CN212516103U - 双模无人机无线控制器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种双模无人机无线控制器，包括：电池模块，被配置为对所述双模无人机无线控制器供电；有线通信接口，被配置为与计算机建立有线连接；电源管理模块，其一端与所述有线通信接口连接，另一端与所述电池模块连接；近距离无线通信模块，被配置为与便携式设备建立无线连接；远距离无线通信模块，被配置为与无人机建立无线连接；以及主控集成电路模块，所述主控集成电路模块的一端与所述有线通信接口和所述近距离无线通信模块连接，并且所述主控集成电路模块的另一端与所述远距离无线通信模块连接。

Description

双模无人机无线控制器

技术领域

本申请涉及无线控制，更具体地，涉及一种双模无人机无线控制器，用于实现对无人机的低成本远距离控制。

背景技术

随着无人机的快速发展，其已经被大规模地应用于越来越多的领域。低成本远距离控制的无人机一直是无人机的主要发展方向。传统的无人机大多采用特定的遥控器以实现对其的远距离控制。但是目前存在使用便携式设备(诸如手机，平板电脑和膝上电脑)对无人机进行远距离控制的需求。但是，由于便携式设备通常采用短距离通信方式(诸如红外，蓝牙、wifi)与被控设备进行通信，而此类短距离通信方式对通信距离有着很大的限制，因此无法实现其对无人机的远距离控制。

实用新型内容

为了解决克服上述困难，本申请提出了一种双模无人机无线控制器，其能以低的成本实现计算机与便携式设备对无人机的远距离控制。

具体地，根据本申请的一个实施例，提供一种双模无人机无线控制器，包括：

电池模块，被配置为对所述双模无人机无线控制器供电；

有线通信接口，被配置为与计算机建立有线连接；

电源管理模块，其一端与所述有线通信接口连接，另一端与所述电池模块连接；

近距离无线通信模块，被配置为与便携式设备建立无线连接；

远距离无线通信模块，被配置为与无人机建立无线连接；以及

主控集成电路模块，所述主控集成电路模块的一端与所述有线通信接口和所述近距离无线通信模块连接，以用于通过所述有线通信接口或所述近距离无线通信模块与所述计算机或所述便携式设备进行通信，并且所述主控集成电路模块的另一端与所述远距离无线通信模块连接以用于通过所述远距离无线通信模块与所述无人机进行通信。

根据本申请的另一实施例，所述的双模无人机无线控制器还包括电源管理模块，其与所述电池模块连接并且被配置为对所述电池模块的充电进行控制。

根据本申请的另一实施例，所述主控集成电路模块包括：

无人机控制命令接收单元，被配置为通过所述有线通信接口或所述近距离无线通信模块从所述计算机或所述便携式设备接收用于控制所述无人机的命令；

无人机控制命令处理单元，被配置为将由所述无人机控制命令接收单元接收的所述用于控制所述无人机的命令转换成所述远程无线通信模块所需的无线通信帧格式；以及

无人机控制命令发送单元，被配置为将由所述无人机控制命令处理单元转换的无线通信帧通过所述远程无线通信模块无线地发送至所述无人机。

根据本申请的另一实施例，所述主控集成电路还包括：

无人机飞行数据接收单元，被配置为通过所述远距离无线通信模块从所述无人机接收无人机飞行数据；

无人机飞行数据处理单元，被配置为对由所述无人机飞行数据接收单元接收的所述无人机飞行数据进行处理以生成用户数据；以及

无人机飞行数据发送单元，被配置为将由所述无人机飞行数据处理单元处理的用户数据通过所述有线通信接口或所述近距离无线通信模块发送至所述计算机或所述便携式设备。

根据本申请的另一实施例，所述无人机控制命令接收单元、所述无人机控制命令处理单元和所述无人机控制命令发送单元能够被集成在一起。

根据本申请的另一实施例，所述无人机飞行数据接收单元、所述无人机控制命令飞行数据处理单元和所述无人机飞行数据发送单元能够被集成在一起。

根据本申请的另一实施例，所述无人机包括无线通信模块，所述无人机通过所述无线通信模块与所述主控集成电路进行无线通信。

取决于实施例，可以实现一个或多个效果。参考下面的详细描述和附图，将完全理解本申请的这些优点、各种附加目的、特征、以及好处。

附图说明

图1是示出根据本申请的双模无人机无线控制器的操作的示意图。

图2是示出根据本申请的主控集成电路模块的组成的示意图。

图3是示出根据本申请的无人机的无线通信模块的示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请各个方面的特征和示例性实施例。下面的描述涵盖了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的技术方案的更清楚的理解。本申请绝不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本申请的精神的前提下覆盖了相关特征、结构、操作等的任何修改、替换和改进。

图1是示出根据本申请的双模无人机无线控制器的操作的示意图。如图1所示，双模无人机无线控制器包括有线通信接口、近距离无线通信模块、电源管理模块、电池模块、主控集成电路模块和远距离无线通信模块。

有线通信接口可以包括USB接口、同轴电缆等，其用于与计算机建立有线连接。具体地，双模无人机无线控制器可以通过有线通信接口与计算机建立有线通信链路，随后经由该有线通信链路从计算机接收用于控制无人机的命令，所述用于控制无人机的命令包括用于控制无人机的飞行姿态的命令或要求无人机回传其飞行数据的命令等。当选择USB接口作为有线通信接口后，其不但可以用于与计算机建立有线连接，还可作为双模无人机无线控制器的电源接口。例如，当所述双模无人机无线控制器通过USB接口连接到外部充电设备时，可以通过配合电源管理模块为电池模块进行充电。

近距离无线通信模块可以包括红外模块、蓝牙模块和wifi模块等，其用于与便携式设备建立无线连接。所述便携式设备可以是手机，平板电脑，膝上电脑等。具体地，双模无人机无线控制器可以通过近距离无线通信模块与便携式设备建立无线通信链路，随后经由该无线通信链路从所述便携式设备接收用于控制无人机的命令，所述控制命令包括用于控制无人机的飞行姿态的命令或要求无人机回传其飞行数据的命令等。

电源管理模块在双模无人机无线控制器处于充电状态时，对电池模块的充电进行管理，并保证充电期间双模无人机无线控制器的各个模块能正常工作。当双模无人机无线控制器没有被外部充电时，电池模块为双模无人机无线控制器的各个模块进行供电，电池模块可以包括锂电池等。

主控集成电路模块的一端与所述有线通信接口和所述近距离无线通信模块连接，以用于通过所述有线通信接口或所述近距离无线通信模块与所述计算机或所述便携式设备进行通信，并且所述主控集成电路模块的另一端与所述远距离无线通信模块连接以用于通过所述远距离无线通信模块与所述无人机进行通信。在一个实施例中，主控集成电路模块通过有线通信接口与计算机建立有线通信链路，随后经由该有线通信链路从计算机接收用于控制无人机的命令，所述用于控制无人机的命令包括用于控制无人机的飞行姿态的命令或要求无人机回传其飞行数据的命令等。在另一个实施例中，控集成电路模块通过近距离无线通信模块与便携式设备建立无线通信链路，随后经由该无线通信链路从所述便携式设备接收用于控制无人机的命令，所述用于控制无人机的命令包括用于控制无人机的飞行姿态的命令或要求无人机回传其飞行数据的命令等。在又一实施例中，主控集成电路模块通过有线通信接口和近距离无线通信模块二者与计算机和便携式设备同时建立有线通信链路和无线通信链路，随后经由该有线通信链路和无线通信链路二者从计算机和便携式设备接收用于控制无人机的命令，所述用于控制无人机的命令包括用于控制无人机的飞行姿态的命令或要求无人机回传其飞行数据的命令等。在操作中，主控集成电路控模块首先检测是否有外部设备(计算机或便携式设备)通过有线通信接口或近距离无线通信接口与双模无人机无线控制器连接，并确定外部设备是通过有线通信接口或近距离无线通信接口的与双模无人机无线控制器单独连接还是通过二者与双模无人机无线控制器同时连接。在检测到有外部设备通过有线通信接口和近距离无线通信接口与双模无人机无线控制器同时连接时，主控集成电路模块会对通过两个通信链路接收的数据进行阻塞处理，以防止两者相互干扰。此后，主控集成电路模块根据来自所述计算机和/或便携式设备的无人机控制命令发现无人机并与其进行配对。在完成了与无人机的配对后，主控集成电路模块将从所述计算机或便携式设备接收的无人机控制命令通过所述远距离无线通信模块发送至无人机。根据本申请的一个实施例，主控集成电路模块可以使用昂宝自主研发的低功耗高性能微控制单元(MCU)芯片，以实现更好的性能并兼顾成本。

远距离无线通信模块用于使得双模无人机无线控制器与无人机建立无线连接。具体地址，主控集成电路模块通过远距离无线通信模块与无人机建立无线通信链路，随后经由该无线通信链路将所述无人机控制命令发送到无人机或从无人机接收无人机飞行数据。根据本申请的一个实施例，远距离无线通信模块可以使用昂宝自主研发的2.4Ghz大功率低功耗无线通信芯片，配合自主研发的OB-link无线通信协议，通过高斯频移键控(GFSK)与扩频技术，可以实现远距离的无线无人机控制与通信。

参考图2，其更详细地示出了根据本申请实施例的主控集成电路模块的组成。如图2所示，主控集成电路模块可以包括无人机控制命令接收单元，被配置为通过所述有线通信接口或所述近距离无线通信模块从所述计算机或所述便携式设备接收用于控制所述无人机的命令；无人机控制命令处理单元，被配置为将由所述无人机控制命令接收单元接收的所述用于控制所述无人机的命令转换成所述远程无线通信模块所需的无线通信帧格式；以及无人机控制命令发送单元，被配置为将由所述无人机控制命令处理单元转换的无线通信帧通过所述远程无线通信模块无线地发送至所述无人机。进一步地，主控集成电路模块还包括无人机飞行数据接收单元，被配置为通过所述远距离无线通信模块从所述无人机接收无人机飞行数据；无人机飞行数据处理单元，被配置为对由所述无人机飞行数据接收单元接收的所述无人机飞行数据进行处理以生成用户数据，根据本申请的一个实施例，所述无人机飞行数据处理单元可以对从无人机接收的无人机飞行数据进行处理，基于其计算无人机的飞行速度、飞行角度、电量、转速和GPS坐标等用户数据；以及无人机飞行数据发送单元，被配置为将由所述无人机飞行数据处理单元处理的用户数据通过所述有线通信接口或所述近距离无线通信模块发送至所述计算机或所述便携式设备。

虽然在图2中将无人机控制命令接收单元、无人机控制命令处理单元和无人机控制命令发送单元示出为单独的元件，但是可以理解这只是为了说明的目的。根据本申请的一个实施例，无人机控制命令接收单元、无人机控制命令处理单元和无人机控制命令发送单元可以被集成为一个元件以实现上述三个单元的功能。类似地，虽然在图2中将无人机飞行数据接收单元、无人机飞行数据处理单元和无人机飞行数据发送单元示出为单独的元件，但是可以理解这只是为了说明的目的。根据本申请的另一个实施例，无人机飞行数据接收单元、无人机飞行数据处理单元和无人机飞行数据发送单元可以被集成为一个元件以实现上述三个单元的功能。根据本申请的又一个实施例，无人机控制命令接收单元、无人机控制命令处理单元、无人机控制命令发送单元、无人机飞行数据接收单元、无人机飞行数据处理单元和无人机飞行数据发送单元可以被全部集成为一个元件以实现上述六个元件的功能。

此外，虽然在图2中用两个单向数据传输链路示出了无人机控制命令和无人机飞行数据的传输路径，但是可以理解这只是为了说明的目的。根据本申请的一个实施例，可以使用双向数据传输链路实现无人机控制命令和无人机飞行数据的传输。

图3示出了根据本申请的无人机的无线通信模块。无人机的无线通信模块可以采用适当的通信协议与主控集成电路中的远距离无线通信模块建立无线连接，以便能够从所述主控集成电路模块接收来自计算机和/或便携式设备的无人机控制命令，并且将无人机飞行数据回传到所述主控集成电路模块以便最后发送到计算机和/或便携式设备供用户使用。

根据本申请的技术方案，在控制端，可以使用固定的计算机通过双模无人机无线控制器对无人机进行控制并为双模无人机无线控制器进行充电，适合定点式的无人机控制。此外，也可以使用便携式设备对无人机进行控制，此时双模无人机无线控制器使用内部电池模块进行供电，适合移动式的无人机控制。

根据本申请的双模无人机无线控制器采用了近距离通信模块(例如红外模块、蓝牙模块和wifi模块)与上位控制设备(例如，计算机)连接，确保了使用的通用性。同时，根据本申请的双模无人机无线控制器通过专用的远距离通信模块对无人机进行远程无线控制，又保证了较远的无人机飞行距离。

尽管已经描述了本申请的具体实施例，但是本领域技术人员将理解的是，存在于所描述的实施例等同的其他实施例。因此，将理解的是，本申请不限于具体示出的实施例，而仅受所附权利要求的范围的限制。

Claims (7)

1.一种双模无人机无线控制器，其特征在于包括：

电池模块，被配置为对所述双模无人机无线控制器供电；

有线通信接口，被配置为与计算机建立有线连接；

电源管理模块，其一端与所述有线通信接口连接，另一端与所述电池模块连接；

近距离无线通信模块，被配置为与便携式设备建立无线连接；

远距离无线通信模块，被配置为与无人机建立无线连接；以及

主控集成电路模块，所述主控集成电路模块的一端与所述有线通信接口和所述近距离无线通信模块连接，以用于通过所述有线通信接口或所述近距离无线通信模块与所述计算机或所述便携式设备进行通信，并且所述主控集成电路模块的另一端与所述远距离无线通信模块连接，以用于将通过所述远距离无线通信模块与所述无人机进行通信。

2.如权利要求1所述的双模无人机无线控制器，其特征在于还包括电源管理模块，其与所述电池模块连接并且被配置为对所述电池模块的充电进行控制。

3.如权利要求1所述的双模无人机无线控制器，其特征在于，所述主控集成电路模块包括：

无人机控制命令接收单元，被配置为通过所述有线通信接口或所述近距离无线通信模块从所述计算机或所述便携式设备接收用于控制所述无人机的命令；

无人机控制命令处理单元，被配置为将由所述无人机控制命令接收单元接收的所述用于控制无人机的命令转换成所述远程无线通信模块所需的无线通信帧格式；以及

无人机控制命令发送单元，被配置为将由所述无人机控制命令处理单元转换的无线通信帧通过所述远程无线通信模块无线地发送至所述无人机。

4.如权利要求1所述的双模无人机无线控制器，其特征在于，所述主控集成电路模块包括：

无人机飞行数据接收单元，被配置为通过所述远距离无线通信模块从所述无人机接收无人机飞行数据；

无人机飞行数据处理单元，被配置为对由所述无人机飞行数据接收单元接收的所述无人机飞行数据进行处理以生成用户数据；以及

无人机飞行数据发送单元，被配置为将由所述无人机飞行数据处理单元处理的用户数据通过所述有线通信接口或所述近距离无线通信模块发送至所述计算机或所述便携式设备。

5.如权利要求3所述的双模无人机无线控制器，其特征在于，所述无人机控制命令接收单元、所述无人机控制命令处理单元和所述无人机控制命令发送单元能够被集成在一起。

6.如权利要求4所述的双模无人机无线控制器，其特征在于，所述无人机飞行数据接收单元、所述无人机飞行数据处理单元和所述无人机飞行数据发送单元能够被集成在一起。

7.如权利要求1所述的双模无人机无线控制器，其特征在于，所述无人机包括无线通信模块，所述无人机通过所述无线通信模块与所述主控集成电路进行无线通信。

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