CN109765587A - 无人机定位系统、方法及监控系统 - Google Patents
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Abstract
一种无人机定位系统、方法和监控系统，属于无人机技术领域。其中无人机定位系统安装在无人机上，包括：飞控系统、数据记录系统；飞控系统包括：飞控处理器、外设模块和主电池，飞控处理器电性连接于外设模块和主电池，外设模块包括常用定位模块；数据记录系统包括：备用定位模块、微控制模块、无线通信模块和备用电池，常用定位模块、备用定位模块、无线通信模块和备用电池，电性连接于微控制模块；微控制模块，用于当无人机发生故障紧急降落时，通过备用定位模块或常用定位模块进行定位，并通过无线通信模块将无人机的身份标识信息和定位数据分发出去。上述无人机定位系统、方法和监控系统可解决轻小型无人机出现故障迫降后难以定位搜寻的问题。
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定位系统、方法及监控系统。
背景技术
随着无人机技术的逐步完善，应用市场的逐步成熟，无人机在民用领域的应用得到了蓬勃的发展，围绕无人机，各种新的技术，新的应用模式层出不穷，在遥感测绘、安防监控、应急救灾、电力巡检等行业得到了广泛应用。
针对行业级轻小型无人机而言，由于成本、体积和重量等因素的限制，导致飞控设计较简单、传感器成本较低、整系统可靠性较低，特别是在飞行出现故障紧急迫降后没有有效手段来帮助用户快速定位搜寻无人机。
发明内容
本发明实施例提供一种无人机定位系统、方法及监控系统，通过设置独立的数据记录系统，可在无人机发生故障紧急迫降后，获取无人机的位置数据并分发出去，从而解决轻小型无人机出现故障迫降后难以定位搜寻的问题。
本发明实施例提供了一种无人机定位系统，安装在无人机上，包括：飞控系统、数据记录系统；所述飞控系统包括：飞控处理器、外设模块和主电池，所述飞控处理器电性连接于所述外设模块和所述主电池，所述外设模块包括常用定位模块，所述主电池用于为所述飞控系统供电；所述数据记录系统包括：备用定位模块、微控制模块、无线通信模块和备用电池，所述常用定位模块、所述备用定位模块、所述无线通信模块和所述备用电池电性连接于所述微控制模块，所述备用电池用于为所述数据记录系统供电。
本发明实施例还提供了一种无人机定位方法，应用于上述无人机定位系统，所述方法包括：通过所述微控制模块，当无人机发生故障紧急降落时，检测所述飞控系统是否发生故障；若所述飞控系统发生故障，则启动所述备用定位模块进行定位；若所述飞控系统未发生故障，则通过常用定位模块进行定位；按照预设的分发方式，将所述无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发。
本发明实施例还提供了一种无人机监控系统，包括：云端服务器、移动通信终端以及至少一架安装有上述实施例中的无人机定位系统的无人机；所述无人机，用于当所述无人机发生故障紧急降落时，通过所述微控制模块，检测所述飞控系统是否发生故障，若所述飞控系统发生故障，则启动所述备用定位模块进行定位，若所述飞控系统未发生故障，则通过所述常用定位模块进行定位，以及，按照预设的分发方式，将所述无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据发送给所述云端服务器和所述移动通信终端；所述云端服务器，用于接收并存储至少一架所述无人机在发生故障紧急降落时发送的所述无人机的位置数据和身份标识信息，根据接收的所述无人机的位置数据和身份标识信息，按照位置点的方式生成无人机降落点示意图并输出；所述移动通信终端用于接收所述无人机在发生故障紧急降落时发送的所述无人机的位置数据和身份标识信息。
本发明各实施例中，通过在无人机中增设数据记录系统，由于该数据记录系统独立于飞控系统，采用独立电源供电，并带有备用定位模块和无线通信模块，可独立工作，在无人机发生故障紧急迫降之后，该数据记录系统中的微控制模块不受飞控系统的故障影响，自动启动备用定位模块快速进行定位，并可通过无线通信模块，利用无线网络将无人机的位置数据发送到用户手机或飞马云服务器，因此可实现无人机故障后的快速定位和定位数据的快速分发，帮助用户快速找回无人机。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的无人机定位系统的结构示意图；
图2是本发明另一实施例提供的无人机定位系统中微控制模块、飞控处理器以及电台的连接结构示意图；
图3是本发明另一实施例提供的无人机定位系统的结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的无人机定位方法的实现流程示意图；
图5是本发明另一实施例提供的无人机定位方法的实现流程示意图；
图6是本发明一实施例提供的无人机监控系统的结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，图1为本发明一实施例提供的无人机定位系统的结构示意图。该无人机定位系统在无人机上，用于在无人机发生故障紧急降落时，对无人机降落的位置进行定位及位置数据的分发。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。如图1所示，无人机定位系统1包括：飞控系统10、数据记录系统20。
飞控系统10包括：飞控处理器101、外设模块102和主电池103。飞控处理器101电性连接于外设模块102和主电池103，外设模块102包括常用定位模块1021。主电池103例如可以是可充电锂电池或锂电池组，用于为整个飞控系统10供电。外设模块102可以电性连接于主电池103，直接从主电池103获取电力支持，或者，也可通过飞控处理器101获取电力支持。
可以理解的，飞控系统，即飞行控制系统的简称，主要用于无人机的飞行姿态控制和导航。于本实施例中，飞控处理器101例如可以是型号为ATSAME70Q21的32位微处理器。常用定位模块1021用于无人机正常飞行中的定位，以及，在无人机发生故障紧急降落时，对无人机的降落的位置进行定位。常用定位模块1021的定位方法可以是基站定位或卫星定位。
数据记录系统20包括：备用定位模块21、微控制模块22、无线通信模块23和备用电池24。常用定位模块1021、备用定位模块21、无线通信模块23和备用电池24，电性连接于微控制模块22。备用电池24例如可以是可充电锂电池或锂电池组，用于为整个数据记录系统20供电。
具体的，数据记录系统20独立于飞控系统10。其中，微控制模块22用于在无人机发生故障紧急降落时，检测飞控系统10是否发生故障，若飞控系统发生10故障，则启动备用定位模块21进行定位，若飞控系统10未发生故障，则通过常用定位模块1021进行定位，以及，按照预设的分发方式，通过无线通信模块23将无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发。
可选的，微控制模块22检测飞控系统10是否发生故障，并根据检测结果选择利用备用定位模块21或常用定位模块1021进行定位的具体方式包括：微控制模块22从飞控系统10对无人机的飞行状态数据进行获取；若获取不到无人机的飞行状态数据，则确认飞控系统10发生故障，于是启动备用定位模块21进行定位；若获取到无人机的飞行状态数据，则判断常用定位模块1021是否存在故障，若常用定位模块1021不存在故障，则确认飞控系统10未发生故障，于是通过常用定位模块1021进行定位，以及，若常用定位模块1021存在故障，则确认飞控系统10发生故障，于是启动备用定位模块进行定位。微控制模块22例如可以是型号为STM32F205RGT6的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。
可选的，于本发明另一实施例中，如图2所示，无人机上设置电台30，飞控处理器101通过电台30与地面电台40进行数据交互。MCU22还用于监听飞控处理器101通过电台30与地面站的电台2之间传输的测控数据。该测控数据包括：遥控数据和遥测数据。
具体的，MCU22具有：第一通用异步收发传输器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)接口221和第二通用异步收发传输器(UART)接口222。飞控处理器101具有：第一数据发送(Transmit(tx)Data，TXD)引脚1011和第一数据接收(Receive(rx)Data，RXD)引脚1012。电台30具有第二TXD引脚31和第二RXD引脚32。第一UART接口221具有第三RXD引脚2211，第二UART接口222具有第四RXD引脚2212。飞控处理器101的第一TXD引脚1011分别与第一UART接口221的第三RXD引脚2211和电台30的第二RXD引脚32电性相连。飞控处理器101的第一RXD引脚1012分别与第二UART接口222的第四RXD引脚2212和电台30的第二TXD引脚31电性相连。
可以理解的，数据记录系统20的MCU22自带2路UART1和UART2接口。无人机与地面站通过电台连接，无人机上的飞控处理器101与机载电台30为UART接口，通过TXD和RXD完成数据的发送和接收。从飞控处理器101与机载电台3之间的RXD通路和TXD通路上分出2根线分别接到MCU22的UART1的RXD引脚和UART2的RXD引脚，像这样通过第一UART接口221和第二UART接口222，可实现MCU22对无人机与地面站测控数据的实时监听。
可选的，无线通信模块23包括：移动通信射频模块231和/或近距离通信射频模块232。近距离通信射频模块232例如：蓝牙、NFC(near field communication，近场通信)等。MCU22，还用于通过移动通信射频模块231，将无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据，利用无线网络发送给云端服务器，并通过短消息的方式发送给预设的目标终端。
可选的，常用定位模块1021和备用定位模块21为卫星定位模块，如：GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)模块，其中集成了射频(Radio Frequency，RF)芯片、基带芯片和核心处理器，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。
可选的，将无线通信模块23和备用定位模块21集成在一起，如：可采用上海移远通信公司的MC20模块，该MC20模块支持GPS定位和无线通信功能，支持GSM(Global Systemfor Mobile Communications，全球移动通讯系统)或GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线业务)，插入SIM(Subscriber Identification Module，用户身份识别)卡之后，能够获取GPS位置信息，能够注册GPRS网络，通过UDP(User DatagramProtocol，用户数据报协议)连接方式与服务器连接传输数据，并能够通过GSM网络给用户发送短消息。可以理解的，在山区飞行时，由于无线网络信号比较差，通过GSM网络的短消息发送受影响较小，能够确保用户及时接收到无人机的位置信息。
可选的，于本发明另一实施例中，如图3所示，数据记录系统20还包括：指示灯26和/或蜂鸣器27。MCU22，还用于当无人机发生故障紧急降落时，定期控制指示灯26和/或蜂鸣器27以声和/或光的方式输出报警信息；和/或，定期唤醒近距离通信射频模块232，当通过近距离通信射频模块232接收到配对请求时，若配对成功，则控制指示灯26和/或蜂鸣器27以声和/或光的方式输出报警信息，以便用户在靠近无人机时，可根据该告警信息快速定位无人机的位置。
可选的，外设模块102还包括：惯性测量模块(Inertial measurement unit，IMU)1022。IMU1022是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。
可选的，飞控处理器101、常用定位模块1021、IMU1022、指示灯26、蜂鸣器27、备用定位模块21、存储器25、无线通信模块23和备用电池24，通过控制器局域网络(ControllerArea Network，CAN)总线，电性连接于MCU22。
可选的，数据记录系统20还包括存储器25，存储器25优选为非易失性存储器，例如eMMC存储器、TF卡(Trans-flash Card)等等。MCU22还用于通过CAN总线，实时记录CAN总线上传输的通信数据，如：飞控处理器101与IMU1022、常用GPS模块102等外设模块之间传输的通信数据。MCU22还用于对无人机的飞行状态数据(即，监听到的测控数据和/或CAN总线上传输的通信数据)进行解析，得到无人机的身份标识信息，如：无人机的序列号(mission_id)，并存储到存储器25中。MCU22还用于将实时监听到的测控数据和实时记录的CAN总线上的通信数据实时存储在存储器25中。
可以理解的，无人机上电后，MCU22会一直记录实时监听到的测控数据和CAN总线上传输的通信数据等无人机所有的飞行状态数据，以便用户在找回无人机后，可根据存储器25中存储的数据进行详细的事故分析。
可选的，在实际应用中，外设模块102还可包括：气压计和空速计等各类外设传感器。各类外设传感器通过CAN总线与MCU22电性连接。
可选的，将数据记录系统20采用紧凑结构固定在钢板外壳中再安装在无人机机身中，以提高数据记录系统20的安全性，避免数据记录系统20中的各元件因意外撞击、高温、高压、腐蚀性等原因而发生故障。
可以理解的，在实际应用中，除了上述模块之外，无人机上还可安装有云台，摄像装置，磁罗盘，雷达，左、右、后翼舵机，电机，无人机供电电池及相关控制电路等常用设备，以实现无人机的正常飞行，上述常用设备的结构和连接方式可参考现有的无人机结构，本实施例中不再赘述。
于本实施例中，通过在无人机中增设数据记录系统，由于该数据记录系统独立于飞控系统，采用独立电源供电，并带有备用定位模块和无线通信模块，可独立工作，在无人机发生故障紧急迫降之后，该数据记录系统中的微控制模块不受飞控系统的故障影响，自动启动备用定位模块快速进行定位，并可通过无线通信模块，利用无线网络将无人机的位置数据发送到用户手机或飞马云服务器，因此可实现无人机故障后的快速定位和定位数据的快速分发，帮助用户快速找回无人机。
请参阅图4，图4是本发明一实施例提供的无人机定位方法的实现流程示意图。本实施例提供的无人机定位方法可应用于图1至3所示的无人机定位系统中，用于在无人机发生故障紧急降落时，对无人机降落的位置进行定位及位置数据的分发。如图4所示，该方法主要包括以下步骤：
S401、通过微控制模块，当无人机发生故障紧急降落时，检测飞控系统是否发生故障；
S402、若飞控系统发生故障，则启动备用定位模块进行定位；
S403、若飞控系统未发生故障，则通过常用定位模块进行定位；
S404、按照预设的分发方式，将无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发。
于本实施例中，通过在无人机中增设数据记录系统，由于该数据记录系统独立于飞控系统，采用独立电源供电，并带有备用定位模块和无线通信模块，可独立工作，在无人机发生故障紧急迫降之后，该数据记录系统中的微控制模块不受飞控系统的故障影响，自动启动备用定位模块快速进行定位，并可通过无线通信模块，利用无线网络将无人机的位置数据发送到用户手机或飞马云服务器，因此可实现无人机故障后的快速定位和定位数据的快速分发，帮助用户快速找回无人机。
请参阅图5，图5是本发明另一实施例提供的无人机定位方法的实现流程示意图。本实施例提供的无人机定位方法可应用于图1至3所示的无人机定位系统中，用于在无人机发生故障紧急降落时，对无人机降落的位置进行定位及位置数据的分发。如图5所示，该方法主要包括以下步骤：
S501、当无人机发生故障紧急降落时，通过微控制模块，从飞控系统对无人机的飞行状态数据进行获取；
S502、若获取不到无人机的飞行状态数据，则启动备用定位模块进行定位；
S503、若获取到无人机的飞行状态数据，则判断常用定位模块是否存在故障；
S504、若常用定位模块不存在故障，则通过常用定位模块进行定位；
S505、若常用定位模块存在故障，则启动备用定位模块进行定位；
S506、按照预设的分发方式，将无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发。
具体的，当无人机发生故障(如：电量不足，机械故障等故障)时，无人机在飞控系统的控制下进行紧急迫降，微控制模块可根据飞控系统的CAN总线上传输的通信数据，和/或，飞控系统的UART接口上传输的无人机与地面电台之间的测控数据，确定无人机是否发生故障紧急降落，然后对无人机的飞行状态数据进行获取。一方面，若从飞控系统获取不到无人机的飞行状态数据，则说明无人机在迫降过程中损坏严重，确认该飞控系统发生故障，该飞控系统中的常用GPS模块不可用，于是启动备用定位模块(为便于理解，以下的定位模块均以GPS模块为例)进行定位。另一方面，若从飞控系统获取到无人机的飞行状态数据，则判断常用GPS模块是否存在故障，若常用GPS模块不存在故障，则确认该飞控系统未发生故障，常用GPS模块可用，于是通过常用GPS模块进行定位；若常用GPS模块存在故障，则确认该飞控系统发生故障，于是启动备用GPS模块进行定位。最后，按照预设的分发方式，将无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发。
可选的，飞控系统在控制无人机降落后，可向微控制模块发送通知消息，该通知消息用于通知微控制模块，无人机发生故障紧急降落。
可选的，无人机底部可安装有碰撞传感器，碰撞传感器与微控制模块通过CAN总线电性相连，微控制模块通过碰撞传感器检测无人机底部是否与外界发生碰撞，以确定无人机是否发生故障紧急降落。
可选的，飞行状态数据包括：无人机的测控数据，和/或，控制器局域网络总线上传输的通信数据。当无人机发生故障紧急降落时，微控制模块通过CAN总线，和/或，UART接口，对无人机的飞行状态数据进行获取。
可选的，判断常用定位模块是否存在故障，具体可包括：按照GPS协议包格式，对常用定位模块的定位数据的数据帧进行解析，若解析成功，则判断常用定位模块不存在故障，若解析失败，则判断常用定位模块存在故障。
具体的，无人机发生故障紧急降落后，MCU首先会检测是否能够从CAN总线网络，和/或，UART接口接收到无人机的飞行状态数据，一方面，如果不能接收到无人机的飞行状态数据，则判断无人机在迫降过程中损坏严重，直接启动备用GPS模块进行搜星定位。另一方面，如果可以接收到无人机的飞行状态数据，则按照GPS协议包格式，对常用GPS的定位数据的数据帧进行解析，以判断常用GPS定位是否良好。如果常用GPS定位较差，则启动备用GPS模块进行搜星定位。如果常用GPS定位良好，提取GPS位置信息，进行下一步数据分发。GPS定位数据的数据帧格式具体可如下表1所示。
表1GPS数据帧格式
可选的，按照预设的分发方式，将无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发，具体可以包括以下两种分发方式：
方式一、向预设的目标终端发生短消息，短消息中包含无人机的身份标识信息和位置数据。
方式二、在预设的分发时长内，按照预设的时间间隔，周期性地唤醒移动通信射频模块，并通过移动通信射频模块向云端服务器发送无人机的身份标识信息和位置数据。其中无人机的身份标识信息，例如可以是无人机的序列号。
在实际应用中，上述两种分发方式可以单独使用，也可以组合使用。
可选的，在将无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发的同时，还可通过声和/或光的方式进行预警。具体的，可以包括以下两种报警方式：：
方式一、当无人机发生故障紧急降落时，MCU定期控制报警模块以声和/或光的方式输出报警信息。
方式二、定期唤醒近距离通信射频模块，当接收到配对请求时，若配对成功，则以声和/或光的方式输出报警信息。
在实际应用中，上述两种报警方式可以单独使用，也可以组合使用，两种报警方式中输出的报警信息可以相同也可以不同，例如：采用不同的频率、灯光或者声音进行报警。
在一实际应用例中，MCU获取到无人机位置信息后，通过2个渠道进行数据分发，即无线网络分发和短信分发。为了方便用户快速找回飞机，数据记录系统及时以短消息的形式发送无人机序列号和位置到用户的手机号，然后以固定时间间隔通过无线通信网络发送序列号和位置到飞马云服务器，同时进行声音报警，数据发送最长时间不超3天，例如：5小时之内每隔10分钟唤醒无线通信模块发送1次数据，发送完成之后，蜂鸣器长响2秒，然后数据记录系统进入休眠模式，5小时之后每隔1小时唤醒无线通信模块发送1次数据，3天后停止发送。发送间隔期间，数据记录系统进入待机(standby)模式，以降低功耗提高续航能力。
其中，通过无线网络分发数据的具体方式包括：在进行数据分发时，MCU首先启动无线通信模块，注册网络成功后获取当前与云端服务器的UDP连接状态，如果连接正常，则进行数据发送。如果连接断开，则重新连接，此时不发送数据，等待下次再进行状态判断时(如，间隔10秒后再次判断)发送数据。这样可以避免UDP连接命令的超时等待，提高数据分发的效率。数据记录系统与云端服务器通过建立UDP连接进行数据传输，发送无人机位置信息给云端服务器的数据帧的协议格式具体可如下表2所示。
表1数据帧格式
上述表格中纬度、经度单位为：deg(度)*1E7，高度单位为：海拔高度cm(厘米)。
通过短消息进行数据分发的具体方式包括：MCU通过无线通信模块注册GSM网络，然后以短消息的形式将无人机序列号和位置消息发送给用户预置的手机号。短消息的格式具体可如下表3所示。
表2短消息的格式
上述表3中经、纬度单位为：deg*100，高度单位为：m(米)。
可以理解的，上述表格1-3仅为一种示例，在实际应用中，可不限于此。
进一步的，在预设的分发时长内，若MCU根据GPS模块的定位数据检测到无人机的位置连续多次发生变化时，确认客户找到无人机，则停止发送数据，以及避免不必要的能耗。
进一步的，于本发明其他一实施例中，还可通过为控制模块实时记录无人机的飞行状态数据，以便用户在找回飞机后，根据记录的飞行状态数据进行详细的事故分析。飞行状态数据包括：飞控系统与地面站之间的测控数据和飞控处理器与外设模块之间的通信数据。具体的，无人机上电后，通过微控制模块，实时监听飞控系统与地面站之间的测控数据和飞控处理器与外设模块之间的通信数据，并将实时监听到的测控数据和通信数据存储在存储器中。
在实际应用中，无人机上电后，MCU通过CAN总线网络接收飞控处理器与IMU、GPS模块、气压计和空速计等外设模块之间的通信数据，同时通过UART接口接收无人机与地面站之间的测控数据，并将这些数据实时记录在Emmc存储器中，以便用户找回飞机后进行详细的事故分析。其中，MCU在获取到上述通信数据和/或测控数据等无人机的飞行状态数据后，进行解析，得到无人机的身份标识信息，如序列号，mission_id，然后将其存储到flash(闪存)中。
于本实施例中，通过在无人机中增设数据记录系统，由于该数据记录系统独立于飞控系统，采用独立电源供电，并带有备用定位模块和无线通信模块，可独立工作，在无人机发生故障紧急迫降之后，该数据记录系统中的微控制模块不受飞控系统的故障影响，自动启动备用定位模块快速进行定位，并可通过无线通信模块，利用无线网络将无人机的位置数据发送到用户手机或飞马云服务器，因此可实现无人机故障后的快速定位和定位数据的快速分发，帮助用户快速找回无人机。进一步的，数据记录系统在无人机上电后，实时记录无人机飞行时的总线数据和测控数据等飞行状态数据，还有助于帮助用户在找回飞机后可根据数据记录系统记录的飞行状态数据，进行详细的事故分析。
请参阅图6，图6是本发明一实施例提供的无人机监控系统的结构示意图。如图6所示，该无人机监控系统包括：云端服务器61、移动通信终端62以及至少一架无人机63。
其中，无人机63上安装有如图1至图3所示实施例中的无人机定位系统1。无人机63，用于当无人机63发生故障紧急降落时，通过微控制模块，检测飞控系统是否发生故障，若飞控系统发生故障，则启动备用定位模块进行定位，若飞控系统未发生故障，则通过常用定位模块进行定位，以及，按照预设的分发方式，将无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据发送给云端服务器61和移动通信终端62。
云端服务器61，用于接收至少一架无人机63在发生故障紧急降落时发送的无人机的位置数据和身份标识信息，根据接收的无人机63的位置数据和身份标识信息，按照位置点的方式生成无人机降落点示意图并输出。
具体的，云端服务器接收到无人机的数据记录系统发送的无人机的位置数据和身份标识信息后，实时将接收的数据存储到数据库，并根据接收的数据按照位置点的方式生成无人机降落点示意图，并将生成的示意图在服务器连接的显示设备的监控界面中进行显示。或者，也可以在事后，根据用户的回放操作，对接收的历史位置数据进行回放。
移动通信终端62，用于接收无人机63在发生故障紧急降落时发送的无人机的位置数据和身份标识信息。其中，移动通信终端52可以但不限于包括：可在移动中进行通信和数据处理的智能手机、平板电脑、智能手表等通信终端。
云端服务器61、移动通信终端62以及至少一架无人机63实现各自功能的具体过程，可参考上述图4所示实施例中的相关描述。
于本实施例中，通过在无人机中增设数据记录系统，由于该数据记录系统独立于飞控系统，采用独立电源供电，并带有备用定位模块和无线通信模块，可独立工作，在无人机发生故障紧急迫降之后，该数据记录系统中的微控制模块不受飞控系统的故障影响，自动启动备用定位模块快速进行定位，并可通过无线通信模块，利用无线网络将无人机的位置数据发送到用户手机或飞马云服务器，因此可实现无人机故障后的快速定位和定位数据的快速分发，帮助用户快速找回无人机。进一步的，数据记录系统在无人机上电后，实时记录无人机飞行时的总线数据和测控数据等飞行状态数据，还有助于帮助用户在找回飞机后可根据数据记录系统记录的飞行状态数据，进行详细的事故分析。
在本申请所提供的多个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信链接可以是通过一些接口，模块的间接耦合或通信链接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
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的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的无人机定位系统、方法及监控系统的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种无人机定位系统，安装在无人机上，其特征在于，所述无人机定位系统包括：飞控系统、数据记录系统；
所述飞控系统包括：飞控处理器、外设模块和主电池，所述飞控处理器电性连接于所述外设模块和所述主电池，所述外设模块包括常用定位模块，所述主电池用于为所述飞控系统供电；
所述数据记录系统包括：备用定位模块、微控制模块、无线通信模块和备用电池，所述常用定位模块、所述备用定位模块、所述无线通信模块和所述备用电池电性连接于所述微控制模块，所述备用电池用于为所述数据记录系统供电；
其中，所述微控制模块，用于当所述无人机发生故障紧急降落时，检测所述飞控系统是否发生故障，若所述飞控系统发生故障，则启动所述备用定位模块进行定位，若所述飞控系统未发生故障，则通过所述常用定位模块进行定位，以及，按照预设的分发方式，通过所述无线通信模块将所述无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发。
2.如权利要求1所述的无人机定位系统，其特征在于，所述无人机上设置有电台，所述飞控处理器具有：第一数据发送引脚和第一数据接收引脚，所述电台具有：第二数据发送引脚和第二数据接收引脚，所述微控制模块具有：具有第三数据接收引脚的第一通用异步收发传输器接口和具有第四数据引脚的第二通用异步收发传输器接口；
所述飞控处理器的第一数据发送引脚，分别与所述电台的第二数据接收引脚和所述第一通用异步收发传输器接口的第三数据接收引脚电性相连；
所述飞控处理器的第一数据接收引脚，分别与所述电台的第二数据发送引脚和所述第二通用异步收发传输器接口的第四数据接收引脚电性相连；
所述微控制模块，还用于通过所述第一通用异步收发传输器接口和所述第二通用异步收发传输器接口，实时监听所述飞控处理器与所述电台之间的测控数据。
3.如权利要求2所述的无人机定位系统，其特征在于，所述数据记录系统系统还包括：指示灯和/或蜂鸣器，以及，存储器；
所述飞控处理器、所述常用定位模块、所述指示灯、所述蜂鸣器、所述备用定位模块、所述存储器、所述无线通信模块和所述备用电池，通过控制器局域网络总线，电性连接于所述微控制模块；
所述微控制模块，还用于通过所述控制器局域网络总线，实时记录所述飞控处理器与所述外设模块之间的通信数据，将监听到的测控数据和所述通信数据存储在所述存储器中；
所述微控制模块，还用于当所述无人机发生故障紧急降落时，定期控制所述指示灯和/或所述蜂鸣器输出报警信息。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块包括移动通信射频模块和/或近距离通信射频模块，所述常用定位模块和备用定位模块为卫星定位模块；
所述微控制模块，还用于通过所述移动通信射频模块，将所述无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据，利用无线网络发送给云端服务器，并通过短消息的方式发送给预设的目标终端；
所述微控制模块，还用于当所述无人机发生故障紧急降落时，定期唤醒所述近距离通信射频模块，当通过所述近距离通信射频模块接收到配对请求时，若配对成功，则控制所述指示灯和/或所述蜂鸣器输出报警信息。
5.一种无人机定位方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4中任一项所述的无人机定位系统，所述方法包括：
通过所述微控制模块，当无人机发生故障紧急降落时，检测所述飞控系统是否发生故障；
若所述飞控系统发生故障，则启动所述备用定位模块进行定位；
若所述飞控系统未发生故障，则通过常用定位模块进行定位；
按照预设的分发方式，将所述无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检测所述飞控系统是否发生故障，具体包括：
从所述飞控系统对所述无人机的飞行状态数据进行获取；
若获取不到所述无人机的飞行状态数据，则确认所述飞控系统发生故障；
若获取到所述无人机的飞行状态数据，则判断所述常用定位模块是否存在故障，若所述常用定位模块不存在故障，则确认所述飞控系统未发生故障，若所述常用定位模块存在故障，则确认所述飞控系统发生故障。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述从所述飞控系统对所述无人机的飞行状态数据进行获取，具体包括：
通过控制器局域网络总线，和/或，通用异步收发传输器接口，从所述飞控系统对所述无人机的飞行状态数据进行获取，所述飞行状态数据包括：所述通用异步收发传输接口上传输的所述无人机的测控数据，和/或，所述控制器局域网络总线上传输的通信数据；
所述判断所述常用定位模块是否存在故障，具体包括：
按照GPS协议包格式，对所述常用定位模块的定位数据的数据帧进行解析；
若解析成功，则判断所述常用定位模块不存在故障；
若解析失败，则判断所述常用定位模块存在故障。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照预设的分发方式，将所述无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据进行分发，具体包括：
向预设的目标终端发生短消息，所述短消息中包含所述无人机的身份标识信息和所述位置数据；和/或，在预设的分发时长内，按照预设的时间间隔，周期性地唤醒移动通信射频模块，并通过所述移动通信射频模块向云端服务器发送所述无人机的身份标识信息和所述位置数据；
所述方法还包括：
当所述无人机发生故障紧急降落时，定期以声和/或光的方式输出报警信息；和/或，定期唤醒近距离通信射频模块，当接收到配对请求时，若配对成功，则以所述声和/或光的方式输出报警信息。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述微控制模块，实时监听所述飞控系统与地面站之间的测控数据和所述飞控处理器与所述外设模块之间的通信数据；
将实时监听到的测控数据和通信数据存储在所述存储器中。
10.一种无人机监控系统，其特征在于，所述无人机监控系统包括：
云端服务器、移动通信终端以及至少一架安装有如权利要求1至4中的任一项所述的无人机定位系统的无人机；
所述无人机，用于当所述无人机发生故障紧急降落时，通过所述微控制模块，检测所述飞控系统是否发生故障，若所述飞控系统发生故障，则启动所述备用定位模块进行定位，若所述飞控系统未发生故障，则通过所述常用定位模块进行定位，以及，按照预设的分发方式，将所述无人机的身份标识信息和定位得到的位置数据发送给所述云端服务器和所述移动通信终端；
所述云端服务器，用于接收并存储至少一架所述无人机在发生故障紧急降落时发送的所述无人机的位置数据和身份标识信息，根据接收的所述无人机的位置数据和身份标识信息，按照位置点的方式生成无人机降落点示意图并输出；
所述移动通信终端用于接收所述无人机在发生故障紧急降落时发送的所述无人机的位置数据和身份标识信息。
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