CN209103155U - 一种无人机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机系统，用于执行任务区域内的任务，任务区域划分为若干子区域；系统包括若干无人机、若干地面站以及控制平台，地面站与子区域一一对应，且地面站与无人机一一对应通信连接；地面站获取来自控制平台的执行指令，获取执行指令的地面站根据执行指令控制对应的无人机执行相应子区域内的任务。单个无人机独享与相应地面站之间的带宽，可充分满足大数据量的传输，且各无人机飞行的子区域相对较小，滞空时间较长；可在较大任务区域范围内较佳地实现无人机任务，如广域监控。

Description

一种无人机系统

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机系统。

背景技术

无人机现在的应用越来越广泛，在航拍、侦察、公安/消防/交通/应急救援、海关边防/海监巡查、实时转播/现场监控、电力巡线/管道巡线、植保等都得到了广泛应用。对于较大范围区域的无人机巡航监控来说，目前存在的组网技术有以下几种。

第一种是由一架无人机作为中继，通过WIFI与其他多架无人机组网，以扩大数据传输距离和覆盖面积；但是作为中继的无人机与地面站之间带宽有限，无法将所有无人机的实时高清图像同时发往地面，同时地面站也没法同时对所有无人机进行控制操作。

第二种是分散部署多台地面站，控制无人机飞行，当无人机检测到与某地面站通讯信号好的时候，就切换到与这一个地面站的连接上来。但是该方案需要无人机与多台地面站之间做网络切换，实现起来很复杂；而且由于电量的限制无人机覆盖的区域较小。

第三种是通过公用的3/4/5G网络来控制无人机，进行远距离控制无人机飞行和实时的视频监控，该方案需要利用移动通讯的基站与无人机进行通讯；但是无人机一般飞行高度会比基站高，基站的信号一般是横向发射，所以基站与无人机之间信号会大概率不好，直接影响无人机的控制与视频传输。

因此，如何在较大范围区域较佳地实现无人机任务，如巡航监控、喷洒农药等已成为亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供无人机系统，能够较佳地实现较大范围区域的无人机任务，如巡航监控、喷洒农药等。

本实用新型实施例采用如下技术方案实现：

一种无人机系统，所述无人机系统用于执行任务区域内的任务，所述任务区域被划分为若干子区域；所述系统包括：

若干无人机；

若干地面站，所述若干地面站与所述若干子区域一一对应，且所述若干地面站与所述若干无人机一一对应通信连接；以及

控制平台，所述控制平台与所述若干地面站均通信连接；

所述控制平台用于向各所述地面站发送执行指令，各所述地面站用于根据执行指令控制对应的无人机，各所述无人机用于根据对应地面站的控制在相应子区域内执行任务。

在一些实施例中，所述若干地面站间隔分布于所述任务区域，且相邻两地面站之间的距离不大于第一预设距离。

在一些实施例中，所述若干地面站等间隔地分布于所述任务区域。

在一些实施例中，所述无人机包括控制模块和连接于控制模块的通信单元、定位模块；

所述控制模块用于通过所述通信单元从与所述无人机对应的地面站获取相应子区域的信息；

所述控制模块还用于根据所述定位模块的定位信息控制所述无人机在所述相应子区域内飞行。

在一些实施例中，所述无人机用于根据对应执行指令中预设飞行范围的信息飞行；所述无人机在所述相应子区域内飞行时，与对应的地面站之间的距离不大于第二预设距离。

在一些实施例中，所述若干地面站通过至少一个基站连接于所述控制平台。

在一些实施例中，所述若干地面站各自通过一个基站连接于所述控制平台，或者：

所述若干地面站中有至少两个地面站通过一个基站连接于所述控制平台。

在一些实施例中，所述若干地面站通过以太网连接于所述控制平台。

在一些实施例中，所述地面站与对应的无人机通过所述地面站与对应的无人机通过点对点模式的无线通信方式或5G通信方式连接。

在一些实施例中，所述控制平台包括终端以及用于与所述终端通信连接的服务器，所述若干地面站与所述服务器通信连接；

所述服务器用于从所述终端获取控制信息，以及根据所述控制信息向各所述地面站发送执行指令。

在一些实施例中，若所述无人机中出现需要协同作业的无人机，所述需要协同作业的无人机对应的地面站或者所述控制平台发送协同指令给协同地面站，所述协同地面站为除了所述需要协同作业的无人机对应的地面站以外的地面站中的至少一个；所述协同地面站用于根据所述协同指令调整所述协同地面站对应无人机飞行的范围。

在一些实施例中，需要协同工作的无人机对应的地面站与所述协同地面站之间的距离不大于协同距离阈值。

相比现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：通过将任务区域被划分为若干子区域，将无人机与各子区域对应的地面站一一对应通信连接，各地面站将从控制平台获取的执行指令发送至与地面站相应的无人机，以使无人机根据执行指令控制对应的无人机执行相应子区域内的任务；单个无人机独享与相应地面站之间的带宽，可充分满足大数据量的传输，且各无人机飞行的子区域相对较小，滞空时间较长；可在较大任务区域范围内较佳地实现无人机任务，如广域监控。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例的无人机系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的另一无人机系统的结构示意图；

图3为无人机系统应用场景的结构示意图；

图4为无人机系统中地面站的结构示意图；

图5为无人机系统中无人机的结构示意图；

图6为无人机系统执行协同工作时的第一实施例示意图；

图7为无人机系统执行协同工作时的第二实施例示意图；

图8为无人机系统执行协同工作时的第三实施例示意图；

图9为无人机系统控制方法的第一实施例流程示意图；

图10为无人机系统控制方法的第二实施例流程示意图；

图11为无人机系统控制方法的第三实施例流程示意图；

图12为无人机系统控制方法的第四实施例流程示意图；

图13为无人机系统控制方法的第五实施例流程示意图；

图14为无人机系统控制方法的第六实施例流程示意图；

图15为无人机系统控制方法的第七实施例流程示意图；

图16为无人机系统控制方法的第八实施例流程示意图；

图17为无人机系统控制方法的第九实施例流程示意图；

图18为无人机系统控制方法的第十实施例流程示意图；

图19为无人机系统控制方法的第十一实施例流程示意图；

图20为无人机系统控制方法的第十二实施例流程示意图；

图21为本实用新型实施例的地面站的结构示意图；

图22为本实用新型实施例的控制平台的结构示意图。

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互组合，均在本实用新型的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图1和图2所示为无人机系统的结构示意图。无人机系统用于执行任务区域内的任务。在一些可行的实施例中，无人机系统可用于执行高速公路、边境、城市交通等狭长地域场景下的任务；在一些其他可行的实施例中，无人机系统也可用于执行草原、山区等场景下的较大范围地域内的任务，如农场喷洒农药等。无人机系统还需要对无人机进行控制。下面以无人机系统对高速公路进行监控为例进行说明。其中，任务区域被划分为若干子区域。

如图3所示，在本实施例中，将一段30公里长的高速公路长度作为任务区域，且该区域被划分为三个子区域M1-M3。优选地，三个子区域M1-M3的长度相等或者是面积范围相等。可以理解地，三个子区域M1-M3的长度为10公里。

如图1-图3所示，无人机系统包括若干无人机10、若干地面站20，以及控制平台30。若干地面站20与若干子区域一一对应，且若干地面站20与若干无人机10一一对应通信连接。控制平台30与若干地面站20均通信连接。

控制平台30用于向各地面站20发送执行指令，各地面站20用于根据执行指令控制对应的无人机10，各无人机10用于根据对应地面站20的控制在相应子区域内执行任务。控制平台30发送相应的执行指令给若干地面站20以使若干地面站20控制对应的无人机10执行对应的子区域内的任务。

控制平台向与其通信连接的设备发送指令这一技术本身、地面站控制无人机这一技术本身均可以通过现有技术实现，本实用新型实施例不涉及对该技术本身，尤其是实现该技术本身的软件方法的改进。本实用新型实施例提供的无人机系统属于具有确定形状、构造且占据一定空间的实体。

在一些可行的实施例中，该若干地面站20间隔分布于任务区域，且相邻两地面站20之间的距离不大于第一预设距离。第一预设距离可根据各无人机10的续航里程，任务密度、无人机10和地面站20之间的通信距离等设置，以使相应子区域的大小可以保证无人机10和相应地面站20之间可靠的通信，以及无人机10可以完全覆盖相应的子区域。

在一些可行的实施例中，无人机10和地面站20的数量根据子区域的个数对应设置。即，若子区域为3个，相应地，无人机10和地面站20的数量也为3个。具体地，每个子区域M1-M3分别设置一个地面站20。

在一些可行的实施例中，该若干地面站等间隔地分布于所述任务区域，相邻的两个地面站20之间的距离相等，便于任务区域的子区域划分，以及地面站20的布置。

地面站20与对应的无人机10通过无线通信方式通信连接，例如可以通过蓝牙、WIFI、ZIGBEE、5G等无线通信技术实现连接。在一些可行的实施例中，无人机10与相应的地面站20通过点对点模式的无线通信方式，如点到点的LTE传输或5G技术通信连接，频段可选2.4GHz、900MHz等多个频点。

地面站20与控制平台30之间可以采用现有的各种组网技术，如有线或无线技术，广域网或局域网技术。在一些可行的实施例中，如图1所示，若干地面站20通过至少一个基站40连接于控制平台30。在一些可行的实施例中，该若干地面站20各自通过一个基站40连接于控制平台30，在另一些可行的实施例中，该若干地面站20中有至少两个地面站20共同通过一个基站40连接于控制平台30。示例性的，若干地面站20连接于至少一个基站40，如图1所示，其中一个地面站20连接于一个基站40，另外两个地面站20连接于另外一个基站40；控制平台30通过至少一个基站40与各地面站20通信连接。基站40个数不一定与地面站20一一对应，可以多个地面站20接入同一基站40，主要由网络环境决定。

如图2所示，在一些可行的实施例中，若干地面站20通过以太网50连接于控制平台30；若干地面站20，以及控制平台30均连接于以太网50。

由此，各地面站20与控制平台30通信，各无人机10可通过相应的地面站20与控制平台30通信。

在一些可行的实施例中，各地面站20通过以太网50与一服务器设备连接，以该服务器设备作为中转，使得各地面站20之间可以互相交换信息。在另一些可行的实施例中，各地面站20还可以通过控制平台30通信连接，如一地面站20通过基站40发送信息至控制平台30，控制平台30再通过基站40发送信息至另一地面站20；或者，一地面站20通过以太网50发送信息至控制平台30，控制平台30再通过以太网50发送信息至另一地面站20。

在一些可行的实施例中，控制平台30用于接收用户输入的执行请求，并根据该执行请求产生该执行指令。具体地，控制平台30包括服务器31，服务器31用于与终端32通信连接，无人机系统中的若干地面站20与该服务器31通信连接。

其中，终端32可以为但不仅限于台式电脑、智能手机、平板电脑等。用户通过终端32的输入装置，如实体按键或者虚拟按键输入控制信息，例如执行请求，服务器31用于从终端32获取控制信息，以及根据控制信息向各地面站20发送执行指令，以对相应的无人机进行控制。在一些可行的实施例中，控制平台30还可以根据预设条件自动产生相应的执行指令。

在一些可行的实施例中，执行指令包括地面站标识信息、飞行控制信息、以及应用任务控制信息。地面站标识信息包括地面站20的IP地址、物理地址或者编号，用于以区分若干地面站20。可以理解地，每个地面站20与IP地址、物理地址或者编号一一对应，因此，地面站标识信息包含了每个地面站20的唯一标识。可以理解地，控制平台30根据地面标识信息可以向相应的地面站20发送该执行指令，即控制平台30通过地面站标识信息可以精准地对每个地面站20进行操控。

执行指令包括飞行控制信息，飞行控制信息根据地面站20对应的子区域设置。获取执行指令的地面站20根据执行指令中的飞行控制信息控制对应的无人机10在该地面站20对应的子区域飞行。

具体地，飞行控制信息包括预设飞行范围的信息。示例性的，预设飞行范围的信息包括预设区域、预设飞行路径、预设目标位置中的至少一项。预设区域用于指示无人机10飞行的边界、预设飞行路径用于指示无人机10飞行的路线、预设目标位置用于表示指示无人机10的飞行方向。

示例性的，预设区域、预设飞行路径、预设目标位置均根据地面站20对应的子区域设置。预设区域、预设飞行路径、预设目标位置位于地面站20对应的子区域内部，或位于距离地面站20对应的子区域外侧一段预设的距离，如一公里的地点。

应用任务控制信息用于指引无人机10完成对应的应用任务，如监控、喷洒农药等。任务控制信息可由用户通过终端32向控制平台30输入，或者由控制平台30自动根据预设条件发送至相应的地面站20，如控制平台30定时发送执行指令至相应的地面站20。对应的无人机10用于在相应的地面站20对应的子区域内执行相应的应用任务，如监控、喷洒农药等。

具体地，以无人机10喷洒农药为例，该应用任务控制信息可以包括喷洒农药的时间、剂量、以及范围等。

当若干地面站20中一个或者多个地面站20获取来自控制平台30的执行指令，获取执行指令的地面站20根据执行指令控制对应的无人机10执行相应子区域内的任务。

示例性的，如图3所示，控制平台30产生和发送两条执行指令。第一条执行指令包括：地面站标识信息为202.168.1.1，预设飞行范围为A、B、C、D四个位置坐标划定的区域，无人机标识信息为编号X52；第二条执行指令包括：地面站标识信息为202.168.3.1，预设飞行范围为C、D、E、F四个位置坐标划定的区域，无人机标识信息为编号X55。

控制平台30根据执行指令中的地面站标识信息，将第一条执行指令发送至IP地址为202.168.1.1的地面站20，将第二条执行指令发送至IP地址为202.168.3.1的地面站20。

IP地址为202.168.1.1的地面站20接收第一条执行指令后将第一条执行指令中的预设飞行范围的信息，即A、B、C、D四个位置坐标发送至编号X52的无人机10；IP地址为202.168.3.1的地面站20接受第二条执行指令后将第二条执行指令中的预设飞行范围的信息，即C、D、E、F四个位置坐标发送至编号X55的无人机10。

编号X52的无人机10接收第一条执行指令中的预设飞行范围的信息，并在A、B、C、D四个位置坐标划定区域内完成对应的应用任务，如监控、喷洒农药等。编号X55的无人机10接收第二条执行指令中的预设飞行范围的信息，并在C、D、E、F四个位置坐标划定的区域内完成对应的应用任务，如监控、喷洒农药等。

具体地，如图4所示，地面站20包括获取单元21、解析单元22、指令生成单元23、发送单元24、存储单元25。存储单元25用于存储无人机标识信息和地面站标识信息。无人机标识信息包括IP地址，每个无人机10与IP地址一一对应，即无人机标识信息包含了无人机10的唯一标识。如此，地面站20的IP地址可以唯一标示相应的无人机10。

地面站20与无人机10绑定后，地面站20记录了相应无人机10的无人机标识信息；地面站20根据无人机标识信息向相应的无人机10发送相应的指令。

下面以喷洒农药为例，说明获取单元21、解析单元22、指令生成单元23、发送单元24如何实现控制对应的无人机20执行喷洒农药。

若控制平台30发送执行指令，对应的地面站20的获取单元21获取该执行指令。

解析单元22根据获取的执行指令解析出相应的飞行控制信息和应用任务控制信息。

指令生成单元23根据飞行控制信息、应用任务控制信息、以及无人机标识信息生成相应的控制指令。

发送单元24根据无人机标识信息向对应的无人机10发送该控制指令，以控制对应的无人机10按照预设飞行范围的信息飞行，以及控制无人机10按照喷洒农药的时间、剂量、以及范围等应用任务控制信息喷洒农药。

在一些可行的实施例中，如图5所示，各无人机10均包括控制模块11和连接于控制模块11的通信单元12、定位模块13和监控模块14。

示例性的，控制模块11包括处理器芯片，通信单元12包括5G芯片，定位模块13包括GPS芯片，监控模块14包括摄像头。

通信单元12用于从相应的地面站20获取控制指令；控制模块11用于通过通信单元12从与该无人机10对应的地面站20获取相应子区域的信息，例如可以为控制模块11从通信单元12获取的控制指令中获取预设飞行范围的信息和应用任务控制信息。控制模块11用于根据定位模块13的定位信息控制无人机10在控制指令指定的相应子区域内飞行，例如在预设飞行范围的信息设置的区域内飞行。监控模块14用于获取监控数据，控制模块11还通过通信单元12将监控模块14获取的监控数据发送至相应的地面站20。

地面站20还将从相应无人机10获取的监控数据传输至控制平台30，即控制平台30从各地面站20获取相应无人机10获取的监控数据。用户可以通过终端32连接服务器31，观看无人机10传回的实时视频数据。示例性的，服务器31可以同时多路高清实时图像输入，工作人员在终端32上可以根据多个无人机10的实时图像做出分析。

示例性的，如图3所示，某执行指令包括的地面站标识信息为IP地址202.168.1.1，预设飞行范围为A、B、C、D四个位置坐标划定的区域，还包括IP地址为202.168.1.1的地面站20相应无人机10的无人机标识信息为编号X52。则IP地址为202.168.1.1的地面站20获取该执行指令，并将执行指令中预设飞行范围的信息发送至编号X52的无人机10；编号X52的无人机10接收该预设飞行范围的信息，并在A、B、C、D四个位置坐标划定的区域内执行监控任务。

在一些可行的实施例中，无人机10在相应子区域内飞行时，例如根据飞行控制信息中的预设飞行范围在相应地面站20对应的子区域飞行时，与对应的地面站20之间的距离不大于第二预设距离。第二预设距离可根据无人机10的最大飞行距离、无人机10与地面站20之间无线通讯信号强度设定，从而保证无人机10与对应地面站20之间通信的质量，还可以保证无人机10有足够能量，如电量或油量返回相应的地面站20。

本实用新型实施例提供的无人机系统，解决了单架无人机，受限于电池电量，无法扩大飞行距离的问题，又不会受到从多个无人机连接到到单个地面站时带宽不足的限制，组网灵活，可以很方便增加无人机数量，实现全地域覆盖。

在一些可行的实施例中，无人机系统还用于若一台无人机10在执行任务过程中需要协同工作，使其他无人机10与该台无人机10协同工作完成对应子区域内的任务。

若无人机10中出现需要协同工作的无人机10，该需要协同工作的无人机10对应的地面站20或者控制平台30发送协同指令给协同地面站20。协同地面站20为除了该需要协同工作的无人机10对应的地面站20以外的地面站20中的至少一个。获取到协同指令的协同地面站20根据协同指令调整协同地面站20对应无人机10的飞行范围。

作为本实用新型实施例的进一步改进，若某无人机10需要协同，则该无人机10对应的地面站20向至少另一个地面站20发送协同指令，或者控制平台30向至少另一个地面站20发送协同指令；获取到协同指令的地面站20为协同地面站20。

当若干地面站20中的一个或多个为获取到协同指令的协同地面站20，协同地面站20根据协同指令调整协同地面站20对应无人机10的飞行控制信息，以及对应的无人机10根据调整后的飞行控制信息在调整后的区域范围内执行任务，从而实现协同地面站20根据协同指令调整对应无人机10的飞行范围。

协同指令由控制平台30产生和发送，或者由若干地面站20中的其它地面站20产生和发送。在一些可行的实施例中，协同地面站20从控制平台30获取到协同指令；在另一些可行的实施例中，协同地面站20从若干地面站20中的其它地面站20获取到协同指令。

在一些可行的实施例中，协同指令包括增援请求或已达通知。

当某协同地面站20接收到包含增援请求的协同指令时，向该协同地面站20相应的无人机10发送增援任务信息，以使相应的无人机10执行增援任务，援助需要协同的无人机10。

示例性的，如图3所示，若第二个无人机10需要增援，如故障或电量较低无法继续飞行和监控，则第二个无人机10对应的地面站20或者控制平台30向第一个地面站20发送包含增援请求的协同指令；第一个地面站20，即协同地面站20接收到该协同指令时，向第一个地面站20相应的第一个无人机10发送增援任务信息，以使第一个无人机10执行增援任务，如使第一个无人机10临时对第二个路段，即第二个子区域进行监控。

当某协同地面站20接收到包含已达通知的协同指令时，向该协同地面站20相应的无人机10发送停止进发信息，以使相应的无人机10调整飞行控制信息。

示例性的，若第二个无人机10飞到第二个子区域与第一个子区域交界位置时，向第一个地面站20发送协同指令，该协同指令包括第二个无人机10的当前位置信息和已达通知。

第一个地面站20接收到该协同指令时，向第一个地面站20相应的第一个无人机10发送停止进发信息；如果此时第一个无人机10距离第二个无人机10的当前位置较近，如第一个无人机10飞行至距离第二个子区域与第一个子区域交界位置200米时，停止向第二个无人机10的当前位置飞行，调整方向向远离第二个无人机10的方向飞行。从而避免了某一时刻对某一位置的重复监控，节省了无人机10的能量消耗。

请参看图6，其为无人机系统执行协同工作时的第一实施例示意图。

各无人机10还用于根据当前状态数据分析是否需要协同工作。具体地，无人机10还包括第一生成单元15和第一分析单元16。第一生成单元15用于根据无人机10当前的状态产生当前状态数据。无人机10的第一分析单元16用于根据当前状态数据分析该台无人机10是否需要协同工作。

在一些可行的实施例中，当前状态数据包括无人机10的能量值、故障的信息、位置信息或者事件的信息。若无人机10的能量值不满足预设条件，如剩余电量低于10％、无人机10发生故障、无人机10飞行到预设位置或者无人机10飞行到异常事件发生地，无人机10需要协同工作。

示例性的，无人机10拍摄相应区域，并识别到人群聚集等异常事件时，需要协同工作，以实现多个无人机10对异常事件的多角度监控。

无人机10还用于需要协同工作时向对应的地面站20或控制平台30发送协同请求。

在一些可行的实施例中，需要协同工作的无人机10向对应的地面站20发送协同请求，对应的地面站20根据协同请求产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

同时结合图4和图5，控制模块11通过通信单元12将相应的数据发送对应的地面站20。地面站20通过获取单元21获取该协同请求，通过指令生成单元23产生相应的协同指令，并通过发送单元24发送该协同指令以供相应的协同地面站20。协同地面站20为若干地面站20中的一个或者多个。

在一些可行的实施例中，需要协同工作的无人机10通过对应的地面站20向控制平台30发送协同请求，控制平台30根据协同请求产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

在一些可行的实施例中，协同地面站20与发出协同指令的地面站20或者需要协同工作的无人机10所对应的地面站20之间的距离不超过不大于协同距离阈值，以实现就近协同。

协同地面站20获取该协同指令并根据协同指令调整对应无人机10的飞行控制信息或者应用控制任务信息。协同地面站20对应的无人机10根据调整后的飞行控制信息飞行或者根据调整后的应用控制任务信息执行应用任务。

请参看图7，其为无人机系统执行协同工作时的第二实施例示意图。

地面站20用于获取来自对应无人机10的当前状态数据，并根据当前状态数据分析无人机10是否需要协同工作。

具体地，无人机10还包括第二生成单元17。第二生成单元17用于根据无人机10当前的状态产生当前状态数据。控制模块11还用于通过通信单元12将当前状态数据发送给相应的地面站20。

地面站20还包括第二分析单元26。地面站20通过获取单元21获取来自对应无人机10的当前状态数据。地面站20的第二分析单元26用于根据当前状态数据分析无人机10是否需要协同工作。

若某地面站20分析出对应的无人机10需要协同工作，该地面站20通过发送单元24发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。协同指令协同地面站20获取之后的处理过程与上述实施例相同，在此不再赘述。

在一些可行的实施例中，若某地面站20分析出对应的无人机10需要协同工作，该地面站20向控制平台30发送协同请求；控制平台30根据协同请求产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。此时，协同工作的调度权由控制平台30掌握，通过控制平台30进行统一调度。

示例性的，如图3所示，第二个无人机10实时向第二个地面站20发送当前状态数据，如电量、工作状态等；如果第二个地面站20根据第二个无人机10的当前状态数据判断出第二个无人机10故障或电量较低无法继续飞行、监控时，第二个地面站20直接或者通过控制平台30向第一个地面站20发送协同指令；优选的，该协同指令包括第二个无人机10的位置信息以及增援请求。

请参看图8，其为无人机系统100执行协同工作时的第三实施例示意图。

各地面站20还用于将从对应无人机10获取的当前状态数据发送至控制平台30的服务器31。若地面站20获取来自对应无人机10的当前状态数据，将当前状态数据传输至控制平台30。

控制平台30的服务器31还用于根据当前状态数据分析无人机10是否需要协同工作。服务器31据当前状态数据分析出有无人机10需要协同工作，控制平台30产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

每台无人机10还包括第三生成单元18。第三生成单元18用于根据该无人机10当前的状态产生当前状态数据。控制模块11还用于通过通信单元12将当前状态数据发送给相应的地面站20。

地面站20通过发送单元24将获取到的当前状态数据发送给控制平台30的服务器31。服务器31包括第三分析单元33和指令产生单元34。第三分析单元33根据获取到的当前状态数据分析出对应的无人机10是否需要协助作业。若对应的无人机10需要协助作业，指令产生单元34产生相应协同指令并发送，以供相对应的协同地面站20获取。

在一些可行的实施例中，服务器31还用于通过终端32显示无人机10的当前状态数据，以供用户分析无人机10是否需要协同工作以及在需要协同工作时输入协同请求；服务器31还用于若从终端32获取协同请求，根据协同请求产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

示例性的，控制平台30从各地面站20获取相应无人机10获取的监控数据，然后由终端32显示。用户根据某无人机10的监控数据判断出某位置发生人群聚集等异常事件时，通过终端32输入协同请求；控制平台30根据协同请求产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

本实用新型实施例提供的无人机系统，通过将任务区域被划分为若干子区域，将无人机10与各子区域对应的地面站20一一对应通信连接，各地面站20将从控制平台30获取的执行指令发送至与地面站20相应的无人机10，以使无人机10根据执行指令控制对应的无人机10执行相应子区域内的任务；单个无人机10独享与相应地面站20之间的带宽，可充分满足大数据量的传输，且各无人机10飞行的区域相对较小，滞空时间较长；可在较大任务区域范围内较佳地实现无人机10任务，如广域监控。

基于无人机系统，本实用新型实施例还提供了无人机系统控制方法，用于执行任务区域内的任务；任务区域被划分为若干子区域；若干地面站20与若干子区域一一对应设置，若干地面站20与若干无人机10一一对应通信连接。

如图9所示为无人机系统控制方法的第一实施例流程示意图。控制方法用于执行任务区域内的任务，任务区域被划分为若干子区域。其中，无人机系统包括若干地面站20、若干无人机10以及控制平台30，若干地面站20与若干子区域一一对应设置，若干地面站20与若干无人机10一一对应通信连接，以及若干地面站20均与控制平台30通信连接。该无人机系统控制方法包括以下步骤：

步骤S110、控制平台30与若干地面站20通信连接。

步骤S120、若控制平台30获取到执行请求，产生和发送执行指令。以使获取到该执行指令的地面站20根据该执行指令控制对应的无人机10执行相应子区域内的任务。

执行指令包括飞行控制信息，飞行控制信息根据地面站20对应的子区域设置；对应的无人机10执行相应子区域内的任务，包括：对应的无人机10根据飞行控制信息飞行。

具体地，飞行控制信息包括预设飞行范围的信息；对应的无人机10根据飞行控制信息中的预设飞行范围飞行，对应的无人机10与对应的地面站20之间的距离不大于第二预设距离。

示例性的，预设飞行范围的信息包括预设区域、预设飞行路径、预设目标位置中的至少一项。预设区域用于指示无人机10飞行的边界、预设飞行路径用于指示无人机10飞行的路线、预设目标位置用于表示指示无人机10的飞行方向。

示例性的，预设区域、预设飞行路径、预设目标位置均根据地面站20对应的子区域设置。预设区域、预设飞行路径、预设目标位置位于地面站20对应的子区域内部，或位于距离地面站20对应的子区域外侧一段预设的距离，如一公里的地点。对应的无人机10与对应的地面站20之间的距离不大于第二预设距离。

应用任务控制信息用于指引无人机10完成对应的应用任务，如监控、喷洒农药等。任务控制信息可由用户通过终端32向控制平台30输入，或者由控制平台30自动根据预设条件自动发送至相应的地面站20，如控制平台30定时发送执行指令至相应的地面站20。具体地，以无人机10喷洒农药为例，该应用任务控制信息可以包括喷洒农药的时间、剂量、以及范围等。

当若干地面站20中一个或者多个地面站20获取来自控制平台30的执行指令，获取执行指令的地面站20根据执行指令控制对应的无人机10执行相应子区域内的任务。

本实用新型实施例提供的无人机系统控制方法，解决了单架无人机，受限于电池电量，无法扩大飞行距离的问题，又不会受到从多个无人机连接到到单个地面站时带宽不足的限制，组网灵活，可以很方便增加无人机数量，实现全地域覆盖。

如图10所示为无人机系统控制方法的第二实施例流程示意图。本实用新型第二实施例的无人机系统控制方法与第一实施例的无人机系统控制方法差别在于，该无人机系统控制方法包括以下步骤：

步骤S130、若控制平台30获取到来自对应的无人机10发送的协同请求，控制平台30根据协同请求产生和发送协同指令，以供协同地面站20获取。具体地，无人机10生成当前状态数据并对当前状态数据进行分析，以判断无人机10是否需要协同工作。若无人机10根据当前状态数据分析出无人机10需要协同工作，发送协同请求给控制平台30。其中，当前状态数据包括无人机10的能量值、故障的信息、位置信息或者事件的信息。若无人机10的能量值不满足预设条件、无人机10发生故障、无人机10飞行到预设位置或者无人机10飞行到异常事件发生地，无人机10需要协同工作。

如图11所示为无人机系统控制方法的第三实施例流程示意图。第三实施例无人机系统控制方法与第一实施例的无人机系统控制方法差异在于，该无人机系统控制方法包括以下步骤：

步骤S140、若控制平台30获取到来自地面站20的协同请求，控制平台30根据协同请求产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。具体地，无人机10生成当前状态数据并发送当前状态数据给对应的地面站20。对应的地面站20对当前状态数据进行分析，以判断对应的无人机10是否需要协同工作。若对应的地面站20分析出对应的无人机10需要协同工作，发送协同请求给控制平台30。对应的地面站20分析对应的无人机10是否需要协同工作的方法与上述无人机10分析是否需要协同工作的方法一致，在此不再赘述。

如图12所示为无人机系统控制方法的第四实施例流程示意图。第四实施例无人机系统控制方法与第一实施例的无人机系统控制方法差异在于，该无人机系统控制方法包括以下步骤：

步骤S151、若控制平台30获取地面站20发送的对应的无人机10的当前状态数据，控制平台30根据获取的当前状态数据分析对应的无人机10是否需要协同工作。具体地，无人机10生成当前状态数据并发送当前状态数据给对应的地面站20。对应的地面站20将当前状态数据发送给控制平台30。控制平台30分析对应的无人机10是否需要协同工作的方法与上述无人机10分析是否需要协同工作的方法一致，在此不再赘述。

步骤S152、若控制平台30分析出对应的无人机10需要协同工作，控制平台30产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

如图13所示为无人机系统控制方法的第五实施例流程示意图。第五实施例无人机系统控制方法与第一实施例的无人机系统控制方法差异在于，该无人机系统控制方法包括以下步骤：

步骤S161、若控制平台30获取地面站20发送的对应的无人机10的当前状态数据，控制平台30显示无人机10的当前状态数据以供用户分析无人机10是否需要协同工作以及输入协同请求。具体地，无人机10生成当前状态数据并发送当前状态数据给对应的地面站20。对应的地面站20将当前状态数据发送给控制平台30并显示。用户根据控制平台30显示的当前状态数据分析出是否需要协同工作的无人机10，若分析出需要协同工作的无人机10，输入协同请求。

步骤S162、若控制平台30接收到协同请求，控制平台30根据协同请求产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

如图14所示为无人机系统控制方法的第六实施例流程示意图。第六实施例无人机系统控制方法与第一实施例的无人机系统控制方法差异在于，该无人机系统控制方法包括以下步骤：

步骤S170、若控制平台30接收到来自地面站20的协同指令，控制平台30将该协同指令发送至对应的协同地面站20。具体地，若对应的无人机10分析出需要协同工作，对应的无人机10产生协同请求，地面站20根据协同请求产生该协同指令；或者地面站20分析出对应的无人机10需要协同工作，地面站20产生该协同指令；然后由控制平台30向协同地面站20发送。

可以理解地，上述是第一至第六实施中的无人机系统控制方法执行于控制平台30。

请参看图15，其为无人机系统控制方法的第七实施例流程示意图，该无人机系统控制方法包括以下步骤：

步骤S210、地面站20与控制平台30通信。

步骤S220、若地面站20获取来自控制平台30的执行指令，获取到执行指令的地面站20根据执行指令控制地面站20对应的无人机10执行相应子区域内的任务。

执行指令包括飞行控制信息，飞行控制信息根据地面站20对应的子区域设置。具体地，飞行控制信息包括预设飞行范围的信息。示例性的，预设飞行范围的信息包括预设区域、预设飞行路径、预设目标位置中的至少一项。预设区域用于指示无人机10飞行的边界、预设飞行路径用于指示无人机10飞行的路线、预设目标位置用于表示指示无人机10的飞行方向。

示例性的，预设区域、预设飞行路径、预设目标位置均根据地面站20对应的子区域设置。预设区域、预设飞行路径、预设目标位置位于地面站20对应的子区域内部，或位于距离地面站20对应的子区域外侧一段预设的距离，如一公里的地点。对应的无人机10与对应的地面站20之间的距离不大于第二预设距离。

应用任务控制信息用于指引无人机10完成对应的应用任务，如监控、喷洒农药等。任务控制信息可由用户通过终端32向控制平台30输入，或者由控制平台30自动根据预设条件自动发送至相应的地面站20，如控制平台30定时发送执行指令至相应的地面站20。具体地，以无人机10喷洒农药为例，该应用任务控制信息可以包括喷洒农药的时间、剂量、以及范围等。

本实用新型实施例提供的无人机系统控制方法，解决了单架无人机，受限于电池电量，无法扩大飞行距离的问题，又不会受到从多个无人机连接到到单个地面站时带宽不足的限制，组网灵活，可以很方便增加无人机数量，实现全地域覆盖。

请参看图16，其为无人机系统控制方法的第八实施例流程示意图，第八实施例无人机系统控制方法与第七实施例的无人机系统控制方法差异在于，该无人机系统控制方法还包括以下步骤：

步骤S230、若地面站20获取到协同指令，地面站20根据协同指令调整对应无人机10的飞行控制信息，对应的无人机10根据调整后的飞行控制信息飞行。

其中，协同指令由控制平台30产生和发送，或者由若干地面站20中的其它地面站20产生和发送。

如图17所示为无人机系统控制方法的第九实施例流程示意图。第九实施例无人机系统控制方法与第七实施例的无人机系统控制方法差异在于，该无人机系统控制方法还包括以下步骤：

步骤S240、若地面站20获取到来自对应的无人机10发送的协同请求，地面站20根据协同请求产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

如图18所示为无人机系统控制方法的第十实施例流程示意图。第十实施例无人机系统控制方法与第七实施例的无人机系统控制方法差异在于，该无人机系统控制方法还包括以下步骤：

步骤S251、若地面站20获取来自对应的无人机10的当前状态数据，地面站20根据当前状态数据分析对应的无人机10是否需要协同工作。

步骤S252、若地面站20分析出对应的无人机10需要协同工作，地面站20产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

如图19所示为无人机系统控制方法的第十一实施例流程示意图。第十一实施例无人机系统控制方法与第七实施例的无人机系统控制方法差异在于，该无人机系统控制方法还包括以下步骤：

步骤S261、若地面站20获取来自对应的无人机10的当前状态数据，地面站20根据当前状态数据分析对应的无人机10是否需要协同工作。

步骤S262、若地面站20分析出对应的无人机10需要协同工作，地面站20产生协同指令并发送至控制平台30，以使控制平台30根据协同请求产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

如图20所示为无人机系统控制方法的第十二实施例流程示意图。第十二实施例无人机系统控制方法与第七实施例的无人机系统控制方法差异在于，该无人机系统控制方法包括以下步骤：

步骤S270、若地面站20获取来自对应无人机10的当前状态数据，将当前状态数据传输至控制平台30，以使控制平台30根据当前状态数据分析无人机10是否需要协同工作，以及若无人机10需要协同工作，控制平台30产生和发送协同指令，以供相应的协同地面站20获取。

本实用新型实施例提供的无人机系统控制方法，用于控制若干无人机10执行任务区域内的任务；通过将任务区域被划分为若干子区域，将无人机10与各子区域对应的地面站20一一对应通信连接，各地面站20将从控制平台30获取的执行指令发送至与地面站20相应的无人机10，以使无人机10根据执行指令控制对应的无人机10执行相应子区域内的任务；单个无人机10独享与相应地面站20之间的带宽，可充分满足大数据量的传输，且各无人机10飞行的区域相对较小，滞空时间较长；可在较大任务区域范围内较佳地实现无人机10任务，如广域监控。

请参看图21，其为地面站的另一实施例的示意图。

地面站20，包括第一处理器110和第一存储介质120，第一存储介质120用于存储第一程序指令；第一处理器110用于执行第一程序指令；若第一处理器110执行第一程序，实现前述的步骤S210-步骤S270。

请参看图22，其为控制平台30的另一实施例的示意图。

控制平台30，包括第二处理器210和第二存储介质220，第二存储介质220用于存储第二程序指令；第二处理器210用于执行第二程序指令；若第二处理器210执行第二程序，实现前述的步骤110-步骤S170。

本实施例中的地面站20、控制平台30与前述实施例中的方法是基于同一实用新型构思下的不用方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的地面站20、控制平台30的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本实用新型可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例或者实施例的某些部分的方法，如：

一种存储介质，存储介质用于存储第一计算机程序；若第一计算机程序被处理器执行，实现前述的步骤S210-步骤S270。

一种存储介质，存储介质用于存储第二计算机程序；若第二计算机程序被处理器执行，实现前述的步骤110-步骤S170。

本实用新型实施例提供的地面站20、控制平台30，用于控制若干无人机10执行任务区域内的任务；通过将任务区域被划分为若干子区域，将无人机10与各子区域对应的地面站20一一对应通信连接，各地面站20将从控制平台30获取的执行指令发送至与地面站20相应的无人机10，以使无人机10根据执行指令控制对应的无人机10执行相应子区域内的任务；单个无人机10独享与相应地面站20之间的带宽，可充分满足大数据量的传输，且各无人机10飞行的区域相对较小，滞空时间较长；可在较大任务区域范围内较佳地实现无人机10任务，如广域监控。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (12)

1.一种无人机系统，其特征在于：所述无人机系统用于执行任务区域内的任务，所述任务区域被划分为若干子区域；所述系统包括：

若干无人机；

若干地面站，所述若干地面站与所述若干子区域一一对应，且所述若干地面站与所述若干无人机一一对应通信连接；以及

控制平台，所述控制平台与所述若干地面站均通信连接；

所述控制平台用于向各所述地面站发送执行指令，各所述地面站用于根据执行指令控制对应的无人机，各所述无人机用于根据对应地面站的控制在相应子区域内执行任务。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述若干地面站间隔分布于所述任务区域，且相邻两地面站之间的距离不大于第一预设距离。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述若干地面站等间隔地分布于所述任务区域。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述无人机包括控制模块和连接于控制模块的通信单元、定位模块；

所述控制模块用于通过所述通信单元从与所述无人机对应的地面站获取相应子区域的信息；

所述控制模块还用于根据所述定位模块的定位信息控制所述无人机在所述相应子区域内飞行。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述无人机用于根据对应执行指令中预设飞行范围的信息飞行；所述无人机在所述相应子区域内飞行时，与对应的地面站之间的距离不大于第二预设距离。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述若干地面站通过至少一个基站连接于所述控制平台。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于：所述若干地面站各自通过一个基站连接于所述控制平台，或者：

所述若干地面站中有至少两个地面站通过一个基站连接于所述控制平台。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述若干地面站通过以太网连接于所述控制平台。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述地面站与对应的无人机通过点对点模式的无线通信方式或5G通信方式连接。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述控制平台包括终端以及用于与所述终端通信连接的服务器，所述若干地面站与所述服务器通信连接；

所述服务器用于从所述终端获取控制信息，以及根据所述控制信息向各所述地面站发送执行指令。

11.如权利要求1所述的系统，其特征在于：若所述无人机中出现需要协同作业的无人机，所述需要协同作业的无人机对应的地面站或者所述控制平台发送协同指令给协同地面站，所述协同地面站为除了所述需要协同作业的无人机对应的地面站以外的地面站中的至少一个；所述协同地面站用于根据所述协同指令调整所述协同地面站对应无人机飞行的范围。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于：需要协同工作的无人机对应的地面站与所述协同地面站之间的距离不大于协同距离阈值。