专利名称：一种便携式无人机航空遥感地面数据接收处理专用工作站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种嵌入式工业计算机，更具体的说，涉及一种无人机航空遥感地面 数据接收处理专用工业计算机。
背景技术：
无人机航空遥感是航空遥感的一种新手段，也是无人机的一项新应用。目前无人 机航空遥感地面数据接收处理主要采用分体式设计，利用数传电台接收无人机的姿态参 数，利用模拟微波电台或数字图传电台接收无人机视频影像，利用商用笔记本电脑或台式 机，通过USB或RS232或RS485接口，获取接收无人机姿态参数，通过SD存储卡或移动硬盘， 复制无人机遥感影像数据，在笔记本电脑或台式机上，进行无人机遥感影像的后处理。目前的分体式无人机航空遥感地面数据接收处理系统，具有以下几个的问题和不 足(1)分体式设计，数传电台、微波电台、图传电台、处理计算机五部分独立封装，部 件之间连线多，携带安装麻烦；(2)数传电台、微波电台、图传电台与处理计算机之间不能进行实时的、自动化的 数据交换，因而不能进行实时的、自动化的遥感数据处理；(3)数传电台、微波电台、图传电台、处理计算机独立供电，任一部件电力不足，系 统将可能不能正常工作，可靠性差；(4)笔记本电脑、台式机的硬盘没有做防震处理、键盘没有做防水防尘处理，不能 适应无人机航空遥感野外作业的需要；(5)笔记本电脑、台式机的显示系统，亮度不够，不能满足野外室外应用需求；(6)笔记本电脑、台式机及其显示系统功耗大，持续工作时间(续航时间)短；(7)笔记本电脑、台式机及其显示系统元器件工作温度范围窄，不能适应野外低温 或高温工作环境。
发明内容
本发明的目标是克服现有技术的不足，提供一种一体化便携式无人机航空遥感地 面数据接收处理专用工作站，解决目前分体式设计的携带、安装麻烦，各部件独立供电可靠 性差，数据接收处理脱节、实时性差，PC架构功耗大、续航时间短，商用PC架构防震、防尘、 防水以及野外工作适应性差等难题。本发明通过以下技术方案予以实现。本发明“一种便携式无人机航空遥感地面数据接收处理专用工作站”采用嵌入式 工业计算机体系结构，集成数传、模拟微波、数字微波、视频采集等数据接收模块和数据处 理与人机交互模块，整合传感器姿态和遥感影像数据的接收与实时自动化拼接、空间定位 数据处理，实现无人机航空遥感数据接收处理的一体化、实时化、自动化。工作站由数传接收单元(1)、数字微波接收单元( 、模拟微波接收单元C3)、视频采集单元(4)、嵌入式工业计算机( 、显示屏(6)、键盘(7)、轨迹球(8)、数据接收处理与可 视化软件(9)、减震机箱(10)等10部分组成。部件(1)、部件( 、部件(3)的参讯频率和参数，可由部件( 和部件(9)动态设置。部件⑴、部件⑵、部件(3)、部件(4)、部件(5)、部件(6)由工作站的电源系统统
一集中供电。部件(1)、部件( 、部件(3)的通讯频率和参数，可以通过部件( 和部件(9)进 行可视化的设置。部件( 采用嵌入式工业计算机，选用低功耗、宽温元器件，适应野外-20°C至 60°C的工作环境。部件(5)采用，嵌入式体系结构，内置Windows XP Embedded嵌入式操作系统。部件( 配置电子硬盘，取代传统硬盘。部件(6)采用显示与触控一体化设计，元器件采用宽温高亮设计，适应野外-20°C 至60°C的工作环境，亮度大于300cd/m2。部件(7)采用防水防尘设计。部件(9)内置工作站参数设置和传感器姿态解算处理、姿态数据与影像数据同 步、影像数据自动化空间定位、影像数据自动化匹配拼接软件模块。部件(10)采用内外双层机箱设计，内外双层机箱之间，采用弹簧弹性连接。
图1是本发明“一种便携式无人机航空遥感地面数据接收处理专用工作站”的总 体构成图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明作进一步的描述。本发明“一种便携式无人机航空遥感地面数据接收处理专用工作站”的实施，总 体上采用嵌入式工业计算机体系结构，包括数据通讯接收单元、集中供电单元、数据总线单 元、结构与可靠性单元和嵌入式应用软件集成五部分。工作部的具体部件构成如图1所示， 包括数传接收单元(1)、数字微波接收单元( 、模拟微波接收单元C3)、视频采集单元(4)、 嵌入式工业计算机( 、显示屏(6)、键盘(7)、轨迹球(8)、数据接收处理与可视化软件(9)、 减震机箱(10)等10部分。1、数据通讯接收单元包括部件(1)数传、部件( 数字微波、部件C3)模拟微波、部件(4)视频采集等 四个部件。部件(1)数据模块负责无人机机载传感器姿态数据和作业参数数据的接收，包括 时间、经度、纬度、高度、航向角、俯仰角、翻滚角等参数。部件1通过RS232接口线与部件 (5)交换数据。部件( 数字微波模块负责接收无人机机载传感器采集的遥感影像数据。部件 (2)除具备微波通讯模块外，还配备与无人机机载传感器配套的解压解密模块。部件(2)通
4过USB接口线与部件( 交换数据。部件( 模拟微波模块负责接收无人机下传的模拟视频监控图像。部件( 通过 音视频接口线与部件(4)连接。部件⑴、部件⑵、部件(3)、部件(4)由工作站的电源系统统一集中供电。2、集中供电单元采用高性能、大容量的锂离子电池组供电，内置输入降压与滤波模块，支持220V 市电直接充电。同时内置多路数字控制输出与滤波模块，支持对部件(1)、部件O)、部件 (3)、部件、部件(5)、部件(6)的统一供电，各路供电电压通过数字控制系统动态调节。3、数据总线单元采用PCI总线，通过总线控制器连接RS232和USB接口，支撑部件(1)、部件(2)、 部件(4)与部件( 之间的高速数据传输。通过PCI总线，将部件(1)、部件O)、部件(3) 接收的数据，采用DMA机制，直接传输到部件(5)的系统内存的不同区域，支撑数据的实时 快速处理。4、结构与可靠性单元部件(10)采用内外双层机箱设计，内外双层机箱之间，采用弹簧弹性连接。内层 机箱由底座与面板整体套合构成。座座和面板由铝镁合金整体机加工形成。内外层机箱之间，通过配置弹簧，建立弹性连接，降低工作站在运输和野外行进过 程中的震动冲击。部件( 采用嵌入式工业计算机，选用低功耗、宽温元器件，适应野外-20°C至 60°C的工作环境。部件( 配置电子硬盘，取代传统硬盘。部件(6)采用显示与触控一体化设计，元器件采用宽温高亮设计，适应野外-20°C 至60°C的工作环境，亮度大于300cd/m2。部件(7)采用防水防尘设计。5、嵌入式应用软件集成部件(5)采用，嵌入式体系结构，内置Windows XP Embedded嵌入式操作系统。部件(9)内置工作站参数设置和传感器姿态解算处理、姿态数据与影像数据同 步、影像数据自动化空间定位、影像数据自动化匹配拼接软件模块。软件模块支持Windows XP Embedded操作系统，完成对工作站配置参数设备与工作状态监控、无人机机载传感器、 作业监控、和遥感影像数据的采集、同步、拼接、定位等实时处理。
权利要求
1.一种便携式无人机航空遥感地面数据接收处理专用工作站，该工作站由数传接收单 元(1)、数字微波接收单元( 、模拟微波接收单元C3)、视频采集单元(4)、嵌入式工业计算 机(5)、显示屏(6)、键盘(7)、轨迹球(8)、数据接收处理与可视化软件(9)、减震机箱(10) 等10部分组成。其特征是所述的工作站集成数传、模拟微波、数字微波、视频采集模块，可 同时接收传感器姿态和遥感影像数据，实施自动拼接与空间定位。
2.根据权利要求1所述的专用工作站，其特征是部件(1)、部件O)、部件(3)、部件 (4)、部件(5)、部件(6)集中统一供电。
3.根据权利要求1所述的专用工作站，其特征是部件(1)、部件O)、部件C3)的通讯频 率和参数，可以通过部件( 和部件(9)进行可视化的设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述专用工作站，其特征是部件( 采用工业计算机，适应 野外-20°C至60°C的工作环境。
5.根据权利要求4所述的专用工作站，其特征是部件(5)采用，嵌入式体系结构，内置 Windows XP Embedded嵌入式操作系统。
6.根据权利要求4所述的专用工作站，其特征是部件( 配置电子硬盘，取代传统硬
7.根据权利要求1-6任一项所述的专用工作站，其特征是部件(6)采用宽温高亮设计， 适应野外_20°C至60°C的工作环境，亮度大于300cd/m2。
8.根据权利要求7所述的专用工作站，其特征是部件(6)配备触控装置，支持部件(5) 和部件(9)的触控式人机交互。
9.根据权利要求1-8任一项所述的专用工作站，其特征是部件(7)采用防水防尘设计。
10.根据权利要求1-9任一项所述的专用工作站，其特征是部件(9)内置工作站参数设 置和传感器姿态解算处理、姿态数据与影像数据同步、影像数据自动化空间定位、影像数据 自动化匹配拼接软件模块。
11.根据权利要求1-10任一项所述的专用工作站，其特征是部件(10)采用内外双层机 箱设计，内外双层机箱之间，采用弹簧弹性连接。
全文摘要
本发明公开了一种便携式无人机航空遥感地面数据接收处理专用工作站，旨在集成无人机传感器姿态数据和遥感影像数据的实时接收与实时处理单元，对无人机航空遥感作业实施实时监控，并对无人机载传感器所采集的数据实施实时的空间定位与自动化拼接处理。该工作站由数传接收单元(1)、数字微波接收单元(2)、模拟微波接收单元(3)、视频采集单元(4)、嵌入式工业计算机(5)、显示屏(6)、键盘(7)、轨迹球(8)、数据接收处理与可视化软件(9)、减震机箱(10)等10部分组成。其特征是所述的工作站集成数传、模拟微波、数字微波、视频采集模块，可同时接收传感器姿态和遥感影像数据，实施自动拼接与空间定位。
文档编号G01S7/48GK102081159SQ20091025019
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者刘纯波 申请人:北京天宇数字城市科技有限公司