CN204925801U - 一种可切换通信方式的无人机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用提供一种可切换通信方式的无人机控制系统。该系统包括无人机和地面控制子系统，地面控制子系统包括用于输入无人机操作控制指令的电脑和智能移动终端、用于切换控制模式并根据控制模式输出控制指令的切换模块以及第一无线数传模块；切换模块包括主控芯片以及与主控芯片连接的USB接口和蓝牙接口，电脑通过数据线与USB接口连接，智能移动终端通过蓝牙与蓝牙接口连接，主控芯片还与第一无线数传模块连接；无人机包括第二无线数传模块、第一GPS模块以及飞行控制器，飞行控制器分别与第二无线数传模块和所述第一GPS模块连接。本实用新型能够增加智能移动终端通过蓝牙操控无人机时的控制距离，并能够实现随意切换智能移动终端或电脑对无人机进行控制。

Description

一种可切换通信方式的无人机控制系统

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，尤其涉及一种可切换通信方式的无人机控制系统。

背景技术

随着传感器及智能硬件技术的发展，无人机控制技术在近几年有了很快的发展，无人机的智能操控也越来越多样化。无人机操控方式主要有三种：一种是，通过遥控器实现无人机的控制，这种控制方式需要操作者有较强的操作技巧，同时操作比较频繁让人容易疲惫，成本较高；第二种是通过电脑安装的无人机地面站控制软件来实现对无人机的控制，这种控制方式需要在电脑上执行，操作过程中需要使用鼠标键盘等外部设施，由于电脑的体积较大、不便移动，而无人机飞行一般都在户外，因此设备搬动给操作带来很大的不便。第三种是通过智能移动终端来实现对无人机的控制的方式，但是这种方式需要通过蓝牙进行无线传输，而又由于蓝牙传输的距离较近，因此其存在操作控制距离较近的问题。综上，现有技术中无人机控制方式存在成本较高、操作不便以及操作范围受限的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种可切换通信方式的无人机控制系统，旨在解决现有技术中无人机控制方式存在的成本较高、操作不便以及操作范围较小的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种可切换通信方式的无人机控制系统，包括无人机和与所述无人机通信连接，用于控制所述无人机的地面控制子系统，其中：

所述地面控制子系统包括用于输入无人机操作控制指令的电脑和智能移动终端、用于切换控制模式并根据所述控制模式输出控制指令的切换模块以及用于将所述控制指令上传至所述无人机的第一无线数传模块；所述切换模块包括主控芯片以及与所述主控芯片连接的USB接口和蓝牙接口；所述电脑通过数据线与所述USB接口连接，所述智能移动终端通过蓝牙与所述蓝牙接口连接，所述主控芯片还与所述第一无线数传模块连接；

所述无人机包括用于接收所述控制指令的第二无线数传模块、用于对所述无人机进行定位的第一GPS模块以及用于对所述第二无线数传模块接收到的控制指令和所述第一GPS模块的定位信息进行处理，并根据处理后的信息控制无人机飞行的飞行控制器；所述飞行控制器分别与所述第二无线数传模块和所述第一GPS模块连接。

在本实用新型实施例所述的可切换通信方式的无人机控制系统中，所述无人机还包括航拍云台，所述航拍云台与所述飞行控制器连接。

在本实用新型实施例所述的可切换通信方式的无人机控制系统中，所述主控芯片包括依次连接的用于存储控制模式及各项参数及航点内容的存储单元、用于读取所述控制模式及各项参数及航点内容的读取单元、用于根据所述控制模式采集所述蓝牙接口或者所述USB接口连接状态以及所述第一无线数传模块接收到的数传数据，并对采集到的状态信息和数传数据进行滤波处理的信号采集及滤波单元、用于对滤波处理后的状态信息和数传数据进行数据融合以输出控制信号的数据融合单元、用于根据所述控制信号判断控制模式的判断单元、用于根据所述判断单元的判断结果读取所述智能移动终端或者电脑输出的控制指令的指令获取单元，用于对所述控制指令进行编码或者对所述第一无线数传模块接收到的数传数据进行解码的数据编码和解码单元；所述信号采集及滤波单元还与所述USB接口、所述蓝牙接口连接和所述数据编码和解码单元连接，所述指令获取单元还与所述USB接口和所述蓝牙接口连接，所述数据编码和解码单元还与所述第一无线数传单元和所述存储单元相连。

在本实用新型实施例所述的可切换通信方式的无人机控制系统中，所述切换模块还包括与所述存储单元连接，用于切换所述存储单元中存储的控制模式的按键单元。

在本实用新型实施例所述的可切换通信方式的无人机控制系统中，所述切换模块还包括用于初始化所述存储单元存储的控制模式及各项参数及航点的初始化单元。

在本实用新型实施例所述的可切换通信方式的无人机控制系统中，所述切换模块还包括与所述判断单元连接，用于显示当前控制模式的显示单元。

在本实用新型实施例所述的可切换通信方式的无人机控制系统中，所述显示单元为LED灯。

在本实用新型实施例所述的可切换通信方式的无人机控制系统中，所述智能移动终端还包括用于对所述移动终端进行定位的第二GPS模块，所述第二GPS模块与所述智能移动终端的蓝牙模块连接。

在本实用新型实施例所述的可切换通信方式的无人机控制系统中，所述智能移动终端为具有蓝牙的手机或者IPAD。

实施本实用新型实施例提供的可切换通信方式的无人机控制系统具有以下有益效果：

本实用新型实施例设计的切换模块可以随时切换选择蓝牙数据或者电脑地面站控制软件实现对无人机控制的无线传输系统，该系统使得蓝牙传输和数传电台传输相结合增加了蓝牙操控无人机的控制距离和随时选择电脑控制或手机控制的实时性，有效的提高了操控无人机的简便性和时效性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的可切换通信方式的无人机控制系统的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的可切换通信方式的无人机控制系统中切换模块内部的具体结构框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型实施例提供的可切换通信方式的无人机控制系统的结构框图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图1所示，本实施例提供的可切换通信方式的无人机控制系统包括无人机2和与所述无人机2通信连接，用于控制所述无人机2的地面控制子系统1，其中：

所述地面控制子系统1包括用于输入无人机2操作控制指令的电脑12和智能移动终端11、用于切换控制模式并根据所述控制模式输出控制指令的切换模块13以及用于将所述控制指令上传至所述无人机2的第一无线数传模块14；所述切换模块13包括主控芯片133以及与所述主控芯片133连接的USB接口132和蓝牙接口131，所述电脑12通过数据线与所述USB接口132连接，所述智能移动终端11通过蓝牙与所述蓝牙接口131连接，所述主控芯片133还与所述第一无线数传模块14连接；

所述无人机2包括用于接收所述控制指令的第二无线数传模块21、用于对所述无人机2进行定位的第一GPS模块22以及用于对所述第二无线数传模块21接收到的控制指令和所述第一GPS模块22的定位信息进行处理并根据处理后的信息控制无人机2飞行的飞行控制器23，所述飞行控制器23分别与所述第二无线数传模块21和所述第一GPS模块22连接。

可选的，在本实施例中，所述无人机2还包括航拍云台24，所述航拍云台24与所述飞行控制器23连接。

需要说明的是，在本实施例中，智能移动终端11和电脑12上均安装有无人机2地面站控制软件，所述控制软件具有参数调节、飞行轨迹设置、航线规划、自动起飞以及自动降落等地面控制功能。当无人机2上设置有航拍云台24时，所述控制软件上还可包括尺度拉杆，所述飞行控制器23可根据所述尺度拉杆控制所述航拍云台24调整角度，以进行全景拍照。

可选的，在本实施例中，所述智能移动终端11还包括用于对所述移动终端进行定位的第二GPS模块，所述第二GPS模块与所述智能移动终端11的蓝牙模块连接。这样智能移动终端11即可将自身的位置信息通过蓝牙发送至切换模块13，再由切换模块13将智能移动终端11的定位信息通过第一无线数传单元上传至无人机2，使无人机2的飞行控制器23利用智能移动终端11的定位信息控制无人机2自动跟随智能移动终端11。进一步的，本实施例中所述智能移动终端11包括但不限于具有蓝牙的手机、IPAD等智能终端设备。

图2示出了本实用新型实施例提供的可切换通信方式的无人机控制系统中切换模块13内部的具体结构框图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图2所示，在本实施例中，所述主控芯片133包括依次连接的用于存储控制模式及各项参数和航点的存储单元1331、用于读取所述控制模式及各项参数和航点的读取单元1332、用于根据所述控制模式采集所述蓝牙接口131或者所述USB接口132连接状态以及所述第一无线数传模块14接收到的数传数据，并对采集到的状态信息和数传数据进行滤波处理的信号采集及滤波单元1333、用于对滤波处理后的状态信息和数传数据进行数据融合以输出控制信号的数据融合单元1334、用于根据所述控制信号判断控制模式的判断单元1335、用于根据所述判断单元1335的判断结果读取所述智能移动终端11或者电脑12输出的控制指令的指令获取单元1336，用于对所述控制指令进行编码或者对所述第一无线数传模块14接收到的数传数据进行解码的数据编码和解码单元1337；所述信号采集及滤波单元1333还与所述USB接口132、所述蓝牙接口连接和所述数据编码和解码单元1337连接，所述指令获取单元1336还与所述USB接口132和所述蓝牙接口131连接，所述数据编码和解码单元1337还与所述第一无线数传单元和所述存储单元1331相连。进一步的，所述切换模块13还包括与所述存储单元1331连接，用于切换所述存储单元1331中存储的控制模式的按键单元134。进一步的，所述切换模块13还包括用于初始化所述存储单元1331存储的控制模式的初始化单元1330。

在本实施例中，系统首次使用时，所述存储模块中存储的控制模式默认为电脑12控制模式，在使用过程中用户可通过按键单元134切换存储模块中存储的控制模式；当系统在使用了一段时间后，用户也可以通过初始化单元1330将存储模块中存储的控制模式初始化为系统默认的控制模式。

进一步的，在本实施例中，所述切换模块13还包括与所述判断单元1335连接，用于显示当前控制模式的显示单元136，判断单元1335可以根据判断结果控制显示单元136进行相应的状态显示。例如，当显示单元136为LED灯时，若当前控制模式为手机控制模式，那么判断单元1335则控制所述LED灯处于常亮状态，若当前控制模式为电脑12控制模式时，那么判断单元1335则控制LED以1秒一次的频率进行闪烁，若当前数传通信故障，那么判断单元1335则控制LED灯快速闪烁。

以下结合图1和图2详细阐述本实用新型实施例提供的可切换通信方式的无人机控制系统的工作过程：

本实用新型实施例中地面控制系统的工作过程如下：当地面控制子系统1上电时，切换模块先读取内部存储单元1331中存储的控制模式、参数设置以及航点等内容，并且检测当前控制模式等是否与存储单元1331存储的内容相符，如有变动则将最新的控制模式、参数以及航点等内容初始化到存储单元1331中。然后由地面控制子系统1会根据存储单元1331中的控制模式调整USB接口132和蓝牙接口131131的连接状态，然后由读取单元1332读取存储单元1331中存储的控制模式，并将所述控制模式发送至信号采集及滤波单元1333，由信号采集及滤波单元1333根据所述控制模式采集USB接口132和蓝牙接口131131的连接状态以及所述第一无线数传模块14接收到的数传数据，并对采集到的状态信息和数传数据进行滤波处理，再由数据融合单元1334对滤波处理后的状态信息和数传数据进行数据融合以输出控制信号，最后判断单元1335根据所述控制信号判断无人控制系统的当前控制模式，并使指令获取单元1336根据当前控制模式读取所述智能移动终端11或者电脑12输出的控制指令，最后由数据编码和解码单元1337对所述控制指令进行编码后通过第一无线数传模块14上传至无人机2，使无人机2的飞行控制器23根据所述控制指令控制无人机2飞行，需要说明的是在上述过程用户可随时通过按键单元134切换可切换通信方式的无人机控制系统的控制模式，若判断单元1335在中途判断出控制模式发生变化，例如若判断出控制模式由电脑12控制模式切换为智能移动终端11控制模式，则控制指令获取模块从之前的读取USB接口132的控制指令改变为读取蓝牙接口131131的控制指令，且判断模块还可以根据判断出的控制模式控制显示单元136进行相应的状态显示，至此完成地面控制功能。

本实用新型实施例中无人机的工作过程如下：当无人机2上电时，飞行控制器23会进行初始化，然后读取第一GPS模块22的定位数据和无人机2的飞行数据，然后对对读取到的定位数据和飞行数据进行滤波处理，并根据处理后的数据计算得出无人机的飞行姿态，并将定位信息和计算得出的飞行姿态进行编码后通过第二无线数传模块21将编码后的信息下发至地面控制子系统1，同时飞行控制器23会对第二无线数传模块21接收到的控制指令进行解码，并根据解码后的控制指令调整无人机2的飞行姿态以达到设定的控制效果或者控制航拍云台24执行相应的转动角度，至此完成无人机2飞行部分控制功能。

综上，可以看出本实用新型实施例设计的切换模块可以随时切换选择蓝牙数据或者电脑地面站控制软件实现对无人机控制的无线传输系统，该系统使得蓝牙传输和数传电台传输相结合增加了蓝牙操控无人机的控制距离和随时选择电脑控制或手机控制的实时性，有效的提高了操控无人机的简便性和时效性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可切换通信方式的无人机控制系统，其特征在于，包括无人机和与所述无人机通信连接，用于控制所述无人机的地面控制子系统，其中：

所述地面控制子系统包括用于输入无人机操作控制指令的电脑和智能移动终端、用于切换控制模式并根据所述控制模式输出控制指令的切换模块以及用于将所述控制指令上传至所述无人机的第一无线数传模块；所述切换模块包括主控芯片以及与所述主控芯片连接的USB接口和蓝牙接口；所述电脑通过数据线与所述USB接口连接，所述智能移动终端通过蓝牙与所述蓝牙接口连接，所述主控芯片还与所述第一无线数传模块连接；

所述无人机包括用于接收所述控制指令的第二无线数传模块、用于对所述无人机进行定位的第一GPS模块以及用于对所述第二无线数传模块接收到的控制指令和所述第一GPS模块的定位信息进行处理，并根据处理后的信息控制无人机飞行的飞行控制器；所述飞行控制器分别与所述第二无线数传模块和所述第一GPS模块连接。

2.如权利要求1所述的可切换通信方式的无人机控制系统，其特征在于，所述无人机还包括航拍云台，所述航拍云台与所述飞行控制器连接。

3.如权利要求1所述的可切换通信方式的无人机控制系统，其特征在于，所述主控芯片包括依次连接的用于存储控制模式及各项参数和航点的存储单元、用于读取所述控制模式的读取单元、用于根据所述控制模式采集所述蓝牙接口或者所述USB接口连接状态以及所述第一无线数传模块接收到的数传数据，并对采集到的状态信息和数传数据进行滤波处理的信号采集及滤波单元、用于对滤波处理后的状态信息和数传数据进行数据融合以输出控制信号的数据融合单元、用于根据所述控制信号判断控制模式的判断单元、用于根据所述判断单元的判断结果读取所述智能移动终端或者电脑输出的控制指令的指令获取单元，用于对所述控制指令进行编码或者对所述第一无线数传模块接收到的数传数据进行解码的数据编码和解码单元；所述信号采集及滤波单元还与所述USB接口、所述蓝牙接口连接和所述数据编码和解码单元连接，所述指令获取单元还与所述USB接口和所述蓝牙接口连接，所述数据编码和解码单元还与所述第一无线数传单元和所述存储单元相连。

4.如权利要求3所述的可切换通信方式的无人机控制系统，其特征在于，所述切换模块还与所述存储单元相连，用于切换所述存储单元中存储的控制模式的按键单元。

5.如权利要求4所述的可切换通信方式的无人机控制系统，其特征在于，所述切换模块还包括用于初始化所述存储单元存储的控制模式及各项参数和航点的初始化单元。

6.如权利要求5所述的可切换通信方式的无人机控制系统，其特征在于，所述切换模块还包括与所述判断单元连接，用于显示当前控制模式的显示单元。

7.如权利要求6所述的可切换通信方式的无人机控制系统，其特征在于，所述显示单元为LED灯。

8.如权利要求1所述的可切换通信方式的无人机控制系统，其特征在于，所述智能移动终端还包括用于对所述移动终端进行定位的第二GPS模块，所述第二GPS模块与所述智能移动终端的蓝牙模块连接。

9.如权利要求1所述的可切换通信方式的无人机控制系统，其特征在于，所述智能移动终端为带有蓝牙的手机或者IPAD。