CN108803636A - 一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统 - Google Patents
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- G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
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- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
Abstract
本发明公开了一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，所述飞行控制系统包括飞行器控制模块和飞行器执行模块，所述飞行器控制模块用于控制飞行器执行模块实现对飞行器各元件的控制，其特征在于，所述飞行控制系统还包括位于地面的第一智能设备和搭载在飞行器上的第二智能设备，第二智能设备与飞行器控制模块连接用于传输第一智能设备的飞行指令以及接收和运算飞行器控制模块传输的飞行器的飞行状态数据，所述第一智能设备用于给第二智能设备发送指令，以及接收第二智能设备传送的关于飞行器飞行状态的数据。本发明具有操控范围广，控制飞行半径不受信号限制的特点。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，更具体地说涉及一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统。
背景技术
目前市场上大部分无人机产品大都是通过2.4G地面站无线电遥控器操控的，其本身就有控制范围受无线遥控器信号影响，仅能达到100米左右，且抗干扰性比较差等缺点。
目前市面上无人机产品也拥有其独有的操作系统，并支持了多种扩展设备。但是无人机的操作系统推广度远不如智能手机、智能电视等，无论是软件还是硬件，对比同一时代的手机等智能设备相对比较落后，信息处理能力不强以及可扩展性差等问题正在逐渐显露出来。
当前无人机软件开发门坎相对较高，普通开发者无法在短期内熟悉无人机操作系统，也很难对无人机操作系统进行修改和扩展。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，它具有操控范围广，控制飞行半径不受信号限制的特点。
为实现上述目的，本发明的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，所述飞行控制系统包括飞行器控制模块和飞行器执行模块，所述飞行器控制模块用于控制飞行器执行模块实现对飞行器各元件的控制，其特征在于，所述飞行控制系统还包括位于地面的第一智能设备和搭载在飞行器上的第二智能设备，第二智能设备与飞行器控制模块连接用于传输第一智能设备的飞行指令以及接收和运算飞行器控制模块传输的飞行器的飞行状态数据，所述第一智能设备用于给第二智能设备发送指令，以及接收第二智能设备传送的关于飞行器飞行状态的数据。
优选的，所述第一智能设备和第二智能设备具有智能操作系统。
优选的，所述第一智能设备和第二智能设备上设置有用于控制和接收无人机信息的模块。
优选的，所述第二智能设备上设置有陀螺仪、加速度计、GPS 和磁场传感器。
优选的，所述飞行器控制模块上集成设置有传感器。
优选的，所述传感器为陀螺仪、加速度计或气压计。
优选的，所述第一智能设备和第二智能设备通过2G、3G、4G或是WIFI连接。
优选的，所述智能操作系统为安卓操作系统或ISO操作系统。
优选的，所述第二智能设备和飞行器控制模块通过串口或是蓝牙连接。
优选的，所述第一智能设备为手机、电脑、服务器或智能网络设备结点。
本发明的有益效果在于：高效的数据处理能力：
1.由于加入了智能手机系统，除了飞行控制任务以外的数据都交由智能手机系统处理，减轻了飞控系统的负担，从而大大增加了数据的高效处理能力。
2.自由地接入互联网：在智能手机系统的帮助下可以很方便的接入互联网，让无人机变成了一个飞行的智能终端。
3.可扩展性强：由于加入了智能手机系统，智能手机系统的开源性，为本发明提供了更强的扩展性。
4.二次开发门槛低：本发明无人机系统针对于开发人员提供了基于智能手机系统开发的SDK，可以很方便的帮助开发人员进行二次开发，开发人员无需了解飞行器操作系统原理及结构。
5.无人机异地起飞：本发明无人机系统，采用了2G/3G/4G/WIFI的方式进行控制命令的传输，突破了传统的2.4G无线传输距离近的缺点，可以实现真正意义上的远程控制，同时也能实现无人机的异地控制起飞，执行飞行任务。
附图说明：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1 为现有无人机控制流程图。
图2为本发明实施例的无人机控制流程图。
具体实施方式：
以下所述仅为体现本发明原理的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围
实施例：一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，所述飞行控制系统包括飞行器控制模块和飞行器执行模块，所述飞行器控制模块用于控制飞行器执行模块实现对飞行器各元件的控制，其特征在于，所述飞行控制系统还包括位于地面的第一智能设备和搭载在飞行器上的第二智能设备，第二智能设备与飞行器控制模块连接用于传输第一智能设备的飞行指令以及接收和运算飞行器控制模块传输的飞行器的飞行状态数据，所述第一智能设备用于给第二智能设备发送指令，以及接收第二智能设备传送的关于飞行器飞行状态的数据。
根据权利要求1所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述第一智能设备和第二智能设备具有智能操作系统。
本实施例中，第一智能设备和第二智能设备上设置有用于控制和接收无人机信息的模块。
本实施例中，第二智能设备上设置有陀螺仪、加速度计、GPS 和磁场传感器。
本实施例中，飞行器控制模块上集成设置有传感器。
本实施例中上述的传感器为陀螺仪、加速度计或气压计。
本实施例中，第一智能设备和第二智能设备通过2G、3G、4G或是WIFI连接。
本实施例中，智能操作系统为安卓操作系统或ISO操作系统。
本实施例中，第二智能设备和飞行器控制模块通过串口或是蓝牙连接。
本实施例中，第一智能设备为手机、电脑、服务器或智能网络设备结点。
本发明采用全新的系统模块结构，其在软件控制流程上也区别于传统的飞控系统。本发明共分为3个大的模块：无人机地面控制模块，机载智能设备平台，飞控模块；相互之间以无线网络（包括但不限于wifi，蓝牙等）连接并传递消息和数据，消息和数据的传输有3条路线，在不同的情况下通过不同的路线传递消息和数据。以下地面控制端的手机（或者电脑，或者平板，等等）称为A，飞行器上的智能设备称为B。
本实施例通过在飞行器上增加手机的方式减少飞行器的传感器，并且可以加强飞行器传感器的功能，增加了航拍功能，通过悬挂在飞行器上的支架绑定手机，手机可以和飞行器地面端通讯。
1、控制飞行器
如图1所示，传统的无人机控制系统是地面控制器直接发送飞行指令到无人机的飞控模块，飞控模块对接收到的指令进行相应处理后，便做出相应飞行姿态的调整，无人机整个飞行过程的信息处理都交由飞控模块执行。本发明软件控制流程则是：A通过2G/3G/4G/WIFI网络发送飞行控制指令到B，B对接收到的指令进行相应处理后再转发给飞控模块，智能设备平台与飞控模块间可通过蓝牙或串口等方式连接，这样无人机就可以做出相应飞行姿态的输出，无人机整个飞行过程的信息处理是由智能设备平台和飞控模块协同完成的，由于智能设备平台的加入，无人机终端的信息处理能力得到了加强，使得一些复杂的人机交互得以实现，使得无人机向智能化又迈进了一步。
2、A端获取飞行器状态
a.获取飞行器位置信息，途径为：A发请求消息到B，B返回当前位置给A。
b.获取飞行器状态，如马达转速，途径为：A发请求消息给B，B发控制命令给飞控板，飞控板返回状态信息给B，B再把得到的信息返回给A。
3、飞控板请求传感器的数据。
飞控板发送请求到B，B获取传感器的值并返回给飞控板。
图1所示为传统的飞控系统的控制流程：2.4G遥控器通过电磁波发出控制命令，飞行控制系统端的接收机接收到命令后交由飞控系统处理，最后由飞控系统执行相应的飞行任务。本发明的创新性在于：在传统的无人机控制系统的基础上加入了搭载了智能手机操作系统的智能设备模块。如图2所示，飞行控制流程：智能终端（比如智能手机，以下统称A端）通过2G/3G/4G/WIFI的方式将控制命令发送到无人机端的智能设备模块（以下统称B端），B端接收到请求命令后，经过处理通过蓝牙或者串口发送到飞控系统，最后由飞控系统执行相应的飞行任务。
综上所述，本发明的优点在于：
1.由于加入了智能手机系统，除了飞行控制任务以外的数据都交由智能手机系统处理，减轻了飞控系统的负担，从而大大增加了数据的高效处理能力。
2.自由地接入互联网：在智能手机系统的帮助下可以很方便的接入互联网，让无人机变成了一个飞行的智能终端。
3.可扩展性强：由于加入了智能手机系统，智能手机系统的开源性，为本发明提供了更强的扩展性。
4.二次开发门槛低：本发明无人机系统针对于开发人员提供了基于智能手机系统开发的SDK，可以很方便的帮助开发人员进行二次开发，开发人员无需了解飞行器操作系统原理及结构。
5.无人机异地起飞：本发明无人机系统，采用了2G/3G/4G/WIFI的方式进行控制命令的传输，突破了传统的2.4G无线传输距离近的缺点，可以实现真正意义上的远程控制，同时也能实现无人机的异地控制起飞，执行飞行任务。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，所述飞行控制系统包括飞行器控制模块和飞行器执行模块，所述飞行器控制模块用于控制飞行器执行模块实现对飞行器各元件的控制，其特征在于，所述飞行控制系统还包括位于地面的第一智能设备和搭载在飞行器上的第二智能设备，第二智能设备与飞行器控制模块连接用于传输第一智能设备的飞行指令以及接收和运算飞行器控制模块传输的飞行器的飞行状态数据，所述第一智能设备用于给第二智能设备发送指令，以及接收第二智能设备传送的关于飞行器飞行状态的数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述第一智能设备和第二智能设备具有智能操作系统。
3.根据权利要求2所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述第一智能设备和第二智能设备上设置有用于控制和接收无人机信息的模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述第二智能设备上设置有陀螺仪、加速度计、GPS 和磁场传感器。
5.根据权利要求4所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述飞行器控制模块上集成设置有传感器。
6.根据权利要求5所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述传感器为陀螺仪、加速度计或气压计。
7.根据权利要求6所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述第一智能设备和第二智能设备通过2G、3G、4G或是WIFI连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述智能操作系统为安卓操作系统或ISO操作系统。
9.根据权利要求8所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述第二智能设备和飞行器控制模块通过串口或是蓝牙连接。
10.根据权利要求9所述的一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统，其特征在于，所述第一智能设备为手机、电脑、服务器或智能网络设备结点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201710310792.6A CN108803636A (zh) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | 一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统 |
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| CN201710310792.6A CN108803636A (zh) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | 一种基于智能手机操作系统的无人机飞行控制系统 |
Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110365397A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-10-22 | 天津天航智远科技有限公司 | 载重飞艇的测控系统 |
| CN114489103A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-05-13 | 西南交通大学 | 一种耦合单轴云台的手机无人机及控制方法 |
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2017
- 2017-05-05 CN CN201710310792.6A patent/CN108803636A/zh active Pending
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