海域无人机监视监测移动平台的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种海域无人机监视监测移动平台，包括车体，在车体顶部设置有云台以及卫星通信天线，云台上设置有摄像头；在车体的工作舱中设置有云台控制器、视频矩阵切换器、视频会议设备、数传接收机、图传接收机、第一工控机、第二工控机、交换机、以及卫星调制解调器；其以移动车辆作为工作基站，通过在基站车辆上设置配合与无人机进行海域工作的相应设备、以及远程通讯设备和视频会议设备，有效的实现了无人机的遥控，提高无人机海域监视监测作业的范围和机动性，保证无人机的监视监测数据能够安全的传输至远程监控中心。
【专利说明】
海域无人机监视监测移动平台
技术领域
[0001]本发明属于监控检测技术领域，具体来说涉及一种海域无人机监视监测移动平台O
【背景技术】
[0002]我国海域辽阔，通常采用航拍技术对海域安全进行监视监测，随着无人机技术的不断完善，使得采用无人机对海域安全进行监视监测成为可能。然而无人机续航能力有限，同时无人机的航拍监视数据传输范围有限，致使无人机的海域监视监测范围受到限制，如何有效的控制无人机、提高无人机海域监视监测作业的范围和机动性、保证无人机的监视监测数据能够安全的传输至远程监控中心，这些问题有待解决。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种海域无人机监视监测移动平台。其以移动车辆作为工作基站，通过在基站车辆上设置配合与无人机进行海域工作的相应设备、以及远程通讯设备和视频会议设备，有效的实现了无人机的遥控，提高无人机海域监视监测作业的范围和机动性，保证无人机的监视监测数据能够安全的传输至远程监控中心。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005]—种海域无人机监视监测移动平台，包括车体，在车体顶部设置有云台以及卫星通信天线，云台上设置有摄像头；
[0006]在车体的工作舱中设置有云台控制器、视频矩阵切换器、视频会议设备、数传接收机、图传接收机、第一工控机、第二工控机、交换机、以及卫星调制解调器；
[0007 ]所述云台控制器与云台连接，控制云台动作，实现对摄像头摄像角度的调节。
[0008]第一工控机与数传接收机连接，数传接收机与数传天线连接，第一工控机一方面通过数传接收机和数传天线向无人机发送控制无人机的飞机遥控信号；另一反面第一工控机通过数传天线和数传接收机接收无人机反馈的位置信号，并将接收的位置信号解析后输出给与第一工控机相连的第一显示器以显示无人机的航迹；
[0009]图传接收机与图传天线连接，通过图传天线接收无人机拍摄的无人机机载视频信号，图传接收机与视频矩阵切换器的一个输入口连接，视频矩阵切换器的一个输出口连接第二工控机，视频矩阵切换器将图传接收机的无人机机载视频信号输出给第二工控机，第二工控机解析无人机机载视频信号然后输出给与第二工控机相连的第二显示器以显示无人机拍摄的视频，同时对无人机拍摄的视频进行存储;所述视频矩阵切换器的另一输入口与云台上的摄像头连接，以接收摄像头采集的车载视频信号，视频矩阵切换器的另一输出口通过AV/GVA转换盒连接视频会议设备，通过视频矩阵切换器将其接收的来自摄像头的车载视频信号和来自图传接收机的无人机机载视频信号经AV/GVA转换盒进行格式转换后传送给视频会议设备；
[0010]所述视频会议设备、以及第一工控机和第二工控机均与交换机连接，所述交换机还与卫星调制解调器连接，卫星调制解调器与卫星通信天线连接，其中:
[0011]视频会议设备、交换机、卫星调制解调器和卫星通信天线与远程监控终端构成远程通信通道，远程监控终端包括设置在远程的卫星通信天线、卫星调制解调器和视频会议设备，交换机通过卫星调制解调器和卫星通信天线将来自视频会议设备的无人机机载视频信号和车载视频信号发送至远程监控终端，同时远程监控终端的视频会议设备和车体内的视频会议设备进行双向卫星视频会议通信；
[0012]第一工控机通过交换机将无人机的航迹信息传输给第二工控机，第二工控机对航迹信息进行存储管理。
[0013]在上述技术方案中，在车体顶部铺设有由不锈钢方管组成的骨架平台，并在骨架平台上需要安装云台和卫星通信天线的位置预埋不锈钢方板，在骨架平台顶层铺设防滑铝板，在骨架平台四周架设不锈钢护栏。
[0014]在上述技术方案中，所述云台包括底板，底板上设置有底座，底座的中间开设有凹槽，凹槽内设置有支杆，支杆的底端通过转轴可旋转的嵌入安装在底座内，且底座内嵌入安装有第一伺服电机，第一伺服电机通过齿轮与支杆底端的转轴啮合，从而驱动支杆支起和下放动作；支杆的顶端连接有安装架，安装架内设置有第二伺服电机、第三伺服电机和横轴，所述第二伺服电机与安装架内部固定，所述支杆通过轴承与安装架连接，且第二伺服电机与支杆通过齿轮啮合;所述横轴通过轴承水平安装在安装架上，横轴的两端分别固定连接摄像头和探照灯，所述第三伺服电机与安装架内部固定，且第三伺服电机与横轴通过齿轮啮合。
[0015]在上述技术方案中，车体后方设置有不锈钢一体式登顶梯。
[0016]在上述技术方案中，车体内用双冷乳钢隔板隔开，分为工作舱和驾驶舱，驾驶舱包括驾驶席、副驾驶席、后三排座椅，以及油机;工作舱包括控制柜、三联沙发椅、折叠会议桌、底置收藏箱和空调。
[0017]在上述技术方案中，所述云台控制器、视频矩阵切换器、视频会议设备、数传接收机、图传接收机、第一工控机、第二工控机、交换机、以及卫星调制解调器设置在车体的工作舱的控制柜内。
[0018]在上述技术方案中，海域无人机监视监测移动平台包括油机输入端和市电输入端，油机输入端和市电输入端通过转换开关相连作为系统的主供电输入，主供电输入分别连接工作舱空调、UPS电源、壁插B、以及工作舱内的照明灯;UPS电源分别与云台控制器、视频矩阵切换器、视频会议设备、数传接收机、图传接收机、第一工控机、第二工控机、交换机、以及卫星调制解调器连接，为其供电。
[0019]在上述技术方案中，在主供电线路上设置有熔断器，在各个供电分线路上均设置有开关和指示灯。
[0020]本发明的优点和有益效果为:
[0021]I，海域无人机监视监测移动平台的车体设计布置合理，将云台摄像及照明装置以及卫星通信天线牢固的设置与车体顶部，从而满足监视监测的硬件需求，云台摄像及照明装置结构简单，设计合理，同时具备摄像和照明功能。
[0022]2，海域无人机监视监测移动平台实现了对无人机的遥控、航迹显示、监测视频记录快视以及数据存储等任务功能。
[0023]3，具有双路视频监视功能一通过无人机进行海域航空监视监测，以及通过车载摄像头进行车体现场监视监测。
[0024]4，满足国家海洋局统一管理与指挥调度需求，通过安装视频会议设备和卫星通信设备与指挥中心(即监控终端)进行实时通信，向指挥中心传输现场作业状况、无人机实时监测数据等信息。
[0025]5，海域无人机监视监测移动平台的供电系统设计合理，同时具备油机输入和市电输入两种供电方式，可以通过转换开关方便地对供电方式进行切换，以适应不同环境的供电需求；同时本供电系统采用UPS电源为控制柜和壁插提供连续不间断供电，能够有效保证断电突发情况工作设备的正常工作。
[0026]6，本发明以移动车辆作为工作基站，通过在基站车辆上设置配合与无人机进行海域工作的相应设备、以及远程通讯设备和视频会议设备，有效的实现了无人机的遥控，提高无人机海域监视监测作业的范围和机动性，保证无人机的监视监测数据能够安全的传输至远程监控中心。
【附图说明】
[0027]图1是海域无人机监视监测移动平台的车体的结构示意图。
[0028]图2是海域无人机监视监测移动平台的车体内部的结构示意图。
[0029]图3是海域无人机监视监测移动平台的车体的侧视结构示意图。
[0030]图4是云台结构示意图。
[0031]图5是云台的安装架内部的结构示意图。
[0032]图6是海域无人机监视监测移动平台的信号传导系统图。
[0033]图7是海域无人机监视监测移动平台的供电系统图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0035]—种海域无人机监视监测移动平台，参见附图1-3，包括车体(车体选用福建奔驰凌特2013长轴加长款，其详细参数:车身尺寸:7345mm X 1993mm X 2710mm;轴距:4325mm ；最小离地间距:160mm;油箱容积:75L);
[0036]在车体顶部铺设有由不锈钢方管(不锈钢方管规格为40X40X 1.5mm)焊接而成的骨架平台，并在骨架平台上需要安装云台和卫星通信天线的位置预埋(焊接)3mm不锈钢方板1，然后在骨架平台顶层整铺3_防滑铝板2，并在骨架平台四周设不锈钢护栏3，保障登顶人员的工作安全，避免发生踩空滑落等意外；
[0037]在车体顶部平台前方放置云台4，中间位置安装卫星通信天线5，所述云台和卫星通信天线固定在车辆顶部的预埋不锈钢方板上；
[0038]参见附图4，所述云台4包括底板4-1，底板上设置有底座4-2，底座的中间开设有凹槽4-3，凹槽内设置有支杆4-4，支杆的底端通过转轴可旋转的嵌入安装在底座内，且底座内嵌入安装有第一伺服电机，第一伺服电机通过齿轮与支杆底端的转轴嗤合，从而驱动支杆4-4进行支起和下放动作，支杆4-4支起时处于垂直状态，支杆4-4下放时平置于凹槽4-3中；支杆4-4的顶端连接有安装架4-5，参见附图5，安装架内设置有第二伺服电机a、第三伺服电机b和横轴4-8，所述第二伺服电机a与安装架内部固定，所述支杆4-4通过轴承4-10与安装架4-5连接，且第二伺服电机a与支杆通过齿轮啮合(第二伺服电机的输出轴上固定有第一齿轮4-15，支杆的顶端固定有第二齿轮4-14，第一齿轮和第二齿轮相啮合)，第二伺服电机a动作时，会带动整个安装架4-5以支杆为旋转中心旋转;所述横轴4-8通过轴承4-11水平安装在安装架上，横轴4-8的两端分别固定连接摄像头4-6和探照灯4-7，所述第三伺服电机b与安装架内部固定，且第三伺服电机b与横轴通过齿轮啮合(第三伺服电机的输出轴上固定有第三齿轮4-12，横轴上固定有第四齿轮4-13，第三齿轮和第四齿轮相啮合)，第三伺服电机b动作时，会带动摄像头4-6和探照灯4-7以横轴为旋转中心旋转。整个云台通过底板4-1固定在车辆顶部的预埋不锈钢方板I上；
[0039]车体后方设置有不锈钢一体式登顶梯6，车顶部配有扶手，方便工作人员登上车顶对相关设备进行维修操作；
[0040]车体内用双冷乳钢隔板7隔开，分为工作舱和驾驶舱(含工作人员座椅部分)。驾驶舱主要包含驾驶席8、副驾驶席9、后三排座椅10，以及油机14(即发电机，用于供电)；工作舱的操作空间内主要包含控制柜11、三联沙发椅12、折叠会议桌13、底置收藏箱15(底置收藏箱15用于收纳无人机，使用时，将无人机取出进行航拍工作)和空调17等保障设备;原装车载空调由于供电线路不匹配车体电源模块，进行拆除处理，保留原驾驶舱空调，与工作舱空调隔离，空调17的风机16固定在车体顶部的骨架平台上；
[0041]工作舱地板为浇注防静电地板，前壁及左右壁顶部设置空调风道，侧围及顶盖均采用增韧软包PU皮内饰，该内饰具有阻燃、耐磨、耐高低温及抗静电等特性，可有效保护舱内信息处理设备的安全，内设有隔音层与隔热层，提高车辆内部工作环境的舒适度。
[0042]工作舱顶部预留连接至控制柜内部的走线槽，用于云台和卫星通信天线的连接线走线；
[0043]在工作舱的控制柜中设置有云台控制器，视频矩阵切换器(视频矩阵切换器是专业为图像信号的显示切换而设计的高性能高带宽智能型矩阵开关设备，可将一路信号或多路信号从输入通道传输切换到输出通道中的一路或多路输出通道上;视频矩阵切换器广泛应用于视频会议系统工程，音视频工程系统、视频监控中心等等需要用到多路音视频信号交叉频繁输出的工程)，视频会议设备，数传接收机，图传接收机，用于飞行控制和航迹显示的第一工控机，用于无人机机载视频显示和存储管理数据的第二工控机，用于交换数据的交换机，以及卫星调制解调器；
[0044]所述云台控制器与云台连接，以控制云台的第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机动作，实现对摄像头摄像角度的调节；
[0045]参见附图6，第一工控机与数传接收机连接，数传接收机与数传天线连接(数传天线设置在车体顶部)，第一工控机一方面通过数传接收机和数传天线向无人机发送控制无人机的飞机遥控信号，另一反面第一工控机通过数传天线和数传接收机接收无人机反馈的位置信号，并将接收的位置信号解析后输出给与第一工控机相连的第一显示器以显示无人机的航迹；
[0046]图传接收机与图传天线连接(图传天线设置在车体顶部)，通过图传天线接收无人机拍摄的无人机机载视频信号，图传接收机通过视频矩阵切换器与第二工控机连接(图传接收机与视频矩阵切换器的一个BNC输入口连接，视频矩阵切换器的一个BNC输出口连接第二工控机)，视频矩阵切换器将图传接收机的无人机机载视频信号输出给第二工控机，第二工控机解析无人机机载视频信号然后输出给与第二工控机相连的第二显示器以显示无人机拍摄的视频，同时对无人机拍摄的视频进行存储;所述视频矩阵切换器的另一 BNC输入口与云台上的摄像头连接，以接收摄像头采集的车载视频信号，视频矩阵切换器的另一BNC输出口通过AV/GVA转换盒连接视频会议设备，通过视频矩阵切换器将其接收的来自摄像头的车载视频信号和来自图传接收机的无人机机载视频信号经AV/GVA转换盒进行格式转换后传送给视频会议设备；
[0047]所述视频会议设备、以及第一工控机和第二工控机均与交换机通过不同网口连接，所述交换机还与卫星调制解调器连接，卫星调制解调器与卫星通信天线连接。其中:1、视频会议设备、交换机、卫星调制解调器和卫星通信天线与远程监控终端构成远程通信通道(远程监控终端包括设置在远程的卫星通信天线、卫星调制解调器和视频会议设备)，车体内的视频会议设备通过远程通信通道将视频会议信号以及无人机机载视频信号和车载视频信号发送至远程监控终端的视频会议设备，实现远程监控终端的视频会议设备和车体内的视频会议设备进行双向卫星视频会议通信;2、第一工控机通过交换机将无人机的航迹信息传输给第二工控机，第二工控机对航迹信息进行存储管理。
[0048]在本实施例中，卫星通信天线可以采用车载静中通天线。车载静中通天线采用整形加固玻璃钢材料反射面，反射面成形精度高。天线配备高精度电子罗盘、俯仰传感器，采用“一键通”自动控制算法，控制天线快速、准确全自动对星。天线结构设计紧凑、造型美观、重量轻、体积小、操作快捷方便。
[0049]在本实施例中，卫星调制解调器选用Anovo卫星通信系统的卫星调制解调器(AnOVO-cT3000)，可以接收DVB-S2数据，同时还具备数据回传功能，实现终端的入网、同步等功能。回传链路遵循DVB-RCS协议，具备多速率突发包回传能力。
[0050]在本实施例中，视频会议设备选用polycom“宝利通”视频会议设备。
[0051]下面结合附图7说明海域无人机监视监测移动平台的供电系统:
[0052]整个供电系统支持两路供电模式一一油机供电和市电供电，油机输入端和市电输入端通过转换开关相连作为系统的主供电输入(通过转换开关切换选择油机供电或者市电供电)，然后主供电输入分别连接工作舱空调17、UPS电源(UPS电源设置在控制柜内，通过UPS电源为控制柜提供连续不间断供电)、壁插B(壁插B可为无人机提供充电)、以及工作舱内的照明灯；
[0053]UPS电源分别与控制柜和壁插A连接，通过UPS电源为控制柜和壁插A提供连续不间断供电；控制柜与云台控制器、视频矩阵切换器、视频会议设备、数传接收机、图传接收机、第一工控机、第二工控机、交换机、以及卫星调制解调器连接，为其供电。
[0054]所述壁插A和壁插B设置在工作舱内部两侧；
[0055]在主供电线路上设置有熔断器，在各个供电分线路上均设置有开关和指示灯。
[0056]以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种海域无人感监视监测移动平台，其特征在于:包括车体，在车体顶部设置有云台以及卫星通信天线，云台上设置有摄像头； 在车体的工作舱中设置有云台控制器、视频矩阵切换器、视频会议设备、数传接收机、图传接收机、第一工控机、第二工控机、交换机、以及卫星调制解调器； 所述云台控制器与云台连接，控制云台动作，实现对摄像头摄像角度的调节。 第一工控机与数传接收机连接，数传接收机与数传天线连接，第一工控机一方面通过数传接收机和数传天线向无人机发送控制无人机的飞机遥控信号；另一反面第一工控机通过数传天线和数传接收机接收无人机反馈的位置信号，并将接收的位置信号解析后输出给与第一工控机相连的第一显示器以显示无人机的航迹； 图传接收机与图传天线连接，通过图传天线接收无人机拍摄的无人机机载视频信号，图传接收机与视频矩阵切换器的一个输入口连接，视频矩阵切换器的一个输出口连接第二工控机，视频矩阵切换器将图传接收机的无人机机载视频信号输出给第二工控机，第二工控机解析无人机机载视频信号然后输出给与第二工控机相连的第二显示器以显示无人机拍摄的视频，同时对无人机拍摄的视频进行存储;所述视频矩阵切换器的另一输入口与云台上的摄像头连接，以接收摄像头采集的车载视频信号，视频矩阵切换器的另一输出口通过AV/GVA转换盒连接视频会议设备，通过视频矩阵切换器将其接收的来自摄像头的车载视频信号和来自图传接收机的无人机机载视频信号经AV/GVA转换盒进行格式转换后传送给视频会议设备； 所述视频会议设备、以及第一工控机和第二工控机均与交换机连接，所述交换机还与卫星调制解调器连接，卫星调制解调器与卫星通信天线连接，其中: 视频会议设备、交换机、卫星调制解调器和卫星通信天线与远程监控终端构成远程通信通道，远程监控终端包括设置在远程的卫星通信天线、卫星调制解调器和视频会议设备，交换机通过卫星调制解调器和卫星通信天线将来自视频会议设备的无人机机载视频信号和车载视频信号发送至远程监控终端，同时远程监控终端的视频会议设备和车体内的视频会议设备进行双向卫星视频会议通信； 第一工控机通过交换机将无人机的航迹信息传输给第二工控机，第二工控机对航迹信息进行存储管理。2.根据权利要求1所述的海域无人感监视监测移动平台，其特征在于:在车体顶部铺设有由不锈钢方管组成的骨架平台，并在骨架平台上需要安装云台和卫星通信天线的位置预埋不锈钢方板，在骨架平台顶层铺设防滑铝板，在骨架平台四周架设不锈钢护栏。3.根据权利要求2所述的海域无人感监视监测移动平台，其特征在于:所述云台包括底板，底板上设置有底座，底座的中间开设有凹槽，凹槽内设置有支杆，支杆的底端通过转轴可旋转的嵌入安装在底座内，且底座内嵌入安装有第一伺服电机，第一伺服电机通过齿轮与支杆底端的转轴啮合，从而驱动支杆支起和下放动作;支杆的顶端连接有安装架，安装架内设置有第二伺服电机、第三伺服电机和横轴，所述第二伺服电机与安装架内部固定，所述支杆通过轴承与安装架连接，且第二伺服电机与支杆通过齿轮啮合;所述横轴通过轴承水平安装在安装架上，横轴的两端分别固定连接摄像头和探照灯，所述第三伺服电机与安装架内部固定，且第三伺服电机与横轴通过齿轮啮合。4.根据权利要求1所述的海域无人感监视监测移动平台，车体后方设置有不锈钢一体式登顶梯。5.根据权利要求1所述的海域无人感监视监测移动平台，其特征在于:车体内用双冷乳钢隔板隔开，分为工作舱和驾驶舱，驾驶舱包括驾驶席、副驾驶席、后三排座椅，以及油机；工作舱包括控制柜、三联沙发椅、折叠会议桌、底置收藏箱和空调。6.根据权利要求1所述的海域无人感监视监测移动平台，其特征在于:所述云台控制器、视频矩阵切换器、视频会议设备、数传接收机、图传接收机、第一工控机、第二工控机、交换机、以及卫星调制解调器设置在车体的工作舱的控制柜内。7.根据权利要求1所述的海域无人感监视监测移动平台，其特征在于:海域无人感监视监测移动平台包括油机输入端和市电输入端，油机输入端和市电输入端通过转换开关相连作为系统的主供电输入，主供电输入分别连接工作舱空调、UPS电源、壁插B、以及工作舱内的照明灯;UPS电源分别与云台控制器、视频矩阵切换器、视频会议设备、数传接收机、图传接收机、第一工控机、第二工控机、交换机、以及卫星调制解调器连接，为其供电。8.根据权利要求7所述的海域无人感监视监测移动平台，其特征在于:在主供电线路上设置有熔断器，在各个供电分线路上均设置有开关和指示灯。
【文档编号】H04N5/268GK106060451SQ201610557713
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】王衍, 周涛, 曹可, 刘惠, 宋德瑞, 陈文才, 洪海陵, 王同行, 韩波, 符史勇, 张金华, 孙士超, 许小贝, 周湘彬, 杨静
【申请人】海南省海洋监测预报中心