一种扩展无人机图传范围的方法与流程

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种扩展无人机图传范围的方法。

背景技术：

目前，对于公安，刑侦、判案、维稳工作都越来越依靠视频进行取证，特别是公安天网系统的大规模建设，其主要目的也在于此。但原有的布置存在固有的缺陷，即需要架设固定的监控点，镜头位置和角度固定，可调范围有限，导致监控过程存在诸多盲点。在固定监控无法覆盖的区域，突发事件的取证目前只能依靠执法人员携带执法记录仪进行，不能高空俯视，看不到全局状况，对于突发事件的监控指挥较难展开。针对现在公安取证的现实情况，开发设计一套应用于处理突发事件，进行现场取证和视频监控调度的无人机监控方案显得十分必要。无人机图传模块只能实现点对点的视频传输，难以将事发地点的实时监控视频传回指挥中心。

无人机图传模块分为天空发射端与地面接收端，发射端与接收端之间无线传输频点采用行业标准频点2.4GHz或5.8GHz进行图像传输，由于频点特性且模块受到无人机载重、供电、体积的限制，存在通信距离短、穿透能力弱、抗干扰能力差等缺陷，最为关键的是无人机图传模块无法进行自组网，大大限制了其通信距离以及天空端视频覆盖范围。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种扩展无人机图传范围的方法，以实现扩展无人机天空端视频的通信覆盖范围。

为解决上述技术问题，本发明提供一种扩展无人机图传范围的方法，该方法包括：

将无人机图传模块接入无线Mesh自组网系统中；

通过无人机图传模块获取实时监控视频；

通过无线Mesh自组网系统中的多个设备节点对实时监控视频进行中继转发，传输至监控中心。

优选的，所述无人机图传模块包括图传发射模块和图传接收模块。

优选的，无线Mesh自组网系统中的多个设备节点为第一无线mesh设备节点、第二无线mesh设备节点和第三无线mesh设备节点。

优选的，所述通过无线Mesh自组网系统中的多个设备节点对实时监控视频进行中继转发，传输至监控中心，包括：

第一无线mesh设备节点接收无人机图传模块发送的实时监控视频，将实时监控视频发送至第二无线mesh设备节点；

第二无线mesh设备节点接收实时监控视频，将实时监控视频发送至第三无线mesh设备节点；

第三无线mesh设备节点接收实时监控视频，将实时监控视频发送至监控中心。

优选的，所述第一无线mesh设备节点设置在地面指挥平台，第二无线mesh设备节点设置在高空楼顶，第三无线mesh设备节点设置在监控中心。

优选的，所述图传接收模块与第一无线mesh设备节点通过网线连接。

优选的，所述通过无人机图传模块获取实时监控视频，包括：

监控摄像头拍摄实时监控视频，并发送至图传发射模块；图传发射模块将实时监控视频发送至图传接收模块；图传接收模块接收实时监控视频。

本发明所提供的一种扩展无人机图传范围的方法，将无人机图传模块接入无线Mesh自组网系统中；通过无人机图传模块获取实时监控视频；通过无线Mesh自组网系统中的多个设备节点对实时监控视频进行中继转发，传输至监控中心。可见，由于无线Mesh设备节点之间可以动态地、自动地建立网状的无线链接并且与其他节点相连，本方法将无人机图传模块接入无线Mesh自组网系统中，通过Mesh网络中的多个设备节点对实时视频进行中继转发，最终传回指挥中心，实现指挥中心监控全局状况，对突发事件进行现场指挥，如此将无人机图传模块与无线Mesh自组网系统进行融合，实现混合组网，能够极大的扩展无人机天空端视频的通信覆盖范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种扩展无人机图传范围的方法的流程图；

图2为无人机图传模块与无线mesh设备节点之间的通信示意图；

图3为无人机图传模块地面端与无线mesh设备节点2的连接示意图；

图4为进行通信的各个设备的IP和网关设置规则示意图；

图5为采用ping数据包手段检测通信链路的原理图；

图6为建立双向链路的示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种扩展无人机图传范围的方法，以实现扩展无人机天空端视频的通信覆盖范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

术语解释如下：

无人机：是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机；

图传模块：两点之间通过无线链路直接进行视频图像传输的模块；

无线Mesh网络：无线Mesh网络(无线网状网络)也称为“多跳(multi-hop)”网络，采用无中心的无线自组织网络架构，是一种与传统有中心的无线网络完全不同的新型无线网络技术；

无线Mesh系统：全双工无线自组织组网通信系统。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种扩展无人机图传范围的方法的流程图，该方法包括：

S11：将无人机图传模块接入无线Mesh自组网系统中；

S12：通过无人机图传模块获取实时监控视频；

S13：通过无线Mesh自组网系统中的多个设备节点对实时监控视频进行中继转发，传输至监控中心。

可见，由于无线Mesh设备节点之间可以动态地、自动地建立网状的无线链接并且与其他节点相连，本方法将无人机图传模块接入无线Mesh自组网系统中，通过Mesh网络中的多个设备节点对实时视频进行中继转发，最终传回指挥中心，实现指挥中心监控全局状况，对突发事件进行现场指挥，如此将无人机图传模块与无线Mesh自组网系统进行融合，实现混合组网，能够极大的扩展无人机天空端视频的通信覆盖范围。

基于上述方法，具体的，无人机图传模块包括图传发射模块和图传接收模块。

其中，无线Mesh自组网系统中的多个设备节点为第一无线mesh设备节点、第二无线mesh设备节点和第三无线mesh设备节点。

进一步的，步骤S12的过程具体为：监控摄像头拍摄实时监控视频，并发送至图传发射模块；图传发射模块将实时监控视频发送至图传接收模块；图传接收模块接收实时监控视频。

进一步的，步骤S13的过程具体包括：

S1：第一无线mesh设备节点接收无人机图传模块发送的实时监控视频，将实时监控视频发送至第二无线mesh设备节点；

S2：第二无线mesh设备节点接收实时监控视频，将实时监控视频发送至第三无线mesh设备节点；

S3：第三无线mesh设备节点接收实时监控视频，将实时监控视频发送至监控中心；

其中，第一无线mesh设备节点设置在地面指挥平台，第二无线mesh设备节点设置在高空楼顶，第三无线mesh设备节点设置在监控中心。

其中，图传接收模块与第一无线mesh设备节点通过网线连接。步骤S1中，第一无线mesh设备节点接收无人机图传模块中的图传接收模块发送的实时监控视频，

由于无线Mesh自组网通信产品是一种与无人机图传模块完全不同的新型无线网络技术，被业界称为“无线网状网”或“无线网中网”，无线Mesh节点设备之间可以动态地、自动地建立网状的无线链接并且与其他节点相连，本发明将无人机图传模块与无线Mesh自组网系统进行融合，实现混合组网，极大的扩展无人机天空端视频的通信覆盖范围，即通过无线Mesh自组网系统扩展无人机图传范围。

本方法将无人机图传模块接入无线Mesh自组网系统中，通过Mesh网络中的多个设备节点对实时视频进行中继转发，最终传回指挥中心，实现指挥中心监控全局状况，对突发事件进行现场指挥。大致的通信方式如图2所示。

具体的，无人机图传模块与无线Mesh自组网系统的无线工作频点不同且设备内部采用的调制编解码方式不一致，无法通过无线直接实现两个系统之间的混合连接。因此本方法中，无人机图传模块地面端与无线Mesh自组网中某一设备结点通过网线直连实现桥接功能。无人机图传模块利用自身2.4G或5.8G频点将天空端监控视频传输到地面端，无线Mesh自组网系统利用超短波频点对该视频数据在自组建的多跳网络中进行中继转发，最终传回指挥中心。

无人机图传模块与无线Mesh自组网系统中的设备往往由于各自系统中的应用限制而处于不同的IP网段，无人机图传模块中往往是非标准网络协议栈，不支持IP网关设置或者IP网关设置未按照标准流程进行处理，造成无线Mesh网络中的数据请求可以到达无人机图传模块的天空端，但无人机图传模块的天空端却无法正常响应该请求，造成数据传输失败。本方法通过在与无人机图传模块地面端有线直连的Mesh设备节点中，对经过的网络数据帧进行处理来实现两个系统之间的IP网段一致，从而达到两个系统之间的数据包可正常交互的效果，实现无人机图传模块接入无线Mesh自组网系统。

基于本发明，在具体实施过程中，首先，无人机图传模块地面端与无线Mesh自组网中2号设备结点工作与不同频点，不能通过无线连接，因此设备间通过网线直连实现桥接功能，网口设置在同一IP网段，如图3所示。

接着，无人机图传模块地面端与无线Mesh自组网中2号设备基础上，加入无人机图传模块天空端、监控摄像头、无线Mesh自组网1号设备节点、监控PC，需要根据各自系统IP设置规则设置相应IP与网关，如图4所示。

然后，系统中所有设备上电后，无线Mesh设备节点1号与2号根据自身IP设置与无线自组网协议设置，将会自动生产一张内建的路由表，所有经过设备的网络数据帧都会根据该路由表的规则进行转发。

其中，要实现在监控PC端观看监控摄像头的实时视频流，需要保证监控PC与监控摄像头之间的整体通信链路是双向可通的，因此可先用ping数据包的手段来检测整体通信链路是否双向可通，如图5所示。

其中，监控PC端向监控摄像头发起ping包操作，将会产生图5中所示的请求数据帧，请求数据帧的dst字段为192.168.1.10，src字段为192.168.20.200，该数据帧可从PC端到达摄像头端，但摄像头端的数据不能到达PC端，因此未能建立起双向通信链路，PC端无法观看摄像头实时监控视频。

上述双向通信链路建立失败，本质原因是监控摄像头端无法对于192.168.1.0网段以外的其他网段数据帧予以回应，因此无法与无线Mesh自组网中的设备节点通信，对于该问题采用的解决方案是在2号设备端进行相应功能开发，对所有经过2号设备节点的数据帧的进行处理，即可实现整体通信链路双向可通，实现无人机点对点图传系统接入无线Mesh自组网系统的目的，如图6所示。

本发明提出了一种采用无线Mesh自组网系统来扩展无人机图传距离的新方法，由于mesh自组网能够以大功率、超短波频段、宽带、多跳形式传输，因此可以覆盖更远的距离、传输高清视频、提供很短的时延，从而有效解决当前无人机图传瓶颈。通过在无线Mesh自组网系统设备节点中针对无人机图传模块的数据帧进行处理，实现了整体通信链路双向可通，到达了无人机图传模块接入无线Mesh自组网系统的目的，极大的扩展了无人机天空端视频的通信覆盖范围，对于指挥中心通过无人机端实时监控视频掌握全局状况，对突发事件进行现场指挥具有重大意义。

以上对本发明所提供的一种扩展无人机图传范围的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。