CN112532735A - 一种基于互联网的无人机远程遥控方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于互联网的无人机远程遥控方法和系统，本发明创造了一种通过互联网遥控无人机的方法，将传统的飞行控制APP与遥控器的USB数据线连接方式改为通过互联网连接，打破了传统连接方式的多种局限，从而扩展了无人机的控制模式与作业模式。利用本发明，可以将飞行控制APP与遥控器分离开，将遥控器安置到高处，避免了手持遥控器在低处的信号遮挡和干扰问题，此时操作人员只需要手持一台手机，可以在任何有网络的地方，甚至是办公室里进行飞机的控制，避免了外出的劳累，避免了风吹日晒，同时也提高了作业效率。

Description

一种基于互联网的无人机远程遥控方法和系统

技术领域

本发明属于无人机遥控技术领域，具体为一种基于互联网的无人机远程遥控方法。

背景技术

目前，无人机自动驾驶技术已经日趋成熟，正在被越来越多行业使用，一般情况下，无人机遥控由操作人员持握，站在地面上，将装有飞行控制APP的手机通过USB数据线与遥控器相连，遥控器通过无线射频信号链路与无人机通信，向飞机发送操作人员的操作指令，并接收无人机的发送状态信息和图传信息，并将这些信息传输到与遥控器连接的飞行控制APP上，提供飞手查看，由于国家政策限制，无线信号频段只能够使用较少的范围，功率也不能太高，所以无人机的遥控范围通常在8公里以内，而且中间不能有任何遮挡和信号干扰。使用时飞手需要手持要控制，将天线辐射面对准飞机，才能达到最好的遥控信号，无人机自动驾驶时，飞手是不需要经常性地操作遥控器按钮的，此时的遥控器更像是一个连接无人机和飞行控制APP之间的一个中继器，拿在手上是个累赘。另外在遥控器和飞行控制APP通过USB数据线连接，一台手机智能连接一个遥控器，所以同时只可以控制一台无人机。

现有的无人机遥控方式，需要无人机和遥控器保持无限射频信号连接，飞手操作遥控器的按钮发送指令，或通过飞行控制APP发送控制指令，遥控机将这些指令通过无线链路传输给无人机并实现控制，无人机飞行时的状态信息，图传信息会通过无线链路发送到遥控器，然后可以在飞行控制APP上进行实时查看。

由于无人机与遥控器之间无线链路的限制，在理想条件下(无遮挡，无干扰)，无人机的遥控距离只有不到8千米，而实际工况条件下，由于遥控器必须手持站在地面，所以无人机与遥控器的通信链路会受到物体遮挡和各种其他无线信号干扰，实际的遥控距离大打折扣，影响了无人机的使用效率，还可能会导致危险发生。尤其是在一些特殊的使用场景，无人机自动驾驶的优势没有体现出来，电力行业变电站巡检和站到站电力线路巡检，这种作业模式有属于有固定机场和固定航线的区域性、周期性作业，这种使用场景通常飞机可以自动起降，并按照设定好的航线全自动完成作业又回来，完全无需人为操作遥控器，但是，如果采用传统无人机遥控方式，还需要飞手手持遥控器，看着飞机进行作业，这样自动驾驶的优势就没有凸显出来，和之前手动飞行的作业模式无异。无人机多机协同作业是未来提升无人机作业效率重要方式，有传统的控制方式，通过USB数据线连接飞行控制APP与遥控器，所以一个飞行控制APP只能同时控制一台无人机，无法满足控制多台无人机的需求。

因此，现有的无人机遥控技术和方式存在一定的局限，控制距离短，遥控器需要手持，通常只能在较矮的地方进行控制，容易受到遮挡和干扰，另外由于连接方式的限制，一个飞行控制APP只能同时控制一台飞机，这些问题大大降低了无人机的作业效率，制约着无人机自动驾驶技术的发展，特别是固定机场起降，有规划航线的全自动作业，多机协同作业没有体现出自动驾驶的优势。

传统的无人机遥控模式，无人机和遥控器由于实际工况原因，容易发生失联，失联后飞机容易发生危险。

传统的无人机遥控模式，飞行控制APP需要通过USB数据线与遥控器相连，也就意味着在飞行过程中作业人员必须将手机和遥控器绑在一起抬在手上，还必须根据飞机位置调整遥控器天线方向，长时间作业比较劳累。

发明内容

为解决上述现有技术存在的不足和问题，发明人经过研发设计，提供了一种新理念的无人机远程遥控方法和系统，没有了数据线连接的限制，一个飞行控制APP通过控制网关服务器，可以同控制多台无人机。

本发明是这样实现的：

一种基于互联网的无人机远程遥控方法包括以下步骤：

S1、操作人员通过飞行控制APP对某一指定的无人机或多台无人机进行控制指令的输入，飞行控制APP将控制指令打包成互联网数据，通过互联网发送到控制网关服务器；

S2、控制网关服务器接收飞行控制APP发送的互联网数据，并进行解析，还原成控制指令，并根据指定的某一或多台无人机，将飞行控制指令发送到某一或多台无人机对应的遥控中继APP；

S3、遥控中继APP与无人机遥控器通过USB数据线连接，遥控中继APP接收控制指令后，转换为原生指令与遥控器进行数据交互；

S4、遥控器接收到控制指令后，利用原生指令通过无线射频链路将控制指令发送给对应的某一或多台无人机进行控制；

S5、无人机的作业时的状态信息和图像信息则反向经过步骤S4、S3、S2、S1，原路返回到飞行控制APP上，进行实时监控和查看。

本发明的另一方面，提供了一种基于互联网的无人机远程遥控系统，包括：

飞行控制APP，安装于可联网的智能移动终端，用于通过互联网链路向控制网关服务器发送、接收指令数据、飞行状态信息图像信息；

控制网关服务器，用于接收飞行控制APP发送的互联网数据并解析转换成控制指令，能针对单条或多条控制指令通过互联网链路发送至单个或多个遥控中继APP，也能接收来自各个中继APP发送的飞行状态信息图像信息并发送至飞行控制APP；

遥控中继APP，通过USB链路连接至相应的遥控器，能将控制指令转换为遥控器原生指令，传输至无人机，也用于接收遥控器发送的飞行状态信息图像信息并回传给控制网关服务器；

遥控器，用于与各自对应的无人机通过无线射频链路连接，能接收遥控中继APP发送的原生指令，通过原生指令发送至无人机对无人机飞行实现遥控控制，也能接收来自无人机的飞行状态信息图像信息发送至遥控中继APP；

无人机，可以为多台，分别与各自的遥控器通过无线射频链路连接，接收来自遥控器的原生指令，依据原生指令执行飞行；也能将无人机的状态信息和采集到的图像信息发送至遥控器。

本发明的工作原理：

本方案通过研究一种新的无人机遥控方式，解决无人机传统遥控方式中的问题，方案中通过一款中继APP与无人机遥控器相连，并与遥控器绑定在一起，飞行控制APP通过网络协议与控制网关服务器连接，控制网关服务器根据需求将控制指令装发到指定的遥控器中继APP上，中继APP将飞行控制APP的通信指令与数据发到遥控器上，遥控器再通过原有的链路与无人机通信。通过中继APP，将原有的USB数据的连接方式变为网络链路，这就意味着可以操作人员可以在任何地方，使用互联网(WiFi/4G/5G)将飞行控制APP和遥控器连接在一起，实现对飞机的控制和查看，而且，没有了数据线连接的限制，一个飞行控制APP通过控制网关服务器，可以同控制多台无人机。

本发明的有益效果：

本发明创造了一种通过互联网遥控无人机的方法，将传统的飞行控制APP与遥控器的USB数据线连接方式改为通过互联网连接，打破了传统连接方式的多种局限，从而扩展了无人机的控制模式与作业模式。利用本发明，可以将飞行控制APP与遥控器分离开，将遥控器安置到高处，避免了手持遥控器在低处的信号遮挡和干扰问题，此时操作人员只需要手持一台手机，可以在任何有网络的地方，甚至是办公室里进行飞机的控制，避免了外出的劳累，避免了风吹日晒，同时也提高了作业效率。

本发明实现了控制网关，通过控制网关可以连接多个遥控器中继APP，也就意味着可以同时对多台飞机进行控制，随着无人机自动驾驶技术的深入应用，本发明可以助力无人机多机协同作业技术的发展，操作人员至于要一台手机就可以控制多台无人机完成作业，大大提升了无人机的作业效率。

附图说明

图1为一种基于互联网的无人机远程遥控方法的流程示意图；

图2为一种基于互联网的无人机远程遥控系统的原理示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1：一种基于互联网的无人机远程遥控方法

(1)飞行控制APP将控制指令打包成互联网数据，通过互联网发送到控制网关服务器。

(2)控制网关服务器接收飞行控制APP发送的互联网数据，并进行解析，还原成控制指令，并根据指定的无人机，将飞行控制指令发送到对应的遥控中继APP；

(3)遥控中继APP与遥控器通过USB数据线连接，并通过原生指令与遥控器进行数据交互；

(4)遥控器通过无线射频链路将控制指令发送给无人机实现无人机的控制；

(5)无人机的作业时的状态信息，图传信息通过原路返回到飞行控制APP上，进行实时监控和查看。

(1)通过互联网控制无人机的方法

本方案的核心在于打破现有遥控器与飞行控制APP连接的限制，将有线变为无线，并依托于发达的互联网，将连接距离进行了大幅扩展，只要有网络的地方都可以连接到遥控器，此时遥控器可以脱离手持的局限，将其安放在屋顶、高塔等没有信号遮挡和干扰的地方，可以大大扩展无人机的作业半径；

(2)同时控制多台无人机的方法

本方案在通过控制网关的实现，可以同时连接到多台无人机，并可以更具需求，将飞行控制APP的指令分发到指定的无人机，将传统连接方式的一机一控，变为多机一控，操作人员只需要手持一台手机，通过一个飞行控制APP就可有控制多台飞机进行协同作业，大大提升无人机的作业效率。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (2)

1.一种基于互联网的无人机远程遥控方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、操作人员通过飞行控制APP对某一指定的无人机或多台无人机进行控制指令的输入，飞行控制APP将控制指令打包成互联网数据，通过互联网发送到控制网关服务器；

S2、控制网关服务器接收飞行控制APP发送的互联网数据，并进行解析，还原成控制指令，并根据指定的某一或多台无人机，将飞行控制指令发送到某一或多台无人机对应的遥控中继APP；

S3、遥控中继APP与无人机遥控器通过USB数据线连接，遥控中继APP接收控制指令后，转换为原生指令与遥控器进行数据交互；

S4、遥控器接收到控制指令后，利用原生指令通过无线射频链路将控制指令发送给对应的某一或多台无人机进行控制；

S5、无人机的作业时的状态信息和图像信息则反向经过步骤S4、S3、S2、S1，原路返回到飞行控制APP上，进行实时监控和查看。

2.一种基于互联网的无人机远程遥控系统，其特征在于，包括：

飞行控制APP，安装于可联网的智能移动终端，用于通过互联网链路向控制网关服务器发送、接收指令数据、飞行状态信息图像信息；

控制网关服务器，用于接收飞行控制APP发送的互联网数据并解析转换成控制指令，能针对单条或多条控制指令通过互联网链路发送至单个或多个遥控中继APP，也能接收来自各个中继APP发送的飞行状态信息图像信息并发送至飞行控制APP；

遥控中继APP，通过USB链路连接至相应的遥控器，能将控制指令转换为遥控器原生指令，传输至无人机，也用于接收遥控器发送的飞行状态信息图像信息并回传给控制网关服务器；

遥控器，用于与各自对应的无人机通过无线射频链路连接，能接收遥控中继APP发送的原生指令，通过原生指令发送至无人机对无人机飞行实现遥控控制，也能接收来自无人机的飞行状态信息图像信息发送至遥控中继APP；

无人机，可以为多台，分别与各自的遥控器通过无线射频链路连接，接收来自遥控器的原生指令，依据原生指令执行飞行；也能将无人机的状态信息和采集到的图像信息发送至遥控器。

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