CN112783188A - 一种基于5g技术的无人机远程巡检飞控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统及方法，属于无人机相关技术领域。该无人机远程巡检飞控系统包括飞行分系统、探测分系统、数据信息传输分系统、管控分系统、飞手控制端、移动直播端。本发明的系统建设规模设计合理，多系统融合为一个整体系统，可以和其他各类系统并网，成为一种标准的无人机视频直播与管理产品，整个巡检监控系统还具有易扩展性、易操作维护性，系统采用全中文、图形化软件实现整个无人机巡检监控系统管理与维护，支持多用户同时登录，为异地维护提供方便。

Description

一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统及方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体的说是涉及一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统及方法。

背景技术

采用无人机远程进行巡检具有一定危险性，尤其在山区、高原等自然环境恶劣、气候多变的地区进行矿山资源和生态环境巡检，需要实时、快速地对数据进行存取、传输和分析；然而，国内外的无人机矿山资源监测巡检均处于试点和考核阶段，在该阶段需要采集和存储无人机巡检的运行参数，尤其是无人机的飞行状态信息、吊舱状态信息和无人机巡检的结果数据等，实现远程对无人机巡检的有效监控。因此研究一种能够远程监测，实时传输的无人机巡检设备是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统及方法，通过互联网+无人机+AI技术让无人机巡检设备实现远程监测，实时传输。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，包括飞行分系统、探测分系统、数据信息传输分系统、管控分系统、飞手控制端、移动直播端；所述探测分系统为所述飞行分系统的配套载荷；所述探测分系统位于所述飞行分系统上；所述管控分系统通过所述数据信息传输分系统与所述飞行分系统传输数据；所述管控分系统对数据进行统计、管理、直播；所述飞手控制端通过所述数据信息传输分系统与所述飞行分系统进行数据传输；所述飞手控制端与所述管控分系统通过所述数据信息传输分系统连接；所述移动直播端与所述飞行分系统通过所述数据信息传输分系统连接。

作为一种改进，所述飞行分系统包括无人机，所述探测分系统位于无人机上。

作为一种改进，所述探测分系统包括可见光吊舱、红外吊舱、喊话器吊舱、探照灯吊舱。

作为一种改进，所述数据信息传输分系统包括数据链终端、4G/5G终端和移动通信网络。

其优点在于，采用数据链终端以及通信网络传输信息，便于系统的扩展，且能够实时传输数据。

作为一种改进，所述飞手控制端安装有无人机直播云系统APP，所述无人机直播云系统APP通过所述数据信息传输分系统与所述飞行分系统连接；所述无人机直播云系统APP通过所述数据信息传输分系统与所述管控分系统连接；所述飞手控制端包括直播模块、航线设置模块、禁飞区解禁模块、断点续飞模块、第一远程喊话模块、历史回放模块、红外切换模块，各个模块均与所述无人机直播云系统APP连接。

作为一种改进，所述直播模块，向所述飞行分系统下达直播指令；

所述航线设置模块，在地图中对航线进行设置，对航点进行添加删除设置、高度速度参数设置，兴趣点模式下选择设定单独航点的飞机位置、高度、姿态、云台俯仰角度、持续时长及吊舱执行动作，对航线模板进行添加、保存、修改、删除、导出设置；

所述禁飞区解禁模块，显示禁飞区的解禁申报；

所述断点续飞模块，触发断点续飞指令后，记录当前航点并自动返航，上载断点后的航线，确定断点位置及航线，完成断点处后续航线；

所述第一远程喊话模块，对无人机下达指令，通过无人机进行即时喊话、本地录音、后台录音、预览录音、上传录音、删除录音、调节音量、喊话模式的设置；

所述历史回放模块，将账号权限相匹配的飞行历史航迹及视频在云端存储，并能随时回放；

所述红外切换模块，通过无人机直播云系统APP支持可见光图像与热成像红外镜头图像切换。

其优点在于，飞手控制端通过无人机直播云系统APP控制进行飞行直播、航线设置、禁飞区解禁、断点续飞、远程喊话、历史回放、红外切换操作。

作为一种改进，所述移动直播端安装无人机直播云系统APP，所述移动直播端通过所述无人机直播云系统APP接收所述飞行分系统的拍摄画面；所述移动直播端能自主选择任一直播无人机进行画面切换，直播画面能在多个APP端同步显示。

其优点在于，所述移动直播端能够远程接收无人拍摄画面，完成远程监控；还能够进行多端同步显示。

作为一种改进，所述管控分系统包括展示端和管理端；所述展示端和所述管理端均为PC端，所述PC端安装有无人机直播云系统WEB端，所述展示端将云端分配的数据叠加GIS，进行实时展示；所述GIS中可自主选取需要直播观看的飞机图标，任一所述无人机直播云系统WEB端界面可支持1/4/9分屏直播；所述管理端，用于飞行航线系统和数据管理、账号管理；所述管理端包括飞行统计模块、飞行详情统计模块、任务回放模块、人员管理模块、模板管理模块、第二远程喊话模块、直播地址分享模块，各个模块均与无人机直播云系统WEB端连接。

其优点在于，通过分屏直播能够对不同角度的场景同时呈现，便于对现场进行全面监控。

作为一种改进，所述飞行统计模块，按照飞行时长、飞行架次、飞行里程、飞行速度分类对数据进行统计，按照日期区间或人员查询；

所述飞行详情统计模块，将全部飞行任务信息以时间列表倒序方式进行排列，按照日期区间、飞手名称或任务名称进行查询，所述任务信息包括任务名称、飞手名称、开始时间、结束时间、飞行时长、飞行距离；

所述任务回放模块，包括任务回放窗口；所述任务回放窗口由地理信息系统、遥测数据、视频窗口组成；

所述人员管理模块，对飞手或管理人员进行用户添加、删除；

所述模板管理模块，以手动方式在地图上对飞行航线进行规划、保存后形成航线模板，或导入已编辑好的kml文件保存为航线模板，且自定义模板名称、指定对应飞手；对已有航线模板可编辑、删除，每个航线模板均设有启用按钮，只有启用的模板指定飞手才会拉取到模板数据；

所述第二远程喊话模块，对支持喊话功能的无人机，选择进行后台喊话，选择指定的后台录音即刻实现无人机远程喊话；

所述直播地址分享模块，提供直播地址以及可复制的直播链接。

作为一种改进，飞手控制端使用方法：

飞手控制端使用方法，在所述飞手控制端，即安卓手机或者安卓平板上安装无人机直播云系统APP，用数据线连接遥控器，登录申请的账号后，选择飞行模式，即自由模式或航迹模式；

其中，自由模式下飞手控制端手动下达的指令，指示无人机进行直播作业，完成手动飞行直播；

航迹模式下，飞手控制端选择已有的航线模板，将航线传给所述无人机，完成自动飞行直播。

作为一种改进，直播端使用方法：

其中移动直播端的使用方法：

当飞手控制端开启直播后，在无人机直播云系统APP登录登陆账号，点击“飞行态势”，显示地图，在地图上查找并点击需要观看的飞机图标，调取实时直播图像，在手机屏幕上跳转实时直播图像。

作为一种改进，其中展示端的使用方法：

当飞手控制端开启直播后，登录无人机直播云系统WEB端的账号，在无人机直播云系统WEB端找到“实时直播”，在地图上查找并点击需要观看的飞机图标，调取实时直播图像。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统及方法，多系统融合为一个整体的系统，可以和其他各类系统并网，成为一种标准的无人机视频直播与管理产品，整个巡检监控系统还具有易扩展性、易操作维护性，系统采用全中文、图形化软件实现整个无人机巡检监控系统管理与维护，人机对话界面清晰、简洁、友好，操控简便、灵活，便于监控和配置；采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训的费用，又节省了日常频繁的维护费用，支持多用户同时登录，为异地维护提供方便，在设备或线路出现故障的时候，快速修复、确保生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统的飞手控制端使用流程图；

图2附图为本发明的基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统的直播端使用流程图；

图3附图为本发明的整体结构图。

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。

实施例1

一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，如图3所述，包括飞行分系统、探测分系统、数据信息传输分系统、管控分系统、飞手控制端、移动直播端。

其中，飞行分系统即为无人机，其为数据采集提供搭载平台，可支持目前主流DJI系列多旋翼无人机，包括“御”系列、“精灵”系列、“悟”系列、“M200”系列、“M600”系列等。

其中，探测分系统为各种无人机配套载荷，包括可见光、红外、喊话器、探照灯等吊舱，用于在各种环境下使用相关功能。

其中，数据传输分系统为数据链终端、4G/5G终端和移动通信网络，用于将图像数据、控制数据及其他数据上传飞机或下行传输至终端。

其中，管控分系统即为展示和管理端，其提供包括直播服务、航线系统和数据管理、账号管理等不同类产品服务。

一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，该系统还包括飞手控制端和移动直播端，飞手控制端和移动直播端均安装有无人机直播云系统APP，无人机直播云系统APP运行在Android系统平台上，飞手控制端通过无人机直播云系统APP控制进行飞行直播、航线设置、禁飞区解禁、断点续飞、远程喊话、历史回放、红外切换。

无人机直播云系统APP运行在Android系统平台上，依托部署在互联网上的云计算环境和信息服务资源，其主要应用在飞手控制端，同时兼顾移动端直播观看需求，可实现飞行直播、航线设置、禁飞区解禁、断点续飞、远程喊话、历史回放、红外切换。其中：飞行直播功能通过地面现网实时将无人机拍摄画面进行远程回传，直播接收端可自主选择直播无人机进行画面切换，直播画面能在多个无人机直播云系统APP端同步显示。航线设置功能在地图中对航线进行编辑、规划，对航点进行添加删除设置、高度速度参数调整，兴趣点模式下可以设定单独航点的飞机位置、高度、姿态、云台俯仰角度、持续时长及吊舱执行动作，还可以对航线模板进行添加保存、修改、删除、导出使用。禁飞区解禁功能可对禁飞区进行解禁申报显示。断点续飞功能可以触发断点续飞后，低空云直播系统会记录当前航点并自动返航，上载断点后的航线，无人机会直接飞到断点处继续后面的航线。远程喊话功能支持具备喊话器的机型，可以进行即时喊话、本地录音、后台录音等功能，同时还有预览录音、上传、删除、调节音量、设置喊话模式等功能。历史回放功能与账号权限相匹配的飞行历史航迹及视频在云端存储，具有随时回放功能。红外切换功能可以实现APP端支持可见光图像与热成像红外镜头图像切换。

无人机直播云系统WEB端运行于PC，使用云计算和信息服务，提供Saas应用服务模式，其主要侧重于展示及管理，可实现实时直播、飞行统计、飞行详情、任务回放、人员管理、模板管理、远程喊话、直播地址分享等功能。其中：实时直播功能通过云端数据分发，同时叠加地理信息系统(GIS)将飞行直播数据实时展示；GIS中可自主选取需要直播观看的飞机图标(Icon)进行实时画面观看，一个无人机直播云系统WEB端界面可支持1/4/9分屏直播。飞行统计功能按照飞行时长、飞行架次、飞行里程、飞行速度分类进行数据统计，按照日期区间或人员查询。飞行详情功能将全部飞行任务以时间列表倒序方式进行排列，可按照日期区间、飞手名称或任务名称进行查询；任务信息包括：任务名称、飞手名称、开始时间、结束时间、飞行时长、飞行时长、飞行距离、任务回放。任务回放功能可在飞行详情页面选取想回放的任务进行回放，任务回放窗口由地理信息系统(GIS)、遥测数据、视频窗口组成，具备无人机地图位置动态显示、遥测数据动态更新、声音控制、全屏切换及复制视频地址等功能。人员管理功能可对飞手或管理人员进行用户添加、删除。模板管理功能可手动在地图上对飞行航线进行规划、保存后形成模板，且自定义模板名称、指定对应飞手；也可以导入已编辑好的kml文件保存为航线模板；对已有航线模板可编辑、删除，每个模板均设有启用按钮，只有启用的模板指定飞手才会拉取到模板数据。远程喊话功能对支持喊话功能的无人机，可以进行后台喊话，选择指定的后台录音即刻实现无人机远程喊话。直播地址分享功能提供直播地址、可以将直播连接复制，进行直播分享。

一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，其系统使用流程包括飞手控制端使用流程和直播端使用流程。

其中，飞手控制端使用流程请参阅图1：使用无人机飞行作业时，在安卓手机或者安卓平板上安装上无人机直播云系统APP(SIM卡需要足够流量)，客户端用数据线连接遥控器，登录申请的账号后，显示两种飞行模式：自由模式和航迹模式。自由模式可以手控飞行无人机进行直播；航迹模式可以规划好航线，上传无人机后无人机按照航线自动飞行进行直播。

其中，直播端使用流程请参阅图2：当飞手控制端开启直播后，可分别在无人机直播云系统APP、无人机直播云系统WEB端登陆账号观看直播。无人机直播云系统APP端在“飞行态势”中显示地图，地图上查找并点击需要观看的飞机图标，即可调取实时直播图像；同理，当使用无人机直播云系统WEB端进行观看时，只需在无人机直播云系统WEB端找到“实时直播”，地图上查找并点击需要观看的飞机图标，也可在手机屏幕上跳转实时直播图像。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，其特征在于：包括飞行分系统、探测分系统、数据信息传输分系统、管控分系统、飞手控制端、移动直播端；所述探测分系统为所述飞行分系统的配套载荷；所述探测分系统位于所述飞行分系统上；所述管控分系统通过所述数据信息传输分系统与所述飞行分系统传输数据；所述管控分系统对数据进行统计、管理、直播；所述飞手控制端通过所述数据信息传输分系统与所述飞行分系统进行数据传输；所述飞手控制端与所述管控分系统通过所述数据信息传输分系统连接；所述移动直播端与所述飞行分系统通过所述数据信息传输分系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，其特征在于，所述飞行分系统包括无人机，所述探测分系统位于所述无人机上。

3.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，其特征在于，所述数据信息传输分系统包括数据链终端、4G/5G终端和移动通信网络，所述数据信息传输分系统分别与所述飞行分系统、所述探测分系统、所述管控分系统、所述飞手控制端、所述移动直播端连接，传输数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，其特征在于，所述飞手控制端安装有无人机直播云系统APP，所述无人机直播云系统APP通过所述数据信息传输分系统与所述飞行分系统连接；所述无人机直播云系统APP通过所述数据信息传输分系统与所述管控分系统连接；所述飞手控制端包括直播模块、航线设置模块、禁飞区解禁模块、断点续飞模块、第一远程喊话模块、历史回放模块、红外切换模块，各个模块均与所述无人机直播云系统APP连接；所述无人机直播云系统APP运行在Android系统平台上。

5.根据权利要求4所述的一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，其特征在于，所述直播模块，向所述飞行分系统下达直播指令；

所述航线设置模块，在地图中对航线进行设置，对航点进行添加删除设置、高度速度参数设置，兴趣点模式下选择设定单独航点的飞机位置、高度、姿态、云台俯仰角度、持续时长及吊舱执行动作，对航线模板进行添加、保存、修改、删除、导出设置；

所述禁飞区解禁模块，显示禁飞区的解禁申报；

所述断点续飞模块，触发断点续飞指令后，记录当前航点并自动返航，上载断点后的航线，确定断点位置及航线，完成断点处后续航线；

所述第一远程喊话模块，对无人机下达指令，通过无人机进行即时喊话、本地录音、后台录音、预览录音、上传录音、删除录音、调节音量、喊话模式的设置；

所述历史回放模块，将账号权限相匹配的飞行历史航迹及视频在云端存储，并能随时回放；

所述红外切换模块，通过无人机直播云系统APP支持可见光图像与热成像红外镜头图像切换。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，其特征在于，所述移动直播端安装无人机直播云系统APP，所述移动直播端通过所述无人机直播云系统APP接收所述飞行分系统的拍摄画面；所述移动直播端能自主选择任一开启直播的飞行分系统进行画面切换，直播画面能在多个移动直播端同步显示。

7.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，其特征在于，所述管控分系统包括展示端和管理端；所述展示端和所述管理端均为PC端，所述PC端安装有无人机直播云系统WEB端，所述展示端将云端分配的数据叠加GIS，进行实时展示；所述GIS中能自主选取需要直播观看的飞机图标，任一所述无人机直播云系统WEB端界面均支持1/4/9分屏直播；所述管理端，用于飞行航线系统和数据管理、账号管理；所述管理端包括飞行统计模块、飞行详情统计模块、任务回放模块、人员管理模块、模板管理模块、第二远程喊话模块、直播地址分享模块，各个模块均与无人机直播云系统WEB端连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统，其特征在于，所述飞行统计模块，按照飞行时长、飞行架次、飞行里程、飞行速度分类对数据进行统计，按照日期区间或人员查询；

所述飞行详情统计模块，将全部飞行任务信息以时间列表倒序方式进行排列，按照日期区间、飞手名称或任务名称进行查询，所述飞行任务信息包括任务名称、飞手名称、开始时间、结束时间、飞行时长、飞行距离；

所述任务回放模块，包括任务回放窗口；所述任务回放窗口由地理信息系统、遥测数据、视频窗口组成；

所述人员管理模块，对飞手或管理人员进行用户添加、删除；

所述模板管理模块，以手动方式在地图上对飞行航线进行规划、保存后形成航线模板，或导入已编辑好的kml文件保存为航线模板，且自定义模板名称、指定对应飞手；对已有航线模板编辑、删除，每个航线模板均设有启用按钮，只有启用的模板指定飞手才会拉取到模板数据；

所述第二远程喊话模块，对支持喊话功能的无人机，选择进行后台喊话，选择指定的后台录音即刻实现无人机远程喊话；

所述直播地址分享模块，提供直播地址以及能复制的直播链接。

9.一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统的使用方法，其特征在于，包括飞手控制端使用方法：

在所述飞手控制端，即安卓手机或者安卓平板上安装无人机直播云系统APP，用数据线连接遥控器，登录申请的账号后，选择飞行模式，即自由模式或航迹模式；

其中，所述自由模式下飞手控制端手动下达的指令，指示无人机进行直播作业，完成手动飞行直播；

所述航迹模式下飞手控制端选择已有的航线模板，将航线传给无人机，完成自动飞行直播。

10.一种基于5G技术的无人机远程巡检飞控系统的使用方法，其特征在于，包括直播端使用方法：

其中，移动直播端的使用方法：

当飞手控制端开启直播后，在所述移动直播端登录无人机直播云系统APP的账号，点击“飞行态势”，显示地图，在地图上查找并点击需要观看的飞机图标，调取实时直播图像，在手机屏幕上跳转实时直播图像；

其中，展示端的使用方法：

当飞手控制端开启直播后，在所述展示端登录无人机直播云系统WEB端的账号，在所述无人机直播云系统WEB端找到“实时直播”，在地图上查找并点击需要观看的飞机图标，调取实时直播图像。

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