CN111645870A - 一种大型货运无人机机载监测系统 - Google Patents

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仲志勇
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Abstract

本发明涉及无人机技术领域，且公开了一种大型货运无人机机载监测系统，包括有机载测控终端、数据处理子系统、传感器子系统和GPS导航子系统，所述传感器子系统和GPS导航子系统分别与数据处理子系统连接，所述数据处理子系统与机载测控终端连接，所述机载测控终端与外界的地面测控终端无线通讯连接。本发明通过传感器子系统、GPS导航子系统将货运无人机的传感器信息和GPS定位信息发送至数据处理子系统，由信号接收模块进行接收，通过处理器控制信号解算模块对信息进行解析，通过信号余度管理模块对各个信号源进行余度管理，再由无线模块传输至机载测控终端，最后由机载测控终端与地面测控终端进行对接，实现货运无人机的实时监测。

Description

一种大型货运无人机机载监测系统
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体为一种大型货运无人机机载监测系统。
背景技术
随着我国社会经济的发展，智能物流也得到快速发展，使得现代电商越来越普及，我国各大省份都有着快递的身影，但是在一些偏远地区，因为货运量普遍较少，而且道路交通条件很差，货运成本太高，所以很多物流公司不愿意将这些地区纳入运送范围，但是近年来，由于货运无人机技术得到大力发展，很多物流公司开始使用无人机进行送货。
无人机送货具有两大核心优势：一是降低成本，在道路拥堵的城市或是路面设施不完善的小山村，快递服务的成本非常之高；二是提高效率，传统的车辆和快递员的送货模式，对路面交通有着强烈的依赖性，如果城市道路交通拥堵，或者乡村道路通行条件不好，甚至尚未通公路，将严重降低货物的递送效率。货运无人机不受地形的影响，只要在这些地区最近的城市建有基站甚至是移动基站，确定运送地的地理坐标，无人机就可以出发送货，采用走直线的方式，利用空中交通直接将货物送达目的地，既能缩短运送里程，又能提高运送速度，从而大大提升配送的效率。
目前的货运无人机仍处于发展阶段，各种技术尚不成熟，而传感器和GPS导航是货运无人机的重要组成部分，货运无人机在飞行时，为了保证货运和飞行安全，地面测控终端的工作人员需要时刻掌控无人机的传感器信息和GPS定位信息，为此，我们提出一种大型货运无人机机载监测系统。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种大型货运无人机机载监测系统。
为了解决上述问题，本发明提供的一种大型货运无人机机载监测系统，包括有机载测控终端、数据处理子系统、传感器子系统和GPS导航子系统，所述传感器子系统和GPS导航子系统分别与数据处理子系统连接，所述数据处理子系统与机载测控终端连接，所述机载测控终端与外界的地面测控终端无线通讯连接。
优选的，所述数据处理子系统包括有信号接收模块、信号解算模块、信号余度管理模块、设备状态监测模块、数据存储模块、处理器和无线模块，所述处理器分别与信号接收模块、信号解算模块、信号余度管理模块、设备状态监测模块和数据存储模块电连接，所述无线模块与机载测控终端无线连接。
优选的，所述传感器子系统包括有角速度陀螺仪、垂直陀螺仪、电磁波传感器、红外传感器、超声波传感器、高清摄像头和信号发送器，所述信号发送器分别与角速度陀螺仪、垂直陀螺仪、电磁波传感器、红外传感器、超声波传感器和高清摄像头电连接，所述信号发送器与信号接收模块连接。
优选的，所述GPS导航子系统包括有GPS模块和信号发送器，所述GPS模块和信号发送器电连接，信号发送器与信号接收模块连接。
优选的，所述信号余度管理模块包括有姿态角余度管理单元、三角轴速率余度管理单元、真航向余度管理单元、航迹角余度管理单元、空速余度管理单元、地速余度管理单元、升降速度余度管理单元、高度余度管理单元和位置余度管理单元；
所述姿态角余度管理单元，用于选择姿态角信号源；
所述三角轴速率余度管理单元，用于选择角速率信号源；
所述真航向余度管理单元，用于选择真航向信号源；
所述航迹角余度管理单元，用于选择航迹角信号源；
所述空速余度管理单元，用于选择空速信号源；
所述地速余度管理单元，用于选择地速信号源；
所述升降速度余度管理单元，用于选择升降速度信号源；
所述高度余度管理单元，用于选择高度信号源；
所述位置余度管理单元，用于选择位置信号源。
优选的，所述设备状态监测模块，用于监测硬件设备运行状态，包含有飞控计算机内部设备状态和外设状态。
与现有技术相比较，本发明提供的大型货运无人机机载监测系统，具有以下有益效果：
本发明通过传感器子系统、GPS导航子系统将货运无人机的传感器信息和GPS定位信息发送至数据处理子系统，由信号接收模块进行接收，通过处理器控制信号解算模块对信息进行解析，通过信号余度管理模块对各个信号源进行余度管理，再由无线模块传输至机载测控终端，再由机载测控终端与地面测控终端进行对接，实现货运无人机的实时监测。
附图说明
图1为本发明大型无人机机载监测系统的示意图；
图2为本发明数据处理子系统的示意图；
图3为本发明传感器子系统的示意图；
图4为本发明GPS导航子系统的示意图；
图5为本发明信号余度管理模块的系统示意图。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1-5，一种大型货运无人机机载监测系统，包括有机载测控终端、数据处理子系统、传感器子系统和GPS导航子系统，所述传感器子系统和GPS导航子系统分别与数据处理子系统连接，所述数据处理子系统与机载测控终端连接，所述机载测控终端与外界的地面测控终端无线通讯连接。
所述数据处理子系统包括有信号接收模块、信号解算模块、信号余度管理模块、设备状态监测模块、数据存储模块、处理器和无线模块，所述处理器分别与信号接收模块、信号解算模块、信号余度管理模块、设备状态监测模块和数据存储模块电连接，所述无线模块与机载测控终端无线连接。
所述传感器子系统包括有角速度陀螺仪、垂直陀螺仪、电磁波传感器、红外传感器、超声波传感器、高清摄像头和信号发送器，所述信号发送器分别与角速度陀螺仪、垂直陀螺仪、电磁波传感器、红外传感器、超声波传感器和高清摄像头电连接，所述信号发送器与信号接收模块连接。
所述GPS导航子系统包括有GPS模块和信号发送器，所述GPS模块和信号发送器电连接，信号发送器与信号接收模块连接。
所述信号余度管理模块包括有姿态角余度管理单元、三角轴速率余度管理单元、真航向余度管理单元、航迹角余度管理单元、空速余度管理单元、地速余度管理单元、升降速度余度管理单元、高度余度管理单元和位置余度管理单元；
所述姿态角余度管理单元，用于选择姿态角信号源；
所述三角轴速率余度管理单元，用于选择角速率信号源；
所述真航向余度管理单元，用于选择真航向信号源；
所述航迹角余度管理单元，用于选择航迹角信号源；
所述空速余度管理单元，用于选择空速信号源；
所述地速余度管理单元，用于选择地速信号源；
所述升降速度余度管理单元，用于选择升降速度信号源；
所述高度余度管理单元，用于选择高度信号源；
所述位置余度管理单元，用于选择位置信号源。
所述设备状态监测模块，用于监测硬件设备运行状态，包含有飞控计算机内部设备状态和外设状态。
本发明通过传感器子系统、GPS导航子系统将货运无人机的传感器信息和GPS定位信息发送至数据处理子系统，由信号接收模块进行接收，通过处理器控制信号解算模块对信息进行解析，通过信号余度管理模块对各个信号源进行余度管理，再由无线模块传输至机载测控终端，再由机载测控终端与地面测控终端进行对接，实现货运无人机的实时监测。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种大型货运无人机机载监测系统，其特征在于，包括有机载测控终端、数据处理子系统、传感器子系统和GPS导航子系统，所述传感器子系统和GPS导航子系统分别与数据处理子系统连接，所述数据处理子系统与机载测控终端连接，所述机载测控终端与外界的地面测控终端无线通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种大型货运无人机机载监测系统，其特征在于，所述数据处理子系统包括有信号接收模块、信号解算模块、信号余度管理模块、设备状态监测模块、数据存储模块、处理器和无线模块，所述处理器分别与信号接收模块、信号解算模块、信号余度管理模块、设备状态监测模块和数据存储模块电连接，所述无线模块与机载测控终端无线连接。
3.根据权利要求1所述的一种大型货运无人机机载监测系统，其特征在于，所述传感器子系统包括有角速度陀螺仪、垂直陀螺仪、电磁波传感器、红外传感器、超声波传感器、高清摄像头和信号发送器，所述信号发送器分别与角速度陀螺仪、垂直陀螺仪、电磁波传感器、红外传感器、超声波传感器和高清摄像头电连接，所述信号发送器与信号接收模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种大型货运无人机机载监测系统，其特征在于，所述GPS导航子系统包括有GPS模块和信号发送器，所述GPS模块和信号发送器电连接，信号发送器与信号接收模块连接。
5.根据权利要求2所述的一种大型货运无人机机载监测系统，其特征在于，所述信号余度管理模块包括有姿态角余度管理单元、三角轴速率余度管理单元、真航向余度管理单元、航迹角余度管理单元、空速余度管理单元、地速余度管理单元、升降速度余度管理单元、高度余度管理单元和位置余度管理单元；
所述姿态角余度管理单元，用于选择姿态角信号源；
所述三角轴速率余度管理单元，用于选择角速率信号源；
所述真航向余度管理单元，用于选择真航向信号源；
所述航迹角余度管理单元，用于选择航迹角信号源；
所述空速余度管理单元，用于选择空速信号源；
所述地速余度管理单元，用于选择地速信号源；
所述升降速度余度管理单元，用于选择升降速度信号源；
所述高度余度管理单元，用于选择高度信号源；
所述位置余度管理单元，用于选择位置信号源。
6.根据权利要求2所述的一种大型货运无人机机载监测系统，其特征在于，所述设备状态监测模块，用于监测硬件设备运行状态，包含有飞控计算机内部设备状态和外设状态。
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