CN113225121A - 一种无人机地面站及其信息传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种无人机地面站及其信息传输方法和装置。所述信息传输方法应用于所述无人机地面站，所述方法包括：接收来自于无人机或/和地面设备的数据；采用UDP组播模式，传输所述数据到网络；从所述网络读取所述数据，基于所述数据进行无人机控制。

Description

一种无人机地面站及其信息传输方法和装置

技术领域

本申请涉及无人机控制技术领域，具体涉及一种无人机地面站及其信息传输方法和装置。

背景技术

测控与信息传输系统(简称测控系统)是无人机系统的主要组成部分之一。用于实现对无人机的遥控、遥测、跟踪定位和信息传输，主要包括数据链和地面站。

无人机地面站通常由地面数据终端与指挥控制站组成，指挥控制站通常由操纵台、处理计算机、显示与记录等设备组成。标准的无人机指控站通常由数据链路控制、飞行控制、载荷控制、情报处理等四类设备机柜构成，其中飞行控制机柜包含了指挥调度、任务规划等功能。

标准的无人机指控站操纵席位较多，设备较多，所需空间较大，一般大中型无人机的地面站采用方舱形式，并且指挥控制站和地面数据终端部分分开，成本高，运输繁琐，并且放在指定位置后再次移动比较麻烦。

传统地面站接收到无人机的数据传回来的数据为遥测数据+载荷数据(复合数据)，发送遥控数据。其中，遥测数据为飞机上所有系统的遥测数据复接在一起，地面经过一个统一的数据管理软件重新打包分发给各个应用软件。遥控数据也是通过软件将所有遥控数据打包成固定格式发送至无人机，在经过无人机上的机载设备进行处理分发。当负责数据管理软件的计算机故障或软件崩溃时，无人机的飞行安全无法保障。当需要变更机载设备时，牵一发而动全身，需要更改的地方很多。

发明内容

本申请实施例提供一种无人机地面站的信息传输方法，应用于所述无人机地面站，所述方法包括：接收来自于无人机或/和地面设备的数据；采用UDP组播模式，传输所述数据到网络；从所述网络读取所述数据，基于所述数据进行无人机控制。

根据一些实施例，所述基于所述数据进行无人机控制包括：基于所述数据产生遥控信号，采用UDP组播模式发送所述遥控信号到所述网络；从所述网络读取并发送所述遥控信号到所述地面设备或/和无人机，进行无人机控制。

根据一些实施例，连接所述网络的每个设备都分配一个端口号，通过所述UDP组播模式接收所述数据或发送所述遥控信号。

根据一些实施例，所述无人机地面站通过无线通信方式与所述无人机进行通信。

根据一些实施例，所述数据包括遥测数据和载荷数据的至少一种，所述网络包括局域网。

本申请实施例还提供一种无人机地面站的信息传输装置，包括接收模块、UDP传输模块和控制模块，所述接收模块接收来自于无人机的数据；所述UDP传输模块采用UDP组播模式，传输所述数据到网络；所述控制模块从所述网络读取所述数据，基于所述数据进行无人机控制。

根据一些实施例，所述装置还包括至少一个传输端口，所述传输端口连接所述网络和设备，所述设备通过所述UDP组播模式读取所述数据或发送遥控信号到地面设备或无人机，进行无人机控制。

根据一些实施例，所述装置还包括显示模块和数据库，所述显示模块连接所述控制模块，所述控制模块控制所述显示模块显示所述数据；所述数据库用于存储所述数据，用于进行数据回放或/和查询。

本申请实施例还提供一种无人机地面站，包括如上所述的装置和指挥控制站，所述指挥控制站连接所述网络，从所述网络读取所述数据，基于所述数据产生遥控信号进行无人机控制。

根据一些实施例，所述无人机地面站安装在一个可移动车辆上，集成所述设备于一车辆。

本申请实施例提供的技术方案，当无人机机载载荷设备发生变化时，如更换性能更好的另一厂家的产品，只需提供相应上行下行数据对应的端口号，厂家提供相应的地面站应用软件，或根据厂家提供的协议，自行编写软件，而地面站与飞机原有设备软件方面并无很多更改工作，使无人机系统具有更好的通用性与互换性。而且在不减少地面站安全余度的前提下使大中型无人机地面站的成本大大降低，简化结构，易于制造，设备易于安装、故障时易于更换故障单元，方便地面站运输并节省运输成本，可随时调整地面站的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例的一种无人机地面站的信息传输方法流程示意图。

图2是本申请实施例的一种无人机地面站的信息传输装置功能组成框图。

图3是本申请实施例的一种无人机地面站功能组成框图。

图4是本申请实施例的一种无人机地面站在可移动车辆上的布置图。

图5是本申请实施例的一种UDP组软件端口示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

应当理解，本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和 /或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

图1是本申请实施例的一种无人机地面站的信息传输方法流程示意图，所述方法应用于无人机地面站。

在S10中，无人机地面站接收来自于无人机或/和地面设备的数据。

无人机地面站通过无线通信方式接收来自于无人机的数据。无人机地面站也通过接口或通信接收来自于地面设备的数据。数据包括遥测数据和载荷数据的至少一种，但并不以此为限。

在S20中，无人机地面站采用UDP组播模式，传输数据到网络。

地面站各软件将指令所对应的遥控源码或其他数据通过局域网传至 UDP组里约定的端口号中，如飞行监控软件、载荷监控软件、差分数据转发软件等，链路收发设备将约定端口号中的数据通过天线传输至无人机上。

无人机地面站采用UDP组播模式，无人机各个系统的上行数据与下行数据都分配一个端口号，上行数据通过不同的链接通路传输到无人机地面站，无人机地面站再通过不同的信号总线直接将对应的数据传输至对应的设备。

可选地，网络包括但不限于局域网。

在S30中，无人机地面站从网络读取数据，基于数据进行无人机控制。

显示遥测数据的软件都从UDP组里面约定的端口号中读取数据，如：飞行监控软件，载荷监控软件，载荷图像显示软件等。地面站链路收发设备将无人机传下来的飞行遥测数据，载荷遥测数据、载荷图像数据等通过局域网分发至约定的端口号中，需要读取数据的软件从UDP组中约定的端口号中直接或间接读取数据，

无人机地面站直接从对应端口号中读取相应的数据，遥测数据或载荷数据等。基于数据，操作人员发送指令，产生遥控信号，采用UDP组播模式，不同系统的遥控信号发送至约定的端口号。无人机地面站从网络读取并发送遥控信号到无人机，进行无人机控制。

图2是本申请实施例的一种无人机地面站的信息传输装置功能组成框图。

信息传输装置100包括接收模块10、UDP传输模块20和控制模块30。

接收模块10用于接收来自于无人机的数据。UDP传输模块20用于采用UDP组播模式，传输数据到网络。控制模块30用于从网络读取数据，基于数据进行无人机控制。

可选地，信息传输装置100包括至少一个传输端口，传输端口连接网络和设备，设备通过UDP组播模式读取数据或发送遥控信号到地面设备或无人机，进行无人机控制。

可选地，信息传输装置100包括显示模块，显示模块连接控制模块 30，控制模块30控制显示模块50显示数据。

可选地，信息传输装置100包括数据库，数据库用于存储数据，用于进行数据回放或/和查询。

图3是本申请实施例的一种无人机地面站功能组成框图。

无人机地面站1000包括如上所述的信息传输装置100和指挥控制站 200。

指挥控制站200连接网络，从网络读取数据，基于数据产生遥控信号进行无人机控制。

无人机地面站安装在一个可移动车辆上，集成设备于一车辆。

无人机地面站将信息传输装置(地面数据终端部分)与指挥控制站(指挥控制部分)不是合二为一，只是集成在一起通过网络连接，地面数据终端是指挥控制站是无人机的大脑具有：无人机监控功能、任务规划和显示功能、数据管理功能等。集成在高顶加长轴的客车上，车辆移动方便，加强车顶结构，改造车厢内部结构，通过设计减少操纵席位，合理布局，并且满足地面站使用要求。

根据一些实施例，无人机地面站利用高顶加长轴客车作为底盘进行客舱的改造，集成视距链路地面数据终端，飞控席位，载荷席位，地面差分站等设备，如图4所示。

视距链路地面数据终端收发遥控遥测信息。工作过程为从UDP组约定的端口号中接收数据，通过天线发送给无人机，接收无人机传回的遥测数据，分发至UDP组中约定的端口号中。

飞控席位通过软件将无人机飞行指令数据、差分数据、飞机状态数据传至UDP组约定的端口号中，从UDP组约定的端口号中接收无人机的飞行遥测数据，并通过软件显示出来。

载荷席位通过软件将无人机链路指令数据传至UDP组约定的端口号中，接收UDP组约定的端口号中的链路遥测数据，并通过软件显示出来；通过软件将无人机载荷控制指令数据与语音数据传至UDP组约定的端口号中，接收UDP组约定的端口号中的载荷遥测数据、载荷图像数据与语音数据等，并通过软件显示/播放出来。

地面差分站将地面差站生成的差分数据传至飞控席位，飞控席位将差分数据通过软件发送至UDP组约定的端口号中。

选择加长轴高顶为承载车辆，同时对车顶、车侧及车内进行合理的改装，具有一定的承载能力。摄像头2、视距主备链路的地面天线3及地面差分站GPS天线1以及定向天线6安装在车顶平台，此外还有车载空调外机4，后部加装登顶梯7，车辆侧面开上掀门，内部空间放置柴油发电机，车辆侧面后部开市电接入口，发动机舱门8开在侧面，电源孔门9 开在侧后面。

车厢内后部安装固定一组设备机柜及操作台，机柜及操作台内集成地面链路数据终端、地面监控终端、UPS电源及网络交换机等设备。中间部分上部为车载顶置冷暖空调，车厢与驾驶室隔断，在隔断上安装42寸大显示器，显示器下方为储物柜，放置UPS电池组。

车载地面测控站为所有测控设备提供良好的安装工作平台5，并为飞行操作人员提供舒适的工作环境，保证仪器、设备工作正常，操作人员舒适安全，飞控席位与载荷席位互为备份，提高飞行安全。

配电系统具有3路220V电源输入接口，2路为设备供电，1路为空调供电，两路设备供电分别连接市电和柴油发电机，可通过舱内开关切换。空调供电作为设备供电的备份，当设备供电故障时，使用空调供电线路为设备供电。工作舱内设置电源总开关和应急断电开关，实现电源的一键通断和应急断电控制。配电系统保障设备舱内所有设备供电，采用220V交流输入，配备大功率UPS为车内除空调外其他设备提供应急供电，应急供电时间不低于30分钟，使用一台大功率柴油发电机为设备提供备份供电。

无人机系统中，测控链路系统中链路有多条通道并将多余的通道预留好。地面站通讯采用以太网接口，网络通讯协议为UDP组播。将地面站设备进行网络IP编号：链路地面设备1-IP1，链路地面设备2-IP2，飞控席位工控机-IP3，载荷席位工控机-IP4。设置一个组播地址：UDP1。

链路地面设备1与链路地面设备2将接收到的不同通路的信号数据发送至指定的端口号-端口1、端口2等等。飞控席位工控机中安装的不同软件与载荷席位工控机中安装的不同软件，只需根据工控机的IP与分配的端口号来设计软件即可。使得地面站的软件具有通用性，互换性，软件端口示意图如附图5所示。

以上实施例仅为说明本申请的技术思想，不能以此限定本申请的保护范围，凡是按照本申请提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机地面站的信息传输方法，应用于所述无人机地面站，所述方法包括：

接收来自于无人机或/和地面设备的数据；

采用UDP组播模式，传输所述数据到网络；

从所述网络读取所述数据，基于所述数据进行无人机控制。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述数据进行无人机控制包括：

基于所述数据产生遥控信号，采用UDP组播模式发送所述遥控信号到所述网络；

从所述网络读取并发送所述遥控信号到所述地面设备或/和无人机，进行无人机控制。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，连接所述网络的每个设备都分配一个端口号，通过所述UDP组播模式接收所述数据或发送所述遥控信号。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述无人机地面站通过无线通信方式与所述无人机进行通信。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据包括遥测数据和载荷数据的至少一种，所述网络包括局域网。

6.一种无人机地面站的信息传输装置，包括：

接收模块，接收来自于无人机的数据；

UDP传输模块，采用UDP组播模式，传输所述数据到网络；

控制模块，从所述网络读取所述数据，基于所述数据进行无人机控制。

7.如权利要求6所述的装置，还包括：

至少一个传输端口，连接所述网络和设备，所述设备通过所述UDP组播模式读取所述数据或发送遥控信号到地面设备或无人机，进行无人机控制。

8.如权利要求6所述的装置，还包括：

显示模块，连接所述控制模块，所述控制模块控制所述显示模块显示所述数据；

数据库，用于存储所述数据，用于进行数据回放或/和查询。

9.一种无人机地面站，包括：

如权利要求6至8之任一项所述的装置；

指挥控制站，连接所述网络，从所述网络读取所述数据，基于所述数据产生遥控信号进行无人机控制。

10.如权利要求9所述的无人机地面站，其中，所述无人机地面站安装在一个可移动车辆上，集成所述设备于一车辆。

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