一种模块化无人机地面控制系统的制作方法

本实用新型涉及无人机控制系统技术领域，特别是涉及一种模块化无人机地面控制系统。

背景技术：

目前，无人机主要依靠本身飞控自主控制飞行和地面控制系统控制飞行两种模型进行任务的执行。无论是军事方面作战、侦查、救灾等领域，还是民用方面航拍、测绘、监控等领域，无人机都已经整在逐渐成为上述领域中的生力军、主力军。

在当前无人机被大量普及的情况下，人们对于操控无人机的地面控制系统的需求也是越来越明确，对地面控制系统的智能化需求也在日渐提高。尤其是长时间进行作业的操作人员，他们对于地面控制系统的需求就是，轻便、便携、小巧、灵活等特点。而目前市场上的地面控制系统，多数都是带有很大盒子的便携式地面站，以及集成了摇杆、图数传、地面站软件为一体的手持式地面站。

虽然手持式地面站相对于便携式地面站来说，的确具有体积小、重量轻、便携等特点，但对于长时间作业的操作人员来说，手持式地面站仍会令其感觉到体重大、重量重等缺点。而且内部结构集成在一起，一旦其中一个模块组件出现故障后，必须进行整体更换，无法针对单个模块及时进行维修，造成维护成本高；并且也无法根据不同的任务更换个别相关模块组件。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种模块化无人机地面控制系统。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种模块化无人机地面控制系统，包括分体设置的工业级触摸平板和智能盒子，以及蓝牙单手遥控手柄和AR透视眼镜等外设控制设备，所述智能盒子相当于一台微型计算机，用于无人机与所述工业触摸平板之间通讯，包括主板以及以模块化插件方式集成在主板上的数传模块、图传模块、差分GPS模块和供电模块，所述智能盒子自带WIFI热点模块，工业级触摸平板通过WIFI连接到所述智能盒子的WIFI热点，进行数据通讯；蓝牙单手遥控手柄通过自带的蓝牙模块与工业级触摸平板电脑上的蓝牙模块进行通讯，主要实现对无人机的飞行控制。AR透视眼镜可以通过自带的WIFI模块连接智能盒子的WIFI热点，并实时接收智能盒子的无人机搭载的云台摄像头拍摄的图像，并在AR透视眼镜的镜片上显示，不影响佩戴者正常视线，在不方便使用工业级触摸平板电脑时，配合蓝牙单手遥控手柄可以用于特种作战等特殊场景及用途。

具体的，所述数传模块通过2.4GHz900M信道与无人机信号连接，用于接收无人机的飞行数据；所述数传模块通过主板上的串口模块与计算机主板连接，计算机主板通过其自带的WIFI热点模块与工业级触摸平板信号连接；图传模块通过5.8GHz信道与无人机信号连接，用于接收无人机的图像数据，图传模块通过计算机主板上的WIFI模块与工业级触摸平板信号连接，用于将图像数据转发给工业级触摸平板；差分GPS模块通过线路与计算机主板连接，用于对无人机机载的GPS进行差分修正，然后将修正后的数据通过主板上的wifi热点模块，传送给工业级三防触屏平板电脑；供电模块与外接电源连接，用于给智能盒子中的各个模块提供电源。

具体的，所述蓝牙单手遥控手柄包括壳体，所述壳体部设有360°摇杆飞行方向控制键和升降控制键，其中，360°摇杆用于控制无人机前飞、后飞、左转和右转；下降控制键用于控制无人机下降；上升控制键用于控制无人机的上升；壳体侧面设有功能切换键和悬停键，其中，功能切换键用于切换按键的功能，当按下该按键时，摇杆功能键为控制机载云台四个方向，按住后，升降键用于控制无人机左飞和右飞；悬停键，按下后使无人机进入悬停状态。

进一步，所述工业级触摸平板采用工业级三防触屏平板电脑，三防等级达到IP67。其中，三防指防尘、防水和防摔，IP67指防尘等级为6级，完全防止粉尘通过壳体空隙进入；防水等级为7级，可防短时间常温常压下浸泡在不超过1m的深的水中；防摔等级为防止1米高度自由落体跌落。

所述工业级三防触屏平板电脑预装自主研发的无人机地面站控制系统软件。所述智能盒子用于无人机与所述工业触摸平板之间通讯的媒介，其内部所用的各个模块，均为模块化插件，便于插拔更换。

具体的，所述工业级触摸平板用于将接收到的智能盒子发送的无人机飞行数据和状态数据进行解析，并在对应的界面处进行显示。

进一步，所述工业级触摸平板的显示界面上设有虚拟云台控制方向键，可以通过屏幕上的虚拟云台控制方向键操纵无人机搭载的云台摄像头。具体的，工业级触摸平板通过WIFI模块将操纵指令传递给智能盒子，智能盒子接收到指令后，会通过智能盒子搭载的数传模块，将该指令发送给无人机，无人机通过机载数传接收后，会执行相关操作，并实时将无人机搭载的云台摄像头拍摄的图像，通过机载的图传模块发送给智能盒子，智能盒子通过搭载的图传模块进行接收，再将图像由WIFI模块发送给无人机地面站控制系统的工业级触摸平板，并达到实时调整摄像头的拍摄角度，达到监控、航拍等目的。

进一步，所述工业级触摸平板的显示界面上设有虚拟飞机控制方向键，通过虚拟飞机控制方向键操纵无人机的飞行姿态。具体的，工业级触摸平板通过WIFI模块将操纵指令传递给智能盒子，智能盒子接收到指令后，会通过盒子搭载的数传模块，将该指令发送给无人机，无人机通过机载数传接收后，会执行相关操作，并实时将无人机的飞行数据、姿态等信息，通过机载数传发送给智能盒子，智能盒子通过搭载的数传进行接收，再将数据由WIFI模块发送给无人机地面站控制系统的工业级触摸平板，达到及时调整无人机飞行姿态的目的，也可以用于降落时的辅助微调操作。

所述工业级触摸平板，通过蓝牙与所述蓝牙单手遥控手柄连接，接收蓝牙单手遥控手柄的控制指令，并通过WIFI模块传递给智能盒子，再由智能盒子传递给无人机，来操纵无人机的飞行姿态以及操纵无人机搭载的云台摄像头。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种模块化无人机地面控制系统，将平板电脑与无人机地面控制系统的其他模块分离，使终端设备不再局限于某类设备，可选择性更多，使用更灵活，搭配蓝牙单手遥控器与AR透视眼镜，更是可以适用于特种作战，亦或是双手不便于手持设备时使用，另外各个模块、系统设备均以模块化插件的方式组装在智能盒子的主板上，便于维修和根据不同的任务需求，灵活更换相关模块组件。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的系统原理图。

图2是蓝牙单手遥控手柄的结构示意图。

图中：1、摇杆，2、下降控制键，3、上升控制键，4、悬停键，5、功能切换键，6、壳体。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的一种模块化无人机地面控制系统，包括分体设置的工业级触摸平板和智能盒子，以及外设控制设备-蓝牙单手遥控手柄和AR透视眼镜，所述智能盒子相当于一台微型计算机，包括主板以及以模块化插件方式集成在主板上的数传模块、图传模块、差分GPS模块和供电模块，所述智能盒子自带WIFI热点模块，工业级触摸平板通过WIFI，连接到所述智能盒子的WIFI热点，进行数据通讯，蓝牙单手遥控手柄，通过自带的蓝牙模块，与工业级触摸平板上的蓝牙模块进行通讯，主要实现对无人机的飞行控制。AR透视眼镜，可以通过自带的WIFI模块连接智能盒子的WIFI热点，并实时接收智能盒子的无人机搭载的云台摄像头拍摄的图像，并在镜片上显示，不影响佩戴者正常视线，在不方便使用工业级平板电脑时，配合蓝牙单手遥控手柄可以用于特种作战等特殊场景及用途。

所述数传模块和图传模块，通过主板上串口模块等将数据统一由主板搭载的WIFI热点模块，传输给连接的工业级触摸平板。具体的，所述数传模块通过2.4GHz900M信道与无人机信号连接，用于接收无人机的飞行数据；所述数传模块通过主板上的串口模块与计算机主板连接，计算机主板通过其自带的WIFI热点模块与工业级触摸平板信号连接；图传模块通过5.8GHz信道与无人机信号连接，用于接收无人机的图像数据，图传模块通过计算机主板上的WIFI模块与工业级触摸平板信号连接，用于将图像数据转发给工业级触摸平板；差分GPS模块通过线路与计算机主板连接，用于对无人机机载的GPS进行差分修正，然后将修正后的数据通过主板上的wifi热点模块，传送给工业级三防触屏平板电脑；供电模块与外接电源连接，用于给智能盒子中的各个模块提供电源。

如图2所示，蓝牙单手遥控手柄包括壳体6，所述壳体6顶部设有360°摇杆1、下降控制键2和上升控制键3，其中，360°摇杆1用于控制无人机前飞、后飞、左转和右转；下降控制键2用于控制无人机下降；上升控制键3用于控制无人机的上升。壳体6侧面设有功能切换键5和悬停键4，其中，功能切换键5用于切换按键的功能，当按下该按键时，摇杆1功能键为控制机载云台四个方向，按住后，升降键3用于控制无人机左飞和右飞；悬停键4，按下后(无需按住不放)，无人机进入悬停状态。

进一步，所述工业级触摸平板采用工业级三防触屏平板电脑，三防等级达到IP67。其中，三防指防尘、防水和防摔，IP67指防尘等级为6级，完全防止粉尘通过壳体空隙进入；防水等级为7级，可防短时间常温常压下浸泡在不超过1m的深的水中；防摔等级为防止1米高度自由落体跌落。

所述工业级三防触屏平板电脑预装自主研发的无人机地面站控制系统软件。

进一步，所述智能盒子用于无人机与所述工业触摸平板之间通讯的媒介，其内部所用的各个模块，均为模块化插件，便于插拔更换。

具体的，所述工业级触摸平板用于将接收到的智能盒子发送的无人机飞行数据和状态数据进行解析，并在对应的界面处进行显示。

进一步，所述工业级触摸平板的显示界面上设有虚拟云台控制方向键，可以通过屏幕上的虚拟云台控制方向键操纵无人机搭载的云台摄像头。具体的，工业级触摸平板通过WIFI模块将操纵指令传递给智能盒子，智能盒子接收到指令后，会通过智能盒子搭载的数传模块，将该指令发送给无人机，无人机通过机载数传接收后，会执行相关操作，并实时将无人机搭载的云台摄像头拍摄的图像，通过机载的图传模块发送给智能盒子，智能盒子通过搭载的图传模块进行接收，再将图像由WIFI模块发送给无人机地面站控制系统的工业级触摸平板，并达到实时调整摄像头的拍摄角度，达到监控、航拍等目的。

进一步，所述工业级触摸平板的显示界面上设有虚拟飞机控制方向键，通过虚拟飞机控制方向键操纵无人机的飞行姿态。具体的，工业级触摸平板通过WIFI模块将操纵指令传递给智能盒子，智能盒子接收到指令后，会通过盒子搭载的数传模块，将该指令发送给无人机，无人机通过机载数传接收后，会执行相关操作，并实时将无人机的飞行数据、姿态等信息，通过机载数传发送给智能盒子，智能盒子通过搭载的数传进行接收，再将数据由WIFI模块发送给无人机地面站控制系统的工业级触摸平板，达到及时调整无人机飞行姿态的目的，也可以用于降落时的辅助微调操作。

所述工业级触摸平板，通过蓝牙与所述蓝牙单手遥控手柄连接，接收蓝牙单手遥控手柄的控制指令，并通过WIFI模块传递给智能盒子，再由智能盒子传递给无人机，来操纵无人机的飞行姿态和无人机搭载的云台摄像头。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。