CN108871371A - 一种无人机导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机导航系统，涉及无人机领域，包括无人机和远程控制站，所述无人机上搭载有飞行信息采集模块、能效管理模块、数据集成转换模块、环境气象采集模块和信息传输模块，所述远程控制站集成有飞行控制模块、显示模块和气象导航系统，所述气象导航系统包括路线规划模块和气象预测模块，所述环境气象采集模块在无人机飞行过程中不断采集航行路线的气象信息，所述飞行控制模块根据信息传输模块传送的数据不断优化航行路线，本发明通过把地图数据与预测、采集的气象数据叠加显示的方法，有效的解决了导航过程中气象变化带来的不便，同时实现了气象导航系统与无人机之间的互联互通，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明属于无人机领域，具体涉及一种无人机导航系统及其导航方法。
背景技术
目前，无人机导航主要是通过无人机操控人员在无人机飞行前通过航线区域附近的气象报告，结合航线计划，确定无人机是否进行起飞与设计航线。如果在航线飞行过程，突遇气象改变，还得无人机操控人员进行航线重新人工规划，导致了无人机导航智能化程度低及人工干预多等问题。
中国专利公开号为CN106125761A公开了无人机导航系统和导航方法，其外壁为可弯曲柔性显示屏，整个外壁都是显示屏幕，易于获取文字信息和调整文字状态，并且增加了姿态传感器、定位模块等装置，可以解决无人机在动态飞行时候的信息显示问题，保证显示内容相对使用者的稳定，但是它没有考虑无人机航行时气象原因的巨大影响，没有解决无人机在遭遇天气突变时如何快速有效的作出反应的问题，存在一定的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机导航系统，以解决所述内容提出的缺陷。
一种无人机导航系统，包括无人机和远程控制站，所述无人机上搭载有飞行信息采集模块、能效管理模块、数据集成转换模块、环境气象采集模块和信息传输模块，所述远程控制站集成有飞行控制模块、显示模块和气象导航系统，所述气象导航系统包括路线规划模块和气象预测模块，所述无人机和远程控制站无线连接；
所述飞行信息采集模块采集无人机的飞行数据，包括：高度、速度、航向、爬升率、下降率和加速情况；
所述能效管理模块用于获取无人机的能效数据，包括耗油量和续航时间；
所述数据集成转换模块将飞行数据和能效数据进行汇总并转换为图表形式；
所述环境气象采集模块在无人机飞行过程中不断采集航行路线的气象信息，包括气压、风向、风速、风暴、温度、降雨量；
所述信息传输模块将无人机采集的飞行数据、能耗数据和气象信息传输给远程控制站；
所述气象预测模块根据无人机采集的气象信息对航行路线的气象状况进行预测；
所述路线规划模块根据预测的气象信息以及无人机的飞行数据和能效数据对航行路线进行优化；
所述显示模块显示规划好的路线；
所述飞行控制模块控制无人机按照规划好的路线航行。
优选的，所述路线规划模块包含有高德地图、百度地图、谷歌地图中的一种。
优选的，所述气象预测模块可接受来自气象局的气象预测信息。
优选的，所述显示模块上设有路线优化提示灯。
一种无人机导航系统的导航方法，包括如下步骤：
(1)气象预测模块将气象局的气象预测信息传送给路线规划模块，路线规划模块根据气象信息及目的地进行路线规划并通过显示模块显示规划好的路线，操作人员通过飞行控制模块操控无人机沿规划好的路线航行；
(2)无人机在飞行过程中，通过飞行信息采集模块采集无人机的飞行数据，包括：高度、速度、航向、爬升率、下降率和加速情况，通过能效管理模块获取无人机的能效数据，包括耗油量和续航时间，然后将飞行数据和能效数据通过数据集成转换模块进行汇总并转换为图表形式，同时环境气象采集模块不断采集航行路线的气象信息，包括气压、风向、风速、风暴、温度、降雨量；
(3)所有采集到的数据，包括飞行数据、能效数据、气象信息，通过信息传输模块从无人机传送给远程控制站的气象导航系统，气象预测模块根据实时传输的气象信息进行实时气象预测，路线规划模块结合无人机的飞行数据、能效数据以及实时的气象预测，优化导航路线；
(4)优化后的导航信息通过显示模块显示，操作人员通过飞行控制模块操控无人机沿优化的路线航行。
优选的，优化后的路线与原路线会在显示模块中对比显示。
本发明的优点在于：本发明通过把地图数据与预测、采集的气象数据叠加显示的方法，有效的解决了导航规划中气象考虑不周、导航过程中气象变化所带来的需要返航或者临时重新规划路线的问题，同时实现了气象导航系统与无人机之间的互联互通，有效地减少了无人机操作员的工作负担，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明中无人机导航系统的工作原理及导航方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1所示，一种无人机导航系统系统，包括无人机和远程控制站，所述无人机上搭载有飞行信息采集模块、能效管理模块、数据集成转换模块、环境气象采集模块和信息传输模块，所述远程控制站集成有飞行控制模块、显示模块和气象导航系统，所述气象导航系统包括路线规划模块和气象预测模块，所述无人机和远程控制站无线连接；
所述飞行信息采集模块采集无人机的飞行数据，包括：高度、速度、航向、爬升率、下降率和加速情况；
所述能效管理模块用于获取无人机的能效数据，包括耗油量和续航时间；
所述数据集成转换模块将飞行数据和能效数据进行汇总并转换为图表形式；
所述环境气象采集模块在无人机飞行过程中不断采集航行路线的气象信息，包括气压、风向、风速、风暴、温度、降雨量；
所述信息传输模块将无人机采集的飞行数据、能耗数据和气象信息传输给远程控制站；
所述气象预测模块根据无人机采集的气象信息对航行路线的气象状况进行预测；
所述路线规划模块根据预测的气象信息以及无人机的飞行数据和能效数据对航行路线进行优化；
所述显示模块显示规划好的路线；
所述飞行控制模块控制无人机按照规划好的路线航行。
在本实施例中，所述路线规划模块包含有高德地图、百度地图、谷歌地图中的一种。
在本实施例中，所述气象预测模块可接受来自气象局的气象预测信息。
在本实施例中，所述显示模块上设有路线优化提示灯。
一种无人机导航系统的导航方法，包括如下步骤：
(1)气象预测模块将气象局的气象预测信息传送给路线规划模块，路线规划模块根据气象信息及目的地进行路线规划并通过显示模块显示规划好的路线，操作人员通过飞行控制模块操控无人机沿规划好的路线航行；
(2)无人机在飞行过程中，通过飞行信息采集模块采集无人机的飞行数据，包括：高度、速度、航向、爬升率、下降率和加速情况，通过能效管理模块获取无人机的能效数据，包括耗油量和续航时间，然后将飞行数据和能效数据通过数据集成转换模块进行汇总并转换为图表形式，同时环境气象采集模块不断采集航行路线的气象信息，包括气压、风向、风速、风暴、温度、降雨量；
(3)所有采集到的数据，包括飞行数据、能效数据、气象信息，通过信息传输模块从无人机传送给远程控制站的气象导航系统，气象预测模块根据实时传输的气象信息进行实时气象预测，路线规划模块结合无人机的飞行数据、能效数据以及实时的气象预测，优化导航路线；
(4)优化后的导航信息通过显示模块显示，操作人员通过飞行控制模块操控无人机沿优化的路线航行。
实施例2
如图1所示，一种无人机导航系统系统，包括无人机和远程控制站，所述无人机上搭载有飞行信息采集模块、能效管理模块、数据集成转换模块、环境气象采集模块和信息传输模块，所述远程控制站集成有飞行控制模块、显示模块和气象导航系统，所述气象导航系统包括路线规划模块和气象预测模块，所述无人机和远程控制站无线连接；
所述飞行信息采集模块采集无人机的飞行数据，包括：高度、速度、航向、爬升率、下降率和加速情况；
所述能效管理模块用于获取无人机的能效数据，包括耗油量和续航时间；
所述数据集成转换模块将飞行数据和能效数据进行汇总并转换为图表形式；
所述环境气象采集模块在无人机飞行过程中不断采集航行路线的气象信息，包括气压、风向、风速、风暴、温度、降雨量；
所述信息传输模块将无人机采集的飞行数据、能耗数据和气象信息传输给远程控制站；
所述气象预测模块根据无人机采集的气象信息对航行路线的气象状况进行预测；
所述路线规划模块根据预测的气象信息以及无人机的飞行数据和能效数据对航行路线进行优化；
所述显示模块显示规划好的路线；
所述飞行控制模块控制无人机按照规划好的路线航行。
在本实施例中，所述路线规划模块包含有高德地图、百度地图、谷歌地图中的一种。
在本实施例中，所述气象预测模块可接受来自气象局的气象预测信息。
在本实施例中，所述显示模块上设有路线优化提示灯。
一种无人机导航系统的导航方法，包括如下步骤：
(1)气象预测模块将气象局的气象预测信息传送给路线规划模块，路线规划模块根据气象信息及目的地进行路线规划并通过显示模块显示规划好的路线，操作人员通过飞行控制模块操控无人机沿规划好的路线航行；
(2)无人机在飞行过程中，通过飞行信息采集模块采集无人机的飞行数据，包括：高度、速度、航向、爬升率、下降率和加速情况，通过能效管理模块获取无人机的能效数据，包括耗油量和续航时间，然后将飞行数据和能效数据通过数据集成转换模块进行汇总并转换为图表形式，同时环境气象采集模块不断采集航行路线的气象信息，包括气压、风向、风速、风暴、温度、降雨量；
(3)所有采集到的数据，包括飞行数据、能效数据、气象信息，通过信息传输模块从无人机传送给远程控制站的气象导航系统，气象预测模块根据实时传输的气象信息进行实时气象预测，路线规划模块结合无人机的飞行数据、能效数据以及实时的气象预测，优化导航路线；
(4)优化后的导航信息通过显示模块显示，操作人员通过飞行控制模块操控无人机沿优化的路线航行。
在本实施例中，优化后的路线与原路线会在显示模块中对比显示。
基于所述，本发明通过把地图数据与预测、采集的气象数据叠加显示的方法，有效的解决了导航规划中气象考虑不周、导航过程中气象变化所带来的需要返航或者临时重新规划路线的问题，同时实现了气象导航系统与无人机之间的互联互通，有效地减少了无人机操作员的工作负担，提高了工作效率。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，所述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (6)
1.一种无人机导航系统，其特征在于：包括无人机和远程控制站，所述无人机上搭载有飞行信息采集模块、能效管理模块、数据集成转换模块、环境气象采集模块和信息传输模块，所述远程控制站集成有飞行控制模块、显示模块和气象导航系统，所述气象导航系统包括路线规划模块和气象预测模块，所述无人机和远程控制站无线连接；
所述飞行信息采集模块采集无人机的飞行数据，包括：高度、速度、航向、爬升率、下降率和加速情况；
所述能效管理模块用于获取无人机的能效数据，包括耗油量和续航时间；
所述数据集成转换模块将飞行数据和能效数据进行汇总并转换为图表形式；
所述环境气象采集模块在无人机飞行过程中不断采集航行路线的气象信息，包括气压、风向、风速、风暴、温度、降雨量；
所述信息传输模块将无人机采集的飞行数据、能耗数据和气象信息传输给远程控制站；
所述气象预测模块根据无人机采集的气象信息对航行路线的气象状况进行预测；
所述路线规划模块根据预测的气象信息以及无人机的飞行数据和能效数据对航行路线进行优化；
所述显示模块显示规划好的路线；
所述飞行控制模块控制无人机按照规划好的路线航行。
2.根据权利要求1所述的一种无人机导航系统，其特征在于：所述路线规划模块包含有高德地图、百度地图、谷歌地图中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种无人机导航系统，其特征在于：所述气象预测模块可接受来自气象局的气象预测信息。
4.根据权利要求1所述的一种无人机导航系统，其特征在于：所述显示模块上设有路线优化提示灯。
5.一种根据权利要3所述的无人机导航系统的导航方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)气象预测模块将气象局的气象预测信息传送给路线规划模块，路线规划模块根据气象信息及目的地进行路线规划并通过显示模块显示规划好的路线，操作人员通过飞行控制模块操控无人机沿规划好的路线航行；
(2)无人机在飞行过程中，通过飞行信息采集模块采集无人机的飞行数据，包括：高度、速度、航向、爬升率、下降率和加速情况，通过能效管理模块获取无人机的能效数据，包括耗油量和续航时间，然后将飞行数据和能效数据通过数据集成转换模块进行汇总并转换为图表形式，同时环境气象采集模块不断采集航行路线的气象信息，包括气压、风向、风速、风暴、温度、降雨量；
(3)所有采集到的数据，包括飞行数据、能效数据、气象信息，通过信息传输模块从无人机传送给远程控制站的气象导航系统，气象预测模块根据实时传输的气象信息进行实时气象预测，路线规划模块结合无人机的飞行数据、能效数据以及实时的气象预测，优化导航路线；
(4)优化后的导航信息通过显示模块显示，操作人员通过飞行控制模块操控无人机沿优化的路线航行。
6.根据权利要求5所述的一种无人机导航系统的导航方法，其特征在于：优化后的路线与原路线会在显示模块中对比显示。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181123 |