基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统及方法
【专利摘要】本发明涉及无人机、北斗导航通讯领域，尤其涉及基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统及方法。该基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，包括地面监控系统和无人机飞控系统；地面监控系统包括第一北斗导航通讯模块；无人机飞控系统包括第二北斗导航通讯模块；第一北斗导航通讯模块与第二北斗导航通讯模块通过北斗卫星导航系统通讯，用于将地面监控系统预设的飞行任务信息通过第一北斗导航通讯模块传输给北斗卫星导航系统，再由北斗卫星导航系统发送给无人机飞控系统的第二北斗导航通讯模块。上述系统不易受到地形、建筑物的遮挡，稳定性好。使用该基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统及方法可以有效的监控无人机作业。
【专利说明】基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人机、北斗导航通讯领域，尤其涉及基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统及方法。
【背景技术】
[0002]无人机是一种利用无线电遥控设备和机载飞控系统操纵的不载人飞机。广泛用于侦察、地形测绘等领域。
[0003]现有的无人机在起飞现场，多采用数据线上传飞行任务。飞行任务上传之后，无人机将按照上传的飞行任务进行作业。在作业过程中，需要根据作业现场的情况随时更改飞行任务，即通过无线电遥控设备远程向无人机上传飞行任务更改信息。
[0004]然而，地面无线电台的传输极易受到地形、建筑物等的遮挡以及受传输距离的限制，当无人机飞行到地形起伏大、森林等作业环境复杂的地区时，可能会导致无人机与无线电遥控设备的通讯中断，不能有效的监控无人机作业。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统及方法，以解决上述问题。
[0006]一种基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，包括地面监控系统和无人机飞控系统；地面监控系统包括第一北斗导航通讯模块；无人机飞控系统包括第二北斗导航通讯模块；第一北斗导航通讯模块与第二北斗导航通讯模块通过北斗卫星导航系统通讯，用于将地面监控系统预设的飞行任务信息通过第一北斗导航通讯模块传输给北斗卫星导航系统，再由北斗卫星导航系统发送给无人机飞控系统的第二北斗导航通讯模块。
[0007]本发明实施例还提供一种基于北斗通讯的无人机远程任务上传方法，包括如下步骤:
[0008]第一北斗导航通讯模块将地面监控系统预设的飞行任务变更信息通过第一北斗导航通讯模块传输给北斗卫星导航系统；
[0009]由北斗卫星导航系统将飞行任务变更信息发送给无人机飞控系统的第二北斗导航通讯模块；
[0010]第二北斗导航通讯模块将飞行任务变更信息发送给无人机飞控系统。
[0011]与现有技术相比，本发明实施例的优点在于:该基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统及方法包括地面监控系统和无人机飞控系统，其中地面监控系统设置有第一北斗导航通讯模块，无人机飞控系统内设置有第二北斗导航通讯模块。地面监控系统将预设的飞行任务更改信息通过第一北斗导航通讯模块以短报文的方式传输给北斗卫星导航系统，再由北斗卫星导航系统发送给无人机飞控系统的第二北斗导航通讯模块，无人机飞控系统接收到该飞行任务更改信息后，根据该飞行任务更改信息更新飞行任务并按照更新后的飞行任务作业。由于地面监控系统与无人机飞控系统之间的通讯采用北斗卫星导航系统的短报文通讯技术通讯，该通讯技术可在全国范围内全天候提供通讯服务，不易受到地形、建筑物的遮挡，稳定性好。通过该通讯技术连接地面监控系统和无人机飞控系统，可以有效的监控无人机作业。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例的基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统的系统示意图；
[0013]图2为本发明实施例的基于北斗通讯的无人机远程任务上传方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0015]如图1所示，本发明实施例提供了一种基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，包括地面监控系统101和无人机飞控系统107 ;地面监控系统101包括第一北斗导航通讯模块102 ;无人机飞控系统107包括第二北斗导航通讯模块104 ;地面监控系统101预设的飞行任务变更信息通过第一北斗导航通讯模块102传输给北斗卫星导航系统103，再由北斗卫星导航系统103发送给无人机飞控系统107的第二北斗导航通讯模块104。
[0016]该无人机通讯和控制系统包括地面监控系统101和无人机飞控系统107，其中地面监控系统101设置有第一北斗导航通讯模块102，无人机飞控系统107内设置有第二北斗导航通讯模块104。地面监控系统101将预设的飞行任务更改信息通过第一北斗导航通讯模块102以短报文的方式传输给北斗卫星导航系统103，再由北斗卫星导航系统103发送给无人机飞控系统的第二北斗导航通讯模块104，无人机飞控系统107接收到该飞行任务更改信息后，根据该飞行任务更改信息更新飞行任务并按照更新后的飞行任务作业。由于地面监控系统101与无人机飞控系统107之间的通讯采用北斗卫星导航系统的短报文通讯技术通讯，该通讯技术可在全国范围内全天候提供通讯服务，不易受到地形、建筑物遮挡，稳定性好。通过该通讯技术连接地面监控系统和无人机飞控系统，可以有效的控制无人机作业。
[0017]另外，由于无人机采用北斗卫星导航系统实现无人机与地面监控系统之间信息的传输，无人机上安装有第二北斗导航通讯模块104，该模块体积小、重量轻、成本低，适合于普通民用无人机。其中，飞行任务变更信息包括飞行路径信息、航线信息、曝光点位信息、航摄范围信息、降落地点信息。例如在无人机作业过程中，需要更改无人机的飞行路径时，地面监控系统根据作业区域的数字高程模型DEM数据制定出更改后的飞行路径后，将该飞行路径加密打包通过第一北斗导航通讯模块以短报文通讯技术发送给北斗卫星导航系统，北斗卫星导航系统再将该飞行路径发送给与第一北斗通信模块匹配的第二通讯模块，实现飞行路径的实时上传。
[0018]为了确保无人机按照预定的飞行路径飞行，无人机飞控系统还包括单频GPS模块105和处理器108 ;单频GPS模块105与处理器108连接，用于将接收到的GPS导航信息发送到处理器108中进行联合解算，为无人机提供导航信息。其中单频GPS模块包括集成在飞控系统上的单频GPS处理单元和位于无人机外的单频GPS天线。
[0019]为了确保无人机飞行姿态的稳定，无人机飞控系统还包括IMU模块106 ；IMU模块106与处理器108连接，，用于将接收到的加速度和角速度信息发送到处理器108中进行联合解算，为无人机提供姿态信息。
[0020]进一步，无人机飞控系统还包括空速管110 ;空速管110与处理器108电连接，用于将检测得到的空气速度、大气压力发送给处理器，为无人机提供空速和气压高度。
[0021]进一步，无人机飞控系统还包括相机和云台，具备控制相机曝光和云台控制的功能；相机和云台分别与处理器电连接；无人机飞控系统发出曝光脉冲控制相机曝光，云台用于使相机保持竖直向下拍摄。当飞机姿态变化时，云台及时调整，使相机保持竖直向下。例如无人机俯仰角度或横滚角度变化时，云台内自带的调整机构自动调整相机的角度，使相机处于竖直向下的拍摄角度。当无人机的偏航角度发生变化时，惯性测量单元检测到无人机的偏航角度信息并将该信息发送给处理器，处理器根据该偏航角度信息得到云台调整指令并将该云台调整指令发送给云台，云台根据该云台调整指令调整云台的角度，使相机保持竖直向下的拍摄角度。
[0022]其中，无人机飞控系统还包括存储器109 ;存储器109与处理器108电连接，用于存储无人机的飞行参数。即无人机得到的任何信息均会存储在该存储器内。
[0023]本发明实施例还提供一种使用上述上传系统的基于北斗通讯的无人机远程任务上传方法，如图2所示，包括如下步骤:
[0024]S201，第一北斗导航通讯模块将地面监控系统预设的飞行任务变更信息通过第一北斗导航通讯模块传输给北斗卫星导航系统；
[0025]S202，由北斗卫星导航系统将飞行任务变更信息发送给无人机飞控系统的第二北斗导航通讯模块；
[0026]S203，第二北斗导航通讯模块将飞行任务变更信息发送给无人机飞控系统。
[0027]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，其特征在于，包括地面监控系统和无人机飞控系统； 所述地面监控系统包括第一北斗导航通讯模块；所述无人机飞控系统包括第二北斗导航通讯模块；所述第一北斗导航通讯模块与所述第二北斗导航通讯模块通过北斗卫星导航系统通讯，用于将所述地面监控系统预设的飞行任务变更信息通过所述第一北斗导航通讯模块传输给北斗卫星导航系统，再由北斗卫星导航系统发送给所述无人机飞控系统的第二北斗导航通讯模块。
2.如权利要求1所述的基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，其特征在于，所述飞行任务变更信息包括飞行路径信息、航线信息、曝光点位信息、航摄范围信息、降落地点信息等。
3.如权利要求2所述的基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，其特征在于，所述无人机飞控系统还包括单频GPS模块和处理器； 所述单频GPS模块与所述处理器连接，用于将接收到的GPS导航信息发送到所述处理器中进行联合解算，为无人机提供导航信息。
4.如权利要求3所述的基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，其特征在于，所述无人机飞控系统还包括IMU模块； 所述IMU模块与所述处理器连接，用于将接收到的加速度和角速度信息发送到所述处理器中进行联合解算，为所述无人机提供姿态信息。
5.如权利要求4所述的基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，其特征在于，所述无人机飞控系统还包括空速管； 所述空速管与所述处理器电连接，用于将检测得到的空气速度、大气压力发送给所述处理器，为无人机提供空速和气压高度。
6.如权利要求5所述的基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，其特征在于，所述无人机飞控系统还包括相机和云台； 所述相机和所述云台分别与所述处理器电连接；所述无人机飞控系统控制相机曝光，所述云台用于使所述相机保持竖直向下的拍摄角度。
7.如权利要求6所述的基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统，其特征在于，还包括存储器； 所述存储器与所述处理器连接，用于存储无人机的飞行参数。
8.一种使用如权利要求1-7中任一项所述的基于北斗通讯的无人机远程任务上传系统的上传方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一北斗导航通讯模块将地面监控系统预设的飞行任务变更信息通过所述第一北斗导航通讯模块传输给北斗卫星导航系统； 由北斗卫星导航系统将所述飞行任务变更信息发送给无人机飞控系统的第二北斗导航通讯模块； 所述第二北斗导航通讯模块将所述飞行任务变更信息发送给所述无人机飞控系统。
【文档编号】H04B7/185GK103532613SQ201310500730
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】李英成, 丁晓波, 刘飞, 刘沛, 薛艳丽 申请人:中测新图(北京)遥感技术有限责任公司