WO2018177270A1

WO2018177270A1 - 通过移动网络共享无人机控制权的装置及方法

Info

Publication number: WO2018177270A1
Application number: PCT/CN2018/080603
Authority: WO
Inventors: 胡华智; 郭尚进; 王栋
Original assignee: 亿航智能设备（广州）有限公司
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2018-10-04
Also published as: CN107454131A

Abstract

本申请涉及通过移动网络共享无人机控制权的装置及方法，所述装置包括：设置在无人机上的移动通信模块，移动通信模块具有各种不同的接口并通过各种不同的接口与无人机上的传感器模块进行数据收发；运行在移动网络上的主控单元，主控单元能够通过移动网络和移动通信模块与无人机进行远距离通信，用以向在移动网络上的无人机发送相关指令数据并实时收集无人机所回传的信息；多个与主控单元位于同一网络中的从控单元，每个从控单元都能在获得主控单元授权的情况下向无人机发送相关指令数据并查看无人机的飞行状态信息和任务信息。本申请能够实现无人机控制权的多人共享，并可实现无人机的远程控制。

Description

通过移动网络共享无人机控制权的装置及方法技术领域

[0001] 本申请属于无人机技术领域，涉及一种无人机的控制装置及方法，具体涉及一种通过移动网络共享无人控制权的装置及方法。

背景技术

[0002] 无人飞行器，简称无人机，是一种处在迅速发展中的飞行装置，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低等优点。无人机通过搭载多种传感器，可以实现影像实吋传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人机的使用范围已经扩展到军事、科研和民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。

[0003] 通信是无人机中一项非常重要的技术，用于向无人机传输控制命令和接收无人机发送回来的相关信息。目前，大多数无人机都是通过 Wi-Fi、蓝牙、无线电波等进行控制。但是，现有方式的可操控范围通常仅限于 1千米左右。除了飞行距离受限外，其信号容易受到障碍物阻挡，抗干扰能力差。

[0004] 此外，目前无人机的控制多是飞手控制飞行器，云台手控制云台；或者是飞手直接控制飞行器和云台。但是，其不能对无人机进行远程控制，而且，不能实现多人操作，无法实现资源共享等。

[0005] 鉴于现有技术的上述缺陷，迫切需要一种新型的无人机控制装置及方法。

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 本申请的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种通过移动网络共享无人机控制权的装置及方法，其能够实现无人机控制权的多人共享，并可实现无人机的远程控制。 [0007] 为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

[0008] 一种通过移动网络共享无人机控制权的装置，其特征在于，包括：

[0009] 设置在无人机上的移动通信模块，所述移动通信模块具有各种不同的接口并通过所述各种不同的接口与所述无人机上的传感器模块进行数据收发；

[0010] 运行在移动网络上的主控单元，所述主控单元能够通过所述移动网络和所述移动通信模块与所述无人机进行远距离通信，用以向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据并实吋收集无人机所回传的信息；

[0011] 多个与所述主控单元位于同一网络中的从控单元，每个所述从控单元都能够在获得所述主控单元授权的情况下向无人机发送相关指令数据并査看无人机的飞行状态信息和任务信息。

[0012] 其中，所述通过移动网络共享无人机控制器的装置进一步包括云端，并且所述主控单元通过所述云端才能与所述无人机进行远距离通信。

[0013] 进一步地，其中，多个所述从控单元与所述主控单元位于同一个局域网、同一个 Internet网、同一个 4G网络，同一个 Wi-Fi、同一个蓝牙或同一个无线电波中。

[0014] 更进一步地，其中，所述移动通信模块的工作模式包括 FDD-LTE, TDD-LTE

， WCDMA, CDMA和 TD-SCDMA, 从而使所述无人机能够接入各个通信运营商的移动网络。

[0015] 再进一步地，其中，所述移动通信模块的各种不同的接口包括有线接口和无线接口。

[0016] 再更进一步地，其中，所述各种不同的接口包括 UART接口、 USB接口、 mini PCI-E接口和 Wi-Fi接口。

[0017] 此外，本申请还提供一种采用上述装置共享无人机控制权的方法，其特征在于

，包括以下步骤：

[0018] 1) 、所述从控单元向所述主控单元发送请求；

[0019] 2) 、所述主控单元根据所述从控单元的请求向所述从控单元反馈权限许可； [0020] 3) 、所述从控单元在获得权限许可后，经由所述主控单元向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据。

[0021] 其中，所述主控单元通过所述云端才能与所述无人机进行远距离通信。 [0022] 并且，本申请也提供另一种采用上述装置共享无人机控制权的方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0023] 1) 、所述从控单元向所述主控单元发送请求；

[0024] 2) 、所述主控单元根据所述从控单元的请求向所述从控单元反馈权限许可； [0025] 3) 、所述从控单元在获得权限许可后，经由所述云端向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据。

[0026] 其中，所述方法进一步包括以下步骤：

[0027] 4) 、无人机上的所述移动通信模块接收所述相关指令数据并根据所述无人机上的各个传感器模块的请求通过所述各种不同的接口将不同的指令数据自动分配给所述无人机上的相应传感器模块。

[0028] 进一步地，其中，所述方法进一步包括以下步骤：

[0029] 5) 、所述无人机上的传感器模块通过所述各种不同的接口将无人机的相关信息传输给所述移动通信模块并通过所述移动通信模块回传给所述云端。

[0030] 更进一步地，其中，所述方法进一步包括以下步骤：

[0031] 6) 、所述从控单元根据所述主控单元反馈的权限许可査看无人机的飞行状态信息和任务信息。

[0032] 再进一步地，其中，所述主控单元能够査看以及操作所述从控单元发送的相关指令数据。

[0033] 再更进一步地，其中，所述主控单元能够中断或终断所述从控单元的相关指令数据向所述无人机的发送。

[0034] 进一步地，其中，所述主控单元能够中断或终断所述从控单元査看无人机的飞行状态信息和任务信息。

[0035] 更进一步地，其中，所述主控单元能够设置多个所述从控单元的相关指令数据的执行次序。

[0036] 再进一步地，其中，所述主控单元在向所述从控单元反馈权限许可之前，需要对所述从控单元的合法性进行判断。

[0037] 再者，本申请还提供一种无人机，其特征在于，其具有上述通过移动网络共享无人机控制权的装置。 [0038] 最后，本申请还提供一种无人机，其特征在于，其采用上述方法共享无人机的控制权。

发明的有益效果

有益效果

[0039] 1、其采用移动网络对无人机进行控制，只要有移动网络，其控制距离不受限制，同吋，通过移动网络提高了控制的精确性，极大地提高了对无人机的控制能力。

[0040] 2、其通过移动网络共享无人机控制权，使从控单元通过主控单元的移动终端对无人机的飞行状态信息、图传信息进行査看，并可对无人机进行远程控制，而远程控制在众多领域有着非常广泛的应用，如远程培训与教学、远程办公、对计算机及网络的远程管理与维护、远程监控等。

[0041] 3、其能实现多人操作无人机，不仅可实现资源共享、试用体验，方便新手用户安全地控制无人机；也能有效地进行社交互动。

[0042] 4、其采用移动网络控制无人机，更好地提升了用户容量，增加了无人机通信信号的冗余度，动态网络和信道变化自适应处理机制，能满足不同速录、不同设备用户间的共存与互通。

对附图的简要说明

附图说明

[0043] 图 1是本申请的通过移动网络共享无人机控制权的装置的构成示意图。

[0044] 图 2是一种采用本申请的通过移动网络共享无人机控制权的装置共享无人机控制权的方法的流程图。

[0045] 图 3是另一种采用本申请的通过移动网络共享无人机控制权的装置共享无人机控制权的方法的流程图。

本发明的实施方式

[0046] 下面结合附图和实施例对本申请进一步说明，实施例的内容不作为对本申请的保护范围的限制。 [0047] 图 1示出了本申请的通过移动网络共享无人机控制权的装置的构成示意图。如图 1所示，本申请的通过移动网络共享无人机控制权的装置包括设置在无人机上的移动通信模块、运行在移动网络上的主控单元和多个与所述主控单元位于同一网络中的从控单元（从控单元 A、从控单元8、 ......、从控单元 N) 。

[0048] 其中，通过在无人机上设置移动通信模块，使得所述无人机能够通过所述移动通信模块基于移动网络进行无线通信，从而便于数据的收发，进而便于无人机的远距离控制。并且，由于采用移动网络对无人机进行控制，因此，只要有移动网络，其控制距离不受限制。同吋，通过移动网络提高了控制的精确性，极大地提高了对无人机的控制能力。

[0049] 在本申请中，所述移动通信模块的工作模式包括 FDD-LTE, TDD-LTE, WCD MA， CDMA和 TD-SCDMA等，从而使所述无人机能够接入各个通信运营商的移动网络，例如移动公司的移动网络、联通公司的移动网络等，进而使得其移动网络不受到限制。具体地，接入的移动网络基于所述移动通信模块中插入的运营商卡而定。例如，类似手机采用移动公司的卡，则接入的就是移动公司的网络。此吋可以理解的是，无人机可以通过所述移动通信模块访问网络，进行数据收发，从而实现无人机的控制。

[0050] 同吋，在本申请中，所述移动通信模块具有各种不同的接口并通过所述各种不同的接口与所述无人机上的各个传感器模块（传感器模块 A、传感器模块 B、 ... …、传感器模块 N) 进行数据收发。优选地，所述移动通信模块的各种不同的接口包括有线接口和无线接口。更优选地，所述各种不同的接口包括 UART接口、 USB接口、 mini PCI-E接口和 Wi-Fi接口等。这样，所述无人机上的各个传感器模块，例如飞行控制单元、相机、惯性测量单元和 GPS单元等等可以不同的接口与所述移动通信模块相连。

[0051] 在本申请中，由于所述移动通信模块与无人机上的传感器模块之间分别利用不同的接口进行连接，所以可以实现不同数据自动分配给无人机的特定传感器模块。具体地，数据传输到所述移动通信模块后，根据不同部分例如，相机、飞行控制单元等的请求，由于各个传感器模块与所述移动通信模块之间的接口类型都不相同，因此，根据接口类型和数据类型即可将相应的数据自动分配给发送请求的传感器模块，确保各传感器模块的数据的独立性。

[0052] 而且，在本申请中，所述主控单元能够通过所述移动网络和所述移动通信模块与所述无人机进行远距离通信，用以向所有在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据并实吋收集无人机所回传的信息。

[0053] 具体地，所述主控单元可以通过所述移动网络向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据，如起飞，航行，拍摄等。相关指令数据被所述移动通信模块接收，之后所述移动通信模块根据所述无人机的各个部分的请求通过不同的接口将相关数据自动分配给无人机的各个传感器模块。

[0054] 并且，所述无人机中产生的各种信息，包括无人机自身的状态信息 (例如位置

，高度，姿态，电量等)以及任务信息（例如拍摄的图像等），通过所述各种不同的接口传输到所述移动通信模块并经由所述移动通信模块实吋向外发送，由所述主控单元接收。

[0055] 在本申请中，由于无人机及主控单元都运行在同一个移动网络上，因此，可以方便地分享数据，并且便于对无人机进行监控。同吋，所述移动通信模块与所述主控单元的通信是融合无人机各部分信息的统一链路，因此，节省了网络带宽，减轻了通信系统的压力。

[0056] 而且，在本申请中，优选地，所述通过移动网络共享无人机控制器的装置进一步包括云端。并且，所述主控单元必须通过所述云端才能与所述无人机进行远距离信息交互。

[0057] 也就是，所述主控单元必须先将相关指令数据发送到所述云端上，并且由所述云端向所述无人机发送。同吋，所述无人机中产生的各种信息也要先发送到所述云端上，所述主控单元必须要从所述云端上下载所述无人机中产生的各种信息。

[0058] 此外，在本申请中，每个所述从控单元都能够在获得所述主控单元授权的情况下通过所述主控单元向无人机发送相关指令数据并査看无人机的飞行状态信息和任务信息。或者，每个所述从控单元都能够在获得所述主控单元授权的情况下不通过所述主控单元而直接通过所述云端向无人机发送相关指令数据并直接从所述云端上査看无人机的飞行状态信息和任务信息。 [0059] 在本申请中，所述主控单元对无人机具有绝对的控制权，所述从控单元必须获得所述主控单元的授权才能实现对无人机的控制和査看无人机的相关信息。具体地，所述从控单元发送的控制指令均需要经由所述主控单元，然后再向无人机发送；或者，均需经过所述主控单元的授权，才能通过所述云端向无人机发送。此吋，所述主控单元相当于中继设备，主控单元可以査看以及操作从控单元发送到主控单元的指令，中断 /终断从控单元的控制，例如取消从控单元的指令，执行某从控单元的指令，不执行某从控单元的指令等。

[0060] 同吋，所述主控单元能够设置多个所述从控单元的相关指令数据的执行次序。

例如，当从控单元 A、从控单元 B和从控单元 N同吋发送指令吋，优先执行从控单元 A的指令，同一吋间内只会有一个从控单元对无人机进行控制；此吋从控单元 B和从控单元 N的指令是等从控单元 A的指令执行完毕后，需要重新授权再继续执行其指令。重新获得授权的方式包括从控单元主动请求和主控单元主动允许执行等。

[0061] 而且，在本申请中，多个所述从控单元与所述主控单元位于同一个局域网、同一个 Internet网、同一个 4G网络，同一个 Wi-Fi、同一个蓝牙或同一个无线电波中。这样，使得所述主控单元与所述从控单元之间的通信方式不受限制。

[0062] 在本申请中，从控单元对无人机的控制都需要通过主控单元，或者都需要获得主控单元的授权，为保障对无人机控制的安全性问题，只有主控单元能够直接与所述移动通信模块进行远距离通信；或者只有从控单元获得主控单元的授权后才能通过云端与所述移动通信模块进行远距离通信。并且，主控单元可以对从控单元的合法性进行判断。在本申请中，主控单元对从控单元的合法性判断可以通过主控单元和从控单元都注册一个验证 APP来进行授权判断，只有合法的从控单元发出的指令才予以执行，否则予以拒绝。当然，主控单元可以对从控单元的权限进行设置，例如査看飞行状态信息、査看任务信息（图传画面）、控制无人机等，从控单元根据被允许的权限可以査看相应的信息或对无人机进行控制。

[0063] 当然，在本申请中，从控单元也可以选择只査看无人机的飞行状态信息、任务信息（图传画面）；或只控制无人机等。 [0064] 图 2示出了一种采用本申请的通过移动网络共享无人机控制权的装置共享无人机控制权的方法的流程图。如图 2所示，本申请的方法包括以下步骤：

[0065] 首先，所述从控单元向所述主控单元发送请求。由于所述从控单元和所述主控单元位于同一个网络中，因此，所述从控单元可以方便地向所述主控单元发送请求。

[0066] 其次，所述主控单元根据所述从控单元的请求向所述从控单元反馈权限许可。

反馈的权限许可可以是允许査看无人机的状态信息、允许査看无人机的任务信息和允许控制无人机中的一种或多种。当然，在本申请中，所述主控单元在向所述从控单元反馈权限许可之前，需要对所述从控单元的合法性进行判断，只有合法的从控单元，所述主控单元才会对其反馈权限许可，否则将会拒绝。

[0067] 再次，所述从控单元在获得权限许可后，经由所述主控单元向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据，例如起飞、航行和拍摄等。当然，在此期间，所述主控单元能够査看以及操作所述从控单元发送的相关指令数据。例如，所述主控单元能够中断或终断所述从控单元的相关指令数据向所述无人机的发送。所述主控单元能够设置多个所述从控单元的相关指令数据的执行次序。

[0068] 优选地，所述从控单元在获得权限许可后，经由所述主控单元向所述云端发送相关指令数据，再由所述云端向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据

[0069] 图 3示出了另一种采用本申请的通过移动网络共享无人机控制权的装置共享无人机控制权的方法的流程图。如图 3所示，本申请的方法包括以下步骤：

[0070] 首先，所述从控单元向所述主控单元发送请求。由于所述从控单元和所述主控单元位于同一个网络中，因此，所述从控单元可以方便地向所述主控单元发送请求。

[0071] 其次，所述主控单元根据所述从控单元的请求向所述从控单元反馈权限许可。

反馈的权限许可可以是允许査看无人机的状态信息、允许査看无人机的任务信息和允许控制无人机中的一种或多种。当然，在本申请中，所述主控单元在向所述从控单元反馈权限许可之前，需要对所述从控单元的合法性进行判断，只有合法的从控单元，所述主控单元才会对其反馈权限许可，否则将会拒绝。 [0072] 再次，所述从控单元在获得权限许可后，经由所述云端向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据，例如起飞、航行和拍摄等。当然，在此期间，所述主控单元能够査看以及操作所述从控单元发送的相关指令数据。例如，所述主控单元能够中断或终断所述从控单元的相关指令数据向所述无人机的发送。所述主控单元能够设置多个所述从控单元的相关指令数据的执行次序。

[0073] 这种方法中，所述从控单元的相关指令数据不需要经过所述主控单元，而可以直接通过所述云端发送给所述无人机。当然，必须要获得所述主控单元的权限许可。

[0074] 在本申请中，相关方法可以进一步包括以下步骤：无人机上的所述移动通信模块接收所述相关指令数据并根据所述无人机上的传感器模块的请求通过所述各种不同的接口将不同的指令数据自动分配给所述无人机上的相应传感器模块。也就是，所述移动通信模块在接收到所述相关指令数据之后，根据所述相关指令数据的类型和接口类型将相应的指令数据自动分配给所述无人机上的相应传感器模块，以实现所述无人机的控制。

[0075] 当然，在本申请中，相关方法还可以进一步包括以下步骤：所述无人机上的传感器模块通过所述各种不同的接口将无人机的相关信息传输给所述移动通信模块并通过所述移动通信模块回传给所述主控单元；或者，所述无人机上的传感器模块通过所述各种不同的接口将无人机的相关信息传输给所述移动通信模块并通过所述移动通信模块回传给所述云端。也就是，所述无人机上的传感器模块将所获得的无人机的相关信息，例如无人机自身的状态信息 (例如位置，高度，姿态，电量等)以及任务信息（例如拍摄的图像等），通过所述各种不同的接口传输到所述移动通信模块并通过所述移动通信模块经由所述移动网络发出，由所述主控单元或云端接收所述移动通信模块发出的无人机的相关信息。

[0076] 最后，在本申请中，所述方法还可以进一步包括以下步骤：所述从控单元根据所述主控单元反馈的权限许可査看无人机的飞行状态信息和任务信息。当然，在此期间，所述主控单元能够中断或终断所述从控单元査看无人机的飞行状态信息和任务信息。

[0077] 当然，具有上述通过移动网络共享无人机控制的装置的无人机也在本申请的保护范围之内。

[0078] 同吋，采用上述方法共享无人机控制权的无人机也在本申请的保护范围之内。

[0079] 本申请的上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本申请的技术方案所弓 I伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之列。

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 一种通过移动网络共享无人机控制权的装置，其特征在于，包括：设置在无人机上的移动通信模块，所述移动通信模块具有各种不同的接口并通过所述各种不同的接口与所述无人机上的传感器模块进行数据收发；

运行在移动网络上的主控单元，所述主控单元能够通过所述移动网络和所述移动通信模块与所述无人机进行远距离通信，用以向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据并实吋收集无人机所回传的信息多个与所述主控单元位于同一网络中的从控单元，每个所述从控单元都能够在获得所述主控单元授权的情况下向无人机发送相关指令数据并査看无人机的飞行状态信息和任务信息。

根据权利要求 1所述的通过移动网络共享无人机控制器的装置，其特征在于，进一步包括云端，并且所述主控单元通过所述云端才能与所述无人机进行远距离通信。

根据权利要求 2所述的通过移动网络共享无人机控制权的装置，其特征在于，多个所述从控单元与所述主控单元位于同一个局域网、同一个 Internet网、同一个 4G网络，同一个 Wi-Fi、同一个蓝牙或同一个无线电波中。

根据权利要求 3所述的通过移动网络共享无人机控制权的装置，其特征在于，所述移动通信模块的工作模式包括 FDD-LTE, TDD-LTE, WCDMA, CDMA和 TD-SCDMA, 从而使所述无人机能够接入各个通信运营商的移动网络。

根据权利要求 4所述的通过移动网络共享无人机控制权的装置，其特征在于，所述移动通信模块的各种不同的接口包括有线接口和无线接

Π。

根据权利要求 5所述的通过移动网络共享无人机控制权的装置，其特征在于，所述各种不同的接口包括 UART接口、 USB接口、 mini PCI-E接口和 Wi-Fi接口。

[权利要求 7] 一种采用权利要求 1-6中任一项所述的装置共享无人机控制权的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1) 、所述从控单元向所述主控单元发送请求；

2) 、所述主控单元根据所述从控单元的请求向所述从控单元反馈权限许可；

3) 、所述从控单元在获得权限许可后，经由所述主控单元向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据。

[权利要求 8] 根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述主控单元通过所述云端才能与所述无人机进行远距离通信。

[权利要求 9] 一种采用权利要求 2-6中任一项所述的装置共享无人机控制权的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1) 、所述从控单元向所述主控单元发送请求；

3) 、所述从控单元在获得权限许可后，经由所述云端向在所述移动网络上的无人机发送相关指令数据。

[权利要求 10] 根据权利要求 7-9中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

4) 、无人机上的所述移动通信模块接收所述相关指令数据并根据所述无人机上的各个传感器模块的请求通过所述各种不同的接口将不同的指令数据自动分配给所述无人机上的相应传感器模块。

[权利要求 11] 根据权利要求 10所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

5) 、所述无人机上的传感器模块通过所述各种不同的接口将无人机的相关信息传输给所述移动通信模块并通过所述移动通信模块回传给所述云端。

[权利要求 12] 根据权利要求 11所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

6) 、所述从控单元根据所述主控单元反馈的权限许可査看无人机的飞行状态信息和任务信息。

[权利要求 13] 根据权利要求 12中任一项所述的方法，其特征在于，所述主控单元能够査看以及操作所述从控单元发送的相关指令数据。

[权利要求 14] 根据权利要求 13所述的方法，其特征在于，所述主控单元能够中断或终断所述从控单元的相关指令数据向所述无人机的发送。

[权利要求 15] 根据权利要求 14所述的方法，其特征在于，所述主控单元能够中断或终断所述从控单元査看无人机的飞行状态信息和任务信息。

[权利要求 16] 根据权利要求 15所述的方法，其特征在于，所述主控单元能够设置多个所述从控单元的相关指令数据的执行次序。

[权利要求 17] 根据权利要求 16所述的方法，其特征在于，所述主控单元在向所述从控单元反馈权限许可之前，需要对所述从控单元的合法性进行判断。

[权利要求 18] —种无人机，其特征在于，其具有权利要求 1-6中任一项所述的通过移动网络共享无人机控制权的装置。

[权利要求 19] 一种无人机，其特征在于，其采用权利要求 7-17中任一项所述的方法共享无人机的控制权。