CN109542118A - 一种多机植保地面站控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多机植保地面站控制方法，包括通信模块、地图模块、用户管理模块、数据保存模块、数据交互模块，所述通信模块采取自定义的数据通信协议，通过电台、串口等与地面站连接，实现无人机与地面站之间的通信，地面站还定时检测飞行器发送的心跳包，实时监测飞行器的连接情况，发现异常时及时处理。该多机植保地面站控制方法多机植保地面站软件相比于其他的地面站软件最大的优势就是可以实现多架无人机同时进行植保工作，相比于单机植保大大的提高了植保作业的效率，在很大的程度上节省了人力物力财力，同时的植保区域在规划阶段可以拖拽调整，改变航线的间距和角度，这样能更大程度的覆盖需要植保作业的区域。
Description
技术领域
本发明涉及无人机地面站技术领域，具体为一种多机植保地面站控制方法。
背景技术
我国作为农业大国，每年需要进行大量的农业植保作业。每年农业的植保工作需要消耗大量人力，因农药中毒致死的人数也不在少数，因此，植保无人机在农业方面的应用火热起来。作为植保无人机重要一部分的地面站软件，它可以对无人机进行实时有效的监管、控制与预警，能够保证无人机的安全飞行。但是，目前地面站软件对于植保无人机的控制数量有限，只能进行单机植保作业，不能同时对多架植保机进行控制，这样的单机植保在进行大面积植保作业的情况下效率比较低，不能完全满足需求，因此多机植保就有了一定的市场。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多机植保地面站控制方法，以解决上述背景技术提出的地面站软件对于植保无人机的控制数量有限，只能进行单机植保作业，不能同时对多架植保机进行控制，这样的单机植保在进行大面积植保作业的情况下效率比较低，不能完全满足需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多机植保地面站控制方法，包括通信模块、地图模块、用户管理模块、数据保存模块、数据交互模块，所述通信模块采取自定义的数据通信协议，通过电台、串口等与地面站连接，实现无人机与地面站之间的通信，地面站还定时检测飞行器发送的心跳包，实时监测飞行器的连接情况，发现异常时及时处理。
进一步的，所述地图模块在QT软件中可以导入VUE框架搭建的地图，在地图中利用地图上的一些工具，实现一些功能；通过地图上的绘图工具，可以绘制折线以及多边形，以此实现飞行器目标点、航线等规划以及对所有在线飞行器目标点、航线等整体偏移，特别的，在植保航线的规划中，还能控制航线之间的间距和飞行的角度，这样能够根据不同的植保任务来进行调整，能够最大程度的满足植保作业任务；还能通过读取txt等文件实现读取目标点、航线，将其在地图上显现；实现创建多机植保/集群任务；可以在地图上创建多个植保/集群任务，通过创建飞行任务的按钮来输入飞行器的台数(支持加载100台飞行器)；在地图上绘制每台飞行器的飞行轨迹，每台飞行器将当前的位置信息通过通讯模块最终发送到地面站，地面站接收到数据后，根据飞行器的航线信息解算出位置，生成位置指令，由地面端的通信模块发送给机载端通信模块，最终发送到多机植保飞行中的飞行器。
进一步的，所述用户管理模块地面站将进行分用户管理，分为普通用户和管理员管理；普通用户登录地面站，只能看到一些数据显示，不能进行具体的设置操作；管理员登录，可以对地面站软件进行完全控制，可以进行一些设置和修改的操作。这样的分用户管理能确保系统的安全性。
进一步的，所述数据保存模块分为飞行数据保存和目标点数据保存；飞行数据保存，将飞行器的相关信息包括每个飞行器的绝对位置及相对位置等信息存储下来，同时要求飞行器按顺序排列，以第一架飞行器的第一个目标点的经纬度为基准，将其他飞行器相对位置确定下来，这样在在变换飞行区域后，可以根据储存的无人机相对位置转化为实际的经纬度，将所有飞行器的位置在区域内快速配置起来；同时将支持飞行器数据保存并实时导出，在串口连接上以后，利用信号与槽机制，发送信号，触发槽函数就开始写入数据；串口关闭后就停止写入数据；记录的数据将以开始记录信息的日期为文件名导出，导出的是.csv格式文件，能支持excel软件打开；目标点的数据保存，当飞行器的目标点、航线等信息配置完成后，可以实现一键保存/上传，保存的是以时间为名字的文件夹，内有.txt为后缀名的文件，即是飞行器飞行轨迹的目标点的经纬度等信息；还可以导入目标点，在文件中读取相应无人机目标点后加载在地图上，即加载飞行器的历史飞行轨迹。
进一步的，所述数据交互模块分为飞行数据显示、指令发送、曲线显示模；飞行器数据显示，采用独立窗口来显示飞行器的数据；连接上串口之后，就会接收到连上的飞行器信息，将通过UAS号，用多个独立窗口的形式来显示所有在线飞行器信息，其中每个独立的窗口又会显示对应飞行器的具体信息，包括实时电压，实时飞行状态等信息；窗口界面十分友好，还能够显示飞行器中参数的情况，比如电池电量过低时会在窗口中发出电量低警报信息，飞行器掉线也会及时发出警报信息；能够让地面站的操纵人员能够对飞行器的信息实现实时监控，对危险的情况及时做出处理，确保飞行器的飞行安全；指令发送，在每个飞行器的独立窗口内设置两个应急模式按钮，绑定相应的函数，分别能够切换到紧急返航模式和紧急降落模式，当飞行器发生危险或者异常时，地面的操纵人员可以按这两个按钮使飞行器按照设置进行返航着陆或者原地降落，确保飞行器的安全；曲线显示，用曲线表现出飞行器的一些实时数据，比如pitch、roll、yaw等信息的变化趋向。利用QT中的信号与槽机制，实时获取飞行器的状态，然后通过QT中QCustomPlot类来绘制曲线。同时还支持曲线记录和曲线回放功能，在读取飞行器数据时就同时记录数据，然后将数据以二进制的方式保存下来，再次查看这个曲线时，可以解析这个二进制文本，再读取其中的数据，实现曲线的重绘。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该多机植保地面站控制方法多机植保地面站软件相比于其他的地面站软件最大的优势就是可以实现多架无人机同时进行植保工作，相比于单机植保大大的提高了植保作业的效率，在很大的程度上节省了人力物力财力，同时的植保区域在规划阶段可以拖拽调整，改变航线的间距和角度，这样能更大程度的覆盖需要植保作业的区域，一旦确定好规划的区域，可以右击来退出编辑，就会显示相应的目标点信息，有相应的编号信息，以此可以看出到无人机飞行的轨迹，这样可以确保植保任务圆满完成。
附图说明
图1为本发明多机植保地面站总框图；
图2为本发明创建多机植保任务示意图；
图3为本发明独立窗口显示数据图；
图4为本发明曲线显示数据图。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种多机植保地面站控制方法，包括通信模块、地图模块、用户管理模块、数据保存模块、数据交互模块，所述通信模块采取自定义的数据通信协议，通过电台、串口等与地面站连接，实现无人机与地面站之间的通信，地面站还定时检测飞行器发送的心跳包，实时监测飞行器的连接情况，发现异常时及时处理。
进一步的，所述地图模块在QT软件中可以导入VUE框架搭建的地图，在地图中利用地图上的一些工具，实现一些功能；通过地图上的绘图工具，可以绘制折线以及多边形，以此实现飞行器目标点、航线等规划以及对所有在线飞行器目标点、航线等整体偏移，特别的，在植保航线的规划中，还能控制航线之间的间距和飞行的角度，这样能够根据不同的植保任务来进行调整，能够最大程度的满足植保作业任务；还能通过读取txt等文件实现读取目标点、航线，将其在地图上显现；实现创建多机植保/集群任务；可以在地图上创建多个植保/集群任务，通过创建飞行任务的按钮来输入飞行器的台数(支持加载100台飞行器)；在地图上绘制每台飞行器的飞行轨迹，每台飞行器将当前的位置信息通过通讯模块最终发送到地面站，地面站接收到数据后，根据飞行器的航线信息解算出位置，生成位置指令，由地面端的通信模块发送给机载端通信模块，最终发送到多机植保飞行中的飞行器。
进一步的，所述用户管理模块地面站将进行分用户管理，分为普通用户和管理员管理；普通用户登录地面站，只能看到一些数据显示，不能进行具体的设置操作；管理员登录，可以对地面站软件进行完全控制，可以进行一些设置和修改的操作。这样的分用户管理能确保系统的安全性。
进一步的，所述数据保存模块分为飞行数据保存和目标点数据保存；飞行数据保存，将飞行器的相关信息包括每个飞行器的绝对位置及相对位置等信息存储下来，同时要求飞行器按顺序排列，以第一架飞行器的第一个目标点的经纬度为基准，将其他飞行器相对位置确定下来，这样在在变换飞行区域后，可以根据储存的无人机相对位置转化为实际的经纬度，将所有飞行器的位置在区域内快速配置起来；同时将支持飞行器数据保存并实时导出，在串口连接上以后，利用信号与槽机制，发送信号，触发槽函数就开始写入数据；串口关闭后就停止写入数据；记录的数据将以开始记录信息的日期为文件名导出，导出的是.csv格式文件，能支持excel软件打开；目标点的数据保存，当飞行器的目标点、航线等信息配置完成后，可以实现一键保存/上传，保存的是以时间为名字的文件夹，内有.txt为后缀名的文件，即是飞行器飞行轨迹的目标点的经纬度等信息；还可以导入目标点，在文件中读取相应无人机目标点后加载在地图上，即加载飞行器的历史飞行轨迹。
进一步的，所述数据交互模块分为飞行数据显示、指令发送、曲线显示模；飞行器数据显示，采用独立窗口来显示飞行器的数据；连接上串口之后，就会接收到连上的飞行器信息，将通过UAS号，用多个独立窗口的形式来显示所有在线飞行器信息，其中每个独立的窗口又会显示对应飞行器的具体信息，包括实时电压，实时飞行状态等信息；窗口界面十分友好，还能够显示飞行器中参数的情况，比如电池电量过低时会在窗口中发出电量低警报信息，飞行器掉线也会及时发出警报信息；能够让地面站的操纵人员能够对飞行器的信息实现实时监控，对危险的情况及时做出处理，确保飞行器的飞行安全；指令发送，在每个飞行器的独立窗口内设置两个应急模式按钮，绑定相应的函数，分别能够切换到紧急返航模式和紧急降落模式，当飞行器发生危险或者异常时，地面的操纵人员可以按这两个按钮使飞行器按照设置进行返航着陆或者原地降落，确保飞行器的安全；曲线显示，用曲线表现出飞行器的一些实时数据，比如pitch、roll、yaw等信息的变化趋向。利用QT中的信号与槽机制，实时获取飞行器的状态，然后通过QT中QCustomPlot类来绘制曲线。同时还支持曲线记录和曲线回放功能，在读取飞行器数据时就同时记录数据，然后将数据以二进制的方式保存下来，再次查看这个曲线时，可以解析这个二进制文本，再读取其中的数据，实现曲线的重绘。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，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 (5)
1.一种多机植保地面站控制方法，包括通信模块、地图模块、用户管理模块、数据保存模块、数据交互模块，其特征在于：通信模块采取自定义的数据通信协议，通过电台、串口等与地面站连接，实现无人机与地面站之间的通信，地面站还定时检测飞行器发送的心跳包，实时监测飞行器的连接情况，发现异常时及时处理。
2.根据权利要求1所述的一种多机植保地面站控制方法，其特征在于：所述地图模块在QT软件中可以导入VUE框架搭建的地图，在地图中利用地图上的一些工具，实现一些功能；通过地图上的绘图工具，可以绘制折线以及多边形，以此实现飞行器目标点、航线等规划以及对所有在线飞行器目标点、航线等整体偏移，特别的，在植保航线的规划中，还能控制航线之间的间距和飞行的角度，这样能够根据不同的植保任务来进行调整，能够最大程度的满足植保作业任务；还能通过读取txt等文件实现读取目标点、航线，将其在地图上显现；实现创建多机植保/集群任务；可以在地图上创建多个植保/集群任务，通过创建飞行任务的按钮来输入飞行器的台数(支持加载100台飞行器)；在地图上绘制每台飞行器的飞行轨迹，每台飞行器将当前的位置信息通过通讯模块最终发送到地面站，地面站接收到数据后，根据飞行器的航线信息解算出位置，生成位置指令，由地面端的通信模块发送给机载端通信模块，最终发送到多机植保飞行中的飞行器。
3.根据权利要求1所述的一种多机植保地面站控制方法，其特征在于：所述用户管理模块地面站将进行分用户管理，分为普通用户和管理员管理；普通用户登录地面站，只能看到一些数据显示，不能进行具体的设置操作；管理员登录，可以对地面站软件进行完全控制，可以进行一些设置和修改的操作。这样的分用户管理能确保系统的安全性。
4.根据权利要求1所述的一种多机植保地面站控制方法，其特征在于：所述数据保存模块分为飞行数据保存和目标点数据保存；飞行数据保存，将飞行器的相关信息包括每个飞行器的绝对位置及相对位置等信息存储下来，同时要求飞行器按顺序排列，以第一架飞行器的第一个目标点的经纬度为基准，将其他飞行器相对位置确定下来，这样在在变换飞行区域后，可以根据储存的无人机相对位置转化为实际的经纬度，将所有飞行器的位置在区域内快速配置起来；同时将支持飞行器数据保存并实时导出，在串口连接上以后，利用信号与槽机制，发送信号，触发槽函数就开始写入数据；串口关闭后就停止写入数据；记录的数据将以开始记录信息的日期为文件名导出，导出的是.csv格式文件，能支持excel软件打开；目标点的数据保存，当飞行器的目标点、航线等信息配置完成后，可以实现一键保存/上传，保存的是以时间为名字的文件夹，内有.txt为后缀名的文件，即是飞行器飞行轨迹的目标点的经纬度等信息；还可以导入目标点，在文件中读取相应无人机目标点后加载在地图上，即加载飞行器的历史飞行轨迹。
5.根据权利要求1所述的一种多机植保地面站控制方法，其特征在于：所述数据交互模块分为飞行数据显示、指令发送、曲线显示模；飞行器数据显示，采用独立窗口来显示飞行器的数据；连接上串口之后，就会接收到连上的飞行器信息，将通过UAS号，用多个独立窗口的形式来显示所有在线飞行器信息，其中每个独立的窗口又会显示对应飞行器的具体信息，包括实时电压，实时飞行状态等信息；窗口界面十分友好，还能够显示飞行器中参数的情况，比如电池电量过低时会在窗口中发出电量低警报信息，飞行器掉线也会及时发出警报信息；能够让地面站的操纵人员能够对飞行器的信息实现实时监控，对危险的情况及时做出处理，确保飞行器的飞行安全；指令发送，在每个飞行器的独立窗口内设置两个应急模式按钮，绑定相应的函数，分别能够切换到紧急返航模式和紧急降落模式，当飞行器发生危险或者异常时，地面的操纵人员可以按这两个按钮使飞行器按照设置进行返航着陆或者原地降落，确保飞行器的安全；曲线显示，用曲线表现出飞行器的一些实时数据，比如pitch、roll、yaw等信息的变化趋向。利用QT中的信号与槽机制，实时获取飞行器的状态，然后通过QT中QCustomPlot类来绘制曲线。同时还支持曲线记录和曲线回放功能，在读取飞行器数据时就同时记录数据，然后将数据以二进制的方式保存下来，再次查看这个曲线时，可以解析这个二进制文本，再读取其中的数据，实现曲线的重绘。
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