CN206584232U - 一种无人机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无人机系统，包括远程控制端、飞行器和公网服务器；其中，远程控制端包括通信模块和配对模块；远程控制端通过通信模块接入互联网，并与公网服务器连接；配对模块用于初始化时与飞行器进行配对操作以及获取和保存飞行器的设备唯一标识符，并设定飞行器的参数；飞行器包括wifi通信模块，飞行器通过wifi通信模块接入互联网，并与公网服务器连接；公网服务器用于与远程控制端和飞行器交互数据，并进行处理。本实用新型中飞行器通过wifi接入网络，公网服务器提供寻址等服务，使得远程控制端可以从网络的任何位置对飞行器进行控制并与飞行器进行信息交互。

Description

一种无人机系统

技术领域

本实用新型属于无人机控制领域，具体涉及一种无人机系统。

背景技术

现在无人机的基本构成包括飞行器和地面控制系统，地面控制系统是操作者与飞行器进行有效沟通的枢纽。一方面，操作者通过地面控制系统对飞行器进行控制，地面控制系统将操作者的控制指令利用无线电方式发送到飞行器，控制飞行器执行操作；另一方面，飞行器将采集到的信息实时反馈给地面控制系统从而提供给操作者，或将采集到的信息暂存在飞行器自备的存储系统中，等到需要时再将采集到的信息提供给操作者。

地面控制系统和飞行器之间的通信基本通过2.4GHZ等无线频率进行通信，通信距离受到限制，并且无线频率易受干扰，这些缺陷都可能导致地面控制系统无法远程控制飞行器。

另外，目前飞行器基本都是由飞行器的拥有者或者使用者来操作控制，但在某些情况下，使用者可能无法控制地面控制系统，例如使用者让飞行器跟拍自己的滑雪过程。现有的办法是利用飞行器自带的程序，利用图像识别和定位等技术对使用者进行自动跟拍，但这种自动跟拍相对而言还是比较机械，灵活性不够，无法取代人类的艺术拍摄；如果由使用者之外的其他人控制飞行器进行拍摄，可能会由于通信距离的限制，而不能正常控制飞行器。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无人机系统，具体的技术方案如下。

一种无人机系统，包括远程控制端、飞行器和公网服务器；

其中，远程控制端包括通信模块和配对模块；远程控制端通过通信模块接入互联网，并与公网服务器连接；配对模块用于初始化时与飞行器进行配对操作以及获取和保存飞行器的设备唯一标识符，并设定飞行器的参数；

飞行器包括wifi通信模块，飞行器通过wifi通信模块接入互联网，并与公网服务器连接；

公网服务器用于与远程控制端和飞行器交互数据，并进行处理。

进一步地，公网服务器包括监听模块、地址解析交换模块和信息转发模块；监听模块用于监听飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求，并将飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求发送给地址解析交换模块；地址解析交换模块用于对接收到的飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求进行地址解析和保存，并将解析的飞行器的地址信息发送给远程控制端和/或将解析的远程控制端的地址信息发送给飞行器；信息转发模块用于转发信息。

进一步地，公网服务器还包括第一认证模块，第一认证模块用于对发送接入请求的远程控制端进行认证，认证合法后，公网服务器将认证合法的远程控制端所请求的飞行器对应的地址信息返回给该远程控制端；和/或，第一认证模块用于对发送的心跳包的飞行器进行认证。

进一步地，公网服务器还包括发布模块和存储模块，存储模块用于存储从飞行器获取的信息，发布模块用于将该存储模块中存储的信息发布给被授权的设备或应用。

进一步地，飞行器还包括第三认证模块，用于对发起连接的远程控制端进行认证。

进一步地，公网服务器还包括配置模块，用于对飞行器的参数进行配置和存储。

进一步地，飞行器还包括无线充电电池模块。

进一步地，所述远程控制端为手机、电脑、VR设备或者装有通信模块的地面控制系统。

本实用新型的有益效果：飞行器通过wifi接入网络，公网服务器提供寻址等服务，使得远程控制端可以从网络的任何位置对飞行器进行控制并与飞行器进行信息交互。并且在飞行器和远程控制端无法通过点对点直接进行信息交互时或因为某些应用的需求，公网服务器还提供信息转发服务。再者，公网服务器还可以提供信息的存储，被授权的外部设备可以通过公网服务器获取信息。另外，公网服务器还可以实现多个控制端的选择和控制，使得在同一时间仅有一个控制端对飞行器进行控制，避免发生指令冲突的情况。

附图说明

图1是本实用新型实施例提出的无人机系统的结构框图。

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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。需要说明的是，文中用到的“第一”、“第二”等术语没有具体的含义，仅是为了从表述上对不同部件进行区分。

实施例1：

本实用新型提出的无人机系统如图1所示，包括远程控制端、飞行器和公网服务器。

其中，远程控制端包括通信模块和配对模块。

远程控制端通过通信模块接入互联网，并与公网服务器连接。

配对模块用于初始化时与飞行器进行配对操作以及获取飞行器的设备唯一标识符，并将获取到的飞行器的设备唯一标识符保存在远程控制端，例如保存在远程控制端的存储模块中。设备唯一标识符可以是MAC地址。另外，配对模块还对飞行器所需接入wifi的密码等信息进行配置。所述配对模块可以通过扫码、wifi直连、蓝牙直连等方式与飞行器进行信息交互配对。

远程控制端可以为手机、电脑或者VR(virtual reality，虚拟现实)设备等智能设备，也可以为装有通信模块的地面控制系统。

飞行器包括wifi通信模块，飞行器通过wifi通信模块接入互联网，并与公网服务器连接。

公网服务器包括监听模块、地址解析交换模块和信息转发模块。

监听模块用于监听飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求，并将飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求发送给地址解析交换模块。

地址解析交换模块用于对接收到的飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求进行解析，其中，通过解析飞行器的心跳包可以获取飞行器的ip地址信息、设备唯一标识符和在线状态，通过解析远程控制端的接入请求可以获取远程控制端的ip地址信息、设备唯一标识符以及远程控制端所请求控制的飞行器对应的设备唯一标识符。所述ip地址信息包括ip地址，必要时还可以包括端口号。根据远程控制端所请求控制的飞行器对应的设备唯一标识符即可查找到该飞行器对应的ip地址信息。将远程控制端所请求的飞行器对应的ip地址信息返回给远程控制端。接收到飞行器ip地址信息的远程控制端向飞行器发起连接操作，从而建立远程控制端与飞行器之间的直接点对点信息交互链路。通过该信息交互链路，远程控制端可以控制飞行器的飞行以及控制飞行器上的设备，该设备例如为信息采集设备，信息采集设备例如为摄像头；远程控制端还可以获取或接收飞行器上的设备采集到的信息，例如摄像头拍摄到的图像。

信息转发模块用于在飞行器和远程控制端无法建立直接的点对点信息交互链路时或因为某些应用的需求，飞行器和远程控制端的信息交互或飞行器与某些应用的信息交互将通过公网服务器的信息转发模块完成。例如，在飞行器和远程控制端无法建立直接的点对点信息交互链路时，可以将操作者通过远程控制端发出的控制飞行器的信息转发给飞行器，也可以将飞行器传回的信息转发给远程控制端。在某些应用场景中，例如利用飞行器进行网络直播时，此时参与网络直播的客户端可以为多个，一般来说，参与网络直播的客户端为被授权客户端；在这种场景下，飞行器实时拍摄到的画面交由公网服务器的信息转发模块转发给参与网络直播的多个客户端。

本实施例中无人机系统的工作过程如下。

使用前，通过远程控制端的配对模块对飞行器和远程控制端进行配对，设置飞行器接入wifi所需的信息，并获取飞行器的设备唯一标识符，将获取到的飞行器的设备唯一标识符保存在远程控制端。

工作时，远程控制端通过通信模块接入互联网，与公网服务器连接，并将接入请求发送给公网服务器，飞行器通过wifi通信模块接入互联网，与公网服务器连接，并将心跳包发送给公网服务器；公网服务器的监听模块监听到飞行器的心跳包或者远程控制端的接入请求后，将监听到的飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求发送给公网服务器的地址解析交换模块进行解析，从心跳包中解析飞行器的设备唯一标识符及其对应的ip地址信息，并根据心跳包发送的间隔时间，标识该飞行器是否在线，将这些信息都存于公网服务器的数据库中。公网服务器将根据远程控制端所请求控制的飞行器设备唯一标识符对数据库进行索引查询，把对应的ip地址信息或者在线状态信息返回给远程控制端，接收到飞行器ip地址信息的远程控制端向在线的飞行器发起连接操作，从而建立远程控制端与飞行器之间的直接点对点信息交互链路。

在飞行器和远程控制端无法建立直接的点对点信息交互链路时或因为某些应用的需求，飞行器和远程控制端的各种信息交互将通过公网服务器的信息转发模块完成。

当然，本领域技术人员知晓，地址解析交换模块也可以将远程控制端的ip地址信息发送给飞行器，由飞行器向远程控制端发起连接操作。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上在公网服务器增加了身份认证的功能。

公网服务器还可以包括第一认证模块，第一认证模块用于对发送接入请求的远程控制端进行认证，认证合法后，公网服务器将认证合法的远程控制端所请求的飞行器对应的ip地址信息返回给该远程控制端。

所述认证可以是通过远程控制端的设备唯一标识符(例如MAC地址)进行认证的方式和/或通过账户和密码进行认证的方式。配对好的飞行器和远程控制端的设备唯一标识符可以预先关联地保存在公网服务器。

通过远程控制端的设备唯一标识符(例如MAC地址)进行认证时，公网服务器会预先存储合法远程控制端的设备唯一标识符。

通过账户和密码进行认证时，使用者需预先设定账户和密码，并将账户和密码关联地保存在公网服务器中。

第一认证模块也可用于对发送的心跳包的飞行器进行认证，在飞行器生产或销售或者飞行器激活时，将合法的设备唯一标识和/或验证秘钥等验证所需信息存于公网服务器及飞行器中，只有通过认证的飞行器所发送的心跳包，才会在公网服务器的数据库中建立认证飞行器的地址索引和状态等信息。

另外，在实施例1描述的通过公网服务器的信息转发模块进行信息转发的应用中，第一认证模块还可以对请求信息转发模块转发信息的设备进行身份认证。

实施例3：

本实施例在上述各实施例的基础上增加了信息共享的功能。

公网服务器还可以包括第二认证模块和存储模块，存储模块用于存储从飞行器获取的信息，第二认证模块用于对访问该存储模块中存储的信息的设备进行身份认证。

当有设备或应用希望访问公网服务器的存储模块中存储的信息时，公网服务器的第二认证模块对发出信息获取请求的设备或应用进行身份认证，并根据该设备或应用的身份开放相应的访问权限。

认证方式可以采取通过账户和密码进行认证的方式，或者通过账户和密码以及设备唯一标识符进行认证的方式。

所述设备可以是远程控制端，也可以是外部设备或应用，例如可以是希望获取飞行器工作参数以进行飞行器性能分析的研究人员的电脑。公网服务器还可以包括发布模块，所述发布模块用于主动发布或者推送信息给相应的设备或者应用。

当然，上述第二认证模块的功能也可以通过第一认证模块来实现。

实施例4：

本实施例在前述各实施例的基础上在飞行器增加了身份认证的功能。

飞行器还可以包括第三认证模块，用于对发起连接的远程控制端进行认证。

认证方式可以是通过与发起连接的远程控制端有关的标识信息进行认证的方式，也可以通过账户和密码进行认证的方式，为了进一步提高安全性，可以同时采用这两种方式，也可以在这两种方式上增加其他认证手段。与发起连接的远程控制端有关的标识信息包括设备唯一标识符，还可以进一步包括ip地址信息等。

通过与公网服务器发送请求，或者公网服务器主动提供的方式，飞行器将预先获得与发起连接的远程控制端有关的标识信息等。

通过账户和密码进行认证时，飞行器中预先存储有账户和密码的信息。

实施例5：

本实施例在前述各实施例的基础上在公网服务器增加了参数配置功能。

公网服务器还可以包括配置模块，用于对飞行器的参数进行配置和存储。所述配置例如可以提供对多个远程控制端的控制优先级进行设置或修改，并在多个远程控制端同时针对同一飞行器发出接入请求时提供与控制优先级相对应的控制策略服务，防止产生控制冲突。控制策略包括但不限于，优先级高的远程控制端可以随时获得对飞行器的控制权，或者优先级低的远程控制端可以通过公网服务器向优先级高的远程控制端请求获得对飞行器的控制权。

另外，还可以通过配置模块设定不同设备对于存储模块中存储信息的访问或者推送权限，例如，根据设备的权限，将相应的信息发布给不同的设备或者应用。

实施例6：

本实施例在前述各实施例的基础上在飞行器增加了无线充电功能。

飞行器还可以包括无线充电电池模块，当飞行器的电量低于阈值时，飞行器根据预先设定的程序自动返航到无线充电设备所覆盖的范围中，通过无线充电设备对无线充电电池模块进行无线充电。

下面结合上述实施例对无人机系统的应用场景进行示例性描述，本领域技术人员根据这些示例性描述，可以知晓无人机系统还可以应用在其他场景。

场景1：

在目前智能安防系统中，一般摄像头都为固定安放模式，其监控的范围受限，导致目前的智能安防系统很难进行全面监控。采用本实用新型提出的无人机系统，在有异常情况发生或者需要主动查询某区域的情况时，操作者可通过远程控制端发出指令，遥控带摄像头等信息采集设备的飞行器对整个家居环境进行信息搜集。

结合自动返航、无线充电等技术，使得飞行器可重复使用，从而解决飞行器在这种场景下续航时间短的问题。

场景2：

现在无人机系统也可以大量使用在远程看房买房中，但基本都是由中介或售房人操控带摄像头等信息采集设备的飞行器对房屋情况进行拍摄，可能不能让看房者完全满意。采用本实用新型提出的无人机系统，可以允许看房者将自己的手机、电脑或VR设备作为远程控制端控制飞行器，以看房者的角度进行拍摄和信息采集。

场景3：

本实用新型提出的无人机系统还可以应用在家居环境下，将带摄像头等信息采集设备的飞行器放置家中，操作者可以通过互联网远程控制飞行器，全方位拍摄家中的信息，不再是以前的定点收集，甚至可对家中的一些电器设备进行可视控制，如控制空调，操作者可以通过远程控制端控制飞行器上的红外发射器对传统的空调进行设置，并且通过飞行器上的摄像头可以看到是否设置成功。

场景4：

本实用新型提出的无人机系统还可以应用在滑雪等运动的跟拍中，滑雪者可随身携带一个接入互联网的WiFi热点，飞行器即可接入互联网，拍摄者操作远程控制端即可对滑雪者进行各种角度的拍摄。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (8)

1.一种无人机系统，其特征在于，包括远程控制端、飞行器和公网服务器；

其中，远程控制端包括通信模块和配对模块；远程控制端通过通信模块接入互联网，并与公网服务器连接；配对模块用于初始化时与飞行器进行配对操作以及获取和保存飞行器的设备唯一标识符，并设定飞行器的参数；

飞行器包括wifi通信模块，飞行器通过wifi通信模块接入互联网，并与公网服务器连接；

公网服务器用于与远程控制端和飞行器交互数据，并进行处理。

2.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，公网服务器包括监听模块、地址解析交换模块和信息转发模块；监听模块用于监听飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求，并将飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求发送给地址解析交换模块；地址解析交换模块用于对接收到的飞行器的心跳包和远程控制端的接入请求进行地址解析和保存，并将解析的飞行器的地址信息发送给远程控制端和/或将解析的远程控制端的地址信息发送给飞行器；信息转发模块用于转发信息。

3.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，公网服务器还包括第一认证模块，第一认证模块用于对发送接入请求的远程控制端进行认证，认证合法后，公网服务器将认证合法的远程控制端所请求的飞行器对应的地址信息返回给该远程控制端；和/或，第一认证模块用于对发送的心跳包的飞行器进行认证。

4.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，公网服务器还包括发布模块和存储模块，存储模块用于存储从飞行器获取的信息，发布模块用于将该存储模块中存储的信息发布给被授权的设备或应用。

5.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，飞行器还包括第三认证模块，用于对发起连接的远程控制端进行认证。

6.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，公网服务器还包括配置模块，用于对飞行器的参数进行配置和存储。

7.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，飞行器还包括无线充电电池模块。

8.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，所述远程控制端为手机、电脑、VR设备或者装有通信模块的地面控制系统。