专利名称：一种航空遥感平台机载作业控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种航空遥感平台机载作业控制系统，具体涉及一种在无人机上使用的航拍控制系统。
背景技术：
随着遥感技术的应用与发展，各行各业对遥感数据的需求日益增加，但遥感数据的获取方法却相对不足。为解决我国遥感数据源问题，满足航空遥感实验的需求，无人机航空遥感实验平台因其低成本、高灵活性的特点便应运而生。无人机航空遥感技术体现了无人机技术与遥感技术的紧密结合，同时也提供了一种更高效的遥感方式。因无人机在作业过程中几乎全部脱离人为控制，所有的作业需要在无人监督的情况下自动判断并完成，一旦系统的某个部件或模块发生故障，都会影响任务的完成质量。因 此，研制稳定可靠的空中机载作业控制系统是实现无人机航空遥感系统的问题所在。
实用新型内容针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种航空遥感平台机载作业控制系统，该系统能够与无人机可靠搭配，性能稳定。为了达到上述目的，本实用新型一种航空遥感平台机载作业控制系统，该控制系统安装在无人机上，电连接无人机的航姿系统、自驾仪、稳定云台，该控制系统设置有中央处理器，在航姿系统辅助下所述中央处理器发出驱动稳定云台、航拍相机的指令，对地面进行等距拍摄或等时拍摄，拍摄完成后将拍摄数据存储在机载数据存储器内，并通过数传电台向地面控制站传送所拍摄数据。进一步，所述中央处理器内设置有相机驱动模块、云台驱动模块、飞行状态调整模块，所述相机驱动模块用于控制相机航拍，所述云台驱动模块用于控制稳定云台调整相机方向，所述飞行状态调整模块用于控制无人机飞行状态以适应等距拍摄或等时拍摄。进一步，所述中央处理器采用MCU。进一步，所述MCU通过串口连接无人机自驾仪、航姿系统、数传电台。进一步，所述MCU通过USB扩展口上传或下载数据。进一步，所述稳定云台采用三自由度稳定云台，设置有横滚角电机、俯仰角电机、航向角电机。进一步，所述航拍相机采用CXD相机。进一步，所述自驾仪电连接控制无人机飞行方向的舵机和接收地面遥控指令的遥控接收机。进一步，所述自驾仪电连接控制无人机飞行方向的舵机和接收地面遥控指令的遥控接收机。本实用新型按照作业规划软件设定的作业方式在无人机飞行过程中自动控制遥感传感器及电子吊舱姿态测控系统执行遥感作业，能够接受地面指令控制，能够向地面通过数传系统回传作业执行信息，控制遥感传感器实时动态采集遥感数据，能够控制传感器实时向“机载遥感数据存储与转发单元”透明传输传感器遥感数据。该系统协调无人机航空遥感实验平台电子吊舱中多组件的工作，对于获得良好有效的遥感数据起到至关重要的作用。同时也构建了一个无人机机载器件作业的基本框架，可适用于多种无人机作业平台，如进行农药喷洒等。
图I为该控制系统与无人机机载设备连接示意图；图2为该控制系统的结构视图；图3为该控制系统的主程序作业流程图；图4为该控制系统的相机拍摄作业流程图；图5为该控制系统的相机姿态控制原理图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图和较佳实施例，对本实用新型的结构、特征以及功效详细说明如后。 如图I、图2、图3、图4、图5所示为本实用新型所设计实施例之一，在该实施例中，该控制系统安装在无人机上，电连接无人机的航姿系统、自驾仪、稳定云台，该控制系统设置有中央处理器，在航姿系统辅助下所述中央处理器发出驱动稳定云台、航拍相机的指令，对地面进行等距拍摄或等时拍摄，拍摄完成后将拍摄数据存储在机载数据存储器内，并通过数传电台向地面控制站传送所拍摄数据。中央处理器内设置有相机驱动模块、云台驱动模块、飞行状态调整模块，所述相机驱动模块用于控制相机航拍，所述云台驱动模块用于控制稳定云台调整相机方向，所述飞行状态调整模块用于控制无人机飞行状态以适应等距拍摄或等时拍摄。中央处理器采用MCU，MCU采用中断轮询方式读取外部数据，可读取大量的外部数据而又不占用过多的MCU处理时间；能实时下传作业信息，数据更新频率为2Hz ;设计内置算法实现遥感作业的等时拍摄和等距拍摄，并可接收地面手动控制。MCU通过串口连接无人机自驾仪、航姿系统、数传电台。MCU通过USB扩展口上传或下载数据，解决当前许多笔记本电脑不具有串口的所带来的麻烦。稳定云台三自由度控制，设置有横滚角电机、俯仰角电机、航向角电机，步进电机驱动最多可128细分可调,驱动相电流可调最大至2. 2A。航拍相机采用CCD相机，CCD相机驱动既可输出触发脉冲也可模拟电子开关输出，从而可控制专业航空相机和普通数码相机的拍摄。自驾仪电连接控制无人机飞行方向的舵机和接收地面遥控指令的遥控接收机。上面所述只是为了说明本实用新型，应该理解为本实用新型并不局限于以上实施例，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种航空遥感平台机载作业控制系统，该控制系统安装在无人机上，电连接无人机的航姿系统、自驾仪、稳定云台，其特征在于，该控制系统设置有中央处理器，在航姿系统辅助下所述中央处理器发出驱动稳定云台、航拍相机的指令，对地面进行等距拍摄或等时拍摄，拍摄完成后将拍摄数据存储在机载数据存储器内，并通过数传电台向地面控制站传送所拍摄数据。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述中央处理器内设置有相机驱动模块、云台驱动模块、飞行状态调整模块，所述相机驱动模块用于控制相机航拍，所述云台驱动模块用于控制稳定云台调整相机方向，所述飞行状态调整模块用于控制无人机飞行状态以适应等距拍摄或等时拍摄。
3.如权利要求I所述的控制系统，其特征在于，所述中央处理器采用MCU。
4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述MCU通过串口连接无人机自驾仪、航姿系统、数传电台。
5.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述MCU通过USB扩展口上传或下载数据。
6.如权利要求I所述的控制系统，其特征在于，所述稳定云台采用三自由度稳定云台，设置有横滚角电机、俯仰角电机、航向角电机。
7.如权利要求I所述的控制系统，其特征在于，所述航拍相机采用CCD相机。
8.如权利要求I所述的控制系统，其特征在于，所述自驾仪电连接控制无人机飞行方向的舵机和接收地面遥控指令的遥控接收机。
专利摘要本实用新型公开了一种航空遥感平台机载作业控制系统，该控制系统安装在无人机上，电连接无人机的航姿系统、自驾仪、稳定云台，其特征在于，该控制系统设置有中央处理器，在航姿系统辅助下所述中央处理器发出驱动稳定云台、航拍相机的指令，对地面进行等距拍摄或等时拍摄，拍摄完成后将拍摄数据存储在机载数据存储器内，并通过数传电台向地面控制站传送所拍摄数据。本实用新型按照作业规划软件设定的作业方式在无人机飞行过程中自动控制遥感传感器及电子吊舱姿态测控系统执行遥感作业，能够接受地面指令控制，能够向地面通过数传系统回传作业执行信息，控制遥感传感器实时动态采集遥感数据。
文档编号G05D1/10GK202600486SQ20122017287
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者顾行发, 陈继平, 余涛, 余国林, 李家国, 赵利民 申请人:中国科学院遥感应用研究所