一种基于无线通讯的无人机地面控制系统的制作方法

文档序号:11827450

本发明涉及一种无人机的地面控制系统,具体涉及一种基于无线通讯的无人机地面控制系统。



背景技术:

无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。它的研制成功和战场运用,揭开了以远距离攻击型智能化武器、信息化武器为主导的“非接触性战争”的新篇章。与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点,备受世界各国军队的青睐。在几场局部战争中,无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种作战能力,发挥着显著的作用,并引发了层出不穷的军事学术、装备技术等相关问题的研究。它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道,成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色,对未来的军事斗争造成较为深远的影响。无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用红外线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。目前大部分民用无人机控制是通过地面站和无人机之间红外线线数传电台直接进行数据通讯,再通过地面站软件编辑飞行计划并上传到无人机飞行控制器。无人机使用越来越广泛,但是降落时地面的天气路况无法预测,无法降落安全位置导致无人机受损。

所有对无人机的无线通讯控制并自动防撞问题成了一门值得研究的课题。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是不受天气影响一定降落在指定位置,目的在于提供一种基于无线通讯的无人机地面控制系统,解决不受天气影响一定降落在指定位置的问题。

本发明通过下述技术方案实现:

一种基于无线通讯的无人机地面控制系统,包括控制中心及执行中心,执行中心带自动降落矫正功能,在无人机内的飞行控制计算机中有自动降落矫正模块,自动降落矫正模块用于与远端的控制中心进行通讯,无人机的自动降落矫正模块能够接收以无人机为中心的方圆80-120英里的区域内所有地面的信息;无人机开机通电后,无人机的自动降落矫正模块即搜索所有底面信息,发送到飞行控制计算机,无人机向控制中心申请降落时,会将无人机当前信息和地面信息一起发送到控制中心;控制中心通过收到的信息进行分析处理,做出无人机降落时间以及规划降落航线,然后发送到无人机;无人机准备降落,在降落过程中,无人机的自动降落矫正模块会持续搜索地面信息,飞行控制计算机根据该信息,再次判断无人机降落处是否处于危险区域,若无人机处于危险区域,飞行控制计算机会自动规划新航线,控制无人机脱离危险区域。自动降落矫正模块是一个集通信与监视于一体的模块,由信息源、信息传输通道和信息处理与显示三部分组成。自动降落矫正模块的主要信息是飞机的4维位置信息。此外,还可能包括一些别的附加信息,如航向、空速、风速、风向和飞机外界温度等。这些信息可以由以下航空电子设备得到:全球卫星导航系统、惯性导航系统、惯性参考系统、飞行管理器、其它机载传感器。自动降落矫正模块的信息传输通道以报文形式,通过数据链广播式传播。自动降落矫正模块的信息处理与显示主要包括位置信息和其它附加信息的提取、处理及有效算法,并且形成清晰、直观的背景地图和地面信息最后以伪雷达画面实时地传输给计算机。

所述执行中心还包括自动防撞功能,当无人机与障碍物距离小于1M时,无人机暂停所有指令并自动向障碍物退回5米再继续接收其他指令。自带防撞功能保护无人机的寿命,退回5M以后继续工作提高了安全系数。

所述控制中心及执行中心的指令编码器和译码器均采用STC89C51单片机,51单片机中有1个8位的CPU,可以进行变量的处理,还带有程序储存器为4KBROM。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

1、本发明一种基于无线通讯的无人机地面控制系统,采用51单片机STC89C51中有1个8位的CPU,可以进行变量的处理,还带有程序储存器为4KBROM;

2、本发明一种基于无线通讯的无人机地面控制系统,自动降落矫正模块的信息处理与显示主要包括位置信息和其它附加信息的提取、处理及有效算法,并且形成清晰、直观的背景地图和地面信息最后以伪雷达画面实时地传输给计算机;

3、本发明一种基于无线通讯的无人机地面控制系统,采用51单片机STC89C51中有1个8位的CPU,可以进行变量的处理,还带有程序储存器为4KBROM。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

实施例

本发明一种基于无线通讯的无人机地面控制系统,包括控制中心及执行中心,执行中心带自动降落矫正功能,在无人机内的飞行控制计算机中有自动降落矫正模块,自动降落矫正模块用于与远端的控制中心进行通讯,无人机的自动降落矫正模块能够接收以无人机为中心的方圆80-120英里的区域内所有地面的信息;无人机开机通电后,无人机的自动降落矫正模块即搜索所有底面信息,发送到飞行控制计算机,无人机向控制中心申请降落时,会将无人机当前信息和地面信息一起发送到控制中心;控制中心通过收到的信息进行分析处理,做出无人机降落时间以及规划降落航线,然后发送到无人机;无人机准备降落,在降落过程中,无人机的自动降落矫正模块会持续搜索地面信息,飞行控制计算机根据该信息,再次判断无人机降落处是否处于危险区域,若无人机处于危险区域,飞行控制计算机会自动规划新航线,控制无人机脱离危险区域。自动降落矫正模块是一个集通信与监视于一体的模块,由信息源、信息传输通道和信息处理与显示三部分组成。无人机飞行过程中,会持续将搜索的飞行信息以及无人机当前信息发向地面系统,地面系统由多个设置在底面的监测系统组成,监测系统内设置一个检测模块,监测系统内的检测模块也用于接收以该监测系统为中心的方圆85-115英里的区域内所有地面信息,即每个监测系统能够覆盖方圆85-115英里的区域,整个地面系统能够覆盖无人机的所有飞行区域,地面系统中与无人机所处区域对应的监测系统接收到无人机发送的信息,监测系统将该信息与自身掌握的信息进行交叉验证,当有不同之处时,即发送信号对无人机进行提醒。自动降落矫正模块的主要信息是飞机的4维位置信息。此外,还可能包括一些别的附加信息,如航向、空速、风速、风向和飞机外界温度等。这些信息可以由以下航空电子设备得到:全球卫星导航系统、惯性导航系统、惯性参考系统、飞行管理器、其它机载传感器。自动降落矫正模块的信息传输通道以报文形式,通过数据链广播式传播。自动降落矫正模块的信息处理与显示主要包括位置信息和其它附加信息的提取、处理及有效算法,并且形成清晰、直观的背景地图和地面信息最后以伪雷达画面实时地传输给计算机。上述的监测画面能够规划无人机降落的规避区域,并发送规避命令到无人机,指挥无人机提前规避危险区域,因为无人机是在进入危险区域才进行避规,但是飞行速度很快,很多时候无法快速计算出新的降落处,而采用监测系统提前进行规划,可以减少临时无法降落的状况发生。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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