CN107748568A - 一种无人机地面操控控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无人机技术领域，公开了一种无人机地面操控控制系统及控制方法，包括：用户认证模块、登录模块、地面站模块、信息显示模块、参数调整模块、航迹规划模块、无人机系统。信息显示模块包括：时间信息单元、姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元。参数调整模块包括：PID参数控制单元、系数补偿单元、导航位置修正单元。航迹规划模块包括：地图数据抓取单元、生成轨迹点单元、规划最优路线单元、在线重规划单元。本发明通过优化数据包的传输速率，传输协议，采用有效的数据传递和处理的方法，解决了数据传输的实时性问题。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机地面操控控制系统及控制方法。
背景技术
目前，在无人机飞行过程中，需要实时的掌握飞机的各种飞行状态和性能参数；像民航客机的黑匣子一样，记录飞行中的一些关键数据。地面操控系统作为无人机非常重要的一部分，起到修改飞行参数，接收解析飞行数据的功能。无人机在飞行的过程中，地面站作为地面的指挥控制系统，负责收集无人机传下来的数据，并处理数据生成动态指令，指导无人机的飞行。在数据的解析处理中，如何保证数据的实时性是无人机系统面临的一个重要问题。
现有的无人机数据处理解析大多采用的是通用的MavLink协议作为标准的数据封装方式，通用的数据封装方便大范围、高扩展的场景下使用，但是也存在针对特定的使用场景，存在大量无效的数据内容，使得通信的实时性下降。
综上所述，现有技术存在的问题是：目前的无人机数据解析处理中存在数据实时性差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种无人机地面操控控制系统及控制方法。
本发明是这样实现的，一种无人机地面操控控制系统，所述无人机地面操控控制系统包括：用户认证模块、登录模块、地面站模块、信息显示模块、参数调整模块、航迹规划模块、无人机系统。
所述用户认证模块通过无线连接登录模块；所述登录模块输出端分别连接地面站模块、信息显示模块、参数调整模块、航迹规划模块；所述地面站模块、信息显示模块、参数调整模块、航迹规划模块的输出端均通过无线连接分别连接无人机系统。
用户认证模块，通过匹配用户名和密码是否正确，授予相应用户的用户权限，执行不同的操作；
登录模块，通过不同的用户权限加载不同的模块，低权限的用户只有数据的查看功能，不能修改和操作用户参数的设定；
地面站模块，用于综合信息的收发、显示、控制；数据进行汇集和整理，计算出对应的结果并显示；
航迹规划模块，通过抓取地图上的数据点，获取其经纬度，通过智能算法获取一条最优路径，发送给无人机。
进一步，所述信息显示模块包括：时间信息单元、姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元；所述时间信息单元通过无线分别连接姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元。
进一步，所述参数调整模块包括：PID参数控制单元、系数补偿单元、导航位置修正单元均通过无线连接无人机系统。
进一步，所述航迹规划模块包括：地图数据抓取单元、生成轨迹点单元、规划最优路线单元、在线重规划单元均通过无线连接无人机系统。
本发明的另一目的在于提供一种所述无人机地面操控控制系统的无人机地面操控控制方法，所述无人机地面操控控制方法包括以下步骤：
步骤一，地面站模块用户认证(通过用户名和密码辅以用户权限进行认证)通过；对于不同的认证用户具有的操作权限不同，确保能够达到分类控制的目的。
步骤二，地面站管理；管理地面站需要显示，设置，发送等各种参数的配置信息(地面站的配置信息为控制PID参数，自适应控制算法系数)。
步骤三，数据封装，通过无线数据传输给无人机相应的控制指令；
步骤四，无人机对于控制指令做出相应的动作；
步骤五，将无人机当前的各种状态传递给地面控制系统；实时反馈飞机当前飞行中的各种状态信息。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述无人机地面操控控制系统的无人机。
本发明的优点及积极效果为：通过优化数据包的传输速率，传输协议，采用有效的数据传递和处理的方法，将冗余数据包和无效的数据去除，解决了数据传输的实时性问题和数据传输过程中存在的误码率情况，误码率低于10E-9。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无人机地面操控控制系统结构示意图；
图2是本发明实施例提供的信息显示模块结构示意图；
图3是本发明实施例提供的参数调整模块结构示意图；
图4是本发明实施例提供的航迹规划模块结构示意图；
图5是本发明实施例提供的无人机地面操控控制方法流程图；
图中：1、用户认证模块；2、登录模块；3、地面站模块；4、信息显示模块；4-1、时间信息单元；4-2、姿态信息单元；4-3、位置信息单元；4-4、飞行控制信息单元；5、参数调整模块；5-1、PID参数控制单元；5-2、系数补偿单元；5-3、导航位置修正单元；6、航迹规划模块；6-1、地图数据抓取单元；6-2、生成轨迹点单元；6-3、规划最优路线单元；6-4、在线重规划单元；7、无人机系统。
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，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明通过优化数据包的传输速率，传输协议；采用有效的数据传递和处理的方法，解决了数据传输的实时性问题。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的无人机地面操控控制系统包括：用户认证模块1、登录模块2、地面站模块3、信息显示模块4、参数调整模块5、航迹规划模块6、无人机系统7。
用户认证模块1通过无线连接登录模块2；所述登录模块2输出端分别连接地面站模块3、信息显示模块4、参数调整模块5、航迹规划模块6；所述地面站模块3、信息显示模块4、参数调整模块5、航迹规划模块6的输出端均通过无线连接分别连接无人机系统7。
用户认证模块1，通过匹配用户名和密码是否正确，授予相应用户的用户权限，执行不同的操作；
登录模块2，通过不同的用户权限加载不同的模块，低权限的用户只有数据的查看功能，不能修改和操作用户参数的设定；
地面站模块3，用于综合信息的收发、显示、控制；数据进行汇集和整理，计算出对应的结果并显示；
航迹规划模块6，通过抓取地图上的数据点，获取其经纬度，通过智能算法获取一条最优路径，发送给无人机。
如图2所示，本发明实施例提供的信息显示模块4包括：时间信息单元4-1、姿态信息单元4-2、位置信息单元4-3、飞行控制信息单元4-4。
如图3所示，本发明实施例提供的参数调整模块5包括：PID参数控制单元5-1、系数补偿单元5-2、导航位置修正单元5-3。
如图4所示，本发明实施例提供的航迹规划模块6包括：地图数据抓取单元6-1、生成轨迹点单元6-2、规划最优路线单元6-3、在线重规划单元6-4。
如图5所示，本发明实施例提供的无人机地面操控控制方法流程图；
S501：地面站模块用户认证通过；
S502：地面站管理；
S503：数据封装，传递给无人机相应的控制指令；
S504：无人机对于控制指令做出相应的动作；
S505：将无人机当前的各种状态传递给地面控制系统。
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 (6)
1.一种无人机地面操控控制系统，其特征在于，所述无人机地面操控控制系统包括：
用户认证模块，通过匹配用户名和密码是否正确，授予相应用户的用户权限，执行不同的操作；
登录模块，通过不同的用户权限加载不同的模块，低权限的用户只有数据的查看功能，不能修改和操作用户参数的设定；
地面站模块，用于综合信息的收发、显示、控制；数据进行汇集和整理，计算出对应的结果并显示；
航迹规划模块，通过抓取地图上的数据点，获取其经纬度，通过智能算法获取一条最优路径，发送给无人机。
2.如权利要求1所述的无人机地面操控控制系统，其特征在于，所述信息显示模块包括：时间信息单元、姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元；
所述时间信息单元通过无线分别连接姿态信息单元、位置信息单元、飞行控制信息单元。
3.如权利要求1所述的无人机地面操控控制系统，其特征在于，所述参数调整模块包括：PID参数控制单元、系数补偿单元、导航位置修正单元；
所述PID参数控制单元、系数补偿单元、导航位置修正单元均通过无线连接无人机系统。
4.如权利要求1所述的无人机地面操控控制系统，其特征在于，所述航迹规划模块包括：地图数据抓取单元、生成轨迹点单元、规划最优路线单元、在线重规划单元；
所述地图数据抓取单元、生成轨迹点单元、规划最优路线单元、在线重规划单元均通过无线连接无人机系统。
5.一种如权利要求1所述无人机地面操控控制系统的无人机地面操控控制方法，其特征在于，所述无人机地面操控控制方法包括以下步骤：
步骤一，地面站模块用户认证通过；
步骤二，地面站管理；
步骤三，数据封装，传递给无人机相应的控制指令；
步骤四，无人机对于控制指令做出相应的动作；
步骤五，将无人机当前的各种状态传递给地面控制系统。
6.一种使用权利要求1～4任意一项所述无人机地面操控控制系统的无人机。
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