CN108196571A - 一种飞行控制系统、无人机及无人机系统 - Google Patents

Abstract

本申请适用于无人机技术领域，提供了一种飞行控制系统、无人机及无人机系统，其中，无人机包括所述飞行控制系统以及接收机、电调模块和与电调模块电连接的电源系统和动力系统，飞行控制系统包括主控模块、稳压指示模块、接口扩展模块和卫星定位模块；主控模块分别与电调模块、稳压指示模块、接口扩展模块、卫星定位模块和接收机电连接，电调模块还分别与稳压指示模块和接口扩展模块电连接，接口扩展模块还与卫星定位模块电连接，接收机与遥控器通过无线方式通信，无人机还与地面站通过无线方式通信。本申请可实现对以无人机的飞行状态的自动控制，使用户可以实时获知无人机的飞行状态，还便于用户肉眼观察无人机的飞行状态。

Description

一种飞行控制系统、无人机及无人机系统

技术领域

本申请属于无人机技术领域，尤其涉及一种飞行控制系统、无人机及无人机系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展，各种类型的无人机不断普及，例如，植保无人机、航拍无人机、救援无人机、运载无人机等，为人们的生产和生活带来了极大便利。

然而，现有的通常只能由用户通过配套的遥控器的操纵杆来进行手动控制，自动化程度较低，并且在无人机飞行过程中难以观察无人机的飞行状态。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种飞行控制系统、无人机及无人机系统，功能多样，可实现对无人机的自动控制，自动化程度高，并可在无人机飞行过程中实时指示无人机的飞行状态。

本申请实施例的第一方面提供了一种飞行控制系统，应用于无人机，其中，所述无人机包括所述飞行控制系统以及接收机、电调模块和与所述电调模块电连接的电源系统和动力系统，所述飞行控制系统包括主控模块、稳压指示模块、接口扩展模块和卫星定位模块；

所述主控模块分别与所述电调模块、所述稳压指示模块、所述接口扩展模块、所述卫星定位模块和所述接收机电连接，所述电调模块还分别与所述稳压指示模块和所述接口扩展模块电连接，所述接口扩展模块还与所述卫星定位模块电连接，所述接收机与遥控器通过无线方式通信；

所述电源系统通过所述电调模块为所述动力系统、所述稳压指示模块和所述接口扩展模块供电；所述稳压指示模块对所述电源系统的电能进行稳压后为所述主控模块供电；所述接口扩展模块获取所述电源系统的电能为所述卫星定位模块供电；

所述接收机接收到所述遥控器发送的启动指令时，触发所述主控模块解锁；所述接收机接收到所述遥控器发送的飞行控制指令时，对所述飞行控制指令进行处理后发送给所述主控模块；所述卫星定位模块通过单点卫星定位方式或RTK定位方式实时获取定位数据并发送给所述主控模块，以对所述无人机的位置进行定位；

所述主控模块处于解锁状态时，根据所述飞行控制指令和所述定位数据控制所述动力系统的动力状态，以对所述无人机的飞行状态进行控制，并在所述无人机的飞行过程中，实时获取所述动力系统的动力状态数据并进行处理得到所述无人机的飞行状态数据；所述稳压指示模块对所述主控模块的解锁状态和闭锁状态以及所述无人机的飞行状态进行指示；所述主控模块通过所述接收机将所述飞行状态数据发送给所述遥控器。

在一个实施例中，所述飞行控制系统还包括数据传输模块；

所述数据传输模块与所述主控模块电连接并与地面站通过无线方式通信；

所述数据传输模块接收所述地面站发送的数据，并进行处理后发送给所述主控模块；所述主控模块通过所述数据传输模块将所述飞行状态数据发送给所述地面站；

所述主控模块还对所述数据传输模块发送的数据进行处理，并反馈给所述数据传输模块。

在一个实施例中，所述无人机还包括喷洒系统，所述飞行控制系统还包括喷洒控制模块；

所述喷洒控制模块分别与所述喷洒系统、所述电调模块和所述接口扩展模块电连接；

所述电源系统通过所述电调模块为所述喷洒控制模块供电；

所述喷洒控制模块获取所述喷洒系统的喷洒状态数据，并进行处理后发送给所述主控模块；所述喷洒控制模块还根据所述飞行状态数据和所述喷洒状态数据生成喷洒控制数据，并根据所述喷洒控制数据反馈控制所述喷洒系统的喷洒状态。

在一个实施例中，所述喷洒系统包括风机、水泵、油位传感器、液位传感器和流量计；

所述风机设置于所述无人机的机臂，所述水泵和所述液位传感器设置于所述无人机的水箱，所述油位传感器设置于所述无人机的油箱，所述流量计设置于所述水泵，所述风机、所述水泵、所述油位传感器、所述液位传感器和所述流量计均与所述喷洒控制模块电连接；

所述喷洒控制模块获取所述风机、所述水泵、所述油位传感器、所述液位传感器和所述流量计的工作状态数据并进行处理，得到所述风机的风速数据、所述油箱的油位数据、所述水泵的液位数据和液体流量数据并发送给所述主控模块；所述喷洒控制模块还根据所述飞行状态数据、所述风速数据、所述油位数据、所述液位数据和所述液体流量数据生成喷洒控制数据，以控制所述水泵的液体抽取速度和所述风机的风量大小。

在一个实施例中，所述电源系统包括动力电源和飞控电源；

所述动力电源和所述飞控电源均与所述电调模块电连接；

所述动力电源为所述动力系统供电；

所述飞控电源为所述飞行控制系统供电。

在一个实施例中，所述动力系统包括继电器、舵机、点火器、启动电机、发动机和霍尔传感器；

所述霍尔传感器设置于所述点火器，所述继电器与所述启动电机电连接，所述电调模块分别与所述继电器、所述舵机、所述点火器和所述霍尔传感器电连接；

所述电调模块通过所述继电器控制所述启动电机的启动，并和所述点火器一起控制所述发动机启动；

所述舵机驱动所述发动机和所述无人机的螺旋桨转动；

所述霍尔传感器采集的所述发动机的转动数据；

所述电调模块对所述转动数据进行处理得到所述发动机的转速和所述螺旋桨的转动角度，并生成所述动力系统的动力状态数据；每当所述螺旋桨转动到特定角度时，所述电调模块控制所述点火器启动，以使所述发动机正常工作；

所述主控模块还根据所述飞行控制指令，通过所述电调模块控制所述舵机的舵盘的摆动角度，以控制所述发动机的转速和所述螺旋桨的升力。

在一个实施例中，所无人机还包括RTK电台；

所述RTK电台与所述卫星定位模块电连接并与基准站通过无线方式通信；

所述卫星定位模块和所述基准站同步接收同一卫星发送的GPS定位数据，对所述无人机的位置进行单点卫星定位；

所述基准站根据所述GPS定位数据进行定位得到基准站定位数据，并通过所述RTK电台模块发送给所述卫星定位模块；

所述卫星定位模块对所述GPS定位数据和所述基准站定位数据进行处理，得到所述无人机的位置信息并发送给所述主控模块，对所述无人机进行RTK定位。

在一个实施例中，所述稳压指示模块包括数据接口，所述数据接口用于连接外部终端对所述主控模块的内部程序进行更新或升级。

本申请实施例的第二方面提供了一种无人机，其包括上述的飞行控制系统以及接收机、电调模块、电源系统、动力系统、喷洒系统和RTK电台。

本申请实施例的第三方面提供了一种无人机系统，其包括上述的无人机以及遥控器、地面站、基准站和RTK定位杆；

所述地面站与所述遥控器、所述基准站和所述RTK定位杆通过无线方式通信，所述RTK定位杆与所述基准站通过无线方式通信；

所述基准站接收卫星发送的GPS定位数据；

所述RTK定位杆根据所述GPS定位数据对所述作业地块的边界点和所述作业地块中的障碍物的边界点进行定位，获得所述作业地块的边界信息和所述障碍物的边界信息；

所述地面站根据所述边界信息生成所述作业地块的测绘数据和所述障碍物的测绘数据并上传至云服务器，还根据所述测绘数据生成航线数据并通过所述遥控器发送给所述无人机；所述地面站通过所述遥控器获取所述飞行状态数据并进行处理和显示，还通过所述遥控器向所述无人机发送飞行控制指令。

本申请实施例通过根据遥控器发送的飞行控制指令和无人机的位置信息控制无人机的动力系统的动力状态，可实现对以无人机的飞行状态的自动控制；通过在所述无人机的飞行过程中，实时获取动力系统的动力状态数据并处理得到无人机的飞行状态数据后发送给遥控器，使用户可以实时获知无人机的飞行状态；通过对无人机的飞行状态进行指示，便于用户肉眼观察无人机的飞行状态；通过地面站生成作业地块和作业地块中障碍物的测绘数据以及航线数据，从而实现对无人机飞行航线的控制；通过地面站对无人机的飞行状态数据进行处理和显示，使得用户可以通过地面站对无人机的飞行状态进行远程观察和控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例一提供的飞行控制系统的结构示意图；

图2是本申请实施例二提供的飞行控制系统的结构示意图；

图3是本申请实施例三提供的无人机的结构示意图；

图4是本申请实施例三提供的无人机系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列系统、产品或设备没有限定于已列出的模块或单元，而是可选地还包括没有列出的模块或单元，或可选地还包括对于这些产品或设备固有的其它模块或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

实施例一

本实施例提供了一种飞行控制系统，其应用于无人机，特别是用于进行植保作业的植保无人机，其还可以应用于航拍无人机、救援无人机、运载无人机等多种类型的无人机，只需要在实际应用时加装需用的功能部件或者拆卸掉不需要的功能部件即可。

如图1所示，本实施例所提供的飞行控制系统100，其中，植保无人机包括飞行控制系统100以及接收机110、电调模块120和与电调模块120电连接的电源系统130和动力系统140，飞行控制系统100包括主控模块10、稳压指示模块20、接口扩展模块30和卫星定位模块40。

如图1所示，主控模块10分别与电调模块120、稳压指示模块20、接口扩展模块30、卫星定位模块40和接收机110电连接，电调模块120还分别与稳压指示模块20和接口扩展模块30电连接，接口扩展模块30还与卫星定位模块40电连接，接收机110与遥控器200通过无线方式通信，遥控器200与地面站300通过无线方式通信。

在本实施例中，电源系统用于通过电调模块为动力系统、稳压指示模块和接口扩展模块供电；稳压指示模块用于对电源系统的电能进行稳压后为主控模块供电；接口扩展模块获用于取电源系统的电能为卫星定位模块供电。

在具体应用中，电源系统具体可以包括蓄电池，例如，锂离子电池或电池组等，蓄电池可以拆卸进行充电或更换，也可以固定设置直接连接相应的充电器实现充电。

在一个实施例中，电源系统包括动力电源和飞控电源；动力电源和飞控电源均与电调模块电连接；动力电源为动力系统供电；飞控电源为飞行控制系统供电。

在具体应用中，可以设置不同的电源分别为动力系统和飞行控制系统供电，由于动力系统和飞行控制系统的工作电压和耗电量有明显差异，因此，分别采用不同的电源进行供电，可以对二者进行有针对性的差异化供电，保证动力系统和飞行控制系统正常工作，并且在其中一个电源电量不足时，可以单独更换该电源的蓄电池或对蓄电池进行充电，不用对两个电源同步更换蓄电池或对蓄电池进行充电。

在具体应用中，动力系统具体包括为无人机提供飞行动力的部件，例如，舵机、发动机、点火器等。

在具体应用中，电调模块具体可以包括电调模块单元和电源转换单元，电调单元具体可以是电子调速器(Electronic Speed Control，ESC)，用于根据主控模块发送的控制信号调节动力系统的工作状态，以实现对无人机飞行动力和飞行姿态的控制，例如，调节无人机的舵机的转动速度。电源转换单元具体可以是电源转换器，用于按照各模块的用电需求，对电源电压或电流进行调节和转换，以得到适用于各模块的工作电压或电流的供电信号。

在具体应用中，稳压指示模块具备稳压功能，其具体可以包括稳压单元，用于将电源系统提供的电能的电压转换为适用于主控模块的电压，为主控模块供电。

在具体应用中，接口扩展模块主要是用于实现接口扩展功能，其具体可以以是串口集线器，用于实现接口转换，以实现电调模块或主控模块与卫星定位模块之间的连接。

在本实施例中，接收机用于在接收到遥控器发送的启动指令时，触发主控模块解锁；接收机还用于在接收到遥控器发送的飞行控制指令时，对飞行控制指令进行处理后发送给主控模块；卫星定位模块用于通过单点卫星定位方式或RTK定位方式实时获取定位数据并发送给主控模块，以对所述无人机的位置进行定位。

在具体应用中，接收机具体可以包括八通道2.4G通信模块，通过2.4G技术实现与遥控器之间的双向无线通信，既可以接收遥控器直接发送或转发的信号，也可以在主控模块的控制下向遥控器发送信号或者通过遥控器将信号转发给地面站。接收机的数据通道数量可以根据实际需要进行设置。由于遥控器发送的信号是电磁波信号不能直接被主控模块识别，主控模块传输给接收机的信号也不能直接被遥控器识别，因此，接收机需要对其接收的信号进行转换和处理之后，才能传输给主控模块或遥控器。

在具体应用中，主控模块在上电之后仍然处于闭锁状态，在接收到遥控器发送的启动指令时，才解锁进入工作状态。

在具体应用中，定位数据具体包括无人机所处的经纬度信息，卫星定位模块具体可以选用双天线RTK模块来实现定位，通过设置两个信号接收天线来分别接收卫星发送的GPS定位数据，实现对无人机的水平位置的定位，可以通过两个天线接收到的GPS定位数据之间的差异，可以确定无人机的飞行航向。

在本实施例中，主控模块处于解锁状态时，根据飞行控制指令和定位数据控制动力系统的动力状态，以对无人机的飞行状态进行控制，并在无人机的飞行过程中，实时获取动力系统的动力状态数据并进行处理得到无人机的飞行状态数据；稳压指示模块对主控模块的解锁状态和闭锁状态以及无人机的飞行状态进行指示；主控模块通过接收机将飞行状态数据发送给遥控器。

在具体应用中，主控模块解锁之后，正式进入正常工作状态，在接收到接收机发送的飞行控制指令和卫星定位模块发送的定位数据时，对飞行控制指令和定位数据进行处理，得到用于对动力系统进行控制的控制信号和无人机的位置信息，然后通过电调模块对动力系统的工作状态进行控制，以实现对无人机的飞行动力和飞行姿态的控制。

在具体应用中，主控模块内置有惯性测量仪、气压计和电子罗盘；其中，惯性测量仪和气压计用于测量无人机的飞行姿态和高度，并结合卫星定位模块获取的定位数据，实现对无人机的水平位置和垂直高度位置的精确定位。

在具体应用中，稳压指示模块除了实现稳压功能之外，还包括对主控模块的解锁状态和闭锁状态以及、无人机的飞行状态进行指示的指示单元。指示单元具体可以通过LED指示灯来实现。可以通过多个不同颜色的LED指示灯来分别指示不同的状态。例如，可以通过控制红色LED指示灯常亮，来指示主控模块处于解锁状态，即指示主控模块启动工作；通过控制红色LED指示灯熄灭，来指示主控模块处于闭锁状态，即指示主控模块未上电或者上电而没有启动工作；通过控制绿色LED指示灯慢闪，来指示无人机的飞行状态正常；通过控制黄色LED指示灯闪烁，来指示无人机的飞行状态处于亚健康状态，即无人机的某些非关键部件发生了故障，但是不影响正常使用；通过控制红色LED指示灯闪烁，来指示无人机的飞行状态处于不健康状态，即无人机的某些关键部件发生了故障，严重影响正常使用。

在具体应用中，可以根据实际需要选择任意类型的指示灯具，并设定指示灯的数量、颜色和发光状态，可以通过不同的指示灯来指示不同的状态，上述举例仅仅只是示例性的。

在具体应用中，主控模块还用于在无人机飞行过程中实时获取动力系统的动力状态数据并进行处理，得到无人机的飞行状态数据，然后通过接收机发送给遥控器。以使用户可以通过地面站与遥控器进行通信，以获取无人机的飞行状态数据，实现对无人机飞行状态的实时监控，确保无人机的正常工作，以利于在无人机出现故障时，及时采取相应的维护措施。

在一个实施例中，主控模块还用于对与其连接的各模块发送的数据进行处理并分别反馈给各模块。

在一个实施例中，动力系统包括继电器、舵机、点火器、启动电机、发动机和霍尔传感器；

霍尔传感器设置于点火器，继电器与启动电机电连接，电调模块分别与继电器、舵机、点火器和霍尔传感器电连接；

电调模块通过继电器控制启动电机的启动，并和点火器一起控制发动机启动；

舵机驱动发动机和无人机的螺旋桨转动；

霍尔传感器采集的发动机的转动数据；

电调模块对转动数据进行处理得到发动机的转速和螺旋桨的转动角度，并生成动力系统的动力状态数据；每当螺旋桨转动到特定角度时，电调模块控制点火器启动，以使发动机正常工作；

主控模块还根据飞行控制指令，通过电调模块控制舵机的舵盘的摆动角度，以控制发动机的转速和螺旋桨的升力。

在一个实施例中，稳压指示模块包括数据接口，数据接口用于连接外部终端对主控模块的内部程序进行更新或升级。

在具体应用中，数据接口具体可以是USB接口，用于连接手机、PC客户端、U盘、移动硬盘等能够存储计算机程序的终端，实现对主控模块内置程序的升级或更新。对于不具备人机交互功能的U盘和移动硬盘等存储介质，可以通过遥控器间接与地面站进行通信，以在地面站的控制下实现对主控模块的升级。

应当理解的是，本实施例中仅仅只是示例性的介绍了与本实施例相关的无人机部件，在具体应用中，无人机必然还包括实现无人机的基本飞行功能的其他部件，例如，主壳体、支撑架结构、油箱、水箱、螺旋桨等等。

本实施例通过根据遥控器发送的飞行控制指令和无人机的位置信息控制无人机的动力系统的动力状态，可实现对以无人机的飞行状态的自动控制，通过在无人机的飞行过程中，实时获取动力系统的动力状态数据并处理得到无人机的飞行状态数据后发送给遥控器，使用户可以实时获知无人机的飞行状态，通过对无人机的飞行状态进行指示，便于用户肉眼观察无人机的飞行状态。

实施例二

如图2所示，在本实施例中，实施例一中的无人机还包括喷洒系统150和RTK电台160，飞行控制系统100还包括数据传输模块50和喷洒控制模块60；其中，数据传输模块50与主控模块10电连接并与地面站300通过无线方式通信，喷洒控制模块60分别与喷洒系统150、电调模块120和接口扩展模块30电连接，RTK电台160与卫星定位模块40电连接并与基准站400通过无线方式通信。

在本实施例中，数据传输模块用于接收地面站发送的数据，并进行处理后发送给主控模块；主控模块通过数据传输模块还用于将飞行状态数据发送给地面站；主控模块还用于对数据传输模块发送的数据进行处理，并反馈给数据传输模块。

在具体应用中，数据传输模块具体可以是无线数据传输器，可以直接与地面站进行通信或者遥控器间接与地面站通信。

在本实施例中，电源系统通过电调模块为喷洒控制模块供电；喷洒控制模块获取喷洒系统的喷洒状态数据，并进行处理后发送给主控模块；喷洒控制模块还根据飞行状态数据和喷洒状态数据生成喷洒控制数据，并根据喷洒控制数据反馈控制喷洒系统的喷洒状态。

在具体应用中，电源系统具体通过其飞控电源为喷洒控制模块供电。

在具体应用中，喷洒系统具体包括用于实现无人机的植保作业功能的部件，例如水泵、风机等。

在一个实施例中，喷洒系统包括风机、水泵、油位传感器、液位传感器和流量计；其中，风机设置于所述无人机的机臂，水泵和液位传感器设置于无人机的水箱，油位传感器设置于无人机的油箱，流量计设置于水泵，风机、水泵、油位传感器、液位传感器和流量计均与喷洒控制模块电连接。

在本实施例中，水泵用于抽取无人机的水箱中的液体并喷洒至作业地块。

在具体应用中，根据无人机植保作业类型的不同，水箱中所盛装的液体也不相同。例如，植保作业类型为洒水作业时，则水箱中盛装水；植保作业类型为喷洒农药作业时，则水箱中盛装农药溶液。水箱的容量具体由无人机的载重量和作业所需的液体量来决定。

在本实施例中，喷洒控制模块用于获取风机、水泵、油位传感器、液位传感器和流量计的工作状态数据并进行处理，得到风机的风速数据、油箱的油位数据、水泵的液位数据和液体流量数据并发送给主控模块。

在具体应用中，主控模块在获取到喷洒控制模块发送的数据之后可以将其发送给地面站，以使用户可以实时获知喷洒系统的工作状态，从而根据实际需要发送相应的控制指令对无人机的喷洒作业状态进行控制。

在本实施例中，喷洒控制模块还用于根据飞行状态数据、风速数据、油位数据、液位数据和液体流量数据生成喷洒控制数据，以控制水泵的液体抽取速度和风机的风量大小。

在具体应用中，喷洒控制模块具有独立的数据处理功能，可以根据飞行状态数据、风速数据、油位数据、液位数据和液体流量数据生成喷洒控制数据，以控制水泵的液体抽取速度和风机的风量大小，能实现对无人机植保作业地块的精准喷洒控制且自动化程度高。喷洒控制模块专用于对喷洒系统的工作状态进行控制。

在本实施例中，卫星定位模块和基准站同步接收同一卫星发送的GPS定位数据，对所述无人机的位置进行单点卫星定位；基准站根据GPS定位数据进行定位得到基准站定位数据，并通过RTK电台模块发送给卫星定位模块；卫星定位模块对GPS定位数据和基准站定位数据进行处理，得到无人机的位置信息并发送给主控模块，对所述无人机进行RTK定位。

在具体应用中，卫星定位模块主要用于结合主控模块内置的惯性测量仪、气压计和电子罗盘，来实现对无人机位置的精确定位。基准站主要用于对无人机的作业地块进行定位。通过卫星定位模块对GPS定位数据和基准站定位数据进行处理，可以得到无人机的相对于作业地块的准确位置信息，从而实现无人机在作业地块上的精准作业。

在具体应用中，主控模块或喷洒控制模块可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

在具体应用中，主控模块或喷洒控制模块可以内置或外接存储介质，用于存储数据或算法程序，存储介质可以是硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(FlashCard)等。

实施例三

如图3所示，本发明实施例还提供一种无人机1000，其包括实施例一或二中的飞行控制系统100以及接收机110、电调模块120、电源系统130、动力系统140、喷洒系统150和RTK电台160。

如图4所示，本发明实施例还提供一种无人机系统，其包括上述无人机1000以及遥控器200、地面站300、基准站400和RTK定位杆500；

其中，地面站300与遥控器200、基准站400和RTK定位杆500通过无线方式通信，RTK定位杆500与基准站400通过无线方式通信。

在本实施例中，基准站用于接收卫星发送的GPS定位数据；RTK定位杆用于根据基准站发送的GPS定位数据对作业地块的边界点和作业地块中的障碍物的边界点进行定位，获得作业地块的边界信息和障碍物的边界信息；地面站用于根据边界信息生成作业地块的测绘数据和障碍物的测绘数据并上传至云服务器，还根据测绘数据生成航线数据并通过遥控器发送给无人机；地面站通过遥控器获取飞行状态数据并进行处理和显示，还通过遥控器向无人机发送飞行控制指令。

在具体应用中，遥控器是指用户手持的可对无人机的飞行状态进行控制的遥控器，遥控器上设置有摇杆、手柄、通信模块等。

在具体应用中，地面站可以是手机、平板电脑、个人数字助理、PC客户端等任意的具有人机交互和通过无线方式通信功能的智能终端。地面站可以同时实现对作业地块的测绘数据的处理和对无人机飞行状态的控制，当实现测绘数据处理功能时，在地面站上运行相应的测绘应用，实现无人机飞行状态控制功能时，在地面站上运行无人机控制应用。

本实施例通过地面站生成作业地块和作业地块中障碍物的测绘数据以及航线数据，从而实现对无人机飞行航线的控制；通过地面站对无人机的飞行状态数据进行处理和显示，使得用户可以通过地面站对无人机的飞行状态进行远程观察和控制。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞行控制系统，应用于无人机，其特征在于，所述无人机包括所述飞行控制系统以及接收机、电调模块和与所述电调模块电连接的电源系统和动力系统，所述飞行控制系统包括主控模块、稳压指示模块、接口扩展模块和卫星定位模块；

所述主控模块分别与所述电调模块、所述稳压指示模块、所述接口扩展模块、所述卫星定位模块和所述接收机电连接，所述电调模块还分别与所述稳压指示模块和所述接口扩展模块电连接，所述接口扩展模块还与所述卫星定位模块电连接，所述接收机与遥控器通过无线方式通信；

所述电源系统通过所述电调模块为所述动力系统、所述稳压指示模块和所述接口扩展模块供电；所述稳压指示模块对所述电源系统的电能进行稳压后为所述主控模块供电；所述接口扩展模块获取所述电源系统的电能为所述卫星定位模块供电；

所述接收机接收到所述遥控器发送的启动指令时，触发所述主控模块解锁；所述接收机接收到所述遥控器发送的飞行控制指令时，对所述飞行控制指令进行处理后发送给所述主控模块；所述卫星定位模块通过单点卫星定位方式或RTK定位方式实时获取定位数据并发送给所述主控模块，以对所述无人机的位置进行定位；

所述主控模块处于解锁状态时，根据所述飞行控制指令和所述定位数据控制所述动力系统的动力状态，以对所述无人机的飞行状态进行控制，并在所述无人机的飞行过程中，实时获取所述动力系统的动力状态数据并进行处理得到所述无人机的飞行状态数据；所述稳压指示模块对所述主控模块的解锁状态和闭锁状态以及所述无人机的飞行状态进行指示；所述主控模块通过所述接收机将所述飞行状态数据发送给所述遥控器。

2.如权利要求1所述的飞行控制系统，其特征在于，所述飞行控制系统还包括数据传输模块；

所述数据传输模块与所述主控模块电连接并与地面站通过无线方式通信；

所述数据传输模块接收所述地面站发送的数据，并进行处理后发送给所述主控模块；所述主控模块通过所述数据传输模块将所述飞行状态数据发送给所述地面站；

所述主控模块还对所述数据传输模块发送的数据进行处理，并反馈给所述数据传输模块。

3.如权利要求1所述的飞行控制系统，其特征在于，所述无人机还包括喷洒系统，所述飞行控制系统还包括喷洒控制模块；

所述喷洒控制模块分别与所述喷洒系统、所述电调模块和所述接口扩展模块电连接；

所述电源系统通过所述电调模块为所述喷洒控制模块供电；

所述喷洒控制模块获取所述喷洒系统的喷洒状态数据，并进行处理后发送给所述主控模块；所述喷洒控制模块还根据所述飞行状态数据和所述喷洒状态数据生成喷洒控制数据，并根据所述喷洒控制数据反馈控制所述喷洒系统的喷洒状态。

4.如权利要求3所述的飞行控制系统，其特征在于，所述喷洒系统包括风机、水泵、油位传感器、液位传感器和流量计；

所述风机设置于所述无人机的机臂，所述水泵和所述液位传感器设置于所述无人机的水箱，所述油位传感器设置于所述无人机的油箱，所述流量计设置于所述水泵，所述风机、所述水泵、所述油位传感器、所述液位传感器和所述流量计均与所述喷洒控制模块电连接；

所述喷洒控制模块获取所述风机、所述水泵、所述油位传感器、所述液位传感器和所述流量计的工作状态数据并进行处理，得到所述风机的风速数据、所述油箱的油位数据、所述水泵的液位数据和液体流量数据并发送给所述主控模块；所述喷洒控制模块还根据所述飞行状态数据、所述风速数据、所述油位数据、所述液位数据和所述液体流量数据生成喷洒控制数据，以控制所述水泵的液体抽取速度和所述风机的风量大小。

5.如权利要求1所述的飞行控制系统，其特征在于，所述电源系统包括动力电源和飞控电源；

所述动力电源和所述飞控电源均与所述电调模块电连接；

所述动力电源为所述动力系统供电；

所述飞控电源为所述飞行控制系统供电。

6.如权利要求1所述的飞行控制系统，其特征在于，所述动力系统包括继电器、舵机、点火器、启动电机、发动机和霍尔传感器；

所述霍尔传感器设置于所述点火器，所述继电器与所述启动电机电连接，所述电调模块分别与所述继电器、所述舵机、所述点火器和所述霍尔传感器电连接；

所述电调模块通过所述继电器控制所述启动电机的启动，并和所述点火器一起控制所述发动机启动；

所述舵机驱动所述发动机和所述无人机的螺旋桨转动；

所述霍尔传感器采集所述发动机的转动数据；

所述电调模块对所述转动数据进行处理得到所述发动机的转速和所述螺旋桨的转动角度，并生成所述动力系统的动力状态数据；每当所述螺旋桨转动到特定角度时，所述电调模块控制所述点火器启动，以使所述发动机正常工作；

所述主控模块还根据所述飞行控制指令，通过所述电调模块控制所述舵机的舵盘的摆动角度，以控制所述发动机的转速和所述螺旋桨的升力。

7.如权利要求1所述的飞行控制系统，其特征在于，所述无人机还包括RTK电台；

所述RTK电台与所述卫星定位模块电连接并与基准站通过无线方式通信；

所述卫星定位模块和所述基准站同步接收同一卫星发送的GPS定位数据，对所述无人机的位置进行单点卫星定位；

所述基准站根据所述GPS定位数据进行定位得到基准站定位数据，并通过所述RTK电台模块发送给所述卫星定位模块；

所述卫星定位模块对所述GPS定位数据和所述基准站定位数据进行处理，得到所述无人机的位置信息并发送给所述主控模块，对所述无人机进行RTK定位。

8.如权利要求1所述的飞行控制系统，其特征在于，所述稳压指示模块包括数据接口，所述数据接口用于连接外部终端对所述主控模块的内部程序进行更新或升级。

9.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的飞行控制系统以及接收机、电调模块、电源系统、动力系统、喷洒系统和RTK电台。

10.一种无人机系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的无人机以及遥控器、地面站、基准站和RTK定位杆；

所述地面站与所述遥控器、所述基准站和所述RTK定位杆通过无线方式通信，所述RTK定位杆与所述基准站通过无线方式通信；

所述基准站接收卫星发送的GPS定位数据；

所述RTK定位杆根据所述GPS定位数据对所述作业地块的边界点和所述作业地块中的障碍物的边界点进行定位，获得所述作业地块的边界信息和所述障碍物的边界信息；

所述地面站根据所述边界信息生成所述作业地块的测绘数据和所述障碍物的测绘数据并上传至云服务器，还根据所述测绘数据生成航线数据并通过所述遥控器发送给所述无人机；所述地面站通过所述遥控器获取所述飞行状态数据并进行处理和显示，还通过所述遥控器向所述无人机发送飞行控制指令。