CN204965192U - 一种无人机地面控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无人机地面控制系统，所述系统包括飞行模块、图像模块和操作模块；飞行模块，用于在地面设定无人机的飞行状态信息，使无人机根据飞行状态信息飞行；图像模块，用于在无人机飞行时采集图像视频信息，并将图像视频信息传输至地面进行显示；操作模块，用于根据飞行状态信息和图像视频信息，在地面向无人机发布操作指令，使设置在所述无人机上的相应设备执行相应操作。本实用新型提供的一种无人机地面控制系统，可以解决有效现有技术中人工操控无人机操控距离有限、操作难度大且喷洒效果不佳的问题。

Description

一种无人机地面控制系统

技术领域

本实用新型涉及无人机远程控制领域，具体涉及一种无人机地面站系统。

背景技术

无人机泛指一些无人驾驶的飞行器，随着近几年无人机技术的快速发展，无人机在农业病虫害防治领域得到了广泛应用，通过对农作物、树木等喷洒农药达到去除病虫害的作用，具有工作效率高、劳动强度低和喷洒均匀等优点。

在农业病虫害防治作业时，无人机携带农药对农作物、树木等进行喷洒，在近距离操作时，即在操控人员的目视范围内，操控人员可根据目视情况直接完成对无人机的操控；当作业面积较大，需要远距离操作时，无人机超出操控人员的目视范围或操控人员的视线遭到遮挡时，操控人员便难以根据目视情况继续操控该无人机。

此外，人工操控无人机进行喷洒作业时，操控人员需要同时控制多个控制量才能对无人机的飞行状态进行操控，操控人员要经过长时间的模拟训练才能够对无人机进行实际操作，并且实际操作的难度也相对较大，需要操控人员长时间集中精神。人工操控无人机时，也易受到外界的干扰，难以准确控制。

当利用无人机进行农药喷洒作业时，在这两种问题存在的情况下，操控人员对无人机的操控相对困难，不能根据实际情况实时精确调整无人机的飞行状态，这样无人机存在较大安全隐患，而且操控人员也难以掌握喷洒过程中农药的使用量，也难以根据农作物、树木等的实际病虫害情况进行针对性地喷洒，农药的喷洒效果不佳。

实用新型内容

本实用新型提供一种无人机地面控制系统，以解决现有技术中人工操控无人机操控距离有限、操作难度大且喷洒效果不佳的问题。

本实用新型提供一种无人机地面控制系统，所述系统包括飞行模块、图像模块和操作模块；

所述飞行模块，用于在地面设定无人机的飞行状态信息，使所述无人机根据所述飞行状态信息飞行；

所述图像模块，用于在所述无人机飞行时采集图像视频信息，并将所述图像视频信息传输至地面进行显示；

所述操作模块，用于根据所述飞行状态信息和所述图像视频信息，在地面向所述无人机发布操作指令，使设置在所述无人机上的相应设备执行相应操作。

作为本实用新型的优选方式，所述飞行模块包括飞行状态设定单元、飞行状态传输单元和飞行状态控制单元，所述飞行状态设定单元设定所述无人机的飞行状态信息，所述飞行状态传输单元将所述飞行状态信息传输至所述飞行状态控制单元，所述飞行状态控制单元根据所述飞行状态信息控制所述无人机飞行。

作为本实用新型的优选方式，所述飞行状态设定单元包括设置在地面上的计算机操作平台和BTU蓝牙模块，所述飞行状态传输单元包括设置在地面上的蓝牙发射设备和设置在所述无人机上的蓝牙接收设备，所述飞行状态控制单元包括设置在所述无人机上的飞行控制器。

作为本实用新型的优选方式，所述图像模块包括图像采集单元、图像传输单元和图像显示单元，所述图像采集单元在所述无人机飞行时采集图像视频信息，所述图像传输单元将所述图像视频信息传输至所述图像显示单元，所述图像显示单元显示所述图像视频信息。

作为本实用新型的优选方式，所述图像采集单元包括设置在所述无人机上的相机和IOSD控制器，所述图像传输单元包括设置在所述无人机上的图传发射机和设置在地面的图传接收机，所述图像显示单元包括设置在地面上的显示器。

作为本实用新型的优选方式，所述操作模块包括操作指令发射单元、操作指令传输单元和操作指令执行单元，所述操作指令发射单元接收需要所述无人机执行的操作指令信息，所述操作指令传输单元将所述操作指令信息传输至所述操作指令执行单元，所述操作指令执行单元根据所述操作指令信息使设置在所述无人机上的相应设备执行相应操作。

作为本实用新型的优选方式，所述操作指令发射单元包括设置在地面上的遥控操作杆，所述操作指令传输单元包括设置在地面上的无线发射设备和设置在所述无人机上的无线接收设备，所述操作指令执行单元包括设置在所述无人机上的控制设置在所述无人机上的相应设备执行相应操作的执行设备。

本实用新型提供的一种无人机地面控制系统，通过设置飞行模块在地面设定无人机的飞行状态信息，从而无人机根据该预设的飞行状态信息飞行，操作简便，容易准确控制，受外界干扰较小；通过设置图像模块在无人机飞行时采集图像视频信息并在地面进行显示，从而在远距离操作时，也可以掌握喷洒过程中农药的使用量，也可以掌握农作物、树木等的实际病虫害情况；从而操控人员可以根据实际情况实时精确调整无人机的飞行状态，还可以根据实际情况调整图像视频信息的采集过程，操控人员可以根据农作物、树木等的实际病虫害情况进行喷洒，使得农药的喷洒效果较佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种无人机地面控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种无人机地面控制系统的具体结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参照图1所示，本实用新型实施例公开了一种无人机地面控制系统，该系统包括飞行模块、图像模块和操作模块；其中，飞行模块，用于在地面设定无人机的飞行状态信息，使无人机根据该飞行状态信息飞行；图像模块，用于在无人机飞行时采集图像视频信息，并将图像视频信息传输至地面进行显示；操作模块，用于根据该图像视频信息和该飞行状态信息，在地面向无人机发布操作指令，使设置在所述无人机上的相应设备执行相应操作。

具体地，飞行模块包括飞行状态设定单元、飞行状态传输单元和飞行状态控制单元，飞行状态设定单元设定无人机的飞行状态信息，飞行状态传输单元将飞行状态信息传输至飞行状态控制单元，飞行状态控制单元根据飞行状态信息控制无人机飞行。

图像模块包括图像采集单元、图像传输单元和图像显示单元，图像采集单元在无人机飞行时采集图像视频信息，图像传输单元将图像视频信息传输至图像显示单元，图像显示单元显示图像视频信息。

操作模块包括操作指令发射单元、操作指令传输单元和操作指令执行单元，操作指令发射单元接收需要无人机执行的操作指令信息，操作指令传输单元将操作指令信息传输至操作指令执行单元，操作指令执行单元根据操作指令信息使设置在无人机上的相应设备执行相应操作。

参照图2所示，本实用新型实施例公开了一种无人机地面控制系统的具体结构。在本实施例中，飞行状态设定单元包括设置在地面上的计算机操作平台和BTU蓝牙模块，飞行状态传输单元包括设置在地面上的蓝牙发射设备和设置在无人机上的蓝牙接收设备，飞行状态控制单元包括设置在无人机上的飞行控制器。操控人员可以在计算机操作平台上根据喷洒作业区域预先设定无人机的飞行状态信息，设定完毕后，飞行状态信息通过BTU蓝牙模块传输至蓝牙发射设备，蓝牙发射设备进一步将这些飞行状态信息传输至蓝牙接收设备，蓝牙接收设备将接收到的飞行状态信息传输至飞行控制器，飞行控制器根据在计算机操作平台上设定的飞行状态信息控制无人机飞行。此外，计算机操作平台还具有无人机实时飞行显示、模拟飞行、语言提示、地理信息显示等功能，便于操控人员操作。计算机操作平台优选便携式平板电脑，便于携带，操作简便。

在本实施例中，图像采集单元包括设置在无人机上的相机和IOSD(飞行数据叠加)控制器，相机设置在云台上，图像传输单元包括设置在无人机上的图传发射机和设置在地面的图传接收机，图像显示单元包括设置在地面上的显示器。相机一般选择高清相机，相机一般安装多个，可以在无人机飞行时采集无人机下方区域内农作物、树木等的图像和视频，采集无人机前方区域内障碍物情况的图像和视频，还可以采集无人机上药箱内的农药的使用情况的图像和视频。相机采集到的这些图像和视频经过IOSD控制器处理成图像和视频数据，这些图像和视频数据由IOSD控制器传输至图传发射机，图传发射机进一步通过5.8G的高频电波将这些图像和视频数据传输至图传接收机，图传接收机将接收到的这些图像和视频数据传输至显示器，显示器将这些图像和视频数据还原为图像和视频后进行显示，从而操控人员可以实时掌握农作物、树木等的实际病虫害情况、前方障碍物情况以及农药的使用情况等。

在本实施例中，操作指令发射单元包括设置在地面上的遥控操作杆，操作指令传输单元包括设置在地面上的无线发射设备和设置在无人机上的无线接收设备，所述操作指令执行单元包括设置在无人机上的控制设置在无人机上的相应设备执行相应操作的执行设备。分别操作遥控操作杆可以实现设置在无人机上的相机的开关、云台的左右和俯仰调节以及喷洒泵的开关等功能，操作遥控操作杆产生的操作信号通过无线发射设备传输至无线接收设备，无线接收设备将接收到的操作信号传输至执行设备，执行设备根据操作信号控制相机的开关、云台的左右和俯仰调节以及喷洒泵的开关等。

在无人机起飞之前，操控人员根据喷洒区域在计算机操作平台预先设定无人机的飞行状态信息，其中飞行状态信息包括无人机的飞行航线和飞行速度等。无人机按照在计算机操作平台中设定的飞行状态信息飞行，在无人机起飞后，操控人员操作遥控操作杆向无人机发布开启相机的操作指令，相机开启后采集相关图像和视频，并传输至地面的显示器进行显示，同时操控人员可根据图像和视频显示的实际情况对云台的左右和俯仰进行调节，以使相机采集到更加合适的图像和视频。在通过对图像和视频观察或者目测到无人机飞临喷洒区域上空时，操控人员操作遥控操作杆向无人机发布开启喷洒泵的操作指令，喷洒泵开启后可对无人机下方区域内的农作物、树木等喷洒农药。

在无人机沿设定的飞行状态信息飞行的过程中，操控人员还可根据实际情况对飞行状态进行微调，如前方有障碍物时，适当调节无人机的航向使无人机进行规避；如无人机下方区域的病虫害较严重时，使无人机的飞行速度适当变慢，从而可对该区域进行充分喷洒，如无人机下方区域的病虫害较轻微时，使无人机的飞行速度适当变快，从而对该区域进行快速喷洒，可有效节省农药，这样分区域使得农药的喷洒效果较佳。操控人员可根据目测情况或借助地面上的显示器显示的图像和视频信息，实现对无人机的飞行状态的微调。

在无人机作业完毕、药箱内的农药用尽或者该区域不需要喷洒时，操控人员操作遥控操作杆向无人机发布关闭喷洒泵的操作指令，喷洒泵关闭。在无人机作业完毕或药箱内的农药用尽需要返回时，操控人员可在计算机操作平台临时修改预设的无人机的飞行状态信息，使无人机按照新的飞行状态信息飞行并顺利返回，在无人机降落之前操作遥控操作杆向无人机发布关闭相机的操作指令，相机关闭。

本实用新型实施例公开的一种无人机地面控制系统，在地面设定无人机的飞行状态信息，从而无人机根据该预设的飞行状态信息飞行，不需要操控人员一直操控，操作简便，容易准确控制，受外界干扰较小；还可以在地面实时观察到农作物、树木等的实际病虫害情况及障碍物情况，还可以实时掌握农药的使用量，便于操控人员根据实际情况操控无人机；同时，操控人员可以根据实际情况实时精确调整无人机的飞行状态，可以根据实际情况调整图像视频信息的采集过程，还可以根据农作物、树木等的实际病虫害情况进行喷洒，使得农药的喷洒效果较佳。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无人机地面控制系统，其特征在于，所述系统包括飞行模块、图像模块和操作模块；

所述飞行模块，用于在地面设定无人机的飞行状态信息，使所述无人机根据所述飞行状态信息飞行；

所述图像模块，用于在所述无人机飞行时采集图像视频信息，并将所述图像视频信息传输至地面进行显示；

所述操作模块，用于根据所述飞行状态信息和所述图像视频信息，在地面向所述无人机发布操作指令，使设置在所述无人机上的相应设备执行相应操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述飞行模块包括飞行状态设定单元、飞行状态传输单元和飞行状态控制单元，所述飞行状态设定单元设定所述无人机的飞行状态信息，所述飞行状态传输单元将所述飞行状态信息传输至所述飞行状态控制单元，所述飞行状态控制单元根据所述飞行状态信息控制所述无人机飞行。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述飞行状态设定单元包括设置在地面上的计算机操作平台和BTU蓝牙模块，所述飞行状态传输单元包括设置在地面上的蓝牙发射设备和设置在所述无人机上的蓝牙接收设备，所述飞行状态控制单元包括设置在所述无人机上的飞行控制器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像模块包括图像采集单元、图像传输单元和图像显示单元，所述图像采集单元在所述无人机飞行时采集图像视频信息，所述图像传输单元将所述图像视频信息传输至所述图像显示单元，所述图像显示单元显示所述图像视频信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述图像采集单元包括设置在所述无人机上的相机和IOSD控制器，所述图像传输单元包括设置在所述无人机上的图传发射机和设置在地面的图传接收机，所述图像显示单元包括设置在地面上的显示器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述操作模块包括操作指令发射单元、操作指令传输单元和操作指令执行单元，所述操作指令发射单元接收需要所述无人机执行的操作指令信息，所述操作指令传输单元将所述操作指令信息传输至所述操作指令执行单元，所述操作指令执行单元根据所述操作指令信息使设置在所述无人机上的相应设备执行相应操作。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述操作指令发射单元包括设置在地面上的遥控操作杆，所述操作指令传输单元包括设置在地面上的无线发射设备和设置在所述无人机上的无线接收设备，所述操作指令执行单元包括设置在所述无人机上的控制设置在所述无人机上的相应设备执行相应操作的执行设备。