CN207133659U - 一种无人飞行器远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人飞行器远程控制系统，包括云端服务器、远程控制端和至少一无人飞行器；所述无人飞行器通过无线网络将其飞行数据发送至云端服务器，所述云端服务器将飞行数据处理后发送至远程控制端，所述远程控制端根据处理后的飞行数据生成控制指令，并将所述控制指令通过云端服务器发送至无人飞行器以控制其飞行动作。简化了无人机与地面的通信链路，一个远程控制端可以同时控制多个无人飞行器，在具有移动通信信号的区域能够距离无限制通信，提高了使用的便捷性和安全性。

Description

一种无人飞行器远程控制系统

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人飞行器远程控制系统。

背景技术

无人飞行器是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人飞行器技术的快速发展，无人飞行器已经在多个领域发挥出越来越大的优势。现有技术中无人飞行器和地面站进行无线通信，用户通过地面站来控制无人飞行器飞行，地面站将所获取的无人飞行器飞行信息通过移动终端发送至远程服器，通过远程服务器实现对无人飞行器监控。

但是，地面站与无人飞行器间的无线传输距离有限，传输距离短且效率低，不能实现对无人飞行器远程实时操控，然而，对于危险性较高的安防、救灾、灭火等行业应用，远程实时操控无人飞行器尤为重要。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种无人飞行器远程控制系统，能够远程监控无人飞行器，使用方便。

为了达到上述技术效果，本实用新型包括以下技术方案：一种无人飞行器远程控制系统，包括云端服务器、远程控制端和至少一无人飞行器；所述无人飞行器通过无线网络将其飞行数据发送至云端服务器，所述云端服务器将飞行数据处理后发送至远程控制端，所述远程控制端根据处理后的飞行数据生成控制指令，并将所述控制指令通过云端服务器发送至无人飞行器以控制其飞行动作。

进一步地，所述无人飞行器包括飞行控制模块、飞行管理模块和飞行数据采集装置，所述飞行控制模块与飞行管理模块信号连接，所述飞行数据采集装置连接在飞行控制模块上。

进一步地，所述飞行管理模块内包括处理器和移动通信模块，所述处理器与所述飞行控制模块连接。

进一步地，所述飞行管理模块内还包括分别与处理器连接的SD存储模块以及接口模块。

进一步地，所述移动通信模块为4G模块且所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，所述无人飞行器通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接；所述云端服务器通过互联网与所述远程控制端连接。

进一步地，所述飞行管理模块上连接有载荷、视觉传感器、测距传感器以及辅助导航系统，所述载荷、视觉传感器、测距传感器以及辅助导航系统的输出端分别与飞行管理模块中处理器的输入端连接，所述飞行管理模块中处理器的输出端与飞行控制模块的输入端连接。

进一步地，所述载荷为云台、摄像机或探测仪中的至少一种。

进一步地，所述载荷通过CAN接口、COM接口、PWM接口、HDMI接口、USB接口或LAN接口中的一种与飞行管理模块中的处理器连接；所述视觉传感器通过HDMI接口、USB接口或LAN接口中的一种与所述飞行管理模块中的处理器连接；所述测距传感器通过CAN接口或COM接口与所述飞行管理模块中的处理器连接；所述辅助导航系统通过CAN接口与所述飞行管理模块中的处理器连接；所述飞行管理模块与飞行控制模块之间通过CAN接口或COM接口连接。

进一步地，所述飞行控制模块上还连接有动力系统，所述动力系统包括螺旋桨、电机和电调，所述电调与电机连接，所述电机连接螺旋桨；所述飞行数据采集模块包括惯性测量模块和GPS模块；所述惯性测量模块和GPS模块分别通过CAN接口与所述飞行控制模块连接，所述电调通过PWM接口与所述飞行控制模块连接。

进一步地，所述远程控制端为通过网络与云端服务器连接的手机、Pad、手提电脑和台式电脑的一种。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本实用新型所提供的无人飞行器远程控制系统，通过无线连接方式将无人飞行器的飞行数据传送至云端服务器，云端服务器将处理后的飞行数据传送给远程控制端，远程控制端根据飞行数据生成控制指令并发送给云端服务器，云端服务器能够识别控制指令并将控制指令发送给对应的无人飞行器，简化了无人机与地面的通信链路，一个远程控制端可以同时控制多个无人飞行器，在具有移动通信信号的区域能够距离无限制通信，提高了使用的便捷性和安全性。

附图说明，

图1为本实用新型实施例一所提供的无人飞行器远程控制系统结构框图；

图2为本实用新型实施例二所提供的无人飞行器远程控制系统结构框图；

图3为本实用新型实施例二所提供的无人飞行器远程控制系统中无人飞行器的结构框图。

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，下面将结合本实用 新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

本实用新型实施例一提供了一种无人飞行器远程控制系统，参阅图1，本实用新型实施例提供的无人飞行器远程控制系统结构框图，包括云端服务器、远程控制端和至少一无人飞行器；各无人飞行器分别通过无线网络将其飞行数据发送至云端服务器，云端服务器将飞行数据处理后发送至远程控制端，远程控制端根据处理后的飞行数据生成控制指令，并将所述控制指令通过云端服务器发送至无人飞行器以控制其飞行动作。

其中，所述飞行数据包括如下至少一种：无人飞行器的变量标识、飞行时间、相对起飞点的水平距离、相对起飞点的高度、水平方向速度、垂直方向速度、GPS信号质量及搜星数、电压、动力情况等。所述无人飞行器的变量标识可以为无人飞行器的ID。

所述控制指令包含用于标识无人飞行器的变量标识以及如下至少一种：飞行航向控制指令、飞行高度控制指令、飞行速度控制指令、返航指令、飞行位置控制指令。

所述云端服务器通过互联网将所获取的无人飞行器的飞行数据发送给远程控制端，以使远程控制端根据无人飞行器的实时飞行数据监控无人飞行器的运动轨迹，并对其进行定位，同时监控无人飞行器是否处于安全状态。

所述远程控制端在对无人飞行器进行监控的同时，向云端服务器发送用于控制相应无人飞行器的控制指令，云端服务器所获取的控制指令中包括无人机飞行器的变量标识，云端服务器内预先存储有各无人飞行器的变量标识和地址标识，当云端服务器接收到远程控制端所发送的控制指令时，能够根据控制指令中携带的变量标识获知无人机的地址标识，然后根据地址标识将控制指令发送至对应的无人飞行器，实现了一个远程控制端控制多个无人飞行器。例如，云端服务器根据A号无人飞行器的地址标识将控制指令发送至A号无人飞行器，其中A号无人飞行器内的移动通信模块内设有地址标识。无人飞行器根据控制指令执行飞行操作，各个无人飞行器所接收到的控制指令不同，则执行的操作不同，例如，A号无人飞行器接收到返航指令后，执行返航操作；B号无人飞行器接收到减速指令后，降低飞行速度；C号无人飞行器接收到降落指令后，执行降落操作。

本实施例通过无线连接方式将无人飞行器的飞行数据传送至云端服务器，云端服务器将处理后的飞行数据传送给远程控制端，远程控制端可以对多个无人飞行器进行远程监控。

另外，本实施例中，云端服务器将将飞行数据发送至远程控制端之前，先验证远程控制端是否有权限控制无人飞行器，在通过验证的情况下，建立云端服务器远程控制端间的通信连接，从而将无人飞行器的飞行数据发送至远程控制端，相对比无条件的通信连接关系，提高了通信的安全性和无人飞行器飞行的稳定性。具体地，云端服务器先获取用户信息，所获取的用户信息为用户在远程控制端的用户界面上所输入的登录名和登录密码，远程控制端将所获取的用户信息发送至云端服务器，云端服务器内预先存储有权限通过该用户控制的无人飞行器的变量标识，该变量标识可以为无人飞行器ID。云端服务器根据远程控制端发送的用户信息、预先存储的用户信息以及所获取的无人飞行器的飞行数据中携带的变量标识，可以确定该用户是否有权限控制所述无人飞行器。

在实用新型实施例二提供了一种无人飞行器远程控制系统，参阅图2，本型实施例提供的无人飞行器远程控制系统结构框图以及图3，无人飞行器的结构框图，在图1基础上，本实施例中，各无人飞行器包括飞行控制模块、飞行管理模块和飞行数据采集装置，飞行管理模块内包括处理器和移动通信模块，所述处理器与所述飞行控制模块连接。飞行管理模块内置操作系统，linux或android，飞行控制模块处理器，型号为I.MX6Q，所述飞行控制模块是无人飞行器的核心，通过飞行数据采集模块、遥控器接收机等接入飞控主系统，从而实现无人机自主飞行功能，其中飞行数据采集模块包括GPS模块以及惯性测量模块等。所述惯性测量模块用于采集无人机的飞行状态信息，包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压计、三轴磁罗盘等。飞行控制模块直接影响飞行控制系统的稳定性，决定着无人机整个飞行过程的安全性。

云端服务器用于存储、处理以及转发无人机信息、控制端用户信息、控制指令等。

飞行数据采集模块将采集到的飞行数据通过飞行管理模块内的移动通信模块以及蜂窝移动网络传送至云端服务器，云端服务器对飞行数据进行存储或处理，然后将处理后的飞行数据发送至远程控制端，以供远程控制端监控，同时，远程控制端发出控制指令给云端服务器，云端服务器将控制指令发送给对应的无人飞行器，控制无人飞行器飞行。

在本实施例中，进一步地，所述飞行管理模块内还包括分别与处理器连接的SD存储模块以及接口模块。所述接口模块为CAN接口、COM接口、HDMI接口、LAN接口以及USB接口中的一种或多种。SD存储模块、USB接口用于数据记录及导出，可以存储无人机飞行的相关数据，用户可以根据存储的数据分析飞行状态质量。

所述移动通信模块为4G模块且所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，所述无人飞行器通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接；所述云端服务器通过互联网与所述远程控制端连接。

所述飞行管理模块上连接有载荷、视觉传感器、测距传感器以及辅助导航系统，所述载荷、视觉传感器、测距传感器以及辅助导航系统的输出端分别与飞行管理模块中处理器的输入端连接，所述飞行管理模块中处理器的输出端与飞行控制模块的输入端连接，其中，所述载荷为云台、摄像机或探测仪中的至少一种。该飞行管理模块能够实现辅助导航定位、载荷管理、图象采集以及任务规划等功能，并可以将各任务载荷所获取的数据经处理器处理后通过移动网络发送至云端服务器，通过云端服务器传送至远程控制端，例如将高清数字化视频流传到远程控制端。

在本实施例中，所述载荷通过CAN接口、COM接口、PWM接口、HDMI接口、USB接口或LAN接口中的一种与飞行管理模块中的处理器连接；所述视觉传感器通过HDMI接口、USB接口或LAN接口中的一种与所述飞行管理模块中的处理器连接；所述测距传感器通过CAN接口或COM接口与所述飞行管理模块中的处理器连接；所述辅助导航系统通过CAN接口与所述飞行管理模块中的处理器连接；所述飞行管理模块与飞行控制模块之间通过CAN接口或COM接口连接。

另外，所述飞行控制模块上还连接有动力系统，所述动力系统包括螺旋桨、电机和电调，所述电调与电机连接，所述电机连接螺旋桨；所述飞行数据采集模块包括惯性测量模块和GPS模块；所述惯性测量模块和GPS模块分别通过CAN接口与所述飞行控制模块连接，所述电调通过PWM接口与所述飞行控制模块连接。所述惯性测量模块用于采集无人机的飞行状态信息，包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压计、三轴磁罗盘等。飞行控制模块直接影响飞行控制系统的稳定性，决定着无人机整个飞行过程的安全性。

进一步地，所述远程控制端为通过网络与云端服务器连接的手机、ipad、手提电脑和台式电脑的一种。能够显示无人飞行器的飞行数据、控制指令以及用于登录所述云端服务器的用户界面，例如，远程控制端接收到云端服务器发送的无人飞行器的飞行数据后，将该信息显示在远程控制端的显示屏上，或者将远程控制端用户所下发的控制指令显示在显示屏上，以供用户查看，远程控制端内设置有操作系统，基于该操作系统可以安装应用软件APP，远程控制端上的显示屏可以显示该应用软件提供的用于登录所述云端服务器的界面。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种无人飞行器远程控制系统，其特征在于，包括云端服务器、远程控制端和至少一无人飞行器；所述无人飞行器通过无线网络将其飞行数据发送至云端服务器，所述云端服务器将飞行数据处理后发送至远程控制端，所述远程控制端根据处理后的飞行数据生成控制指令，并将所述控制指令通过云端服务器发送至无人飞行器以控制其飞行动作。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述无人飞行器包括飞行控制模块、飞行管理模块和飞行数据采集装置，所述飞行控制模块与飞行管理模块信号连接，所述飞行数据采集装置连接在飞行控制模块上。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述飞行管理模块内包括处理器和移动通信模块，所述处理器与所述飞行控制模块连接。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述飞行管理模块内还包括分别与处理器连接的SD存储模块以及接口模块。

5.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述移动通信模块为4G模块且所述移动通信模块通过基站与蜂窝移动网络相连，所述无人飞行器通过移动通信模块、蜂窝移动网络与云端服务器建立无线连接；所述云端服务器通过互联网与所述远程控制端连接。

6.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述飞行管理模块上连接有载荷、视觉传感器、测距传感器以及辅助导航系统，所述载荷、视觉传感器、测距传感器以及辅助导航系统的输出端分别与飞行管理模块中处理器的输入端连接，所述飞行管理模块中处理器的输出端与飞行控制模块的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述载荷为云台、摄像机或探测仪中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述载荷通过CAN接口、COM接口、PWM接口、HDMI接口、USB接口或LAN接口中的一种与飞行管理模块中的处理器连接；所述视觉传感器通过HDMI接口、USB接口或LAN接口中的一种与所述飞行管理模块中的处理器连接；所述测距传感器通过CAN接口或COM接口与所述飞行管理模块中的处理器连接；所述辅助导航系统通过CAN接口与所述飞行管理模块中的处理器连接；所述飞行管理模块与飞行控制模块之间通过CAN接口或COM接口连接。

9.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述飞行控制模块上还连接有动力系统，所述动力系统包括螺旋桨、电机和电调，所述电调与电机连接，所述电机连接螺旋桨；所述飞行数据采集模块包括惯性测量模块和GPS模块；所述惯性测量模块和GPS模块分别通过CAN接口与所述飞行控制模块连接，所述电调通过PWM接口与所述飞行控制模块连接。

10.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述远程控制端为通过网络与云端服务器连接的手机、Pad、手提电脑和台式电脑的一种。