CN203117728U - 无人机单兵便携地面控制站系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无人机单兵便携地面控制站系统，包括控制计算机以及分别与其连接的飞行控制模块、数字传输模块、图像传输模块、视觉视频单元、监控模块单元，数字传输模块与第一定向/全向增益天线连接，图像传输模块与第二定向/全向增益天线连接；由控制计算机收/发出的控制信号传送至飞行控制模块，再由控制计算机把数字控制信号传输至数字传输模块，该模块负责将数字控制信号通过无线电发射至空中无人机；图像传输模块接收到无人机实时作业数据图像后传输至控制计算机，无人机飞行实时数据由监控模块单元进行实时收集，并将收集的数据输入至控制计算机。本实用新型具有携带方便，易于野外复杂环境下快速架设快速回收，性能良好、结实耐用的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及飞行控制系统，特别是无人机单兵便携地面控制站系统。
背景技术
随着无人机技术的飞速发展，而地面控制站作为无人机的大脑核心，集实时采集、分析遥测数据、发送遥控指令、自动导航、实时监控飞行数据、实时显示飞行数据，动态显示探测现场环境以及遥测经纬度数据实时记录等功能于一体的多功能综合系统，是无人机系统的核心组成部分，直接影响整个系统的性能。
无人机大多工作于野外山区或海洋等复杂环境，探测飞行区域较大，飞行距离远，对地面控制站系统要求较高，而传统无人机地面控制站系统各模块间集成度低，大多数情况下是现场将要使用的模块临时组合起来调试使用，携带不方便，安装接线过程繁琐，各模块极容易损坏，飞行调试过程相对复杂，且高空远距离遥控效果不够稳定不够理想，也无法开发出更多使用功能。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种功能全面，携带方便，易于野外复杂环境下快速架设快速回收，性能良好、结实耐用的无人机单兵便携地面控制站系统。
为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案：
一种无人机单兵便携地面控制站系统，包括控制计算机以及分别与其连接的飞行控制模块、数字传输模块、图像传输模块、视觉视频单元、监控模块单元，数字传输模块与第一定向/全向增益天线连接，图像传输模块与第二定向/全向增益天线连接；
飞行控制模块与控制计算机相互通信，由控制计算机收/发出的控制信号传送至飞行控制模块，再由控制计算机把数字控制信号传输至数字传输模块，由数字传输模块负责将数字控制信号通过第一定向/全向增益天线以无线电发射至空中无人机；图像传输模块通过第二定向/全向增益天线接收到无人机实时作业数据图像后传输至控制计算机，由控制计算机将信号分配至视觉视频单元，无人机飞行实时数据由监控模块单元进行实时收集，并将收集的数据输入至控制计算机。
还包括地面站控制箱，所述控制箱的外箱体为三防外箱体。
所述的三防外箱体为ABS工程塑料混合聚丙烯异分子材料,成分为丙烯腈—丁二烯—苯乙烯塑料。
云台操作和控制计算机的外围设备分别与控制计算机相连接。
该系统由实现从无人机飞行控制系统接收遥测数据，并发送控制命令的数字传输模块，接收无人机机载任务云台相机、摄像机或其他数据采集设备采集图片图像视频数据的图像传输模块，地面站控制计算机控制无人机完成自动导航、航线任务规划、飞行数据监控、无人机作业遥测数据处理，保证控制计算机正常工作的外围设备、电力系统及为各模块提供安装载体的三防外箱体组成。
本实用新型具有以下优点和积极效果：
1、本便携式地面控制站外箱体采用ABS工程塑料混合聚丙烯异分子材料，成分为丙烯腈—丁二烯—苯乙烯塑料，具有防水、防火和抗震以及极强的抗压能力并通过IP67认证的三防安全箱体，所有模块设备均安装在安全箱体内，能适应各种恶劣环境下保护箱体内各个部件的安全工作，结实耐用；
2、本便携式地面控制站采用抗干扰能力强、传输距离远、自动跳频、误码错码率极低的双向数字传输电台和专门针对远距离传输而设计的高性能高质量的无线图像传输系统，地面控制站系统实现了飞行数据下载和控制命令上传，具有实时航迹显示、航线规划、飞行状态监控与控制、虚拟仪表显示当前飞行状态和实时显示无人机当前姿态信息判断无人机飞行状态，实现了高空远距离自动导航飞行，提高了操作飞行的可靠性；
3、本便携式地面控制站的显示屏采用军工级高亮度液晶屏，相对于传统液晶屏可以在白天野外环境下清楚看清当前遥测数据，图像传输模块接收/发射设备通过视频换算压缩算法减少空中传输延时问题，信号到达地面站图像传输接收模块后进行高清还原计算，并显示在显示屏上从而得到无人机实时传回的作业视频数据及无人机仿真驾驶视觉感受。
本实用新型具有优良的便携性和机动性，而且野外作业架设快速简单、环境适应性强、功能齐全，能应用于固定翼、旋翼、多旋翼、滑翔机、飞艇等各种无人飞行器，并在功能强大的同时，优化了系统结构，结实耐用，使用起来灵活方便，安装维修容易。
附图说明
图1为本实用新型实施例的系统组成方框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但不是对本实用新型的限定。
实施例：
如图1所示，一种无人机单兵便携地面控制站系统，包括控制计算机1以及分别与其连接的飞行控制模块2、数字传输模块3、图像传输模块4、视觉视频单元6、监控模块单元7，数字传输模块3与第一定向/全向增益天线21连接，图像传输模块4与第二定向/全向增益天线连接22。
飞行控制模块2与控制计算机1相互通信，内含控制软件的控制计算机1收/发出的控制信号传送至飞行控制模块2，再由控制计算机1把数字控制信号传输至数字传输模块3，由数字传输模块3负责将数字控制信号通过第一定向/全向增益天线21以无线电发射至空中无人机；图像传输模块4接收到无人机实时作业数据图像后通过第二定向/全向增益天线22传输至控制计算机1，由控制计算机1将信号分配至视觉视频单元6，控制计算机1、飞行控制模块2、数字传输模块3、图像传输模块4设置在地面站控制箱23中；
地面站各个单元模块供电由电源电力系统5提供，该电源系统能使用内置电源及外接交流电供给控制计算机1、飞行控制模块2、数字传输模块3、图像传输模块4、视觉视频单元6、监控模块单元7，电源电力系统5设置在地面站控制箱23中；
无人机飞行实时数据由监控模块单元7进行实时收集，并将收集的数据输入至控制计算机1，监控模块单元7设置在地面站控制箱23中。
具体地，数字传输模块3包括数据接收/发射模块12和与所述数据接收/发射模块12连接的第一滤波放大器模块11，数据接收/发射模块12与控制计算机1连接，第一滤波放大器模块11与第一定向/全向增益天线21连接，数据接收/发射模块12、第一滤波放大器模块11设置在地面站控制箱23内。
图像传输模块4包括图像接收/解码模块16和与图像接收/解码模块16相连的第二滤波放大器模块15，图像接收/解码模块16与控制计算机1连接，第二滤波放大器模块15与第二定向/全向增益天线22连接，第二滤波放大器模块15、图像接收/解码模块16设置在地面站控制箱23内。
监控模块单元7包括飞行数据监控模块13和与飞行数据监控模块13连接的监控显示屏14，飞行数据监控模块13与控制计算机1连接，飞行数据监控模块13、监控显示屏14设置在地面站控制箱23内。
视觉视频单元6包括图像放大器17和与图像放大器17相连接的图像显示屏18，图像放大器17与控制计算机1连接，图像放大器17、图像显示屏18设置在地面站控制箱23内。
显示屏采用军工级高亮度液晶屏，相对于传统液晶屏可以在白天野外环境下清楚看清当前遥测数据，图像传输模块接收/发射设备通过视频换算压缩算法减少空中传输延时问题，信号到达地面站图像传输接收模块后进行高清还原计算，并显示在显示屏上从而得到无人机实时传回的作业视频数据及无人机仿真驾驶视觉感受。
飞行控制模块2包括与控制计算机1相连接的定位模块8、姿态解算模块9和数据采集模块10，定位模块8、姿态解算模块9和数据采集模块10设置在地面站控制箱23内，本例的定位模块8为GPS定位模块。
电源电力系统5包括电池组19和交流电源组20，并与控制计算机1、飞行控制模块2、数字传输模块3、图像传输模块4、视觉视频单元6、监控模块单元7相连接提供电力。
云台操作和控制计算机1的外围设备分别与控制计算机1相连接。
地面站控制箱23的外箱体为三防外箱体，三防外箱体为ABS工程塑料混合聚丙烯异分子材料，成分为丙烯腈—丁二烯—苯乙烯塑料，具有防水、防火和抗震以及极强的抗压能力并通过IP67认证的三防安全箱体，所有模块设备均安装在安全箱体内，能适应各种恶劣环境下保护箱体内各个部件的安全工作，结实耐用。
本便携式地面控制站采用抗干扰能力强、传输距离远、自动跳频、误码错码率极低的双向数字传输电台和专门针对远距离传输而设计的高性能高质量的无线图像传输系统，地面控制站系统实现了飞行数据下载和控制命令上传，具有实时航迹显示、航线规划、飞行状态监控与控制、虚拟仪表显示当前飞行状态和实时显示无人机当前姿态信息判断无人机飞行状态，实现了高空远距离自动导航飞行，提高了操作飞行的可靠性，能应用于固定翼、旋翼、多旋翼、滑翔机、飞艇等各种无人飞行器。
Claims (5)
1.一种无人机单兵便携地面控制站系统，其特征在于：包括控制计算机以及分别与其连接的飞行控制模块、数字传输模块、图像传输模块、视觉视频单元、监控模块单元，数字传输模块与第一定向/全向增益天线连接，图像传输模块与第二定向/全向增益天线连接；
飞行控制模块与控制计算机相互通信，由控制计算机收/发出的控制信号传送至飞行控制模块，再由控制计算机把数字控制信号传输至数字传输模块，由数字传输模块负责将数字控制信号通过第一定向/全向增益天线以无线电发射至空中无人机；图像传输模块通过第二定向/全向增益天线接收到无人机实时作业数据图像后传输至控制计算机，由控制计算机将信号分配至视觉视频单元，无人机飞行实时数据由监控模块单元进行实时收集，并将收集的数据输入至控制计算机。
2.根据权利要求1所述的无人机单兵便携地面控制站系统，其特征在于：所述的数字传输模块包括数据接收/发射模块和与所述数据接收/发射模块连接的第一滤波放大器模块，数据接收/发射模块与控制计算机连接，第一滤波放大器模块与第一定向/全向增益天线连接。
3.根据权利要求1所述的无人机单兵便携地面控制站系统，其特征在于：所述的图像传输模块包括图像接收/解码模块和与图像接收/解码模块相连的第二滤波放大器模块，图像接收/解码模块与控制计算机连接，第二滤波放大器模块与第二定向/全向增益天线连接。
4.根据权利要求1所述的无人机单兵便携地面控制站系统，其特征在于：所述的飞行控制模块包括与控制计算机相连接的定位模块、姿态解算模块和数据采集模块。
5.根据权利要求1所述的无人机单兵便携地面控制站系统，其特征在于：还包括地面站控制箱，所述控制箱的外箱体为三防外箱体。
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