一种通航货运无人机智能飞控系统的制作方法

1.本发明涉及飞控技术领域，尤其涉及一种通航货运无人机智能飞控系统。


背景技术：

2.空运具有快捷、载量大以及对航线条件需求低等优点，已经被广泛的应用到各个领域。
3.在空运中，尤其是基于无人机的空运方式，其大大节省了人力资源，降低运输成本。
4.而对于无人机而言，其最重要的除了无人机机械结构外，还有其飞控系统，其决定了无人机的航线、飞行姿态以及各方面数据管理等。
5.飞控系统需与塔台进行通讯连接，以保证地面塔台可随时监控无人机的各方信息，所以通讯质量尤其重要，如果通讯质量较差，无人机与塔台信息无法可靠及时的传递，就会造成无人机失控，出现坠毁等情况，造成较大的安全事故。
6.所以，本发明提出一种通航货运无人机智能飞控系统，旨在解决无人机与塔台的通讯质量，防止因通讯出现的安全问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种通航货运无人机智能飞控系统。
8.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
9.一种通航货运无人机智能飞控系统，包括搭载于无人机上的机载处理中心、地面通讯基站和地面指挥中心，所述机载处理中心通过自组宽带通讯连接于地面通讯基站，地面通讯基站通过核心网连接于地面指挥中心，且所述机载处理中心、地面指挥中心均通讯连接于北斗卫星系统，且所述地面指挥中心、北斗卫星系统均通讯连接于国家通用航空飞行协调与服务系统。
10.优选地：所述自组宽带采用基于4g技术的国际标准lte技术体制的无人机宽带。
11.优选地：所述自组宽带硬件包括采用cpe终端的机载设备和地面lte基站以及地空无线宽带天线。
12.优选地：所述自组宽带集成高清编码器、云台控制和飞控接口。
13.优选地：所述核心网为共享运营商4g核心网，其内置有视频模块和云服务平台。
14.优选地：所述视频模块使用用户已有或者新建视频库，对无人机回传的视频、图像进行储存、解码和显示。
15.优选地：所述云服务平台接收无人机采集的视频、图像，进行大数据分析。
16.优选地：所述机载处理中心机载电脑和与机载电脑连接的传感器模组与控制器模组。
17.优选地：所述传感器模组收集无人机飞行的各项数据，其包括但不限于飞机发动
机转速传感器、飞机空速传感器、飞机水平传感器、飞机高度传感器、飞机方向舵传感器、飞机副翼传感器、飞机油量表/电量表传感器。
18.优选地：所述控制器模组可接受控制信号并控制无人机状态，其包括但不限于飞机机翼控制器、飞机副翼控制器、飞机襟翼控制器、飞机升降舵控制器、飞机方向舵控制器、飞机发动机/电机控制器。
19.本发明的有益效果为：
20.1.本发明自组宽带采用国际标准的lte技术体制，继承了lte先进的多天线技术、多种高阶调制、ofdma等技术，支持国内三大运营商的lte授权频段，支持国内4g专网lte频段(tdd600mhz/850mhz/1.4ghz/1.8ghz专网频段)，抗干扰性能强，安全可靠，实时数传和图传带宽有保障。
21.2.本发明核心网与三大运营商合作，可以充分利用运营商已有的基站铁塔、供电、传输等资源建设无人机地面站，建站条件有保障，可针对目标覆盖区域进行站点规划，建设覆盖目标区域的地空无线宽带网络，节省投资，一次性投入，一劳永逸。
22.3.本发明基于lte小区切换技术，多架或单架无人机高速飞行过程中，实现跨多个lte无线小区的高速无缝切换，可实现几百至上千公里的长距离宽带无中断通信，无人机前端数据，包括视频、图像等，可实时回传到指挥中心，指挥中心可以与无人机飞控平台和云台进行实时通信和控制，整个数传和图传的实时性更高。
23.4.本发明支持几十架无人机同时执行任务，可以实现几十架无人机分批次、分地域并行或串行执行任务，使得飞行任务设置和计划更加灵活。
24.5.本发明机载cpe终端体积小、重量轻、集成度高，仅重170g，采用无人机机载供电，功耗低，可长时间工作，可适配多种型号旋翼或固定翼无人机机型。
25.6.采用地空无线宽带专用的高增益自研无人机机载终端lte天线和地面基站lte天线，实现高增益、广地域地空无线宽带覆盖。
26.7.本发明传输延时小，数传和云台控制传输延时仅20ms，图传时延仅300ms，满足无人机飞控要求。
附图说明
27.图1为本发明提出的一种通航货运无人机智能飞控系统整体架构示意图；
28.图2为本发明提出的一种通航货运无人机智能飞控系统机载处理中心架构示意图。
具体实施方式
29.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
30.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
31.实施例1：
32.一种通航货运无人机智能飞控系统，如图1、2所示，包括搭载于无人机上的机载处
理中心、地面通讯基站和地面指挥中心，所述机载处理中心通过自组宽带通讯连接于地面通讯基站，地面通讯基站通过核心网连接于地面指挥中心，且所述机载处理中心、地面指挥中心均通讯连接于北斗卫星系统，且所述地面指挥中心、北斗卫星系统均通讯连接于国家通用航空飞行协调与服务系统；机载处理中心收集无人机各项数据，通过自组宽带将数据传输至地面通讯基站，再由地面通讯基站传输至地面指挥平台，并且地面指挥平台可远程发出控制指令，由地面通讯基站传输至机载处理中心进行远程控制；另外机载处理中心通过北斗卫星获取实时位置信息，且联合地面指挥平台收到的数据信息传输至国家通用航空飞行协调与服务系统，以供监控和协调。
33.所述自组宽带采用基于4g技术的国际标准lte技术体制的无人机宽带，其硬件包括采用cpe终端的机载设备和地面lte基站以及地空无线宽带天线，其集成高清编码器、云台控制和飞控接口。支持600mhz/850mhz/1.4ghz/1.8ghz等专网td-lte频段，以及国内三大运营商的所有lte公网频段。
34.所述核心网为共享运营商4g核心网，其内置有视频模块和云服务平台。
35.所述视频模块使用用户已有或者新建视频库，对无人机回传的视频、图像进行储存、解码和显示，所述云服务平台接收无人机采集的视频、图像，进行大数据分析。
36.本实施例中：自组宽带采用国际标准的lte技术体制，继承了lte先进的多天线技术、多种高阶调制、ofdma等技术，支持国内三大运营商的lte授权频段，支持国内4g专网lte频段(tdd600mhz/850mhz/1.4ghz/1.8ghz专网频段)，抗干扰性能强，安全可靠，实时数传和图传带宽有保障；核心网与三大运营商合作，可以充分利用运营商已有的基站铁塔、供电、传输等资源建设无人机地面站，建站条件有保障，可针对目标覆盖区域进行站点规划，建设覆盖目标区域的地空无线宽带网络，节省投资，一次性投入，一劳永逸；基于lte小区切换技术，多架或单架无人机高速飞行过程中，实现跨多个lte无线小区的高速无缝切换，可实现几百至上千公里的长距离宽带无中断通信，无人机前端数据，包括视频、图像等，可实时回传到指挥中心，指挥中心可以与无人机飞控平台和云台进行实时通信和控制，整个数传和图传的实时性更高；支持几十架无人机同时执行任务，可以实现几十架无人机分批次、分地域并行或串行执行任务，使得飞行任务设置和计划更加灵活；机载cpe终端体积小、重量轻、集成度高，仅重170g，采用无人机机载供电，功耗低，可长时间工作，可适配多种型号旋翼或固定翼无人机机型，采用地空无线宽带专用的高增益自研无人机机载终端lte天线和地面基站lte天线，实现高增益、广地域地空无线宽带覆盖，传输延时小，数传和云台控制传输延时仅20ms，图传时延仅300ms，满足无人机飞控要求。
37.实施例2：
38.一种通航货运无人机智能飞控系统，如图1、2所示，所述机载处理中心机载电脑和与机载电脑连接的传感器模组与控制器模组。
39.所述传感器模组收集无人机飞行的各项数据，其包括但不限于飞机发动机转速传感器、飞机空速传感器、飞机水平传感器、飞机高度传感器、飞机方向舵传感器、飞机副翼传感器、飞机油量表/电量表传感器。
40.所述控制器模组可接受控制信号并控制无人机状态，其包括但不限于飞机机翼控制器、飞机副翼控制器、飞机襟翼控制器、飞机升降舵控制器、飞机方向舵控制器、飞机发动机/电机控制器。
41.本实施例中，通过传感器模组对无人机各方面数据实时获取，并通过控制器模组进行远程控制，提高了无人机飞行的安全性和稳定性。
42.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。