CN110597287A - 一种多功能便携无人机地面站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能便携无人机地面站，包括：便携工控机主机、以及分别与便携工控机主机相连的显示系统、无人机通信链路系统、无人机发射控制系统、电源系统及外围接口配件；便携工控机主机通过无人机地面控制软件对两种以上的无人机进行飞行控制；显示系统用于显示无人机的侦查画面和无人机地面站的控制界面；无人机通信链路系统用于向无人机发送控制信号，并接收通过无人机获取的数据；无人机发射控制系统用于检测待发射的无人机，并控制待发射的无人机的电源与发射。解决了当前无人机地面站体积大且功能单一，对各类无人机功能支持不全面的问题。

Description

一种多功能便携无人机地面站

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种多功能便携无人机地面站。

背景技术

无人机地面站用于对无人机进行遥控和管理，并监视无人机的飞行状况。具体的，包括：控制无人机的飞行过程、飞行航迹、有效载荷的任务功能以及控制通讯链路的工作，还包括利用无人机武器平台的传感器获取发现目标和通过辅助决策反馈攻击目标，完成单一作战任务，以及对无人机的发射和回收。

随着当前无人机行业的快速发展，对无人机地面站的需求也越来越多。无人机地面站除了完成基本的飞行与任务控制功能外，同时也要求能够灵活地克服各种未知的自然与人为因素的不利影响，适应各种复杂的环境，保证无人机系统整体功能的成功实现。

但是，由于现有的无人机地面站中尚未见成熟可用的兼顾攻击型固定翼无人机发射、火工品引信控制的便携地面站，大部分便携地面站研究集中在民用市场，支持军用火工品控制的多功能便携无人机地面站尚未见成熟应用，因此，本发明主要解决现有的无人机地面站对各类无人机支持不全面，尤其没有兼顾到攻击型固定翼发射型无人机的问题。此外，现有的无人机地面站的通信链路复杂、通信设备多以及频段多，在操作无人机地面站时存在操作体验差以及对无人机的控制难度高。进一步地，现有的无人机地面站还存在无人机地面站的体积大、功能简单以及接口种类少的问题。

发明内容

本发明提供了一种多功能便携无人机地面站，以解决现有的无人机地面站对各类无人机支持不全面，尤其没有兼顾到攻击型固定翼发射型无人机这一问题。

一种多功能便携无人机地面站，包括：便携工控机主机、以及分别与所述便携工控机主机相连的显示系统、无人机通信链路系统、无人机发射控制系统、电源系统及外围接口配件，所述便携工控机主机通过无人机地面控制软件对两种以上的无人机进行飞行控制；

所述显示系统用于显示无人机的侦查画面和无人机地面站的控制界面，所述显示系统包括上下分布的大触摸屏和主显示屏；

所述无人机通信链路系统用于向无人机发送控制信号，并接收通过无人机获取的数据，所述无人机通信链路系统包括：数据融合模块、摇杆控制模块、飞行模式切换开关、开伞开关、引信开关、遥测数据接口、图像传输模块、遥测数据传输模块；

所述无人机发射控制系统用于检测待发射的无人机，并控制待发射的无人机的电源与发射，所述无人机发射控制系统包括：地面软件通信模块、发射电源开关以及发射按钮。

进一步地，在一种实现方式中，所述无人机通信链路系统中，所述便携工控机主机与无人机通信链路系统之间传输无人机的姿态、位置、图像、航线数据以及控制信号；

所述遥测数据接口用于为无人机地面站收发无人机的飞行数据；

所述图像传输模块用于接收机载摄像头回传的画面；

所述遥测数据传输模块用于发射接收高频无线信号，传输遥测数据接口的各类数据；

所述数据融合模块用于接收所述无人机地面控制软件发送的控制信号，并发送至对应的控制模块；

所述摇杆控制模块用于接收所述数据融合模块的控制信号后，通过摇杆对无人机的油门、滚转、俯仰以及偏航量进行控制；

所述飞行模式切换开关用于接收所述数据融合模块的控制信号后，对无人机的飞行模式进行控制；

所述开伞开关用于接收所述数据融合模块的控制信号后，对无人机的开伞进行控制；

所述引信开关用于接收所述数据融合模块的控制信号后，对无人机的引信进行控制。

进一步地，在一种实现方式中，所述无人机发射控制系统中，便携工控机主机传输无人机自检信息、发射控制信息给无人机发射控制系统；

所述地面软件通信模块与无人机地面控制软件通信，无人机内部自检通过后，向地面控制软件发送自检成功信号，地面软件通信模块接收到待发无人机的自检成功信号后后智能打开发射电源开关；

所述发射电源开关用于控制无人机的发射电源；

所述发射按钮用于控制无人机的发射。

进一步地，在一种实现方式中，所述显示系统中，便携工控机主机传输视频信号给显示系统，显示系统反馈点击触屏位置信息给便携工控主机；

所述大触摸屏为寸触摸屏，用于显示侦查画面，所述侦查画面包括模拟图传和数字图传；所述主显示屏为寸非触摸屏，用于显示便携工控机主机内的无人机地面控制软件；

所述显示系统还包括HDMI接口和AV接口，所述HDMI接口用于连接头戴显示器，通过所述头戴显示器监视无人机侦查画面、控制无人机姿态；所述AV接口用于将模拟图传接入大触摸屏。

进一步地，在一种实现方式中，所述电源系统用于给全系统提供稳定可靠的动力电源，传输电源信号给便携工控机主机、显示系统、无人机通信链路系统、无人机发射控制系统、及外围接口配件；

所述电源系统包括电池、电量显示仪、充电口、伏稳压输出模块以及伏稳压输出模块；

所述电源系统中，所述电池为松下18650锂电池组；所述电量显示仪用于显示电池的电量；所述充电口用于对电池进行智能充电，所述充电口具备电池电压自动检测能力，当测量到电池电压负增量时智能将充电转变为涓流充电；所述伏稳压输出模块用于给便携工控机主机、显示系统和无人机通信链路系统多路设备供电，伏稳压输出模块用于给无人机发射控制系统及外围接口配件供电。

进一步地，在一种实现方式中，所述外围接口配件用于扩展无人机地面站的输入输出接口，所述便携工控机主机与外围接口配件之间传输USB数据信号、网络信号、音频信号、键盘鼠标信号以及WiFi信号；

所述外围接口配件包括：两个以上的USB口、网口、喇叭及耳机、鼠标及键盘以及WiFi天线接口，所述外围接口配件中，所述两个以上的USB口用于外接其他遥测数传设备；所述网口用于通过RTSP即时串流方式将数字图传接入主机地面控制软件，并将所述主机地面控制软件的显示画面显示在大触摸屏；喇叭及耳机用于语音提示飞行信息；鼠标及键盘用于输入飞行航线、飞行模式以及航点经纬度信息；所述WiFi天线接口用于扩展安装WiFi天线，为用户提供无线上网功能。

进一步地，在一种实现方式中，所述便携工控机主机是无风扇酷睿J1900四核工控电脑。

进一步地，在一种实现方式中，所述多功能便携无人机地面站的工作方法包括：

步骤S1：无人机地面站初始化，所述便携工控机主机开机，打开所述无人机地面控制软件，无人机地面站通过遥测数据模块自动搜索适配波特率连接无人机，进入无人机任务模式选择界面，所述任务模式包括：攻击型、侦查型以及物资运送型，不同任务模式下无人机地面站开伞开关、引信开关的使能与否、无人机地面控制软件的软件界面操作键和飞行默认参数配置不同；

步骤S2：自动进行传感器及任务载荷状态检测，无人机检测正常后通过遥测数据传输模块给无人机地面站回传信息，此时无人机地面控制软件向发射控制系统内的地面软件通信模块发送自检成功信息，地面软件通信模块根据自检成功信息控制发射电源开关启动，当发射按钮按下时，无人机发射起飞；

步骤S3：无人机按照预设航线飞行，在飞行过程中，无人机地面站能够进入无人机地面控制软件通过鼠标及键盘输入新航点的经纬度信息，通过摇杆控制模块或通过头戴显示器控制无人机姿态，通过飞行模式切换开关或通过大触摸屏控制飞行模式，所述飞行模式包括无人机盘旋、定高、攻击以及返航；

步骤S4：无人机发现目标后，通过点击大触摸屏导引无人机追踪及抵近目标；攻击型无人机打开引信开关，进入攻击模式，一旦命中目标炸药引爆；侦查型无人机通过预设极限飞行姿态和飞行高度限制保护，保障地面目标安全；无人机地面控制软件配置有云台摄像机控制和多个摄像机切换功能，支持对目标多角度侦查；物资运送型无人机支持控制开伞开关，也可在到达预设位置点自动打开所述物资运送型无人机的物资投放仓；

步骤S5：任务结束或飞行过程中目标丢失，通过飞行模式切换开关切换进入返航模式回到预设回收位置。

进一步地，在一种实现方式中，所述步骤S3中通过大触摸屏控制飞行模式包括：通过图像引导攻击时，用户通过大触摸屏点击画面瞄准目标后反馈准心十字叉；通过图像引导飞行时，通过大触摸屏点击或滑动手势的方向和长度控制无人机滚转、偏航变化方向幅度；

所述步骤S3中通过头戴显示器控制无人机姿态包括：所述头戴显示器内置九轴陀螺仪芯片MPU9250，用户通过所述头戴显示器直观监视无人机第一视角侦查画面，通过头部左右上下摆动直接调整机载三轴云台摄像头伺服机构，进而自动增稳调整无人机飞行姿态。

发明本发明所要解决的技术问题是现有的无人机地面站的通信链路复杂、通信设备多以及频段多，在操作无人机地面站时存在操作体验差以及对无人机的控制难度高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能便携无人机地面站，包括便携工控机主机、以及分别与所述便携工控机主机相连的显示系统、无人机通信链路系统、无人机发射控制系统、电源系统及外围接口配件，所述便携工控机主机通过无人机地面控制软件对两种以上的无人机进行飞行控制；所述显示系统用于显示无人机的侦查画面和无人机地面站的控制界面，所述显示系统包括上下分布的大触摸屏和主显示屏；所述无人机通信链路系统用于向无人机发送控制信号，并接收通过无人机获取的数据，所述无人机通信链路系统包括：数据融合模块、摇杆控制模块、飞行模式切换开关、开伞开关、引信开关、遥测数据接口、图像传输模块、遥测数据传输模块；所述无人机发射控制系统用于检测待发射的无人机，并控制待发射的无人机的电源与发射，所述无人机发射控制系统包括：地面软件通信模块、发射电源开关以及发射按钮。

通过本发明所述的多功能便携无人机地面站，用户可通过主机内的无人机地面控制软件对固定翼、旋翼、单架、多架、攻击型、侦查型、物资运送型等各类无人机进行飞行控制。很好的解决了当前无人机地面站体积大、功能单一、预留接口少且对各类无人机功能支持不全面的问题，尤其是缺乏成熟可用的兼顾攻击型固定翼无人机发射、火工品引信控制的便携地面站。在此基础上，还解决了当前无人机地面控制站通信链路复杂，通信设备多、频段多的问题，解决了当前地面站对无人机控制难度高、用户操作体验差、需专业培训的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例部分提供的一种多功能便携无人机地面站的结构示意图；

图2是本发明实施例部分提供的一种多功能便携无人机地面站的工作流程示意图。

其中，1-便携工控机主机，11-无人机地面控制软件，2-显示系统，21-大触摸屏，22-主显示屏，23-HDMI接口，24-AV接口，3-无人机通信链路系统，31-数据融合模块，32-摇杆控制模块，33-飞行模式切换开关，34-开伞开关，35-引信开关，36-遥测数据接口，37-图像传输模块，38-遥测数据传输模块，4-无人机发射控制系统，41-地面软件通信模块，42-发射电源开关，5-电源系统，51-电池，52-电量显示仪，53-充电口，54-12伏稳压输出模块，55-5伏稳压输出模块，6-外围接口配件，61-USB口，62-网口，63-喇叭及耳机，64-鼠标及键盘，65-WiFi天线接口。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例公开一种多功能便携无人机地面站，本方法应用于多种各类无人机飞行控制场景，比如固定翼、旋翼、单架、多架、攻击型、侦查型、物资运送型等多种各类无人机场景，尤其是可以兼顾攻击型固定翼无人机发射和火工品引信控制，弥补了当前地面站对涵盖这一类型无人机功能支持不全面的缺陷。

参照图1，是本发明实施例部分提供的一种多功能便携无人机地面站的结构示意图，一种多功能便携无人机地面站，包括：便携工控机主机1、以及分别与所述便携工控机主机1相连的显示系统2、无人机通信链路系统3、无人机发射控制系统4、电源系统5及外围接口配件6，所述便携工控机主机1通过无人机地面控制软件11对两种以上的无人机进行飞行控制；

具体的，本实施例所述便携工控机主机1整机为军工15.6寸三防安全箱，双提手拉杆箱设计，携带使用方便。很好的解决了当前无人机地面站体积大，用户操作体验差的问题，实现了无人机地面站的便携性。

具体的，本实施例中，无人机地面控制软件11运用.NET、电子地图、数据库、XML、虚拟仪表、网络/串口通信等技术实现。地面控制软件支持多种操作系统；与无人机数据通信协议为改进的MAVLink协议，支持Pixhawk、PIXRACER、APM多种飞控；视频流输入支持RTSP即时网络串流；通过UDP链接或串口链接自动搜索适配波特率连接无人机；通过每秒一个HEARTBEAT心跳包信息握手确保通信链接稳定；UI页面设计基于Qt开发环境通过Qml实现；支持多架无人机控制，不同无人机飞行轨迹颜色不同。

所述显示系统2用于显示无人机的侦查画面和无人机地面站的控制界面，所述显示系统2包括上下分布的大触摸屏21和主显示屏22；具体的，本实施例中，所述便携工控机主机1通过HDMI接口与大触摸屏21连接、通过VGA接口与主显示屏22连接；通过有源一分二模块实现预留HDMI口，以供外接头戴显示器共享大触摸屏画面；大触摸屏21还可直接通过AV接口接入模拟视频；通过功能选择按钮切换大触摸屏21视频来源；大触摸屏21支持独立关机以节省功耗。

所述无人机通信链路系统3用于向无人机发送控制信号，并接收通过无人机获取的数据，所述无人机通信链路系统3包括：数据融合模块31、摇杆控制模块32、飞行模式切换开关33、开伞开关34、引信开关35、遥测数据接口36、图像传输模块37、遥测数据传输模块38；

具体的，本实施例中，所述数据融合模块31基于STM32F103VGT6芯片为核心，通过两个虚拟串口的方式将遥控、遥测信息分端口接入主机。数据融合模块31接入摇杆控制模块32、多路三段开关和一路遥测数据接口36传输的串口数传信息，所述摇杆控制模块32包括两路摇杆，所述多路三段开关包括飞行模式切换开关33、开伞开关34以及引信开关35。所述摇杆控制模块32用于控制无人机油门、滚转量、俯仰量、偏航量的连续变化，三段开关用于控制无人机飞行模式切换、开伞使能、引信使能等离散变化量。串口数传信息即无人机的各类遥测飞行数据，如航线、姿态、机型、空速、高度、机载电量等，支持TTL串口、232串口、422/485串口数传。

通过本发明实施例所述的无人机通信链路系统3，通过数据融合模块31实现遥控、遥测、图像数据一体化无线收发，预留丰富通信接口可外接其他通信设备，因此，本发明提供了一种多功能便携无人机地面站能够在解决现有的无人机地面站的无法涵盖这对无人机功能支持不全面的基础上，进一步解决以及通信链路复杂、通信设备多以及频段多，导致操作体验差以及对无人机的控制难度高这一问题。

所述无人机发射控制系统4用于检测待发射的无人机，并控制待发射的无人机的电源与发射，所述无人机发射控制系统4包括：地面软件通信模块41、发射电源开关42以及发射按钮43。

本发明实施例所述的一种多功能便携无人机地面站，所述无人机通信链路系统3中，所述便携工控机主机1与无人机通信链路系统3之间传输无人机的姿态、位置、图像、航线数据以及控制信号；

所述遥测数据接口36用于为无人机地面站收发无人机的飞行数据；

所述飞行数据包括航线、姿态、机型、空速、高度以及机载电量；

所述图像传输模块37用于接收机载摄像头回传的画面；

所述遥测数据传输模块38用于发射接收高频无线信号，传输遥测数据接口36的各类数据；

所述数据融合模块31用于接收所述无人机地面控制软件11发送的控制信号，并发送至对应的控制模块；

所述摇杆控制模块32用于接收所述数据融合模块31的控制信号后，通过摇杆对无人机的油门、滚转、俯仰以及偏航量进行控制；

所述飞行模式切换开关33用于接收所述数据融合模块31的控制信号后，对无人机的飞行模式进行控制；

所述开伞开关34用于接收所述数据融合模块31的控制信号后，对无人机的开伞进行控制；

所述引信开关35用于接收所述数据融合模块31的控制信号后，对无人机的引信进行控制。本发明实施例所述的一种多功能便携无人机地面站，所述无人机发射控制系统4中，便携工控机主机1传输无人机自检信息、发射控制信息给无人机发射控制系统4；

所述地面软件通信模块41与无人机地面控制软件11通信，无人机内部自检通过后，向地面控制软件11发送自检成功信号，地面软件通信模块41接收到待发无人机的自检成功信号后后智能打开发射电源开关42；本实施例中，自检成功指无人机自动检测外围全部传感器，如空速计、罗盘、陀螺仪、加速度计、定位模块以及气压计的数据正常，没有传感器失效问题；

所述发射电源开关42用于控制无人机的发射电源；

所述发射按钮43用于控制无人机的发射。

本实施例中，无人机发射控制系统4通过与无人机地面站软件11进行通信，检测到无人机一切正常后才会智能打开发射按钮电源42，最后通过按下按钮43实现发射。旋翼无人机一般可以直接起飞，固定翼机有部分需要进行炮射、弹射才能起飞。通过本无人机发射控制系统4可以实现固定翼无线远程发射，或有线连接无人机发射口实现固定翼机有线发射。此外，通过所述无人机发射控制系统4能够防止无人机未就绪时误触发射按钮43，有效提升无人机地面站的操作安全性。

本发明实施例所述的一种多功能便携无人机地面站，

所述显示系统2中，便携工控机主机1传输视频信号给显示系统2，显示系统2反馈点击触屏位置信息给便携工控主机1；

所述大触摸屏21为15寸触摸屏，用于显示侦查画面，所述侦查画面包括模拟图传和数字图传；所述主显示屏22为12寸非触摸屏，用于显示便携工控机主机1内的无人机地面控制软件11；

所述显示系统2还包括HDMI接口23和AV接口24，所述HDMI接口23用于连接头戴显示器，通过所述头戴显示器监视无人机侦查画面、控制无人机姿态；所述AV接口24用于将模拟图传接入大触摸屏21。

本发明实施例所述的一种多功能便携无人机地面站，

所述电源系统5用于给全系统提供稳定可靠的动力电源，传输电源信号给便携工控机主机1、显示系统2、无人机通信链路系统3、无人机发射控制系统4、及外围接口配件6；

所述电源系统5包括电池51、电量显示仪52、充电口53、12伏稳压输出模块54以及5伏稳压输出模块55；

所述电源系统5中，所述电池51为松下18650锂电池组；所述电量显示仪52用于显示电池51的电量；所述充电口53用于对电池51进行智能充电，所述充电口53具备电池电压自动检测能力，当测量到电池电压负增量时智能将充电转变为涓流充电；所述12伏稳压输出模块54用于给便携工控机主机1、显示系统2和无人机通信链路系统3多路设备供电，5伏稳压输出模块55用于给无人机发射控制系统4及外围接口配件6供电。

本发明实施例所述的一种多功能便携无人机地面站，

所述外围接口配件6用于扩展无人机地面站的输入输出接口，所述便携工控机主机1与外围接口配件6之间传输USB数据信号、网络信号、音频信号、键盘鼠标信号以及WiFi信号；

所述外围接口配件6包括：两个以上的USB口61、网口62、喇叭及耳机63、鼠标及键盘64以及WiFi天线接口65，所述外围接口配件6中，所述两个以上的USB口61用于外接其他遥测数传设备；所述网口62用于通过RTSP即时串流方式将数字图传接入主机地面控制软件11，并将所述主机地面控制软件11的显示画面显示在大触摸屏21；喇叭及耳机63用于语音提示飞行信息；鼠标及键盘64用于输入飞行航线、飞行模式以及航点经纬度信息；所述WiFi天线接口65用于扩展安装WiFi天线，为用户提供无线上网功能。

本发明实施例所述的一种多功能便携无人机地面站，所述便携工控机主机1是无风扇酷睿J1900四核工控电脑。具体的，通过本发明实施例所述的便携工控机主机1，能够实现冰刺散热、全封闭防尘。

参照图2，是本发明实施例部分提供的一种多功能便携无人机地面站的工作流程示意图，基于本发明实施例所述的一种多功能便携无人机地面站，本发明实施例还提供一种多功能便携无人机地面站的工作方法：

步骤S1：无人机地面站初始化，所述便携工控机主机1开机，打开所述无人机地面控制软件11，无人机地面站通过遥测数据模块38自动搜索适配波特率连接无人机，进入无人机任务模式选择界面，所述任务模式包括：攻击型、侦查型以及物资运送型，不同任务模式下无人机地面站开伞开关34、引信开关35的使能与否、无人机地面控制软件11的软件界面操作键和飞行默认参数配置不同。

具体的，本实施例中，物资运送型无人机需在无人机地面控制软件11特别设置物资投放按钮，按下后打开物资舱，投放物资，同时使能开伞开关34，禁掉引信开关35；攻击型无人机需在无人机地面控制软件11设置攻击按钮，按下时进入攻击，松开按钮拉起飞机，同时使能引信开关35，禁掉开伞开关34；侦查型无人机则要取消攻击模式，避免飞行过程中高度过低，同时增加云台摄像机控制或者多个摄像机切换功能。

通过本实施例中所述的一种多功能便携无人机地面站的工作方法，相较于现有的无人机地面站中尚未见成熟可用的兼顾攻击型固定翼无人机发射、火工品引信控制的便携地面站，大部分便携地面站研究集中在民用市场，支持军用火工品控制的多功能便携无人机地面站尚未见成熟应用，本发明能够解决现有的无人机地面站对各类无人机支持不全面，尤其没有兼顾到攻击型固定翼发射型无人机的问题。

步骤S2：自动进行传感器及任务载荷状态检测，无人机检测正常后通过遥测数据传输模块37给无人机地面站回传信息，此时无人机地面控制软件11向发射控制系统内的地面软件通信模块41发送自检成功信息，地面软件通信模块41根据自检成功信息控制发射电源开关42启动，当发射按钮43按下时，无人机发射起飞；具体的，本实施例中，地面软件通信模块41收到自检成功消息后，操作底层硬件的电子负载开关智能打开发射电源开关42，此时发射按钮才会有电，最后操作员按下发射按钮43使得无人机一键发射起飞；而无人机自检失败时电子负载开关不会打开发射电源开关42，发射电源始终不会上电，杜绝了自检失败情况下误触发射按钮导致有故障飞机被发射出去的可能性。

步骤S3：无人机按照预设航线飞行，在飞行过程中，无人机地面站能够进入无人机地面控制软件11通过鼠标及键盘64输入新航点的经纬度信息，通过摇杆控制模块32或通过头戴显示器控制无人机姿态，通过飞行模式切换开关14或通过大触摸屏21控制飞行模式，所述飞行模式包括无人机盘旋、定高、攻击以及返航；具体的，本实施例中，所述摇杆控制模块32可以为可操控的摇杆柄，通过操纵摇杆柄即可控制无人机姿态。通过所述大触摸屏21控制飞行模式，即通过在大触摸屏21上实施手势进行飞行模式的控制，如通过左右滑动手势控制飞行左右滚转偏航，通过连续滑动手势控制偏航的幅度，通过画圆圈手势控制进入盘旋飞行模式等。

步骤S4：无人机发现目标后，通过点击大触摸屏21导引无人机追踪及抵近目标；攻击型无人机打开引信开关35，进入攻击模式，一旦命中目标炸药引爆；侦查型无人机通过预设极限飞行姿态和飞行高度限制保护，保障地面目标安全；无人机地面控制软件11配置有云台摄像机控制和多个摄像机切换功能，支持对目标多角度侦查；物资运送型无人机支持控制开伞开关34，也可在到达预设位置点自动打开所述物资运送型无人机的物资投放仓；

本实施例中，所述步骤S4中无人机地面控制软件11配置有云台摄像机控制和多个摄像机切换功能，支持对目标多角度侦查。地面站控制软件设计有切换按钮，可切换白光摄像头、红外摄像头，方便无人机在昼夜不同场景下侦查使用；同时设计有云台转动按钮，支持上下、左右旋转摄像头角度，方便无人机在飞行过程中不断调整感兴趣的视野范围。

步骤S5：任务结束或飞行过程中目标丢失，通过飞行模式切换开关33切换进入返航模式回到预设回收位置。

本发明实施例所述的一种多功能便携无人机地面站，

所述步骤S3中通过大触摸屏21控制飞行模式包括：通过图像引导攻击时，用户通过大触摸屏21点击画面瞄准目标后反馈准心十字叉；通过图像引导飞行时，通过大触摸屏21点击或滑动手势的方向和长度控制无人机滚转、偏航变化方向幅度；具体的，本实施例中，如在图像右侧点击或任意位置向右划代表控制无人机向右滚转偏航，连续滑动手势的长度代表偏航的幅度；在图像上画圆圈代表无人机进入盘旋飞行模式，顺时针圆圈代表向右盘旋，逆时针圆圈代表向左盘旋，及其他未详述的手势控制策略。

所述步骤S3中通过头戴显示器控制无人机姿态包括：所述头戴显示器内置九轴陀螺仪芯片MPU9250，用户通过所述头戴显示器直观监视无人机第一视角侦查画面，通过头部左右上下摆动直接调整机载三轴云台摄像头伺服机构，进而自动增稳调整无人机飞行姿态。

通过本发明实施例所述的一种多功能便携无人机地面站，解决了现有的无人机地面站对各类无人机支持不全面，尤其没有兼顾到攻击型固定翼发射型无人机的问题。此外，还能解决现有的无人机地面站的通信链路复杂、通信设备和通信频段多，在操作无人机地面站时存在操作体验差以及对无人机的控制难度高的问题。进一步地，还解决了现有的无人机地面站体积大、功能简单以及接口种类少的问题。

具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的一种多功能便携无人机地面站的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (9)

1.一种多功能便携无人机地面站，其特征在于，包括：便携工控机主机(1)、以及分别与所述便携工控机主机(1)相连的显示系统(2)、无人机通信链路系统(3)、无人机发射控制系统(4)、电源系统(5)及外围接口配件(6)，所述便携工控机主机(1)通过无人机地面控制软件(11)对两种以上的无人机进行飞行控制；

所述显示系统(2)用于显示无人机的侦查画面和无人机地面站的控制界面，所述显示系统(2)包括上下分布的大触摸屏(21)和主显示屏(22)；

所述无人机通信链路系统(3)用于向无人机发送控制信号，并接收通过无人机获取的数据，所述无人机通信链路系统(3)包括：数据融合模块(31)、摇杆控制模块(32)、飞行模式切换开关(33)、开伞开关(34)、引信开关(35)、遥测数据接口(36)、图像传输模块(37)、遥测数据传输模块(38)；

所述无人机发射控制系统(4)用于检测待发射的无人机，并控制待发射的无人机的电源与发射，所述无人机发射控制系统(4)包括：地面软件通信模块(41)、发射电源开关(42)以及发射按钮(43)。

2.根据权利要求1所述的一种多功能便携无人机地面站，其特征在于，所述无人机通信链路系统(3)中，所述便携工控机主机(1)与无人机通信链路系统(3)之间传输无人机的姿态、位置、图像、航线数据以及控制信号；

所述遥测数据接口(36)用于为无人机地面站收发无人机的飞行数据；

所述图像传输模块(37)用于接收机载摄像头回传的画面；

所述遥测数据传输模块(38)用于发射接收高频无线信号，传输遥测数据接口(36)的各类数据；

所述数据融合模块(31)用于接收所述无人机地面控制软件(11)发送的控制信号，并发送至对应的控制模块；

所述摇杆控制模块(32)用于接收所述数据融合模块(31)的控制信号后，通过摇杆对无人机的油门、滚转、俯仰以及偏航量进行控制；

所述飞行模式切换开关(33)用于接收所述数据融合模块(31)的控制信号后，对无人机的飞行模式进行控制；

所述开伞开关(34)用于接收所述数据融合模块(31)的控制信号后，对无人机的开伞进行控制；

所述引信开关(35)用于接收所述数据融合模块(31)的控制信号后，对无人机的引信进行控制。

3.根据权利要求1所述的一种多功能便携无人机地面站，其特征在于，所述无人机发射控制系统(4)中，便携工控机主机(1)传输无人机自检信息、发射控制信息给无人机发射控制系统(4)；

所述地面软件通信模块(41)与无人机地面控制软件(11)通信，无人机内部自检通过后，向地面控制软件(11)发送自检成功信号，地面软件通信模块(41)接收到待发无人机的自检成功信号后后智能打开发射电源开关(42)；

所述发射电源开关(42)用于控制无人机的发射电源；

所述发射按钮(43)用于控制无人机的发射。

4.根据权利要求1所述的一种多功能便携无人机地面站，其特征在于，所述显示系统(2)中，便携工控机主机(1)传输视频信号给显示系统(2)，显示系统(2)反馈点击触屏位置信息给便携工控主机(1)；

所述大触摸屏(21)为15寸触摸屏，用于显示侦查画面，所述侦查画面包括模拟图传和数字图传；所述主显示屏(22)为12寸非触摸屏，用于显示便携工控机主机(1)内的无人机地面控制软件(11)；

所述显示系统(2)还包括HDMI接口(23)和AV接口(24)，所述HDMI接口(23)用于连接头戴显示器，通过所述头戴显示器监视无人机侦查画面、控制无人机姿态；所述AV接口(24)用于将模拟图传接入大触摸屏(21)。

5.根据权利要求1所述的一种多功能便携无人机地面站，其特征在于，所述电源系统(5)用于给全系统提供稳定可靠的动力电源，传输电源信号给便携工控机主机(1)、显示系统(2)、无人机通信链路系统(3)、无人机发射控制系统(4)、及外围接口配件(6)；

所述电源系统(5)包括电池(51)、电量显示仪(52)、充电口(53)、12伏稳压输出模块(54)以及5伏稳压输出模块(55)；

所述电源系统(5)中，所述电池(51)为松下18650锂电池组；所述电量显示仪(52)用于显示电池(51)的电量；所述充电口(53)用于对电池(51)进行智能充电，所述充电口(53)具备电池电压自动检测能力，当测量到电池电压负增量时智能将充电转变为涓流充电；所述12伏稳压输出模块(54)用于给便携工控机主机(1)、显示系统(2)和无人机通信链路系统(3)多路设备供电，5伏稳压输出模块(55)用于给无人机发射控制系统(4)及外围接口配件(6)供电。

6.根据权利要求1所述的一种多功能便携无人机地面站，其特征在于，所述外围接口配件(6)用于扩展无人机地面站的输入输出接口，所述便携工控机主机(1)与外围接口配件(6)之间传输USB数据信号、网络信号、音频信号、键盘鼠标信号以及WiFi信号；

所述外围接口配件(6)包括：两个以上的USB口(61)、网口(62)、喇叭及耳机(63)、鼠标及键盘(64)以及WiFi天线接口(65)，所述外围接口配件(6)中，所述两个以上的USB口(61)用于外接其他遥测数传设备；所述网口(62)用于通过RTSP即时串流方式将数字图传接入主机地面控制软件(11)，并将所述主机地面控制软件(11)的显示画面显示在大触摸屏(21)；喇叭及耳机(63)用于语音提示飞行信息；鼠标及键盘(64)用于输入飞行航线、飞行模式以及航点经纬度信息；所述WiFi天线接口(65)用于扩展安装WiFi天线，为用户提供无线上网功能。

7.根据权利要求1所述的一种多功能便携无人机地面站，其特征在于，所述便携工控机主机(1)是无风扇酷睿J1900四核工控电脑。

8.根据权利要求1所述的多功能便携无人机地面站，其特征在于，所述多功能便携无人机地面站的工作方法包括：

步骤S1：无人机地面站初始化，所述便携工控机主机(1)开机，打开所述无人机地面控制软件(11)，无人机地面站通过遥测数据模块(38)自动搜索适配波特率连接无人机，进入无人机任务模式选择界面，所述任务模式包括：攻击型、侦查型以及物资运送型，不同任务模式下无人机地面站开伞开关(34)、引信开关(35)的使能与否、无人机地面控制软件(11)的软件界面操作键和飞行默认参数配置不同；

步骤S2：自动进行传感器及任务载荷状态检测，无人机检测正常后通过遥测数据传输模块(37)给无人机地面站回传信息，此时无人机地面控制软件(11)向发射控制系统内的地面软件通信模块(41)发送自检成功信息，地面软件通信模块(41)根据自检成功信息控制发射电源开关(42)启动，当发射按钮(43)按下时，无人机发射起飞；

步骤S3：无人机按照预设航线飞行，在飞行过程中，无人机地面站能够进入无人机地面控制软件(11)通过鼠标及键盘(64)输入新航点的经纬度信息，通过摇杆控制模块(32)或通过头戴显示器控制无人机姿态，通过飞行模式切换开关(14)或通过大触摸屏(21)控制飞行模式，所述飞行模式包括无人机盘旋、定高、攻击以及返航；

步骤S4：无人机发现目标后，通过点击大触摸屏(21)导引无人机追踪及抵近目标；攻击型无人机打开引信开关(35)，进入攻击模式，一旦命中目标炸药引爆；侦查型无人机通过预设极限飞行姿态和飞行高度限制保护，保障地面目标安全；无人机地面控制软件(11)配置有云台摄像机控制和多个摄像机切换功能，支持对目标多角度侦查；物资运送型无人机支持控制开伞开关(34)，也可在到达预设位置点自动打开所述物资运送型无人机的物资投放仓；

步骤S5：任务结束或飞行过程中目标丢失，通过飞行模式切换开关(33)切换进入返航模式回到预设回收位置。

9.根据权利要求8所述的多功能便携无人机地面站，其特征在于，所述步骤S3中通过大触摸屏(21)控制飞行模式包括：通过图像引导攻击时，用户通过大触摸屏(21)点击画面瞄准目标后反馈准心十字叉；通过图像引导飞行时，通过大触摸屏(21)点击或滑动手势的方向和长度控制无人机滚转、偏航变化方向幅度；

所述步骤S3中通过头戴显示器控制无人机姿态包括：所述头戴显示器内置九轴陀螺仪芯片MPU9250，用户通过所述头戴显示器直观监视无人机第一视角侦查画面，通过头部左右上下摆动直接调整机载三轴云台摄像头伺服机构，进而自动增稳调整无人机飞行姿态。