CN107357314A - 一种无人飞行器远程控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种无人飞行器远程控制方法及系统，其采用云端服务器，所述方法包括：所述云端服务器与至少一无人飞行器建立无线连接；所述云端服务器根据无线连接获取至少一无人飞行器的飞行数据；所述云端服务器将所获取的飞行数据发送给远程控制端，以使所述远程控制端根据所述飞行数据远程监控所述无人飞行器。该无人飞行器远程控制方法及系统，简化了无人机与地面的通信链路，一个远程控制端可以同时控制多个无人飞行器，在具有移动通信信号的区域能够距离无限制通信，提高了使用的便捷性和安全性。

Description

一种无人飞行器远程控制方法及系统

技术领域

本发明涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种无人飞行器远程控制方法及系统。

背景技术

无人飞行器是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人飞行器技术的快速发展，无人飞行器已经在多个领域发挥出越来越大的优势。现有技术中无人飞行器和地面站进行无线通信，用户通过地面站来控制无人飞行器飞行，但是，地面站与无人飞行器间的无线传输距离有限，传输距离短且效率低，不能实现对无人飞行器远程监控，然而，对于危险性较高的安防、救灾、灭火等行业应用，远程监控无人飞行器尤为重要。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种无人飞行器远程控制方法及系统，能够远程监控无人飞行器，使用方便。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：一种无人飞行器远程控制方法，其采用云端服务器，所述方法包括：

所述云端服务器与至少一无人飞行器建立无线连接；

所述云端服务器根据无线连接获取至少一无人飞行器的飞行数据；

所述云端服务器将所获取的飞行数据发送给远程控制端，以使所述远程控制端根据所述飞行数据远程监控所述无人飞行器。

进一步地，所述方法还包括，所述云端服务器接收所述远程控制端发送的用于控制所述无人飞行器的控制指令；

所述云端服务器将所述控制指令发送至所述无人飞行器。

进一步地，所述云端服务器将所获取的飞行数据发送给远程控制端之前还包括步骤：

获取操控所述远程控制端的用户的用户信息至云端服务器，以使云端服务器验证所述用户是否有权限通过所述远程控制端控制所述无人飞行器；

若远程控制端有权限控制所述无人飞行器，则云端服务器将用于标识所述用户有权限通过所述远程控制端控制所述无人飞行器的验证信息发送至远程控制端，并建立云端服务器与远程控制端间的通信连接关系，将飞行数据发送到远程控制端。

进一步地，所述控制指令包含用于标识无人飞行器的变量标识以及如下至少一种：飞行航向控制指令、飞行高度控制指令、飞行速度控制指令、返航指令、飞行位置控制指令。

进一步地，所述云端服务器将所述控制指令发送至所述无人飞行器之前还包括：

所述云端服务器根据所述控制指令中的变量标识获取无人机地址标识，根据所述无人机地址标识将所述控制指令发送至相应的无人飞行器，以便所述无人飞行器根据控制指令执行操作。

进一步地，还包括，所述云端服务器将所述飞行数据发送至所述远程控制端，以使所述远程控制端的显示装置显示所述飞行数据。

进一步地，所述无人飞行器上设有移动通信模块，所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，所述无人飞行器通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接；所述云端服务器通过互联网与所述远程控制端连接。

另外，本发明还提供了一种无人飞行器远程控制系统，包括云端服务器、远程控制端和至少一个无人飞行器，所述无人飞行器通过移动网络将其飞行数据发送至云端服务器，所述云端服务器将飞行数据处理后发送至远程控制端，所述远程控制端根据处理后的飞行数据给出控制指令，并将所述控制指令通过云端服务器发送至无人飞行器以控制其飞行动作。

进一步地，所述无人飞行器包括飞行控制模块、飞行管理模块和飞行数据采集模块，所述飞行控制模块与飞行管理模块信号连接，所述飞行数据采集模块连接在飞行控制模块上，所述飞行管理模块内设有移动通信模块，所述移动网络为蜂窝移动网络，所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连。

进一步地，所述远程控制端为通过互联网与云端服务器连接的手机、Pad、手提电脑和台式电脑的一种。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明所提供的无人飞行器远程控制方法及系统，通过无线连接方式将无人飞行器的飞行数据传送至云端服务器，云端服务器将处理后的飞行数据传送给远程控制端，远程控制端根据飞行数据给出控制指令并发送给云端服务器，云端服务器能够识别控制指令并将控制指令发送给对应的无人飞行器，简化了无人机与地面的通信链路，一个远程控制端可以同时控制多个无人飞行器，在具有移动通信信号的区域能够距离无限制通信，提高了使用的便捷性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无人飞行器远程控制方法的流程图；

图2为本发明另一实施例提供的无人飞行器远程控制方法的流程图；

图3为本发明另一实施例提供的无人飞行器远程控制方法的流程图；

图4为本发明另一实施例提供的无人飞行器远程控制方法的流程图；

图5为本发明提供的无人飞行器远程控制系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用 新型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例一提供了一种无人飞行器远程控制方法，图1为本发明实施例提供的无人飞行器远程控制方法的流程图，其采用云端服务器，所述方法包括：

步骤S01、所述云端服务器与至少一无人飞行器建立无线连接；

云端服务器可以同时与多个无人飞行器建立无线连接，且无人飞行器与云端服务器之间采用移动网络通信，传输距离较长，在具有移动通信信号的区域不受距离限制。

每个无人飞行器上分别设有移动通信模块，本实施例中采用4G模块，所采用的移动网络为蜂窝移动网络，移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，所述无人飞行器通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接，能够实现无人飞行器与云端服务器的双向通信。

本实施例通过无线连接方式将无人飞行器的飞行数据传送至云端服务器，云端服务器将处理后的飞行数据传送给远程控制端，远程控制端可以对多个无人飞行器进行远程监控。

步骤S02、所述云端服务器根据无线连接获取至少一无人飞行器的飞行数据；

所述飞行数据包括如下至少一种：无人飞行器的变量标识、飞行时间、相对起飞点的水平距离、相对起飞点的高度、水平方向速度、垂直方向速度、GPS信号质量及搜星数、电压、动力情况等。所述无人飞行器的变量标识可以为无人飞行器的ID。

步骤S03、所述云端服务器将所获取的飞行数据发送给远程控制端，以使所述远程控制端根据所述飞行数据远程监控所述无人飞行器。

所述云端服务器通过互联网将所获取的无人飞行器的飞行数据发送给远程控制端，以使远程控制端根据无人飞行器的实时飞行数据监控无人飞行器的运动轨迹，并对其进行定位，同时监控无人飞行器是否处于安全状态。

本发明实施例二提供了一种无人飞行器远程控制方法，图2为本发明实施例提供的无人飞行器远程控制方法的流程图，在图1所示实施例1的基础上，本实施例中的方法可以包括：

步骤S11、所述云端服务器与至少一无人飞行器建立无线连接；

步骤S12、所述云端服务器根据无线连接获取至少一无人飞行器的飞行数据；

步骤S13、所述云端服务器将所获取的飞行数据发送给远程控制端，以使所述远程控制端根据所述飞行数据远程监控所述无人飞行器。

其中，步骤S11- S13与分别与步骤S01- S03一致，此处不再赘述。

步骤S14、所述云端服务器接收所述远程控制端发送的用于控制所述无人飞行器的控制指令；

所述远程控制端在对无人飞行器进行监控的同时，向云端服务器发送用于控制相应无人飞行器的控制指令，所述控制指令包含用于标识无人飞行器的变量标识以及如下至少一种：飞行航向控制指令、飞行高度控制指令、飞行速度控制指令、返航指令、飞行位置控制指令。

云端服务器所获取的无人机飞行器的飞行数据中以及控制指令中分别包括无人机飞行器的变量标识；当云端服务器接收到远程控制端所发送的控制指令时，能够根据控制指令中携带的变量标识获知无人机的地址标识，然后根据地址标识将控制指令发送至对应的无人飞行器，实现了一个远程控制端控制多个无人飞行器。例如，云端服务器根据A号无人飞行器的地址标识将控制指令发送至A号无人飞行器，其中A号无人飞行器内的移动通信模块内设有地址标识。

步骤S15、所述云端服务器将所述控制指令发送至所述无人飞行器。

无人飞行器根据控制指令执行飞行操作，各个无人飞行器所接收到的控制指令不同，则执行的操作不同，例如，A号无人飞行器接收到返航指令后，执行返航操作；B号无人飞行器接收到减速指令后，降低飞行速度；C号无人飞行器接收到降落指令后，执行降落操作。

本实施例中云端服务器接收远程控制端发送的控制指令，并将控制指令实时发送至无人飞行器，可以实现远程控制端远距离控制多个无人飞行器。

本发明实施例三提供了另一种无人飞行器远程控制方法，图3为本发明实施例提供的无人飞行器远程控制方法的流程图，在图1所示实施例的基础上，所述远程控制端为通过网络与云端服务器连接的手机、ipad、手提电脑和台式电脑的一种，能够显示无人飞行器的飞行数据、控制指令以及用于登录所述云端服务器的用户界面，例如，远程控制端接收到云端服务器发送的无人飞行器的飞行数据后，将该信息显示在远程控制端的显示屏上，或者将远程控制端用户所下发的控制指令显示在显示屏上，以供用户查看，远程控制端内设置有操作系统，基于该操作系统可以安装应用软件APP，远程控制端上的显示屏可以显示该应用软件提供的用于登录所述云端服务器的界面。

本实施例中的方法包括：

步骤S21、所述云端服务器与至少一无人飞行器建立无线连接；

步骤S22、所述云端服务器根据无线连接获取至少一无人飞行器的飞行数据；

步骤S23、所述云端服务器将所获取的飞行数据发送给远程控制端，以使所述远程控制端根据所述飞行数据远程监控所述无人飞行器。

步骤S24、获取操控所述远程控制端的用户的用户信息至云端服务器，以使云端服务器验证所述用户是否有权限通过所述远程控制端控制所述无人飞行器；

所获取的用户信息为用户在远程控制端的用户界面上所输入的登录名和登录密码，远程控制端将所获取的用户信息发送至云端服务器，云端服务器内预先存储有权限通过该用户控制的无人飞行器的变量标识，该变量标识可以为无人飞行器ID。云端服务器根据远程控制端发送的用户信息、预先存储的用户信息以及所获取的无人飞行器的飞行数据中携带的变量标识，可以确定该用户是否有权限控制所述无人飞行器。

步骤S25、若远程控制端有权限控制所述无人飞行器，则云端服务器将用于标识所述用户有权限通过所述远程控制端控制所述无人飞行器的验证信息发送至远程控制端，并建立云端服务器与远程控制端间的通信连接关系，将飞行数据发送到远程控制端，以使远程控制端根据飞行数据控制无人飞行器飞行。

所述验证信息可以为令牌Token，该Token用于标识该用户有权限通过远程控制端控制该无人飞行器，以及有权限通过远程控制端登录云端服务器。

本实施例在将飞行数据发送至远程控制端之前，先验证远程控制端是否有权限控制无人飞行器，在通过验证的情况下，建立云端服务器远程控制端间的通信连接，从而将无人飞行器的飞行数据发送至远程控制端，相对比无条件的通信连接关系，提高了通信的安全性和无人飞行器飞行的稳定性。

本发明实施例四提供了另一种无人飞行器远程控制方法，图4为本发明实施例提供的另一无人飞行器远程控制方法的流程图，在实施例2的基础上，本实施例中的方法包括：

步骤S31、所述云端服务器与至少一无人飞行器建立无线连接；

步骤S32、所述云端服务器根据无线连接获取至少一无人飞行器的飞行数据；

步骤S33、所述云端服务器将所获取的飞行数据发送给远程控制端，以使所述远程控制端根据所述飞行数据远程监控所述无人飞行器。其中，步骤S31- S33与分别与步骤S11-S13一致，此处不再赘述。

步骤S34、所述云端服务器接收所述远程控制端发送的用于控制所述无人飞行器的控制指令；

步骤S35、所述云端服务器根据所述控制指令中的变量标识获取无人机地址标识；

步骤S36、根据所述无人机地址标识将所述控制指令发送至相应的无人飞行器，以便所述无人飞行器根据控制指令执行操作。

云端服务器可以同时接收多个控制指令，该多个控制指令分别控制不同的无人飞行器，各控制指令中分别携带有标识无人飞行器的变量标识，该变量标识可以为无人飞行器的ID，云端服务器内预先存储有各无人飞行器的ID以及对应的无人飞行器地址标识，云端服务器根据所获取的携有无人飞行器变量标识的控制指令、预先存储的无人飞行器变量标识以及无人飞行器地址标识，将控制指令发送给对应的无人飞行器，实现了一个远程控制端同时控制多个无人飞行器。

在以上实施例中，进一步地，所述无人飞行器上设有移动通信模块，所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，所述无人飞行器通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接；所述云端服务器通过互联网与所述远程控制端连接。

本发明实施例提供了一种无人飞行器远程控制系统，参阅图5，包括云端服务器、远程控制端和至少一个无人飞行器，所述无人飞行器通过无线网络将其飞行数据发送至云端服务器，所述云端服务器将飞行数据处理后发送至远程控制端，所述远程控制端根据处理后的飞行数据给出控制指令，并将所述控制指令通过云端服务器发送至无人飞行器以控制其飞行动作。

所述无人飞行器包括飞行控制模块、飞行管理模块和飞行数据采集模块，所述飞行控制模块与飞行管理模块信号连接，所述飞行数据采集模块连接在飞行控制模块上，所述飞行管理模块内设有移动通信模块，所述移动网络为蜂窝移动网络，所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连。

所述飞行控制模块是无人飞行器的核心，通过飞行数据采集模块、遥控器接收机等接入飞控主系统，从而实现无人机自主飞行功能，其中飞行数据采集模块包括GPS模块以及惯性测量模块等。所述惯性测量模块用于采集无人机的飞行状态信息，包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压计、三轴磁罗盘等。飞行控制模块直接影响飞行控制系统的稳定性，决定着无人机整个飞行过程的安全性。

飞行管理模块内置操作系统，linux或android和移动通信模块，飞行控制模块内包括处理器，型号为I.MX6Q，连接有辅助导航系统、视觉传感器以及载荷（云台、摄像机或探测仪），能够实现辅助导航定位、载荷管理、图象采集以及任务规划等功能，并可以将各任务载荷所获取的数据经处理器处理后通过移动网络发送至云端服务器，通过云端服务器传送至远程控制端。例如将高清数字化视频流传到远程控制端。

云端服务器用于存储、处理以及转发无人机信息、控制端用户信息、控制指令等。

飞行数据采集模块将采集到的飞行数据通过飞行管理模块内的移动通信模块以及蜂窝移动网络传送至云端服务器，云端服务器对飞行数据进行存储或处理，然后将处理后的飞行数据发送至远程控制端，以供远程控制端监控，同时，远程控制端发出控制指令给云端服务器，云端服务器将控制指令发送给对应的无人飞行器，控制无人飞行器飞行。

本实施例中一个远程控制端可以控制多个无人飞行器，每个无人飞行器上的飞行管理模块内皆有移动通信模块，每个移动通信模块均通过基站与蜂窝移动网络连接，实现了无人飞行器与云端服务器的双向通信。

在通信过程中所用到的蜂窝移动网络包括但不限于GPRS、3G网络、4G网络和5G网络，只要有移动通信信号的区域皆可以实现远程控制，没有通讯距离的限制，通信过程比较稳定。

所述远程控制端为通过网络与云端服务器连接的手机、Pad、手提电脑和台式电脑的一种，可以在远程控制端安装应用软件APP，基于该应用软件APP控制无人飞行器飞行。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人飞行器远程控制方法，其采用云端服务器，其特征在于，所述方法包括：

所述云端服务器与至少一无人飞行器建立无线连接；

所述云端服务器根据无线连接获取至少一无人飞行器的飞行数据；

所述云端服务器将所获取的飞行数据发送给远程控制端，以使所述远程控制端根据所述飞行数据远程监控所述无人飞行器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述云端服务器接收所述远程控制端发送的用于控制所述无人飞行器的控制指令；

所述云端服务器将所述控制指令发送至所述无人飞行器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述云端服务器将所获取的飞行数据发送给远程控制端之前还包括步骤：

获取操控所述远程控制端的用户的用户信息至云端服务器，以使云端服务器验证所述用户是否有权限通过所述远程控制端控制所述无人飞行器；

若远程控制端有权限控制所述无人飞行器，则云端服务器将用于标识所述用户有权限通过所述远程控制端控制所述无人飞行器的验证信息发送至远程控制端，并建立云端服务器与远程控制端间的通信连接关系，将飞行数据发送到远程控制端。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制指令包含用于标识无人飞行器的变量标识以及如下至少一种：飞行航向控制指令、飞行高度控制指令、飞行速度控制指令、返航指令、飞行位置控制指令。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述云端服务器将所述控制指令发送至所述无人飞行器之前还包括：

所述云端服务器根据所述控制指令中的变量标识获取无人机地址标识，根据所述无人机地址标识将所述控制指令发送至相应的无人飞行器，以便所述无人飞行器根据控制指令执行操作。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，还包括，所述云端服务器将所述飞行数据发送至所述远程控制端，以使所述远程控制端的显示装置显示所述飞行数据。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述无人飞行器上设有移动通信模块，所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，所述无人飞行器通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接；所述云端服务器通过互联网与所述远程控制端连接。

8.一种无人飞行器远程控制系统，其特征在于，包括云端服务器、远程控制端和至少一个无人飞行器，所述无人飞行器通过移动网络将其飞行数据发送至云端服务器，所述云端服务器将飞行数据处理后发送至远程控制端，所述远程控制端根据处理后的飞行数据给出控制指令，并将所述控制指令通过云端服务器发送至无人飞行器以控制其飞行动作。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述无人飞行器包括飞行控制模块、飞行管理模块和飞行数据采集模块，所述飞行控制模块与飞行管理模块信号连接，所述飞行数据采集模块连接在飞行控制模块上，所述飞行管理模块内设有移动通信模块，所述移动网络为蜂窝移动网络，所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连。

10.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述远程控制端为通过互联网与云端服务器连接的手机、Pad、手提电脑和台式电脑的一种。