CN111907728B - 一种无人机机载多轴云台调试平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机机载多轴云台调试平台，包括无人机、调试用移动终端以及连接气象系统的后台控制中心，无人机上安装有多种传感器。后台控制中心根据无人机所处位置从气象系统获取无人机所处位置的当前气象数据，再处理得到适合无人机在当前气象环境下的飞行调试项目，把这些飞行调试项目发送给调试用移动终端，方便测试人员利用调试用移动终端对户外的无人机进行飞行项目调试；无人机不断将自身各传感器获取的传感器数据经调试用移动终端发送给后台控制中心，由后台控制中心根据各传感器数据要求对测试不合格的飞行项目再次测试，实现了针对无人机在不同气象环境下的飞行项目调试，确保了无人机实际执飞过程的飞行可靠性。

Description

一种无人机机载多轴云台调试平台

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机机载多轴云台调试平台。

背景技术

随着无人机技术发展，具备各种功能的无人机不断被研发出来。传统的无人机主要分为两类：一类是利用飞行器本身空气动力学效应进行高速飞行的固定翼飞行器，另一类是利用旋翼来克服飞行器重力并进行飞行的旋翼飞行器。当然，多旋翼飞行器有着起降灵活、易操控、稳定性好等特点。在当前的无人机消费市场上，消费级别的无人机主要以四旋翼等多旋翼无人机为主。

由于无人机在执行飞行任务时，无人机所处位置的气象环境多数是未知的。即便无人机在研发过程中，已经考虑了针对不同气象环境下的情况，无人机控制程序代码中也加入了针对不同气象环境的应对措施代码，但是，新研发出来的无人机毕竟没有经过真实气象环境的飞行考验，这样，如果无人机没有对气象环境做前期的飞行项目调试工作，势必影响无人机在后续执行实际飞行任务时的表象，甚至会因一些飞行项目难以适配特殊情况下的气象环境，导致无人机空中停机、甚至坠落等情况发生。因此，如何有效地对无人机做不同气象环境下的飞行项目调试，对于无人机研发来说，至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种无人机机载多轴云台调试平台。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无人机机载多轴云台调试平台，其特征在于，包括：

至少一个无人机，所述无人机具有：

无人机机身，具有机身主体、机头以及分别设置在机身主体两侧的左机翼和右机翼，机身主体上具有至少三个电动螺旋桨；

摄像头，可转动地设置在机身主体上；

第一风速传感器，设置在左机翼上；

第二风速传感器，设置在右机翼上；

第一倾斜角度传感器，设置在左机翼上；

第二倾斜角度传感器，设置在右机翼上；

第一风压传感器，设置在左机翼上；

第二风压传感器，设置在右机翼上；

湿度传感器，设置在机身主体上；

定位装置，设置在机身主体的内侧；

转速传感器，设置在至少一个电动螺旋桨上；

加速度传感器，设置在机身主体上；

速度传感器，设置在机身主体上；

计时器，设置在机身主体上；

第一无线通信装置，设置在机身主体上；

第一存储器，设置在机身主体上，该存储器分别连接摄像头、第一风速传感器、第二风速传感器、第一倾斜角度传感器、第二倾斜角度传感器、第一风压传感器、第二风压传感器、湿度传感器、定位装置、转速传感器、加速度传感器、速度传感器、计时器和第一无线通信装置；

控制器，分别连接电动螺旋桨、摄像头、第一风速传感器、第二风速传感器、第一倾斜角度传感器、第二倾斜角度传感器、第一风压传感器、第二风压传感器、湿度传感器、定位装置、转速传感器、加速度传感器、速度传感器、计时器、第一无线通信装置和第一存储器；

至少一个供测试人员使用的调试用移动终端，具有第二无线通信装置、显示屏、第二存储器、语音播放装置和控制板，控制板分别连接第二无线通信装置、显示屏、第二存储器和语音播放装置，第二无线通信装置和显示屏分别连接第二存储器；且第二无线通信装置连接第一无线通信装置；

后台控制中心，连接气象系统，该后台控制中心具有第三无线通信装置、显示装置、数据存储器和处理器，第三无线通信装置和显示装置分别连接数据存储器，处理器分别连接第三无线通信装置、显示装置和数据存储器，第三无线通信装置连接第二无线通信装置；其中，所述处理器根据无人机的第一存储器发送来的数据以及气象系统的气象数据，处理得到无人机适合当前气象环境下的无人机测试项目以及发送无人机测试项目给调试用移动终端，以由测试人员利用调试用移动终端启动无人机测试项目。

进一步地，所述后台控制中心的处理器处理得到无人机适合当前气象环境下的无人机测试项目过程包括如下步骤：

步骤1，所述处理器接收无人机所处位置的定位数据；其中，无人机的定位数据标记为A(x_A,y_A,z_A)；

步骤2，所述处理器根据无人机的定位数据以及气象系统的气象数据，得到该无人机所处目标范围内的目标位置气象数据；其中，所述目标范围为以该无人机所处位置A(x_A,y_A,z_A)为球心，以该无人机的最大飞行距离为半径的球体状空间区域；

步骤3，所述处理器根据所述目标位置气象数据，判断该无人机在目标范围内所适宜执行的飞行调试项目；

步骤4，所述处理器将所述飞行调试项目通过第三无线通信装置发送给测试人员的调试用移动终端，并由所述调试用移动终端将所述飞行调试项目发送给无人机执行；

步骤5，所述无人机执行飞行调试项目，并且将各传感器检测到的数据发送给调试用移动终端，再由调试用移动终端将无人机传回的传感器数据发送给后台控制中心；

步骤6，所述后台控制中心的处理器根据接收的各传感器数据做分析处理，得到无人机在执行适合当前气象环境下的所述飞行调试项目时的调试结果，并再次发送重新调试指令给调试用移动终端，以由测试人员再次对无人机的调试结果不符合要求的调试项目做调整。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该发明通过引入气象系统，使得管理无人机调试的后台控制中心可以根据无人机所处的位置，从气象系统处获取到无人机所处位置的当前气象数据，然后再由后台控制中心分析处理得到适合无人机在当前气象环境下的飞行调试项目，通过把这些飞行调试项目发送给远端户外的调试用移动终端，从而方便测试人员利用自己的调试用移动终端对户外的无人机进行飞行项目调试工作；无人机也会不断地将自身各传感器获取的传感器数据经调试用移动终端发送给后台控制中心，以由后台控制中心根据无人机反馈的各传感器数据判断出测试合格的飞行项目以及测试不合格的飞行项目，并且对测试不合格的飞行项目要求再次做测试，从而使得针对无人机飞行的测试工作更加符合其所处位置的气象环境，实现了针对无人机在不同气象环境下的飞行项目调试工作，确保了无人机在实际执飞过程中的飞行可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中的无人机结构示意图；

图2为本发明实施例中的无人机机载多轴云台调试平台示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图2所示，本实施例提供一种无人机机载多轴云台调试平台，包括：

至少一个无人机1，该无人机1具有：

无人机机身100，具有机身主体1001、机头1002以及分别设置在机身主体1001两侧的左机翼1003和右机翼1004，机身主体1001上具有至少三个由驱动电机1005驱动转动的螺旋桨1006；

摄像头101，可转动地设置在机身主体1001上，摄像头101可以采集无人机所处气象环境下的前方预设视野的图像以及视频信息；

第一风速传感器1021，设置在左机翼1003上；第一风速传感器1021负责检测无人机的左机翼1003所承受到的风速数据；

第二风速传感器1022，设置在右机翼1004上；第二风速传感器1022负责检测无人机的右机翼1004所承受到的风速数据；

第一倾斜角度传感器1031，设置在左机翼1003上；第一倾斜角度传感器1031负责检测无人机的左机翼1003在飞行时的倾斜角度情况；

第二倾斜角度传感器1032，设置在右机翼1004上；第二倾斜角度传感器1032负责检测无人机的右机翼1004在飞行时的倾斜角度情况；

第一风压传感器1041，设置在左机翼1003上；第一风压传感器1041负责检测无人机的左机翼1003飞行时所承受到的风压数据；

第二风压传感器1042，设置在右机翼1004上；第二风压传感器1042负责检测无人机的右机翼1004飞行时所承受到的风压数据；

湿度传感器105，设置在机身主体1001上；湿度传感器105检测无人机飞行时所处气象环境的湿度数据；

定位装置106，设置在机身主体1001的内侧；用以检测无人机的所处地理位置；

转速传感器107，设置在至少一个螺旋桨1006上；该转速传感器107检测螺旋桨在转动时的转速情况；

加速度传感器108，设置在机身主体1001上；加速度传感器108负责检测无人机在开始起飞以及飞行过程中的加速度数据；

速度传感器109，设置在机身主体1001上；速度传感器109，负责检测无人机在飞行的各阶段的实时飞行速度数据；

计时器110，设置在机身主体1001上；

第一无线通信装置111，设置在机身主体1001上；

第一存储器112，设置在机身主体1001上，该第一存储器112分别连接摄像头101、第一风速传感器1021、第二风速传感器1022、第一倾斜角度传感器1031、第二倾斜角度传感器1032、第一风压传感器1041、第二风压传感器1042、湿度传感器105、定位装置106、转速传感器107、加速度传感器108、速度传感器109、计时器110和第一无线通信装置111；

控制器113，分别连接驱动电机1005、摄像头101、第一风速传感器1021、第二风速传感器1022、第一倾斜角度传感器1031、第二倾斜角度传感器1032、第一风压传感器1041、第二风压传感器1042、湿度传感器105、定位装置106、转速传感器107、加速度传感器108、速度传感器109、计时器110、第一无线通信装置111和第一存储器112；

至少一个供测试人员使用的调试用移动终端2，具有第二无线通信装置21、显示屏22、第二存储器23、语音播放装置24和控制板25，控制板25分别连接第二无线通信装置21、显示屏22、第二存储器23和语音播放装置24，第二无线通信装置21和显示屏22分别连接第二存储器23；且第二无线通信装置21连接第一无线通信装置111；

后台控制中心3，连接气象系统，该后台控制中心3具有第三无线通信装置31、显示装置32、数据存储器33和处理器34，第三无线通信装置31和显示装置32分别连接数据存储器33，处理器34分别连接第三无线通信装置31、显示装置32和数据存储器33，第三无线通信装置31连接第二无线通信装置21；其中，处理器34根据无人机的第一存储器发送来的数据以及气象系统的气象数据，处理得到无人机适合当前气象环境下的无人机测试项目以及发送无人机测试项目给调试用移动终端，以由测试人员利用调试用移动终端启动无人机测试项目。具体地，在该实施例中，该后台控制中心3的处理器34处理得到无人机适合当前气象环境下的无人机测试项目过程包括如下步骤：

步骤1，处理器34接收无人机所处位置的定位数据；其中，无人机的定位数据标记为A(x_A,y_A,z_A)；

步骤2，处理器34根据无人机的定位数据以及气象系统的气象数据，得到该无人机所处目标范围内的目标位置气象数据；其中，目标范围为以该无人机所处位置A(x_A,y_A,z_A)为球心，以该无人机的最大飞行距离为半径的球体状空间区域；

步骤3，处理器34根据所述目标位置气象数据，判断该无人机在目标范围内所适宜执行的飞行调试项目；

步骤4，处理器34将飞行调试项目通过第三无线通信装置31发送给测试人员的调试用移动终端2，并由调试用移动终端2将所述飞行调试项目发送给无人机1执行；

步骤5，无人机1执行飞行调试项目，并且将各传感器检测到的数据发送给调试用移动终端2，再由调试用移动终端2将无人机传回的传感器数据发送给后台控制中心3；

步骤6，后台控制中心3的处理器34根据接收的各传感器数据做分析处理，得到无人机在执行适合当前气象环境下的所述飞行调试项目时的调试结果，并再次发送重新调试指令给调试用移动终端，以由测试人员再次对无人机的调试结果不符合要求的调试项目做调整。

以下结合图1和图2，对该实施例中无人机机载多轴云台调试平台的工作过程做出说明：

后台管理人员利用后台控制中心连接气象系统，然后无人机将自身所处位置数据发送给调试用移动终端，并且由调试用终端把无人机的位置数据发送给后台控制中心，此时后台控制中心就可以根据无人机的当前位置，从气象系统所获取的该无人机当前位置的气象数据，后台控制中心根据无人机当前位置的气象数据，判断分析得到该无人机适合在当前气象环境下的飞行调试项目；

然后，再由后台控制中心将得到的飞行调试项目发送给调试用移动终端，以由测试人员根据调试用移动终端所显示的飞行调试项目指令，对无人机做对应的飞行项目调试；无人机在执行飞行调试项目过程中，不断地将自身各传感器检测到的传感器数据发送给调试用移动终端，再由该调试用移动终端把接收到的无人机的各传感器数据发送给后台控制中心，从而方便后台控制中心根据无人机的各传感器数据，判断分析无人机在执行飞行调试项目过程中存在的问题，即哪些飞行调试项目是合格的，哪些飞行调试项目是不合格的；

后台控制中心发送针对不合格飞行项目的重新调试指令给调试用移动终端，令测试人员再次对无人机的不合格飞行项目做重新调试，直到无人机在当前气象环境下的所有飞行调试项目合格为止。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (2)

1.一种无人机机载多轴云台调试平台，其特征在于，包括：

至少一个无人机(1)，所述无人机(1)具有：

无人机机身(100)，具有机身主体(1001)、机头(1002)以及分别设置在机身主体(1001)两侧的左机翼(1003)和右机翼(1004)，机身主体(1001)上具有至少三个由驱动电机(1005)驱动转动的螺旋桨(1006)；

摄像头(101)，可转动地设置在机身主体(1001)上；

第一风速传感器(1021)，设置在左机翼(1003)上；

第二风速传感器(1022)，设置在右机翼(1004)上；

第一倾斜角度传感器(1031)，设置在左机翼(1003)上；

第二倾斜角度传感器(1032)，设置在右机翼(1004)上；

第一风压传感器(1041)，设置在左机翼(1003)上；

第二风压传感器(1042)，设置在右机翼(1004)上；

湿度传感器(105)，设置在机身主体(1001)上；

定位装置(106)，设置在机身主体(1001)的内侧；

转速传感器(107)，设置在至少一个螺旋桨(1006)上；

加速度传感器(108)，设置在机身主体(1001)上；

速度传感器(109)，设置在机身主体(1001)上；

计时器(110)，设置在机身主体(1001)上；

第一无线通信装置(111)，设置在机身主体(1001)上；

第一存储器(112)，设置在机身主体(1001)上，该第一存储器(112)分别连接摄像头(101)、第一风速传感器(1021)、第二风速传感器(1022)、第一倾斜角度传感器(1031)、第二倾斜角度传感器(1032)、第一风压传感器(1041)、第二风压传感器(1042)、湿度传感器(105)、定位装置(106)、转速传感器(107)、加速度传感器(108)、速度传感器(109)、计时器(110)和第一无线通信装置(111)；

控制器(113)，分别连接驱动电机(1005)、摄像头(101)、第一风速传感器(1021)、第二风速传感器(1022)、第一倾斜角度传感器(1031)、第二倾斜角度传感器(1032)、第一风压传感器(1041)、第二风压传感器(1042)、湿度传感器(105)、定位装置(106)、转速传感器(107)、加速度传感器(108)、速度传感器(109)、计时器(110)、第一无线通信装置(111)和第一存储器(112)；

至少一个供测试人员使用的调试用移动终端(2)，具有第二无线通信装置(21)、显示屏(22)、第二存储器(23)、语音播放装置(24)和控制板(25)，控制板(25)分别连接第二无线通信装置(21)、显示屏(22)、第二存储器(23)和语音播放装置(24)，第二无线通信装置(21)和显示屏(22)分别连接第二存储器(23)；且第二无线通信装置(21)连接第一无线通信装置(111)；

后台控制中心(3)，连接气象系统，该后台控制中心(3)具有第三无线通信装置(31)、显示装置(32)、数据存储器(33)和处理器(34)，第三无线通信装置(31)和显示装置(32)分别连接数据存储器(33)，处理器(34)分别连接第三无线通信装置(31)、显示装置(32)和数据存储器(33)，第三无线通信装置(31)连接第二无线通信装置(21)；其中，所述处理器(34)根据无人机的第一存储器发送来的数据以及气象系统的气象数据，处理得到无人机适合当前气象环境下的无人机测试项目以及发送无人机测试项目给调试用移动终端，以由测试人员利用调试用移动终端启动无人机测试项目。

2.根据权利要求1所述的无人机机载多轴云台调试平台，其特征在于，所述后台控制中心的处理器(34)处理得到无人机适合当前气象环境下的无人机测试项目过程包括如下步骤：

步骤1，所述处理器接收无人机所处位置的定位数据；其中，无人机的定位数据标记为A(x_A,y_A,z_A)；

步骤2，所述处理器根据无人机的定位数据以及气象系统的气象数据，得到该无人机所处目标范围内的目标位置气象数据；其中，所述目标范围为以该无人机所处位置A(x_A,y_A,z_A)为球心，以该无人机的最大飞行距离为半径的球体状空间区域；

步骤3，所述处理器根据所述目标位置气象数据，判断该无人机在目标范围内所适宜执行的飞行调试项目；

步骤4，所述处理器将所述飞行调试项目通过第三无线通信装置发送给测试人员的调试用移动终端，并由所述调试用移动终端将所述飞行调试项目发送给无人机执行；

步骤5，所述无人机执行飞行调试项目，并且将各传感器检测到的数据发送给调试用移动终端，再由调试用移动终端将无人机传回的传感器数据发送给后台控制中心；

步骤6，所述后台控制中心的处理器根据接收的各传感器数据做分析处理，得到无人机在执行适合当前气象环境下的所述飞行调试项目时的调试结果，并再次发送重新调试指令给调试用移动终端，以由测试人员再次对无人机的调试结果不符合要求的调试项目做调整。

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