CN113204249A - 无人机近远程联合控制系统、方法以及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机近远程联合控制系统、方法以及无人机，涉及无人机控制技术领域，无人机近远程联合控制系统包括：无人机，与无人机近程通信的第一控制端以及与无人机远程通信的第二控制端；其中，无人机用于执行飞行任务，并将执行飞行任务时的视频图像发送至第一控制端；第一控制端用于接收无人机执行飞行任务时的视频图像，并将视频图像传输至第二控制端；第二控制端用于基于视频图像对无人机进行状态控制。本发明可以满足无人机的近远程协同控制，从而既可以满足无人机在现场作业的高清巡检的需求，又可以满足对无人机进行远程监管的需求。

Description

无人机近远程联合控制系统、方法以及无人机

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，尤其是涉及一种无人机近远程联合控制系统、方法以及无人机。

背景技术

在电力巡检、管道巡检等工业应用领域，无人机操作员操作无人机进行巡检已经成为常态。但同时也面临着管理者不能查看现场人员是否在进行巡检，已经巡检的操作是否规范等问题。然而，现有的无人机控制方法无法满足用户针对不同距离的情况进行适应性的控制，无人机操作员仅可以在视距范围的地面端进行遥控，用户体验较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机近远程联合控制系统、方法以及无人机，可以满足无人机的近远程协同控制，从而既可以满足无人机在现场作业的高清巡检的需求，又可以满足对无人机进行远程监管的需求。

第一方面，本发明提供一种无人机近远程联合控制系统，无人机近远程联合控制系统包括：无人机，与无人机近程通信的第一控制端以及与无人机远程通信的第二控制端；其中，无人机用于执行飞行任务，并将执行飞行任务时的视频图像发送至第一控制端；第一控制端用于接收无人机执行飞行任务时的视频图像，并将视频图像传输至第二控制端；第二控制端用于基于视频图像对无人机进行状态控制。

在可选的实施方式中，无人机设置有微波图传空中端；第一控制端为微波图传地面端；微波图传地面端用于通过微波图传的方式接收微波图传空中端发送的视频图像。

在可选的实施方式中，无人机还设置有蜂窝网络空中端；第二控制端还用于基于视频图像向无人机发送第一控制指令；无人机用于响应第一控制指令，并通过蜂窝网络空中端向第二控制端返回无人机第一状态信息。

在可选的实施方式中，第二控制端还用于向无人机发送第二控制指令；无人机用于响应第二控制指令，并通过蜂窝网络空中端向第二控制端返回第二状态信息。

第二方面，本发明提供一种无人机近远程联合控制方法，方法应用于无人机；无人机与第一控制端进行近程通信，与第二控制端进行远程通信；方法包括：在执行飞行任务时，将采集到的视频图像通过进程通信发送至第一控制端，并通过第一控制端视频图像发送至第二控制端；响应于第二控制端的控制指令，进行自身状态控制；其中，控制指令包括基于视频图像生成的指令信息。

在可选的实施方式中，将采集到的视频图像发送至第一控制端的步骤，包括：基于微波图传的方式将采集到的视频图像发送至第一控制端；第一控制端为微波图传地面端；微波图传地面端包括机库或控制终端。

在可选的实施方式中，响应于第二控制端的控制指令，进行自身状态控制的步骤，包括：响应于第二控制端的控制指令，向第二控制端发送无人机状态信息；其中，无人机状态信息至少包括电量信息、飞行状态信息、机身姿态信息。

在可选的实施方式中，响应于第二控制端的控制指令，向第二控制端发送无人机状态信息的步骤，包括：响应于第二控制端的控制指令，通过蜂窝网络向第二控制端发送无人机状态信息。

第三方面，本发明提供一种无人机，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令以实现前述实施方式任一项的无人机近远程联合控制方法。

第四方面，本发明提供一种机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有机器可执行指令，机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项的无人机近远程联合控制方法。

本发明提供的无人机近远程联合控制系统、方法以及无人机，该无人机近远程联合控制系统包括：无人机，与无人机近程通信的第一控制端以及与无人机远程通信的第二控制端。其中，无人机用于执行飞行任务，并将执行飞行任务时的视频图像发送至第一控制端，第一控制端用于接收无人机执行飞行任务时的视频图像，并将视频图像传输至第二控制端，第二控制端用于基于视频图像对无人机进行状态控制。上述系统通过与无人机近程通信的第一控制端接收无人机执行飞行任务时的视频图像，并由与无人机远程通信的第二控制端基于视频图像对无人机进行状态控制，可以满足无人机的近远程协同控制，从而既可以满足无人机在现场作业的高清巡检的需求，又可以满足对无人机进行远程监管的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无人机近远程联合控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种无人机近远程联合控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种无人机近远程联合控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种无人机的结构示意图。

图标：100-无人机近远程联合控制系统；10-无人机；20-第一控制端；30-第二控制端；40-处理器；41-存储器；42-总线；43-通信接口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

考虑到微波图传虽然传输带宽大，视频清晰，但是传输距离近，远程无法观看，不能满足远程监管的要求，4G蜂窝网络虽然可以远距离观看实时视频，但是带宽有限，传输的实时视频清晰度低，不能满足现场巡检的要求。基于此，本发明实施例提供了一种无人机近远程联合控制系统、方法以及无人机，可以满足无人机的近远程协同控制，从而既可以满足无人机在现场作业的高清巡检的需求，又可以满足对无人机进行远程监管的需求。

为便于理解，首先对本发明实施例提供的一种无人机近远程控制系统进行详细说明，参见图1所示的一种无人机近远程联合控制系统100的结构示意图，该无人机近远程联合控制系统100包括：无人机10，与无人机10近程通信的第一控制端20以及与无人机10远程通信的第二控制端30。

上述近程通信的方式可以包括微波图传通信方式，第一控制端20可以为无人机10控制中心，诸如无人机机库、遥控器等距离无人机10较近的设备或系统。远程通信的方式可以包括蜂窝网络，诸如4G、5G等，也可以采用光纤通信，第二控制端30可以为终端设备，诸如手机、平板电脑、PC电脑等可以通过远程和无人机10通信的设备。

其中，上述无人机10用于执行飞行任务，飞行任务诸如可以包括电力巡检、管道巡检、地形勘测、抢险救灾等，并在执行飞行任务时进行图像采集，并将执行飞行任务时的视频图像发送至第一控制端20。由于微波图传传输带宽大，视频清晰，在进行视频图像发送时，可以采用微波图传的方式进行发送至上述第一控制端20。

第一控制端20用于接收无人机10执行飞行任务时的视频图像，并将视频图像传输至第二控制端30。第一控制端20可以为设置有微波图传模块的地面端，也即上述诸如无人机10机库或者遥控器设置有微波图传模块，该第一控制端20和第二控制端30也进行通信连接，第二控制端30为终端设备，当第一控制端20为无人机机库时，则二者可以通过4G、5G、光纤等进行通信；当第一控制端20为设置有微波图传的遥控器时，该遥控器可以与终端设备通过预先绑定配对的方式进行通信。

第二控制端30用于基于视频图像对无人机10进行状态控制。诸如，当无人机10在执行飞行任务过程中遇到障碍物时，则发送至第二控制端30的视频图像为包括障碍物的视频图像，用户可以通过第二控制端30远程获知当前无人机10所处的环境，并对第二控制端30进行触发控制，以便通过第二控制端30向无人机10远程发送控制指令，以便对无人机10当前所处的情形进行控制，诸如可以控制调整无人机10的飞行速度、机身姿态、机头朝向等，以躲避该障碍物。

本发明实施例提供的无人机近远程联合控制系统100，通过与无人机10近程通信的第一控制端20接收无人机10执行飞行任务时的视频图像，并由与无人机10远程通信的第二控制端30基于视频图像对无人机10进行状态控制，可以满足无人机10的近远程协同控制，从而既可以满足无人机10在现场作业的高清巡检的需求，又可以满足对无人机10进行远程监管的需求。

为了保证无人机和第一控制端可以通过近程通信进行视频图像的传输，同时保证传输的效率和视频图像的清晰度(诸如高清视频图像的传输)，因此，参见图2所示，上述无人机设置有微波图传空中端，第一控制端为微波图传地面端，微波图传地面端用于通过微波图传的方式接收微波图传空中端发送的视频图像。微波图传地面端可以包括设置有微波图传模块的无人机机库或者遥控器。

进一步，为了保证无人机可以与远程控制端进行远程通信，诸如用户不用到无人机执行任务现场，在较远的距离即可对无人机进行控制，上述无人机还设置有蜂窝网络空中端，蜂窝网络空中端也即无人机上设置有蜂窝网络的模块。第二控制端还用于基于视频图像向无人机发送第一控制指令，无人机用于响应第一控制指令，并通过蜂窝网络空中端向第二控制端返回无人机第一状态信息。第一控制指令也即基于视频图像确定的控制指令，第一状态信息也即响应第一控制指令生成的无人机状态信息。诸如，当无人机在执行飞行任务过程中遇到障碍物时，第一控制指令为控制无人机躲避该障碍物的控制指令，则第一状态信息可以包括无人机调整后的位置信息、飞行速度、机身姿态、机头朝向等。

可以理解的是，无人机在执行飞行任务时，可以是并未出现突发状况，因此在一种实施方式中，第二控制端可以只接收基于第一控制端由无人机发送的视频图像进行查看，而不基于该视频图像进行控制。

此外，第二控制端还可以直接向无人机发送第二控制指令，第二控制指令可以控制无人机向第二控制端返回第二状态信息，诸如无人机的电量信息、当前飞行任务执行进度信息等。无人机通过响应第二控制指令，并通过蜂窝网络空中端向第二控制端返回第二状态信息。由于蜂窝网络可以远程传输，因此用户无需到无人机任务现场，即可远程获知无人机的状态信息，并对无人机进行远程控制。

综上，本实施例可以通过微波图传的方式将无人机采集的视频图像发送至第一控制端(也即微波图传地面端)，并由微波图传地面端发送至第二控制端(也即移动终端设备)，并且可以通过第二控制端直接远程控制无人机，从而可以使用户在距离无人机较远的地方获取通过近程微波图传进行传输的较清晰的图像，且可以通过蜂窝网络进行远程的控制，既满足了现场作业高清巡检的需求，又满足了远程进行监管的需求。

本发明提供一种无人机近远程联合控制方法，该方法应用于无人机，其中该无人机与第一控制端进行近程通信，与第二控制端进行远程通信。

参见图3所示，该方法主要包括以下步骤S302至步骤S304：

步骤S302，在执行飞行任务时，将采集到的视频图像通过进程通信发送至第一控制端，并通过第一控制端视频图像发送至第二控制端。

步骤S304，响应于第二控制端的控制指令，进行自身状态控制；其中，控制指令包括基于视频图像生成的指令信息。

本发明实施例提供的无人机近远程联合控制方法，通过与无人机近程通信的第一控制端接收无人机执行飞行任务时的视频图像，并由与无人机远程通信的第二控制端基于视频图像对无人机进行状态控制，可以满足无人机的近远程协同控制，从而既可以满足无人机在现场作业的高清巡检的需求，又可以满足对无人机进行远程监管的需求。

在一种实施方式中，上述将采集到的视频图像发送至第一控制端时，可以基于微波图传的方式将采集到的视频图像发送至第一控制端。其中，第一控制端为微波图传地面端，微波图传地面端包括机库或控制终端。机库也即无人机机库，也可称称为无人机机场，在一种实施方式中，该无人机机场还可以为全自动机场。控制终端可以为无人机遥控器。

进一步，无人机在响应于第二控制端的控制指令，进行自身状态控制时，可以通过响应于第二控制端的控制指令，向第二控制端发送无人机状态信息，其中，无人机状态信息至少包括电量信息、飞行状态信息、机身姿态信息。在具体实施时，可以根据不同的控制指令发送相应的状态信息，控制指令诸如可以包括基于视频图像确定的第一控制指令，以及直接用于控制无人机的第二控制指令，参见上述系统实施例，此处不再赘述。

在响应于第二控制端的控制指令时，无人机可以通过蜂窝网络向第二控制端发送无人机状态信息，从而可以保证状态信息可以远程实时的发送至第二控制端。

综上所述，本发明实施例提供的无人机近远程联合控制系统，可以通过微波图传进行近距离的视频的传输，通过蜂窝网络进行远距离的状态信息的传输，并且，可以通过第一控制端将通过微波图传接收到的视频图像发送至第二控制端，并由第二控制端直接度无人机进行远程控制，可以满足无人机的近远程协同控制，从而既可以满足无人机在现场作业的高清巡检的需求，又可以满足对无人机进行远程监管的需求。

本发明实施例所提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述系统实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述系统实施例中相应内容。

本发明实施例提供了一种无人机10，具体的，该无人机10包括处理器40和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器40运行时执行如上所述实施方式的任一项所述的方法。

图4为本发明实施例提供的一种无人机10的结构示意图，该无人机10包括：处理器40，存储器41，总线42和通信接口43，所述处理器40、通信接口43和存储器41通过总线42连接；处理器40用于执行存储器41中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器41可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口43(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线42可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器41用于存储程序，所述处理器40在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器40中，或者由处理器40实现。

处理器40可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器40中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器40可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器41，处理器40读取存储器41中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明实施例所提供的无人机近远程联合控制系统、方法以及无人机的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种无人机近远程联合控制系统，其特征在于，所述无人机近远程联合控制系统包括：无人机，与所述无人机近程通信的第一控制端以及与所述无人机远程通信的第二控制端；

其中，所述无人机用于执行飞行任务，并将执行飞行任务时的视频图像发送至所述第一控制端；

所述第一控制端用于接收所述无人机执行飞行任务时的所述视频图像，并将所述视频图像传输至所述第二控制端；

所述第二控制端用于基于所述视频图像对所述无人机进行状态控制。

2.根据权利要求1所述的无人机近远程联合控制系统，其特征在于，所述无人机设置有微波图传空中端；所述第一控制端为微波图传地面端；

所述微波图传地面端用于通过微波图传的方式接收所述微波图传空中端发送的所述视频图像。

3.根据权利要求2所述的无人机近远程联合控制系统，其特征在于，所述无人机还设置有蜂窝网络空中端；

所述第二控制端还用于基于所述视频图像向所述无人机发送第一控制指令；

所述无人机用于响应所述第一控制指令，并通过所述蜂窝网络空中端向所述第二控制端返回无人机第一状态信息。

4.根据权利要求3所述的无人机近远程联合控制系统，其特征在于，所述第二控制端还用于向所述无人机发送第二控制指令；

所述无人机用于响应所述第二控制指令，并通过所述蜂窝网络空中端向所述第二控制端返回第二状态信息。

5.一种无人机近远程联合控制方法，其特征在于，所述方法应用于无人机；所述无人机与第一控制端进行近程通信，与第二控制端进行远程通信；所述方法包括：

在执行飞行任务时，将采集到的视频图像通过进程通信发送至第一控制端，并通过所述第一控制端所述视频图像发送至所述第二控制端；

响应于所述第二控制端的控制指令，进行自身状态控制；其中，所述控制指令包括基于所述视频图像生成的指令信息。

6.根据权利要求5所述的无人机近远程联合控制方法，其特征在于，所述将采集到的视频图像发送至第一控制端的步骤，包括：

基于微波图传的方式将采集到的视频图像发送至第一控制端；所述第一控制端为微波图传地面端；所述微波图传地面端包括机库或控制终端。

7.根据权利要求5所述的无人机近远程联合控制方法，其特征在于，所述响应于所述第二控制端的控制指令，进行自身状态控制的步骤，包括：

响应于所述第二控制端的控制指令，向所述第二控制端发送无人机状态信息；其中，所述无人机状态信息至少包括电量信息、飞行状态信息、机身姿态信息。

8.根据权利要求7所述的无人机近远程联合控制方法，其特征在于，所述响应于所述第二控制端的控制指令，向所述第二控制端发送无人机状态信息的步骤，包括：

响应于所述第二控制端的所述控制指令，通过蜂窝网络向所述第二控制端发送所述无人机状态信息。

9.一种无人机，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以实现权利要求5至8任一项所述的无人机近远程联合控制方法。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现权利要求5至8任一项所述的无人机近远程联合控制方法。

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