一种自主移动平台、控制端以及自主移动平台系统的制作方法

本公开涉及自主移动平台领域，尤其涉及一种自主移动平台、控制端以及自主移动平台系统。

背景技术：

随着无人机技术的快速发展，在行业应用领域有着广泛的应用。无人机一般在控制端的控制下进行飞行作业，无人机与控制端之间通信链路是关系到无人机飞行作业效果的重要因素，逐渐成为制约无人机远程作业的瓶颈之一。目前的单一通信链路只能适用特定的应用场景，无法满足行业应用需求，并且还存在着通信带宽小、不能回传图像，单一频点的通信链路容易受到干扰，超出通信链路范围后容易对无人机失控的问题。

公开内容

本公开实施例提供了一种自主移动平台，通过与控制端的通信实现自主移动，其中，包括：第一通信装置，用于当所述自主移动平台位于第一通信链路范围内时，通过所述第一通信链路与所述控制端通信，所述第一通信装置为私有链路天空端模块和移动通信模块的至少其中之一；卫星通信模块，用于当所述自主移动平台位于所述第一通信链路范围外时，通过卫星通信链路与所述控制端通信。

本公开实施例还提供了一种自主移动平台的控制端，第一通信装置，用于当所述自主移动平台位于第一通信链路范围内时，通过所述第一通信链路与所述自主移动平台通信，所述第一通信装置为私有链路地面端模块和移动通信模块的至少其中之一；卫星通信模块，用于当所述自主移动平台位于所述第一通信链路范围外时，通过卫星通信链路与所述自主移动平台通信。

本公开实施例还提供了一种自主移动平台系统，其中，包括：上述自主移动平台、以及上述自主移动平台的控制端。

从上述技术方案可以看出，本公开实施例至少具有以下有益效果：通过多种通信装置使无人机与控制端之间构建了冗余的多链路通信链接，可以满足近距离、远距离的通信需求，相对于使用单一通信链路，提高了通信的可靠性和无人机的飞行安全。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。

在附图中：

图1为本公开一实施例无人机的示意图。

图2为本公开另一实施例无人机的示意图。

图3为本公开另一实施例无人机的示意图。

图4为本公开另一实施例无人机的示意图。

图5为本公开另一实施例无人机的示意图。

图6为本公开实施例无人机的控制端的示意图。

图7为本公开另一实施例无人机的控制端的示意图。

图8为本公开另一实施例无人机的控制端的示意图。

图9为本公开另一实施例无人机的控制端的示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开实施例提供了一种自主移动平台，为描述方便，在本公开实施例中以无人机为例进行说明，但该自主移动平台并不限于无人机，而是适用于所有的可自主移动的工具平台，例如车辆、船、机器人等等。

本公开一实施例的无人机，包括：第一通信装置、第二通信装置、飞行控制器、以及动力系统。无人机在飞行过程中与控制端进行数据通信。控制端向无人机发送控制数据，无人机在控制数据的控制下进行飞行和各种操作。在飞行和操作过程中，无人机向控制端发送回传数据。

如图1所示，第一通信装置采用私有链路天空端模块，在飞行控制器的控制下与控制端进行数据通信。第二通信装置采用铱星通信模块。

将私有链路通信链路的覆盖范围作为第一飞行范围，该范围一般为距遥控器5000米以内的区域。当无人机在第一飞行范围内飞行时，私有链路天空端模块接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端。

当无人机飞出第一飞行范围时，由于已经超出了私有链路通信链路的覆盖范围，无人机无法通过私有链路天空端模块与控制端进行数据通信。在这种情况下，无人机利用铱星通信模块通过铱星通信网络与控制端通信，铱星通信链路作为最后的保障通信链路，避免地面站丢失对无人机的监控。

铱星通信链路有两种工作模式，一种是无人机利用铱星通信模块经铱星直接与控制端通信，另一种是无人机利用铱星通信模块经铱星与铱星网关通信，铱星网关再与控制端通信。第一种模式的链路具有较大带宽，适用于控制端无法接入铱星网关，并且控制端所在场地空旷无遮挡的情况。第二种模式通过铱星网关通信，通信非常稳定可靠。

无人机可利用铱星通信链路的突发短数据通信(sbd)服务与控制端通信。由于sbd传输带宽有限，无人机可以接收控制端发送的控制数据，其回传给控制端的数据仅包括状态信息，不包括图片、视频。

铱星通信网络可以覆盖地球的任一位置，可以保证不失去对无人机的监控，铱星通信模块和天线重量轻、体积小，满足无人机对设备小型化的要求。

上述只是举例说明，本实施例的无人机还可以采用其他卫星通信链路与控制端进行通信，第二通信装置采用该卫星通信链路匹配的卫星通信模块即可。

本实施例通过第一通信装置、第二通信装置使无人机与控制端之间构建了多链路通信链接，当无人机飞行于私有链路通信链路的通信范围内时，可以满足近距离通信需求，尤其在无人机起飞与降落阶段的通信需求。当无人机飞出私有链路通信链路的通信范围时，还可以通过铱星通信链路与控制端进行通信，铱星通信链路作为最后的保障通信链路，避免控制端丢失对无人机的监控。

进一步地，本实施例的私有链路天空端模块具有自动跳频功能。私有链路天空端模块工作于2400mhz-2483.5mhz频段，该频段被均分给八个信道，每个信道的10mz带宽用于数据通信。私有链路天空端模块对各个信道的信噪比进行检测，选择信噪比最高的信道作为工作信道，通过该工作信道与遥控器进行通信。通过在信道之间自动跳频，可以有效提高无人机通信的抗干扰能力，进一步提高通信的可靠性和无人机的飞行安全。

在本实施例中，控制端发给无人机的控制数据可以是各种飞行指令以及操作指令。飞行指令例如是姿态调节指令、速度调节指令、航线数据等，飞行控制器按照飞行指令控制动力系统，使无人机按照飞行指令飞行。操作指令可以是拍照指令、录像指令、抛投指令、喊话指令、探照指令等，这可以根据无人机的型号以及执行的飞行任务来设定。回传数据可包括无人机的飞行状态、所拍摄的图片和视频等数据。

本公开另一实施例的自主移动平台，为方便描述，与上述实施例相同或相似的部分不再重述，以下仅介绍与上述实施例不同之处。

本实施例的无人机，如图2所示，第一通信装置采用4g移动通信模块。将4g移动通信网络的覆盖区域作为第一飞行范围。当无人机位于第一飞行范围内时，依靠4g移动通信模块与控制端进行数据通信。4g移动通信模块通过4g移动通信网络接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端。

4g移动通信网络可以是中国移动、中国联通、中国电信中的任一个运营商的4g移动通信网络，相应地，该4g移动通信模块为匹配该运营商4g移动通信网络制式的4g移动通信模块。

在本实施例中，无人机通过4g移动通信网络经云服务器与控制端通信。在一个示例中，所述控制端的数量可以是多个，其中一个控制端为主控制端，其工作于主控制模式，其余控制端为辅助控制端，其工作于观察模式。无人机仅接收主控制端发送的控制数据，将回传数据同时发送给主控制端和辅助控制端。为保证无人机的飞行安全，云服务器具有认证模块，所述无人机经认证模块认证通过后，才可通过云服务器与控制端通信。

本实施例通过第一通信装置、第二通信装置使无人机与控制端之间构建了多链路通信链接，当无人机飞行于4g移动通信链路的覆盖范围内时，具有较好的通信稳定性、可靠性和大的带宽。当无人机飞出4g移动通信链路的覆盖范围时，还可以通过铱星通信链路与控制端进行通信，铱星通信链路作为最后的保障通信链路，避免控制端丢失对无人机的监控。

本公开另一实施例的自主移动平台，为方便描述，与上述实施例相同或相似的部分不再重述，以下仅介绍与上述实施例不同之处。

本实施例的无人机，如图3所示，第一通信装置采用私有链路天空端模块和4g移动通信模块。将4g移动通信网络的覆盖区域作为第一飞行范围。

当无人机在第一飞行范围内飞行时，如果其位于私有链路通信链路的覆盖范围内，私有链路天空端模块和4g移动通信模块并行工作。私有链路天空端模块接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端；4g移动通信模块通过4g移动通信网络接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端。如果无人机位于私有链路通信链路的覆盖范围外，则无人机仅通过4g移动通信模块与控制端通信，通过4g移动通信网络接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端。

当无人机飞出第一飞行范围时，与上述实施例相似，无人机利用铱星通信模块通过铱星通信网络与控制端通信，铱星通信链路作为最后的保障通信链路，避免地面站丢失对无人机的监控。

本实施例的自主移动平台，私有链路天空端模块和4g移动通信模块分别工作。当无人机在第一飞行范围内飞行时，如果其位于私有链路通信链路的覆盖范围内，仅通过私有链路天空端模块接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端；4g移动通信模块不工作。如果无人机位于私有链路通信链路的覆盖范围外，则无人机再通过4g移动通信模块与控制端通信，通过4g移动通信网络接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端。

本实施例通过构建了多链路通信链接，当无人机飞行于私有链路通信链路的通信范围内时，其同时也处于4g移动通信网络的覆盖区域，私有链路通信链接与4g移动通信链接互为冗余，可以满足近距离通信需求，尤其在无人机起飞与降落阶段的通信需求。当无人机飞出私有链路通信链路的通信范围时，还可以通过4g移动通信链接与地面站进行通信，保证了远距离的通信需求，相对于使用单一通信链路，提高了通信的可靠性和无人机的飞行安全。

本公开另一实施例的自主移动平台，为方便描述，与上述实施例相同或相似的部分不再重述，以下仅介绍与上述实施例不同之处。

本实施例的无人机，4g移动通信模块的数量为多个，在本实施例中以三个为例进行说明。如图4所示，分别为第一4g移动通信模块、第二4g移动通信模块和第三4g移动通信模块。

第一4g移动通信模块通过第一4g移动通信网络与控制端通信，第二4g移动通信模块通过第二4g移动通信网络与控制端通信，第三4g移动通信模块通过第三4g移动通信网络与控制端通信。第一、第二和第三4g移动通信网络分别可以是中国移动、中国联通、中国电信的4g移动通信网络。

将上述三个4g移动通信网络的覆盖区域中最大的覆盖区域作为第一飞行范围。若无人机位于三个4g移动通信网络的重叠覆盖区域，则三个4g移动通信模块分别通过三个4g移动通信网络接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端。若其位于两个4g移动通信网络的重叠覆盖区域，则与其对应的两个4g移动通信模块分别通过该两个4g移动通信网络接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端。若其位于一个4g移动通信网络的覆盖区域，即该4g移动通信网络的覆盖区域被其他两个都大，则与其对应的4g移动通信模块通过该4g移动通信网络接收控制端发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给控制端。

在本实施例中，各个4g移动通信模块可以采用匹配其对应的运营商4g移动通信网络制式的4g移动通信模块，也可以均采用兼容匹配各个运营商4g移动通信网络制式的4g移动通信模块。通过配备不同的sim卡，利用运营商的4g移动通信网络进行数据通信。

当无人机通过两个或三个4g移动通信网络接收到控制端发送的控制数据时，由于不同4g移动通信网络的性能差异，同一控制数据到达无人机的时间有所不同，无人机的飞行控制器过滤掉到达时间早的控制数据，只保留到达时间最晚的控制数据，以此来控制无人机的飞行。

本实施例无人机采用多个4g移动通信模块，多个4g移动通信网络互为冗余，相对于使用单一4g移动通信网络，在飞行过程中，只要任何一家运营商的基站有服务，便能保证4g移动通信链路的正常使用，能最大限度地利用4g移动通信网络进行数据通信，进一步提高了通信的可靠性和无人机的飞行安全。

以上仅是用中国移动、中国联通、中国电信进行了举例说明，但这只是针对于中国大陆的情况，当本实施例的无人机在其他国家或地区飞行时，4g移动通信网络应是当地运营商提供的网络，4g移动通信模块是与当地运营商提供的4g移动通信网络匹配的4g移动通信模块。

另外，本实施例也不限于利用4g移动通信网络通信，任何适用于传输图片和视频的移动通信网络均可采用，其可以是4g移动通信网络演进出的移动通信网络，例如5g移动通信网络。对图片、视频的回传实时性要求不高的场景，甚至可以采用3g移动通信网络。相应地，第二通信装置可以是5g移动通信模块、或3g移动通信模块。

在以上实施例中，控制端可以是遥控器，也可以是地面站，其兼容了私有链路、4g和铱星通信功能，用户通过遥控器或地面站即可实现与无人机的所有通信。

本公开另一实施例的自主移动平台，为方便描述，与上述实施例相同或相似的部分不再重述，以下仅介绍与上述实施例不同之处。

如图5所示，控制端包括遥控器与地面站两种控制端。遥控器用于与无人机的私有链路天空端模块通信，以发送控制数据以及接受回传数据。地面站用于通过4g移动通信网络与无人机通信，以发送控制数据以及接受回传数据，还用于通过铱星通信网络与无人机通信。地面站一般为pc机。

在本实施例中，根据不同的应用场景，无人机与遥控器或地面站进行通信。在第一场景下，无人机的私有链路天空端模块通过私有链路通信链路与遥控器通信，通过私有链路通信链路接收遥控器发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给遥控器。在第二场景下，当无人机位于4g移动通信链路的覆盖范围时，通过4g移动通信模块与地面站通信，通过4g移动通信网络接收地面站发送的控制数据，并将无人机的状态以及图片、视频等回传数据发送给地面站。当无人机位于4g移动通信链路的覆盖范围外时，通过铱星通信模块与地面站通信，通过铱星通信网络接收地面站发送的控制数据，并将无人机的状态发送给地面站。

优选地，所述第一场景是指无人机的起飞和降落，第二场景是指起飞和降落之外的其他飞行场景。

本实施例分别利用遥控器和地面站与无人机通信，无需对现有的遥控器和地面站的通信模块进行改动即可实现，使用更加便捷高效。

本公开一实施例还提供了一种自主移动平台的控制端，在本公开实施例中以无人机的控制端为例进行说明，但该控制端并不限于无人机的控制端，而是所有的可自主移动的工具平台，例如车辆、船、机器人等等的控制端。

该控制端可以是遥控器或地面站，其包括：第一通信装置和第二通信装置。如图6所示，第一通信装置为私有链路地面端模块，第二通信装置为铱星通信模块。

将私有链路通信链路的覆盖范围作为第一飞行范围，当无人机在第一飞行范围内飞行时，私有链路地面端模块向无人机发送的控制数据，并接收无人机的状态以及图片、视频等回传数据。

当无人机飞出第一飞行范围时，控制端利用铱星通信模块通过铱星通信网络与无人机通信，铱星通信链路作为最后的保障通信链路，避免丢失对无人机的监控。

本实施例的控制端，集成了私有链路地面端模块与铱星通信模块，当无人机飞行于私有链路通信链路的通信范围内时，可以满足近距离通信需求，尤其在无人机起飞与降落阶段的通信需求。当无人机飞出私有链路通信链路的通信范围时，还可以通过铱星通信链路与无人机进行通信，铱星通信链路作为最后的保障通信链路，避免控制端丢失对无人机的监控。

本公开另一实施例的自主移动平台的控制端，为方便描述，与上述实施例相同或相似的部分不再重述，以下仅介绍与上述实施例不同之处。

如图7所示，第一通信装置为4g移动通信模块。将4g移动通信网络的覆盖区域作为第一飞行范围。当无人机位于第一飞行范围内时，依靠4g移动通信模块与无人机进行数据通信。4g移动通信模块通过4g移动通信网络向无人机发送控制数据，并接收无人机的状态以及图片、视频等回传数据。

本公开另一实施例的自主移动平台的控制端，为方便描述，与上述实施例相同或相似的部分不再重述，以下仅介绍与上述实施例不同之处。

如图8所示，第一通信装置采用私有链路地面端模块和4g移动通信模块。

当无人机在第一飞行范围内飞行时，如果其位于私有链路通信链路的覆盖范围内，私有链路地面端模块和4g移动通信模块并行工作。私有链路地面端模块向无人机发送控制数据，并接收无人机的状态以及图片、视频等回传数据；4g移动通信模块通过4g移动通信网络向无人机发送控制数据，并接收无人机的状态以及图片、视频等回传数据。如果无人机位于私有链路通信链路的覆盖范围外，则控制端仅通过4g移动通信模块与无人机通信，通过4g移动通信网络向无人机发送控制数据，并接收无人机的状态以及图片、视频等回传数据。

或者，当无人机在第一飞行范围内飞行时，如果其位于私有链路通信链路的覆盖范围内，仅通过私有链路地面端模块向无人机发送控制数据，并接收无人机的状态以及图片、视频等回传数据；4g移动通信模块不工作。如果无人机位于私有链路通信链路的覆盖范围外，则控制端再通过4g移动通信模块与无人机通信，通过4g移动通信网络向无人机发送控制数据，并接收无人机的状态以及图片、视频等回传数据。

在上述实施例中，与无人机的实施例类似，如图9所示，4g移动通信模块的数量也可以为多个，图9中以三个为例。控制端通过多个4g移动通信网络与无人机通信，多个4g移动通信网络互为冗余，相对于使用单一4g移动通信网络，进一步提高了通信的可靠性和无人机的飞行安全。

本公开一实施例还提供了一种自主移动平台系统，该自主移动平台系统包括上述实施例的自主移动平台和自主移动平台的控制端。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；在不冲突的情况下，本发明实施例中的特征可以任意组合；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。