CN109927923A - 一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，包括有无人机系统、载车系统和指挥中心，无人机系统的机载通信模块通过无线数据链路与载车系统的载荷地面站和飞控地面站连接通讯，载车系统的车载通信模块与指挥中心通讯连接。本发明的每个无人机上的机载通信模块分别与对应车载系统的载荷地面站、飞控地面站对应连接，车载通信模块包括有3G车载监控主机、eLTE‑U集群通信DAU终端和Tetra集群终端，不但可以实现车载信号的监控通信，还可实现载车系统与指挥中心的信息交互，载车系统与指挥中心的语音及信息通信，从而实现大范围长距离的覆盖式侦察，大大提高侦察效率。

Description

一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体是一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统。

背景技术

现有的无人机按照翼型分类可分成固定翼无人机和多旋翼无人机，两种无人机各有优缺点。

多旋翼无人机依靠多个旋翼提供升力来克服重力飞行，通过改变各个旋翼的转速来控制无人机的姿态，多旋翼可以实现垂直起降和悬停，对飞行场地的要求不高。

固定翼无人机相对于多旋翼无人机，具有飞行速度快、续航能力强、运载能力大等优点。但是固定翼无人机主要依靠螺旋桨或者涡轮发动机产生推力作为动力，由机翼和空气的相对运动产生升力来克服重力飞行，因此固定翼无人机需要一定的速度才能起飞，对飞行场地要求较高，在一些地形复杂的环境无法进行正常的起飞和降落。

随着无人机技术的发展，传统技术的固定翼无人机发展成可垂直起降的固定翼无人机，由于垂直起降固定翼无人机兼具固定翼无人机续航时间长、飞行速度高、运载能力大和多旋翼无人机垂直起降的特点，该类固定翼无人机在无人机领域得以广泛应用。

在城市、乡镇或边境地区，当出现大型集会、自然灾害或暴恐事件以及需要边防监控等任务时，交通、路况及人员部署往往存在极大地不便，如何不受时间和地域限制、侦察效率高且能及时获取视频数据并通过可靠的通信网络进行传输，成为关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，无人机搭载的无人机系统与载车系统以及指挥中心进行信息交互，联动无人机、载车和指挥中心共同执行侦察任务，可实现大范围长距离的覆盖式侦察，大大提高侦察效率。

本发明的技术方案为：

一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，包括有无人机系统、载车系统和指挥中心；所述的无人机系统包括有机载通信模块，分别与机载通信模块连接的无人机载荷模块和飞控导航模块，以及与飞控导航模块连接的机载GPS定位模块；所述的载车系统包括有载荷地面站、飞控地面站、车载GPS定位模块、车载监控模块和车载通信模块，所述的载荷地面站、飞控地面站均与机载通信模块进行信号连接，所述的车载通信模块包括有车载无线数据链路传输模块、3G车载监控主机、eLTE-U集群通信DAU终端和Tetra集群终端，所述的机载通信模块为机载端无线数据链路传输模块，所述的车载无线数据链路传输模块与机载端无线数据链路传输模块进行无线通信连接，所述的车载监控模块与3G车载监控主机的采集端连接，3G车载监控主机的信号输出端通过3G通信网络与指挥中心通讯连接，所述的载荷地面站、飞控地面站、车载GPS定位模块均与eLTE-U集群通信DAU终端的采集端连接，eLTE-U集群通信DAU终端的输出端通过LTE移动通信网络与指挥中心通讯连接，所述的指挥中心通过集群通信网络与Tetra集群终端连接实现语音及信息通信。

所述的指挥中心包括有主控机，分别与主控机连接的图像监控设备、载车选择模块和指挥通信模块；多个无人机上的机载通信模块分别与对应一台汽车上的车载通信模块对应连接，多个载车系统的车载通信模块均与指挥通信模块进行连接通信，载车选择模块用于选择任一一台载车系统并通过主控机进行控制、通过图像监控设备进行信息显示。

所述的无人机系统还包括有供电模块，所述的机载通信模块、机载GPS定位模块、无人机载荷模块、飞控导航模块均与供电模块连接进行供电。

所述的垂直起降固定翼无人机包括有机身、连接于机身上的固定翼机翼和固定翼尾翼、连接于机身前端的平飞螺旋桨、连接于固定翼机翼上的前机臂和后机臂、以及连接于前机臂和后机臂上的垂直起降螺旋桨，所述的机载通信模块、机载GPS定位模块、飞控导航模块均设置于机身内，所述的无人机载荷模块连接于机身上且位于机身外部用于采集监控区域的图像，所述的固定翼机翼为两片式结构，固定翼机翼沿机身轴线对称设置，且固定翼机翼沿机身对称的两部分上均连接有前机臂和后机臂，所述的前机臂和后机臂上均设置有垂直起降螺旋桨，所述的平飞螺旋桨的驱动机构、垂直起降螺旋桨的驱动机构均与飞控导航模块进行连接，飞控导航模块实现对无人机的飞行参数进行控制及监测。

所述的固定翼机翼沿机身对称的两部分上均固定有插槽板，所述的固定翼机翼通过插槽板连接于机身上用螺钉固定。

所述的固定翼机翼内部设置有连接导向管，所述的前机臂和后机臂的内端均插入到连接导向管内并与连接导向管内部限位板上的限位槽卡合固定。

所述的机身顶端设有航向灯，机身一侧的固定翼机翼前端安装有空速管，所述的航向灯、空速管均与飞控导航模块连接。

本发明的优点：

本发明的每个无人机上的机载通信模块分别与对应车载系统的载荷地面站、飞控地面站对应连接，车载通信模块包括有3G车载监控主机、eLTE-U集群通信DAU终端和Tetra集群终端，不但可以实现车载信号的监控通信，还可实现载车系统与指挥中心的信息交互，载车系统与指挥中心的语音及信息通信，从而实现大范围长距离的覆盖式侦察，大大提高侦察效率；本发明垂直起降固定翼无人机的机身、固定翼机翼、前机臂和后机臂均为分体连接结构，便于拆卸、组装和运输；本发明机身上的航向灯能够在夜间作业时辨别无人机方位和警示作用，空速管设置于固定翼机翼的前端，有效防止平飞螺旋桨使用时产生的风道对空速感应的影响。

附图说明

图1是本发明的原理框图，图中直线为供电电路，虚线为有线通信链路，点画线为无线通信链路。

图2是本发明车载通信模块的通信连接框图。

图3是本发明垂直起降固定翼无人机的结构示意图。

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。

见图1和图2，一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，包括有无人机系统1、载车系统2和指挥中心3；

无人机系统1包括有机载通信模块11，分别与机载通信模块连接的无人机载荷模块12和飞控导航模块13，以及与飞控导航模块连接的机载GPS定位模块14；

载车系统2包括有载荷地面站21(用于接收无人机载荷模块12采集的监控图像)、飞控地面站22(用于对无人机航线、模式及飞行姿态等控制与监测)、车载GPS定位模块23、车载监控模块24和车载通信模块25，车载通信模块25包括有车载无线数据链路传输模块251、3G车载监控主机252、eLTE-U集群通信DAU终端253和Tetra集群终端254；

指挥中心3包括有主控机31，分别与主控机31连接的图像监控设备32、载车选择模块33和指挥通信模块34；

机载通信模块11为机载端无线数据链路传输模块，多个无人机上的机载通信模块11分别与对应一台汽车上的车载无线数据链路传输模块251进行无线数据链路连接，车载监控模块24与3G车载监控主机252的采集端连接，3G车载监控主机252的信号输出端通过3G通信网络与指挥中心的指挥通信模块34通讯连接，载荷地面站21、飞控地面站22、车载GPS定位模块23均与eLTE-U集群通信DAU终端253的采集端连接，eLTE-U集群通信DAU终端253的输出端通过LTE移动通信网络与指挥中心的指挥通信模块34通讯连接，指挥中心的指挥通信模块34通过集群通信网络与Tetra集群终端254连接实现载车系统2和指挥中心3的语音及信息通信；

其中，无人机系统还包括有供电模块15，机载通信模块11、无人机载荷模块12、飞控导航模块13、机载GPS定位模块14均与供电模块15连接进行供电；机载通信模块11选用光端机，光端机通过光纤与载荷地面站21、飞控地面站22进行通信连接。

见图3，垂直起降固定翼无人机包括有机身4、连接于机身4上的固定翼机翼5和固定翼尾翼6、连接于机身1前端的平飞螺旋桨7、连接于固定翼机翼5上的前机臂8和后机臂9、以及连接于前机臂8和后机臂9上的垂直起降螺旋桨10，机载通信模块11、飞控导航模块13、机载GPS定位模块14均设置于机身4内，无人机载荷模块12连接于机身4上且位于机身4外部用于采集监控区域的图像，固定翼机翼5为两片式结构，固定翼机翼5沿机身轴线对称设置，固定翼机翼5沿机身4对称的两部分上均固定有插槽板，固定翼机翼5通过插槽板连接于机身4上用螺钉固定，固定翼机翼5沿机身4对称的两部分其内部均设置有连接导向管，前机臂8和后机臂9的内端均插入到连接导向管内并与连接导向管内部限位板上的限位槽卡合固定，前机臂8和后机臂9上均设置有垂直起降螺旋桨10，平飞螺旋桨7的驱动机构、垂直起降螺旋桨10的驱动机构均与飞控导航模块14进行连接，飞控导航模块14实现对无人机的飞行参数进行控制及监测。

其中，机身4顶端设有航向灯，机身4一侧的固定翼机翼5前端安装有空速管，航向灯与飞控导航模块14连接实现控制，空速管与飞控导航模块14连接实现信号采集。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，其特征在于：包括有无人机系统、载车系统和指挥中心；所述的无人机系统包括有机载通信模块，分别与机载通信模块连接的无人机载荷模块和飞控导航模块，以及与飞控导航模块连接的机载GPS定位模块；所述的载车系统包括有载荷地面站、飞控地面站、车载GPS定位模块、车载监控模块和车载通信模块，所述的载荷地面站、飞控地面站均与机载通信模块进行信号连接，所述的车载通信模块包括有车载无线数据链路传输模块、3G车载监控主机、eLTE-U集群通信DAU终端和Tetra集群终端，所述的机载通信模块为机载端无线数据链路传输模块，所述的车载无线数据链路传输模块与机载端无线数据链路传输模块进行无线数据链路连接，所述的车载监控模块与3G车载监控主机的采集端连接，3G车载监控主机的信号输出端通过3G通信网络与指挥中心通讯连接，所述的载荷地面站、飞控地面站、车载GPS定位模块均与eLTE-U集群通信DAU终端的采集端连接，eLTE-U集群通信DAU终端的输出端通过LTE移动通信网络与指挥中心通讯连接，所述的指挥中心通过集群通信网络与Tetra集群终端连接实现语音及信息通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，其特征在于：所述的指挥中心包括有主控机，分别与主控机连接的图像监控设备、载车选择模块和指挥通信模块；多个无人机上的机载通信模块分别与对应一台汽车上的车载通信模块对应连接，多个载车系统的车载通信模块均与指挥通信模块进行连接通信，载车选择模块用于选择任一一台载车系统并通过主控机进行控制、通过图像监控设备进行信息显示。

3.根据权利要求1所述的一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，其特征在于：所述的无人机系统还包括有供电模块，所述的机载通信模块、机载GPS定位模块、无人机载荷模块、飞控导航模块均与供电模块连接进行供电。

4.根据权利要求1所述的一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，其特征在于：所述的垂直起降固定翼无人机包括有机身、连接于机身上的固定翼机翼和固定翼尾翼、连接于机身前端的平飞螺旋桨、连接于固定翼机翼上的前机臂和后机臂、以及连接于前机臂和后机臂上的垂直起降螺旋桨，所述的机载通信模块、机载GPS定位模块、飞控导航模块均设置于机身内，所述的无人机载荷模块连接于机身上且位于机身外部用于采集监控区域的图像，所述的固定翼机翼为两片式结构，固定翼机翼沿机身轴线对称设置，且固定翼机翼沿机身对称的两部分上均连接有前机臂和后机臂，所述的前机臂和后机臂上均设置有垂直起降螺旋桨，所述的平飞螺旋桨的驱动机构、垂直起降螺旋桨的驱动机构均与飞控导航模块进行连接，飞控导航模块实现对无人机的飞行参数进行控制及监测。

5.根据权利要求4所述的一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，其特征在于：所述的固定翼机翼沿机身对称的两部分上均固定有插槽板，所述的固定翼机翼通过插槽板连接于机身上用螺钉固定。

6.根据权利要求4所述的一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，其特征在于：所述的固定翼机翼内部设置有连接导向管，所述的前机臂和后机臂的内端均插入到连接导向管内并与连接导向管内部限位板上的限位槽卡合固定。

7.根据权利要求4所述的一种基于垂直起降固定翼无人机的侦察系统，其特征在于：所述的机身顶端设有航向灯，机身一侧的固定翼机翼前端安装有空速管，所述的航向灯、空速管均与飞控导航模块连接。