智能飞行控制系统，该系统包括机载飞控系统、手持地面站、便携式打点仪；手持地面站作为主机，所有具有机载飞控系统的无人机都是从机，主机同时接收多架从机的数据，主机选择目标从机来发送数据或通过广播方式发送数据，从机通过目标地址接收数据；主机接收数据时，主机作为路由器来分配数据通道，避免从机同时发送数据造成总线冲突；便携式打点仪立于无人机智能飞行的边界点处，该处的位置信息通过便携式打点仪内置的数传电台实时传到主机，主机记录该点的位置信息。
本发明通过手持地面站，此电台与所有具有机载飞控系统的无人机之间进行无线通讯，进行命令和数据的实时上传及下行，通讯过程中，在电台通讯协议中加入飞机编号，使飞机能够辨别地面站命令对象，地面站接收到飞机传输的数据时，通过通讯协议中飞机的编号可以进行数据发送者的识别，进而实现一台地面站对多架飞机的集群式智能飞行控制，因此能够解决现有植保无人机控制中人员劳动强度高、极易摔机、人工成本高、组织协调难度大的问题。
附图说明
图1示出了根据本发明的无人机智能飞行控制系统的结构示意图。
图2示出了根据本发明的无人机智能飞行控制系统的通信示意图。
具体实施方式
从图1、2中可以看出，这种无人机智能飞行控制系统，该系统包括机载飞控系统、手持地面站、便携式打点仪；手持地面站作为主机，所有具有机载飞控系统的无人机都是从机，主机同时接收多架从机的数据，主机选择目标从机来发送数据或通过广播方式发送数据，从机通过目标地址接收数据；主机接收数据时，主机作为路由器来分配数据通道，避免从机同时发送数据造成总线冲突；便携式打点仪立于无人机智能飞行的边界点处，该处的位置信息通过便携式打点仪内置的数传电台实时传到主机，主机记录该点的位置信息。
本发明通过手持地面站，此电台与所有具有机载飞控系统的无人机之间进行无线通讯，进行命令和数据的实时上传及下行，通讯过程中，在电台通讯协议中加入飞机编号，使飞机能够辨别地面站命令对象，地面站接收到飞机传输的数据时，通过通讯协议中飞机的编号可以进行数据发送者的识别，进而实现一台地面站对多架飞机的集群式智能飞行控制，因此能够解决现有植保无人机控制中人员劳动强度高、极易摔机、人工成本高、组织协调难度大的问题。
另外，所述机载飞控系统包括自动驾驶仪、LED灯模块、差分模块、机载电台、磁航向模块、气压传感器、磁传感器、DGPS定位模块，通信接口、SBS接收机输入接口、数字信号输出接口、AD电压检测接口、可扩展应用IO外设接口。
另外，所述主机包括便携电脑、电台天线、地面差分天线、充电器、主机数传电台、地面差分模块、电池、一块用于显示从机的遥测信息的显示屏、一块用于显示设置遥控操作信息的显示屏、快捷操作按钮及摇杆、拨挡开关。
另外，所述主机数传电台为1W发射功率的900MHz跳频数传Microhard电台，其通过串口连接到便携电脑,在命令模式下串口恢复为默认的9600,8,n,1，在数据模式下串口根据S102和S110来配置，通过通讯协议中的飞机编号对发送数据的从机身份进行识别；通讯过程中，在电台通讯协议中加入飞机编号，使从机辨别主机的命令对象，主机接收从机的数据时，通过通讯协议中飞机的编号进行数据发送者的识别。
另外，所述机载电台为1W发射功率的900MHz跳频数传电台，实时接收和发送数据，在与主机的通讯中，通过通讯协议中的飞机编号对主机命令的控制对象进行辨别。
以下具体地说明本发明。
在智能作业模式中，如图1所示，地面站作为主机，所有飞机都是从机，地面站同时接收多架飞机数据，通过旋钮开关或软开关选择目标飞机来发送数据，主机通过广播方式发送数据，从机通过目标地址接收数据。主机接收数据时，主机扮演路由角色，合理分配数据通道，避免从机同时发送数据造成总线冲突。智能飞控系统支持全自主作业飞行控制，包括智能航线规划、自主起飞、到点喷药、航线飞行、药尽停喷返航、自主降落、断点续喷等功能，此外，针对飞行中出现的意外情况有自动应急处理措施，包括电池电量低、链路中断、GPS信号失锁等情况。智能飞行中植保地块边界点的位置测量采用便携式打点仪确定，将便携式打点仪立于边界点处，该处的位置信息通过数传电台实时传到地面站，地面站自动记录该点位置。
所述机载飞控系统包含自动驾驶仪、LED灯模块、差分模块、数传电台、磁航向模块，全部传感器在-20摄氏度～70摄氏度范围内都进行了温度补偿；飞控系统集成了高精度IMU组合模块、高精度气压传感器、高精度磁传感器以及DGPS定位模块，采用高性能GPS/INS与AHRS算法，具有200Hz更新频率，GPS信号不好时自动平滑切换为AHRS模式，并为用户提供CAN、TTL并扩展RS232、RS485、RS422等通信接口以及1路SBS接收机输入接口、8路数字信号输出(PWM电机电调)、2路12bit的AD电压检测，可扩展应用IO外设接口等；内置的数传电台为1W发射功率的900MHz跳频数传电台。
所述的地面站含便携电脑、电台天线、地面差分天线、充电器，手持地面站内置数传电台、地面差分模块和电池，采用一体化便携式手持地面站的方式，配有两块显示屏，一块用于显示四架机的遥测信息，一块屏用于显示设置遥控操作信息，同时配有快捷操作按钮及摇杆，通过拨挡开关切换对飞机的遥控操作。通过搭配所述地面站软件使用，可以实现对四架飞机的飞行信息监测和任务设置以及全自主作业飞行控制。
所述便携式打点仪，所测边界点的位置精度可达厘米级，内置1W发射功率的900MHz跳频数传电台将获得的边界点位置信息实时传给地面站，地面站可自动记录该点位置。
本发明的集群式智能飞控系统采用一台地面站控制多架飞机的模式，解决了全流程全自主智能化作业以及一站多机的集群作业问题，可极大降低人员需求成本，摆脱人为因素造成的摔机事故，提高作业效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种无人机智能飞行控制系统，其特征在于：该系统包括机载飞控系统、手持地面站、便携式打点仪；手持地面站作为主机，所有具有机载飞控系统的无人机都是从机，主机同时接收多架从机的数据，主机选择目标从机来发送数据或通过广播方式发送数据，从机通过目标地址接收数据；主机接收数据时，主机作为路由器来分配数据通道，避免从机同时发送数据造成总线冲突；便携式打点仪立于无人机智能飞行的边界点处，该处的位置信息通过便携式打点仪内置的数传电台实时传到主机，主机记录该点的位置信息。
2.根据权利要求1所述的无人机智能飞行控制系统，其特征在于：所述机载飞控系统包括自动驾驶仪、LED灯模块、差分模块、机载电台、磁航向模块、气压传感器、磁传感器、DGPS定位模块，通信接口、SBS接收机输入接口、数字信号输出接口、AD电压检测接口、可扩展应用IO外设接口。
3.根据权利要求2所述的无人机智能飞行控制系统，其特征在于：所述主机包括便携电脑、电台天线、地面差分天线、充电器、主机数传电台、地面差分模块、电池、一块用于显示从机的遥测信息的显示屏、一块用于显示设置遥控操作信息的显示屏、快捷操作按钮及摇杆、拨挡开关。
4.根据权利要求3所述的无人机智能飞行控制系统，其特征在于：所述主机数传电台为1W发射功率的900MHz跳频数传Microhard电台，其通过串口连接到便携电脑,在命令模式下串口恢复为默认的9600,8,n,1，在数据模式下串口根据S102和S110来配置，通过通讯协议中的飞机编号对发送数据的从机身份进行识别；通讯过程中，在电台通讯协议中加入飞机编号，使从机辨别主机的命令对象，主机接收从机的数据时，通过通讯协议中飞机的编号进行数据发送者的识别。
5.根据权利要求4所述的无人机智能飞行控制系统，其特征在于：所述机载电台为1W发射功率的900MHz跳频数传电台，实时接收和发送数据，在与主机的通讯中，通过通讯协议中的飞机编号对主机命令的控制对象进行辨别。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611056028.2A CN106354155A (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种无人机智能飞行控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611056028.2A CN106354155A (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种无人机智能飞行控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106354155A true CN106354155A (zh) | 2017-01-25 |
Family
ID=57862614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611056028.2A Pending CN106354155A (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 一种无人机智能飞行控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106354155A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107089346A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-25 | 江苏蒲公英无人机有限公司 | 一种植保无人机的全自主飞行系统及其方法 |
| CN108445482A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-08-24 | 河南理工大学 | 一种无人机载sar低空数据采集系统 |
| CN108549344A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-09-18 | 浙江众邦机电科技有限公司 | 一种自适应多个操作面板的电控系统 |
| CN109341766A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-15 | 北京厚力德仪器设备有限公司 | 一种大气综合垂直测量系统 |
| CN109672503A (zh) * | 2019-02-03 | 2019-04-23 | 唐山坤翼创新科技有限公司 | 多植保无人机通信方法及通信系统 |
| CN109933053A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 海鹰航空通用装备有限责任公司 | 一种基于机动动作链的无人机控制方法和无人机 |
| CN110632863A (zh) * | 2018-06-25 | 2019-12-31 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 一种无人机数据传输的方法和装置 |
| CN111142564A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-12 | 唐山坤翼创新科技有限公司 | 集群植保无人机通信方法 |
| CN111142563A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-12 | 唐山坤翼创新科技有限公司 | 集群植保无人机作业控制方法 |
| WO2020124509A1 (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 打点定位的方法、装置、系统及计算机存储介质 |
| CN111669819A (zh) * | 2019-03-07 | 2020-09-15 | 广州慧睿思通信息科技有限公司 | 空地协同的定位方法、设备、系统及存储介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102915038A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-06 | 北京航空航天大学 | 一种微小型无人直升机双余度自主飞行控制系统 |
| CN104808682A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-07-29 | 成都市优艾维机器人科技有限公司 | 小型旋翼无人机自主避障飞行控制系统及控制方法 |
| CN104950906A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-30 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于移动通信网络的无人机远程测控系统及方法 |
| CN105045277A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-11 | 西安电子科技大学 | 一种多无人机操控信息显示系统 |
| CN205353654U (zh) * | 2015-12-09 | 2016-06-29 | 广东工业大学 | 一种多飞行器协同飞行控制系统 |
| CN205540284U (zh) * | 2016-04-06 | 2016-08-31 | 成都普蓝特科技有限公司 | 一种用于无人机的联合控制系统 |
-
2016
- 2016-11-24 CN CN201611056028.2A patent/CN106354155A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102915038A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-06 | 北京航空航天大学 | 一种微小型无人直升机双余度自主飞行控制系统 |
| CN104808682A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-07-29 | 成都市优艾维机器人科技有限公司 | 小型旋翼无人机自主避障飞行控制系统及控制方法 |
| CN104950906A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-30 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于移动通信网络的无人机远程测控系统及方法 |
| CN105045277A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-11 | 西安电子科技大学 | 一种多无人机操控信息显示系统 |
| CN205353654U (zh) * | 2015-12-09 | 2016-06-29 | 广东工业大学 | 一种多飞行器协同飞行控制系统 |
| CN205540284U (zh) * | 2016-04-06 | 2016-08-31 | 成都普蓝特科技有限公司 | 一种用于无人机的联合控制系统 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107089346A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-25 | 江苏蒲公英无人机有限公司 | 一种植保无人机的全自主飞行系统及其方法 |
| CN109933053B (zh) * | 2017-12-15 | 2022-03-11 | 海鹰航空通用装备有限责任公司 | 一种基于机动动作链的无人机控制方法和无人机 |
| CN109933053A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 海鹰航空通用装备有限责任公司 | 一种基于机动动作链的无人机控制方法和无人机 |
| CN108445482A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-08-24 | 河南理工大学 | 一种无人机载sar低空数据采集系统 |
| CN108549344A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-09-18 | 浙江众邦机电科技有限公司 | 一种自适应多个操作面板的电控系统 |
| CN110632863B (zh) * | 2018-06-25 | 2021-03-30 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 一种无人机数据传输的方法和装置 |
| CN110632863A (zh) * | 2018-06-25 | 2019-12-31 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 一种无人机数据传输的方法和装置 |
| CN109341766A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-15 | 北京厚力德仪器设备有限公司 | 一种大气综合垂直测量系统 |
| WO2020124509A1 (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 打点定位的方法、装置、系统及计算机存储介质 |
| CN109672503A (zh) * | 2019-02-03 | 2019-04-23 | 唐山坤翼创新科技有限公司 | 多植保无人机通信方法及通信系统 |
| CN111669819A (zh) * | 2019-03-07 | 2020-09-15 | 广州慧睿思通信息科技有限公司 | 空地协同的定位方法、设备、系统及存储介质 |
| CN111142563A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-12 | 唐山坤翼创新科技有限公司 | 集群植保无人机作业控制方法 |
| CN111142564A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-12 | 唐山坤翼创新科技有限公司 | 集群植保无人机通信方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106354155A (zh) | 一种无人机智能飞行控制系统 | |
| CN105388907B (zh) | 基于移动通信网络的多无人机低空监控系统 | |
| CN203773355U (zh) | 三维立体多图层式无人机实时定位监管装置 | |
| CN103592948B (zh) | 无人机飞行防撞方法 | |
| CN108008738A (zh) | 基于无人机与无人车协同下的目标跟踪系统 | |
| CN202694152U (zh) | 无人机控制系统 | |
| CN102799175B (zh) | 一种无人机系统快速检测装置及检测方法 | |
| CN106527483A (zh) | 基于空管数据链的无人机主动威胁避让系统 | |
| CN101667032A (zh) | 基于视觉的无人直升机目标跟踪系统 | |
| CN106200680A (zh) | 一种无人机集群管理系统及其控制方法 | |
| CN104579413A (zh) | 一种tcas、s模式应答机和ads-b综合射频系统 | |
| CN204013537U (zh) | 一种基于多模式数据链路的通信导航监视系统 | |
| EP2199206A1 (en) | Network of radio-controlled light-warning devices | |
| JP7086183B2 (ja) | 空港地上車両位置データを放送型自動従属監視（ａｄｓ‐ｂ）ネットワークインフラストラクチャへ追跡、処理および統合するための方法およびシステム | |
| CN105513433A (zh) | 一种基于无人机机载系统的地面控制站 | |
| CN106296871A (zh) | 无人机监管方法及系统 | |
| US10621874B2 (en) | Device arrangement and method for improving the detection quality of ground situation representation systems and traffic guidance or traffic management systems | |
| CN205353654U (zh) | 一种多飞行器协同飞行控制系统 | |
| RU100836U1 (ru) | Комплекс управления и контроля за самолетовождением на местных воздушных линиях на основе современных технологий | |
| CN104501828B (zh) | 一种通用航空机载监视系统 | |
| CN205486865U (zh) | 一种基于无人机机载系统的地面控制站 | |
| CN205643719U (zh) | 一种无人机gps定位追踪系统 | |
| CN206440662U (zh) | 多旋翼无人机通用型大气环境监测吊舱 | |
| US10571909B2 (en) | Autonomous distress tracking device | |
| CN106569443A (zh) | 植保无人机多控系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170125 |