CN115174610A - 一种航空器及其外部环境监视系统、固件ota方法 - Google Patents

一种航空器及其外部环境监视系统、固件ota方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115174610A
CN115174610A CN202210611803.5A CN202210611803A CN115174610A CN 115174610 A CN115174610 A CN 115174610A CN 202210611803 A CN202210611803 A CN 202210611803A CN 115174610 A CN115174610 A CN 115174610A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cradle head
communication device
aircraft
camera
external environment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210611803.5A
Other languages
English (en)
Inventor
胡华智
胡海生
张宇鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ehang Intelligent Equipment Guangzhou Co Ltd
Original Assignee
Ehang Intelligent Equipment Guangzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ehang Intelligent Equipment Guangzhou Co Ltd filed Critical Ehang Intelligent Equipment Guangzhou Co Ltd
Priority to CN202210611803.5A priority Critical patent/CN115174610A/zh
Publication of CN115174610A publication Critical patent/CN115174610A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01Protocols
    • H04L67/12Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0803Configuration setting
    • H04L41/0813Configuration setting characterised by the conditions triggering a change of settings
    • H04L41/082Configuration setting characterised by the conditions triggering a change of settings the condition being updates or upgrades of network functionality
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01Protocols
    • H04L67/06Protocols specially adapted for file transfer, e.g. file transfer protocol [FTP]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/18Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/181Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02Terminal devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及航空器技术领域,公开了一种航空器,包括机体和外部环境监视组件,外部环境监测组件包括云台、相机和第一通信装置,其通过在云台上另外设置一个第一通信装置,使外部环境监视组件具有独立的通信能力,相机的图像和云台的控制可通过该第一通信装置进行独立通信,不共用航空器的通信设备,提高通信效率、监视的实时性和安全性,降低系统的耦合度。且本发明还提供一种航空器的外部环境监视系统,相机拍摄的图像数据可通过第一通信装置传输至地面站,第一通信装置也可接收地面站发出的云台控制指令来控制云台的姿态。此外,本发明还提供一种航空器的外部环境监视系统的固件OTA方法。

Description

一种航空器及其外部环境监视系统、固件OTA方法
技术领域
本发明涉及航空器技术领域,特别是涉及一种航空器及其外部环境监视系统、固件OTA方法。
背景技术
航空器(aircraft)指能在大气层内飞行的飞行器,任何航空器都必须产生大于自身重力的升力,才能升入空中。在航空器的行驶中,为了保证航行安全以及获取图像的需要,都会在航空器上设置云台,在云台上设置相机来进行图像的拍摄,通过相机拍摄的图像来监视航空器的外部环境,以便控制航空器。目前,云台上的相机拍摄的图像都是通过航空器上的通信设备进行传输的,该通信设备不仅用于传输相机的图像,还用于传输航空器的控制指令和实时飞行状态的传输,导致图像的传输占用了航空器飞行任务的通信链路带宽,使相机和航空器的耦合度高,图像传输实时差。并且,当云台及相机需要更换时,须重新建立航空器与新的云台、相机的连接,兼容性差,容易故障。当航空器故障时,容易导致云台及相机一并失效,进而导致无法监视航空器的情况。
随着EVTOL航空器的机载设备架构的复杂化,机载设备的固件版本管理逐渐成为一个问题。OTA全称“Over-The-Air”,指嵌入式系统通过无线升级自身固件的一种技术。早期被广泛应用于手机行业中,可使手机软件及系统可以实现在线升级以解决软件漏洞或增加软件功能;近年来逐渐推广到各种各样的嵌入式系统中,如现有新能源车企亦积极推进车载软件OTA技术。对于EVTOL航空器的机载设备而言,使用OTA技术将可提高其研发过程的迭代效率,甚至可提高制造过程的生产效率,以及更重要的是使其在运营维护阶段具有发现软件漏洞后的快速修复的能力。
现有技术公开了一种基于多轴无人机的机械设备巡检系统及其方法,属于无人机技术领域。所述巡检系统,包括无人机系统和无人机指挥系统;所述无人机系统包括多轴无人机、云台相机、定位模块、飞控模块和通讯模块,所述云台相机、定位模块和通讯模块均与飞控模块连接,所述飞控模块用于控制多轴无人机的飞行状态、云台相机的朝向与拍摄;所述无人机指挥系统包括遥控装置、移动终端以及基站,所述移动终端和基站均与遥控装置连接。该专利的通讯模块用于实现无人机系统与无人机指挥系统之间的通信以及数据的传输,承担所有无人机系统数据传输工作,即相机的图像传输、云台和无人机的数据传输均是通过同一通讯模块传输的,占用了无人机的飞行任务通信链路带宽,导致系统的耦合度高,且云台和相机不易更换,在无人机故障时,云台相机的图像无法传出,不能进行监视。
发明内容
本发明的目的是提供一种系统耦合度低,提高监视实时性、安全性的航空器及其外部环境监视系统、固件OTA方法。
为了实现上述目的,本发明提供了一种航空器,包括机体和外部环境监视组件,所述外部环境监测组件包括云台、相机和第一通信装置,所述云台与所述机体连接,所述相机和所述第一通信装置设置在所述云台上,所述相机与所述第一通信装置通信连接,所述第一通信装置用于所述相机的实时图传以及接收所述云台的控制指令,所述机体设有第二通信装置,所述第二通信装置用于发送机体信息和接收机体操控指令。
作为优选方案,所述第一通信装置和所述第二通信装置均为LTE通信模块
作为优选方案,所述外部环境监测组件还包括电源和云台控制板,所述云台控制板分别与所述电源、所述云台、所述第一通信装置连接,所述云台控制板用于为所述云台和所述第一通信装置供电,且所述云台控制板用于与所述云台和所述第一通信装置进行数据交互,所述云台控制板上设有外部通信接口。
作为优选方案,所述云台控制板上设有云台控制MCU、第一CAN总线隔离器和第二CAN总线隔离器,所述第一CAN总线隔离器和所述第二CAN总线隔离器分别与所述MCU连接,所述第一CAN总线隔离器与所述云台连接,所述第二CAN总线隔离器与所述外部通信接口连接。
作为优选方案,所述云台控制板上设有降压电路和稳压电路,所述降压电路与所述电源电连接,所述稳压电路与所述降压电路电连接。
作为优选方案,所述云台包括输入接口板、姿态板、三个电机驱动板和三个电机,三个所述电机分别用于带动所述云台进行偏航运动、横滚运动和俯仰运动,一个电机通过一个所述电机驱动板与所述输入接口板连接,所述电机驱动板用于控制所述电机转动,所述姿态板用于对所述相机的姿态数据进行采样,所述输入接口板与所述云台控制板连接。
作为优选方案,所述云台控制板、所述姿态板和所述电机驱动板之间通过总线互相通信,所述云台控制板与所述第一通信装置通过通信接口进行通信,所述相机与所述第一通信装置通过以太网进行通信,所述第一通信装置通过4G或WiFi与服务器/地面站进行通信。
作为优选方案,航空器还包括显示装置,所述显示装置设于所述机体内,所述显示装置与所述外部通信接口连接,所述显示装置用于所述机体内的乘客查看所述相机拍摄的图像。
本发明还提供一种航空器的外部环境监视系统,包括地面站和外部环境监视组件,外部环境监视组件包括云台、相机和第一通信装置,
所述云台用于与航空器连接并搭载所述相机和所述第一通信装置,且根据所述第一通信装置接收到的云台控制指令调整其姿态以适应不同的监视需求;
所述相机用于拍摄航空器外的图像;
所述第一通信装置用于将所述相机拍摄的图像传输至所述地面站,且用于接收所述地面站传输的云台控制指令;
所述地面站用于查看所述相机拍摄的图像,并且用于发送云台控制指令。
此外,本发明还提供一种航空器的外部环境监视系统的固件OTA方法,包括如下步骤:
S1、机体上电,地面站与云台建立连接;
S2、地面站判断云台是否需要升级,若是,执行步骤S3至步骤S6,若否,云台正常运行;
S3、地面站发送升级命令和升级文件至云台;
S4、云台判断是否接收到升级命令,若是,执行步骤S5,若否,云台正常运行;
S5、云台擦除原有固件文件,并接收升级文件,将升级文件写入,然后跳转至S6;
S6、判断升级文件是否写入完成,若是,云台恢复正常运行,若否,继续写入。
作为优选方案,航空器的外部环境监视系统包括地面站和外部环境监视组件,外部环境监视组件包括云台控制板、第一通信装置和云台,云台上设有姿态板和三个电机板;
升级文件为APP固件文件;
在步骤S3中,地面站发送新的APP固件文件,并通过服务器转发至外部环境监视组件的第一通信装置中,并由第一通信装置将新的APP固件文件转发至云台控制板,新的APP固件文件暂时存储于云台控制板中;然后云台控制板判断接收新的APP固件文件是否完毕,若是,云台控制板发送升级命令和新的APP固件文件至云台,往云台的BKP寄存器写入升级标志魔数,若否,继续接收新的APP固件文件;
在步骤S4中,云台运行Boot-loader,判断BKP寄存器是否存在升级标志魔数,若是,跳转步骤S5,若否,云台跳转到APP固件正常运行;
在步骤S5中,云台擦除FLASH中原有的APP固件,从云台控制板接收新的APP固件文件,将新的APP固件文件依次写入相应的FLASH中,云台基于接收到的新的APP固件文件,依次升级其姿态板和三个电机板。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明通过在云台上另外设置一个第一通信装置,使外部环境监视组件具有独立的通信能力,相机的图像和云台的控制可通过该第一通信装置进行独立通信,能够提高通信效率,提高监视的实时性,使相机的图像和云台的控制不使用航空器的第二通信装置,降低系统的耦合度,使航空器的飞行任务具有充足的通信链路带宽,并且方便更换新的云台和相机,同时在航空器故障时,云台和相机仍然能够正常工作,提高航空器和外部环境监视的安全性以及可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例的航空器的结构示意图。
图2是本发明实施例的外部环境监视组件的原理框图。
图3是本发明实施例的云台控制板的原理框图。
图4是本发明实施例的航空器的外部环境监视系统的原理框图。
图5是本发明实施例的姿态板/电机驱动板软件的架构图。
图6是本发明实施例的云台固件OTA的流程图。
图中,1-机体;2-云台;3-相机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“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。
此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例一
如图1至图3所示,本发明优选实施例的一种航空器,包括机体1和外部环境监视组件,外部环境监测组件包括云台2、相机3和第一通信装置,云台2与机体1连接,相机3和第一通信装置设置在云台2上,相机3与第一通信装置通信连接,第一通信装置用于相机3的实时图传以及接收云台2的控制指令,机体设有第二通信装置,第二通信装置用于发送机体信息和接收机体操控指令。本实施例通过在云台2上另外设置一个第一通信装置,使外部环境监视组件具有独立的通信能力,相机3的图像和云台2的控制可通过该第一通信装置进行独立通信,能够提高通信效率,提高监视的实时性,使相机3的图像和云台2的控制不使用航空器的第二通信装置,降低系统的耦合度,使航空器的飞行任务具有充足的通信链路带宽,并且方便更换新的云台和相机,同时在航空器故障时,云台和相机仍然能够正常工作,提高航空器和外部环境监视的安全性以及可靠性。
在本实施例中,相机3选用网络高清航拍相机,可节省带宽。具体地,相机3支持H.265/H.264编码,通过以太网与第一通信装置连接,相机3利用第一通信装置传输图像数据,并且也可通过第一通信装置控制相机3。另外,本实施例的云台2连接于机体1的头部。此外,本实施例的第一通信装置和第二通信装置均为LTE通信模块,使第一通信装置和第二通信装置具备4G/WIFI通信能力,让航空器和外部环境监视组件具备了联网能力,大大拓展了服务器/地面站与航空器间的通信距离,能够实现异地操控和图像传输,并且扩展了航空器的通信范围,且使航空器的航拍视频方便接入各种互联网平台。航空器和外部环境监视组件各使用一个LTE通信模块,防止了共用时会出现的图像传输占据大部分的带宽而堵塞航空器飞行命令消息的传输,避免影响航空器的飞行安全,使外部环境监视组件的图传及命令链路独立于机体的通信链路,降低了系统耦合度,提高了设备可靠性,从而保证了航空器的飞行安全。
进一步地,本实施例的外部环境监测组件还包括电源和云台控制板,云台控制板分别与电源、云台、第一通信装置连接,云台控制板用于为云台和第一通信装置供电,且云台控制板用于与云台和第一通信装置进行数据交互,云台控制板上设有外部通信接口。云台控制板负责云台和第一通信装置的供电,同时,云台控制板上的外部通信接口可实现云台2的对外通信连接。
在本实施例中,云台控制板上设有云台控制MCU、第一CAN总线隔离器和第二CAN总线隔离器,第一CAN总线隔离器和第二CAN总线隔离器分别与MCU连接,第一CAN总线隔离器与云台连接,第二CAN总线隔离器与外部通信接口连接。进一步地,云台控制板上设有降压电路和稳压电路,降压电路与电源电连接,稳压电路与降压电路电连接。本实施例的云台控制板上设有24V转12V DC-DC、24V转5VDC-DC的降压电路,以及5V转3.3V的稳压电路,用以满足云台控制MCU、第一CAN总线隔离器和第二CAN总线隔离器的用电需求。
本实施例的云台包括输入接口板、姿态板、三个电机驱动板和三个电机,三个电机分别用于带动云台进行偏航运动、横滚运动和俯仰运动,一个电机通过一个电机驱动板与输入接口板连接,电机驱动板用于控制电机转动,姿态板用于对相机的姿态数据进行采样,输入接口板与云台控制板连接。本实施例采用三轴机械云台搭载相机,隔离航空器的姿态变化及消除振动对航拍图像的影响,使相机具备光学防抖功能,同时使相机拍照角度可调,增大监视范围。对每个电机都单独设置一个电机驱动板,可使结构布局紧凑、走线明晰。本实施例的三个电机驱动板的电气架构基本一致,通过各自的MCU的两个IO口电平状态以区分。
在本实施例中,云台控制板、姿态板和电机驱动板之间通过串口总线或其他现场总线互相通信,云台控制板与第一通信装置通过串口或SPI/IIC/CAN/PWM等通信接口进行通信,相机与第一通信装置通过以太网进行通信,第一通信装置通过4G或WiFi与服务器/地面站进行通信。
在本实施例中,云台控制板、三个电机驱动板、姿态板均采用CAN总线通信,具有多主控制、速率快、多节点、抗干扰等特点。
进一步地,本实施例的航空器还包括显示装置,显示装置设于机体1内,显示装置与外部通信接口连接,显示装置用于机体1内的乘客查看相机3拍摄的图像,以使坐在机体1内的乘客可通过显示装置观看相机3拍摄的图像。
实施例2
如图4所示,本发明优选实施例的一种航空器的外部环境监视系统,包括地面站和外部环境监视组件,外部环境监视组件包括云台、相机和第一通信装置,
云台用于与航空器连接并搭载相机和第一通信装置,且根据第一通信装置接收到的云台控制指令调整其姿态以适应不同的监视需求;
相机用于拍摄航空器外的图像;
第一通信装置用于将相机拍摄的图像传输至地面站,且用于接收地面站传输的云台控制指令;
地面站用于查看相机拍摄的图像,并且用于发送云台控制指令。
本实施例的云台和相机利用第一通信装置,具有独立的通信能力。地面站与第一通信装置连接后,即可获取相机拍摄的图像数据,实现实时图传。在航空器执行飞行任务的全阶段,远程机组都可通过地面站获取外部环境监视组件的实时图传,并且,远程机组还可通过地面站调整外部环境监视组件的俯仰角度及偏航角度以适应不同的监视需求。
此外,本实施例的航空器的外部环境监视系统还包括基站和服务器,基站用于传递通信信号和提供航空器定位,服务器用于存储和中转通信信息,第一通信装置将信号发送给基站,基站发送至服务器,服务器再将信息发送至地面站,地面站由地面工作人员对航空器和外部环境监视组件传回的信息进行监控以及控制航空器和外部环境监视组件。
实施例三
如图5和图6所示,本发明实施例优选一种航空器的外部环境监视系统的固件OTA方法。
如图5所示,本实施例应用于姿态板/电机驱动板的软件架构包括标准外设库、中间驱动层和应用层,有Boot-loader,无操作系统。其中,标准外设库是设备厂商提供的标准外设的设备驱动库。中间驱动层是根据具体驱动需求抽象出来的更上一层的中间层。应用层分为Boot-loader和APP两个工程,分别编译出Boot-loader固件和APP固件。Boot-Loader固件保存在MCU Flash用户区起始位置中,负责管理APP的启动和升级;APP固件保存在Flash中的APP区域中,可由Boot-loader进行启动和在线升级。电机板驱动板APP负责实现FOC电机控制算法,姿态板板APP负责实现姿态检测、姿态控制等功能。
航空器的外部环境监视系统的固件OTA方法,包括如下步骤:
S1、机体上电,地面站通过4G或WiFi与云台建立连接;
S2、地面站判断云台是否需要升级,若是,执行步骤S3至步骤S6,若否,云台正常运行;在本实施例中,地面站获取云台当前的固件版本号,根据云台当前的固件版本号判断是否需要升级;
S3、地面站发送升级命令和升级文件至云台;
S4、云台判断是否接收到升级命令,若是,执行步骤S5,若否,云台正常运行;
S5、云台擦除原有固件文件,并接收升级文件,将升级文件写入,然后跳转至S6;
S6、判断升级文件是否写入完成,若是,云台恢复正常运行,若否,继续写入。
具体地,航空器的外部环境监视系统包括地面站和外部环境监视组件,外部环境监视组件包括云台控制板、第一通信装置和云台,云台上设有姿态板和三个电机板;
升级文件为APP固件文件;
在步骤S3中,地面站发送新的APP固件文件,并通过服务器转发至外部环境监视组件的第一通信装置中,并由第一通信装置将新的APP固件文件转发至云台控制板,新的APP固件文件暂时存储于云台控制板中;本实施例的新的APP固件文件暂存于云台控制板的FLASH中。然后云台控制板判断接收新的APP固件文件是否完毕,若是,云台控制板通过CAN总线发送升级命令和新的APP固件文件至云台,往云台的BKP寄存器写入升级标志魔数,若否,继续接收新的APP固件文件;
在步骤S4中,云台运行Boot-loader,判断BKP寄存器是否存在升级标志魔数,若是,跳转步骤S5,若否,云台跳转到APP固件正常运行;
在步骤S5中,云台擦除FLASH中原有的APP固件,通过CAN总线从云台控制板接收新的APP固件文件,将新的APP固件文件依次写入相应的FLASH中,云台基于接收到的新的APP固件文件,依次升级其姿态板和三个电机板。
本实施例的航空器的外部环境监视系统的升级方法分为云台的角度和地面站的角度。从云台的角度来说,升级方法包括:(1)机体上电;(2)运行Boot-loader,判断BKP寄存器是否存在升级标志魔数,若是,则跳转(4);若否,跳转(3);(3)云台跳转到APP固件正常运行,并判断是否从CAN总线接收到升级命令,若是,往BKP寄存器写入升级标志魔数,然后跳转到步骤(2);若否,保持云台正常运行;(4)擦除FLASH中原有的APP固件,并从CAN总线中接收云台控制板发出的新的APP固件文件,将新的APP固件文件依次写入相应的FLASH中,然后跳转到(5);(5)若完成接收新APP固件文件并写入,则跳转到APP中正常运行。从地面站的角度来说,升级方法包括:(Ⅰ)地面站的操作人员判断云台是否需要升级,若是,则执行(Ⅱ);若否,云台保持正常运行;(Ⅱ)从地面站发送新的APP固件文件,并通过服务器转发至外部环境监视组件的第一通信装置中,并由第一通信装置将新的APP固件文件转发至云台控制板,新的APP固件文件暂时存储于云台控制板的FLASH中;(Ⅲ)云台控制板通过CAN总线发送升级命令和新的APP固件文件至云台,往BKP寄存器写入升级标志魔数;云台基于接收到的新的APP固件文件,依次升级其姿态板和三个电机板。
本实施例在步骤S3中,地面站通过WiFi直接与外部环境监视组件的第一通信装置通信;或者地面站通过网络链接服务器,服务器通过4G与外部环境监视组件的第一通信装置通信,第一通信装置和云台控制板通过串口进行通信,云台控制板与云台通过CAN总线进行通信。本实施例的云台为三轴云台。
在本实施轴,云台控制板与云台之间采用CAN总线通信,能够提高数据传输效率;采用云台控制板作为数据传输枢纽,相较于以往通过地面站直接对云台进行固件OTA,能够提高数据传输的可靠性。
综上,本发明实施例提供一种航空器,包括机体1和外部环境监视组件,外部环境监测组件包括云台2、相机3和第一通信装置,其通过在云台2上另外设置一个第一通信装置,使外部环境监视组件具有独立的通信能力,相机3的图像和云台2的控制可通过该第一通信装置进行独立通信,能够提高通信效率,提高监视的实时性,使相机3的图像和云台2的控制不使用航空器的第二通信装置,降低系统的耦合度,使航空器的飞行任务具有充足的通信链路带宽,并且方便更换新的云台和相机,同时在航空器故障时,云台和相机仍然能够正常工作,提高航空器和外部环境监视的安全性以及可靠性。另外,本发明实施例还提供一种航空器的外部环境监视系统,相机拍摄的图像数据可通过第一通信装置传输至地面站,第一通信装置也可接收地面站发出的云台控制指令来控制云台的姿态。此外,本发明实施例还提供一种航空器的外部环境监视系统的启动方法,在航空器的机体上电时,云台和相机即进入工作状态,并在启动时判断是否需要升级,若需要升级,由地面站传输升级文件数据至第一通信装置来对云台固件进行升级。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种航空器,其特征在于,包括机体和外部环境监视组件,所述外部环境监测组件包括云台、相机和第一通信装置,所述云台与所述机体连接,所述相机和所述第一通信装置设置在所述云台上,所述相机与所述第一通信装置通信连接,所述第一通信装置用于所述相机的实时图传以及接收所述云台的控制指令,所述机体设有第二通信装置,所述第二通信装置用于发送机体信息和接收机体操控指令。
2.根据权利要求1所述的航空器,其特征在于,所述第一通信装置和所述第二通信装置均为LTE通信模块。
3.根据权利要求1所述的航空器,其特征在于,所述外部环境监测组件还包括电源和云台控制板,所述云台控制板分别与所述电源、所述云台、所述第一通信装置连接,所述云台控制板用于为所述云台和所述第一通信装置供电,且所述云台控制板用于与所述云台和所述第一通信装置进行数据交互,所述云台控制板上设有外部通信接口。
4.根据权利要求3所述的航空器,其特征在于,所述云台控制板上设有云台控制MCU、第一CAN总线隔离器和第二CAN总线隔离器,所述第一CAN总线隔离器和所述第二CAN总线隔离器分别与所述MCU连接,所述第一CAN总线隔离器与所述云台连接,所述第二CAN总线隔离器与所述外部通信接口连接。
5.根据权利要求3所述的航空器,其特征在于,所述云台控制板上设有降压电路和稳压电路,所述降压电路与所述电源电连接,所述稳压电路与所述降压电路电连接。
6.根据权利要求3所述的航空器,其特征在于,所述云台包括输入接口板、姿态板、三个电机驱动板和三个电机,三个所述电机分别用于带动所述云台进行偏航运动、横滚运动和俯仰运动,一个电机通过一个所述电机驱动板与所述输入接口板连接,所述电机驱动板用于控制所述电机转动,所述姿态板用于对所述相机的姿态数据进行采样,所述输入接口板与所述云台控制板连接。
7.根据权利要求6所述的航空器,其特征在于,所述云台控制板、所述姿态板和所述电机驱动板之间通过总线互相通信,所述云台控制板与所述第一通信装置通过通信接口进行通信,所述相机与所述第一通信装置通过以太网进行通信,所述第一通信装置通过4G或WiFi与服务器/地面站进行通信。
8.根据权利要求3所述的航空器,其特征在于,还包括显示装置,所述显示装置设于所述机体内,所述显示装置与所述外部通信接口连接,所述显示装置用于所述机体内的乘客查看所述相机拍摄的图像。
9.一种航空器的外部环境监视系统,其特征在于,包括地面站和外部环境监视组件,外部环境监视组件包括云台、相机和第一通信装置,
所述云台用于与航空器连接并搭载所述相机和所述第一通信装置,且根据所述第一通信装置接收到的云台控制指令调整其姿态以适应不同的监视需求;
所述相机用于拍摄航空器外的图像;
所述第一通信装置用于将所述相机拍摄的图像传输至所述地面站,且用于接收所述地面站传输的云台控制指令;
所述地面站用于查看所述相机拍摄的图像,并且用于发送云台控制指令。
10.一种航空器的外部环境监视系统的固件OTA方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、机体上电,地面站与云台建立连接;
S2、地面站判断云台是否需要升级,若是,执行步骤S3至步骤S6,若否,云台正常运行;
S3、地面站发送升级命令和升级文件至云台;
S4、云台判断是否接收到升级命令,若是,执行步骤S5,若否,云台正常运行;
S5、云台擦除原有固件文件,并接收升级文件,将升级文件写入,然后跳转至S6;
S6、判断升级文件是否写入完成,若是,云台恢复正常运行,若否,继续写入。
11.根据权利要求10所述的航空器的外部环境监视系统的固件OTA方法,其特征在于,航空器的外部环境监视系统包括地面站和外部环境监视组件,外部环境监视组件包括云台控制板、第一通信装置和云台,云台上设有姿态板和三个电机板;
升级文件为APP固件文件;
在步骤S3中,地面站发送新的APP固件文件,并通过服务器转发至外部环境监视组件的第一通信装置中,并由第一通信装置将新的APP固件文件转发至云台控制板,新的APP固件文件暂时存储于云台控制板中;然后云台控制板判断接收新的APP固件文件是否完毕,若是,云台控制板发送升级命令和新的APP固件文件至云台,往云台的BKP寄存器写入升级标志魔数,若否,继续接收新的APP固件文件;
在步骤S4中,云台运行Boot-loader,判断BKP寄存器是否存在升级标志魔数,若是,跳转步骤S5,若否,云台跳转到APP固件正常运行;
在步骤S5中,云台擦除FLASH中原有的APP固件,从云台控制板接收新的APP固件文件,将新的APP固件文件依次写入相应的FLASH中,云台基于接收到的新的APP固件文件,依次升级其姿态板和三个电机板。
CN202210611803.5A 2022-05-31 2022-05-31 一种航空器及其外部环境监视系统、固件ota方法 Pending CN115174610A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210611803.5A CN115174610A (zh) 2022-05-31 2022-05-31 一种航空器及其外部环境监视系统、固件ota方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210611803.5A CN115174610A (zh) 2022-05-31 2022-05-31 一种航空器及其外部环境监视系统、固件ota方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115174610A true CN115174610A (zh) 2022-10-11

Family

ID=83482527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210611803.5A Pending CN115174610A (zh) 2022-05-31 2022-05-31 一种航空器及其外部环境监视系统、固件ota方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115174610A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105183515A (zh) * 2015-09-02 2015-12-23 深圳一电科技有限公司 云台固件升级的方法及装置
CN108170153A (zh) * 2017-12-19 2018-06-15 广州亿航智能技术有限公司 无人机飞行控制系统及其方法
CN108958774A (zh) * 2018-07-13 2018-12-07 深圳市道通智能航空技术有限公司 无人机系统中的模块升级方法及待升级模块
WO2019127094A1 (zh) * 2017-12-27 2019-07-04 深圳市大疆创新科技有限公司 无人机、无人机控制方法和装置
CN113805611A (zh) * 2021-09-24 2021-12-17 大连海事大学 一种基于三轴云台的视频稳像方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105183515A (zh) * 2015-09-02 2015-12-23 深圳一电科技有限公司 云台固件升级的方法及装置
CN108170153A (zh) * 2017-12-19 2018-06-15 广州亿航智能技术有限公司 无人机飞行控制系统及其方法
WO2019127094A1 (zh) * 2017-12-27 2019-07-04 深圳市大疆创新科技有限公司 无人机、无人机控制方法和装置
CN108958774A (zh) * 2018-07-13 2018-12-07 深圳市道通智能航空技术有限公司 无人机系统中的模块升级方法及待升级模块
CN113805611A (zh) * 2021-09-24 2021-12-17 大连海事大学 一种基于三轴云台的视频稳像方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D.LIUUU: "STM32单片机DFU升级固件的实现和BKP备份寄存器的使用", pages 1 - 2, Retrieved from the Internet <URL:https://blog.csdn.net/weixin_41349117/article/details/104550971#:~:text=MCU%E9%87%8D%E5%90%AF%E5%90%8E%E4%BC%9A%E8%BF%9B%E5%85%A5Bootloader%EF%BC%8C%E8%AF%BB%E5%8F%96BKP%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A8%E7%9A%84%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A80%E5%86%85%E7%9A%84%E6%95%B0%E6%8D%AE%E6%98%AF%E5%90%A6%E4%B8%BA0xbeef%EF%BC%8C%E5%A6%82%E6%9E%9C%E4%B8%8D%E6%98%AF%EF%BC%8C%E5%B0%B1%E8%B7%B3%E8%BD%AC%E8%87%B3APP%EF%BC%8C%E5%A6%82%E6%9E%9C%E6%98%AF%EF%BC%8C%E5%B0%B1%E8%BF%9B%E5%85%A5DFU%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%8D%87%E7%BA%A7%E5%9B%BA%E4%BB%B6%EF%BC%8C%E5%8D%87%E7%BA%A7%E5%AE%8C%E6%88%90%E5%90%8E%E5%B0%86%E5%AF%84%E5%AD%98%E5%99%A80%E5%86%99%E4%B8%BA%E5%85%B6%E4%BB%96%E5%80%BC, %28%E4%BE%8B%E5%A6%820x0000%29%20%E3%80%82> *
KEIRF: "Keirf/flashfloppy", pages 2823 - 2842, Retrieved from the Internet <URL:https://github.com/keirf/flashfloppy/blob/5854c43240a1aacfa69e6929ae838a41fc3f28e6/src/main.c#L1> *
崔昊杨: "《电力设备多源信息检测技术》", 30 July 2021, 上海交通大学出版社, pages: 24 - 25 *
无为扫地僧: "stm32f407 IAP带ucosii升级问题-iap升级ucosii", pages 1 - 2, Retrieved from the Internet <URL:https://blog.csdn.net/weixin_41080308/article/details/109593892> *
高晨: "《微机原理及单片机应用技术 第2版》", 30 August 2021, 西安电子科学技术大学出版社, pages: 177 - 178 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9789976B2 (en) Carrier having non-orthogonal axes
CN104995090A (zh) 有效负载安装平台
CN107344627B (zh) 一种安装于无人机的云台及控制方法
CN109398709B (zh) 外置式机载武器火控系统及使用方法
CN101151188A (zh) 无人驾驶直升机
WO2017166080A1 (zh) 执行状态指示方法、装置及无人机
CN105438492A (zh) 一体式云台相机和无人机
CN111213367B (zh) 一种负载的控制方法及装置
US12069376B2 (en) Image exposure method and device, unmanned aerial vehicle
CN113119085B (zh) 一种直升机飞行驾驶机器人系统
CN204350178U (zh) 云台系统
CN116353875A (zh) 基于三自由度电控调平的无人机起降平台及调平方法
WO2019239355A1 (en) Autonomous aerial vehicle system
CN109398716B (zh) 外置式机载控制系统
CN115174610A (zh) 一种航空器及其外部环境监视系统、固件ota方法
KR20230121479A (ko) 유선 드론 스테이션을 활용한 원격 감시 시스템
CN107690606B (zh) 云台、拍摄设备和无人飞行器
JP6918976B2 (ja) 変形可能な無人航空機に関するシステム及び方法
CN203264283U (zh) 用于航模飞机的惯性姿态平衡器
CN113905077B (zh) 一种基于LoRa的模块化无人机防抖云台系统
CN212887596U (zh) 一种带机械臂的移动机器人
CN106060357A (zh) 成像设备、无人机及机器人
CN215245518U (zh) 一种车载无人机及其控制系统
CN210191815U (zh) 无人机
CN203698655U (zh) 飞行器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination