一种基于白频谱的无人机操控系统的制作方法

本实用新型涉及无人机控制领域，具体涉及一种基于白频谱的无人机操控系统。

背景技术：

无人机远程控制技术目前主要集中在两种无线控制方式：1、WIFI技术；2、无线移动通讯技术。

这两种无线技术均是有限资源，而且，一般一架无人机需要配置一套操控设备。并且，这两种无线技术的覆盖范围相对来说比小的。并且，在使用无线移动通讯技术的时候，会出现小区切换等必要技术操作，此时可能会导致控制间断。在没有无线基站信号或者WIFI信号覆盖的情况下，则无法实现对无人机的操控。

无线控制器基于以上两种无线控制方式，进行无人机控制。但是，这两个无线技术覆盖范围是有限的，一旦无人机飞出覆盖范围，无线控制器将无法对其进行控制。

因此，现有技术有待改进和提高。

技术实现要素：

本申请提供一种基于白频谱的无人机操控系统，以提高无人机的无线控制覆盖的范围。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供一种基于白频谱的无人机操控系统，包括：

控制器，用于发出控制一架或多架无人机的控制指令；

系统控制模块，用于将所述控制指令调制后，以无线电波的形式发送给无人机；所述无线电波的频段在白频谱频段内；

所述控制器与系统控制模块有线或无线通讯连接。

所述的基于白频谱的无人机操控系统，其中，所述系统控制模块包括：

系统控制台，用于接收控制器发出的控制指令，并将控制指令进行加密和/或调制后输出，并通过第一信号收发单元以无线电波的形式发送给无人机；以及接收无人机通过无线电波经第一信号收发单元向系统控制台发出的信号；其中所述无线电波的频段在白频谱频段内；

所述无人机包括用于白频谱频段的无线信号收发的信号收发模块；

系统控制台与控制器有线或无线通讯连接，系统控制台还与第一信号收发单元连接。

所述的基于白频谱的无人机操控系统，其中，所述无人机操控系统还包括支持白频谱频段信号的收发的无人机，所述无人机通过第一信号收发单元与系统控制模块无线通讯连接。

所述的基于白频谱的无人机操控系统，其中，所述系统控制模块还包括所述第一信号收发单元，所述第一信号收发单元包括广播电视信号接收发射塔。

所述的基于白频谱的无人机操控系统，其中，所述加密为跳频加密。

所述的基于白频谱的无人机操控系统，其中，所述无人机的信号收发模块包括：

射频单元，用于进行白频谱频段内的无线信号的收发；

基带处理单元，用于通过射频单元搜寻白频谱频段的无线资源，并与第一信号收发单元建立基于白频谱频段的无线通讯连接；对射频单元接收的无线信号进行解调；将功能执行单元输出的数据信号调制后，通过射频单元回传给第一信号收发单元；

功能执行单元，用于执行基带处理单元解调后的控制指令，并将无人机的数据信号输出给基带处理单元；所述数据信号包括无人机的位置信息；

基带处理单元、射频单元均支持白频谱频段信号，且均与功能执行单元连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种基于白频谱的无人机操控系统，所述操控系统包括控制器和系统控制模块。控制器发出控制无人机的控制指令。系统控制模块将所述控制指令调制后，以无线电波的形式发送给无人机；所述无线电波的频段在白频谱频段内。操控系统与无人机采用白频谱频段的无线信号进行通信，信号传输距离相对于现有无线产品要远几公里甚至十几公里或者以上，而且，带宽资源较丰富，提高了无人机的无线控制覆盖的范围。且不易与现有WIFI、无线频率相互干扰。

附图说明

图1为本发明提供的基于白频谱的无人机操控系统一实施例的结构框图；

图2为本发明提供的基于白频谱的无人机操控方法一实施例的流程图；

图3为本发明提供的基于白频谱的无人机操控方法中，步骤S10之前的步骤流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型中用到的术语定义：

白频谱资源为广播电视的频段资源，包含分配给广播电视使用但事实上没有被使用或没有被充分使用的频段、相邻频道间的保护频段以及广电业模拟向数字转换后空闲出来的频段。

本发明的操控系统与无人机之间的无线通信的频段采用白频谱频段，以提高无人机的无线控制覆盖的范围。

具体的，在实施例一中，本发明给出一种基于白频谱的无人机操控系统，请参考图1，所述操控系统包括：控制器10和系统控制模块20。控制器10与系统控制模块20有线或无线通讯连接。

控制器10，用于发出控制一架或多架无人机30的控制指令。本实施例中，控制器10为无线控制器，其与系统控制模块20可通过WIFI网络、无线移动通讯网络或者白频谱频段内的无线通信网络与系统控制模块20通讯连接。

系统控制模块20，用于将控制指令调制后，以无线电波的形式发送给无人机30；无线电波的频段在白频谱频段内。系统控制模块20与无人机30之间通过白频谱频段内的无线电波传输控制指令和无人机的位置，信号传输距离相对于现有无线产品要远几公里甚至十几公里或者以上，而且，带宽资源较丰富，提高了无人机的无线控制覆盖的范围。且不易与现有WIFI、无线频率相互干扰。

进一步的，系统控制模块20包括系统控制台210。

系统控制台210，用于对无人机30和控制器10进行匹配；接收控制器10发出的控制指令，并将控制指令进行加密和/或调制后输出，并通过第一信号收发单元220以无线电波的形式发送给无人机30；以及接收无人机30通过无线电波经第一信号收发单元220向系统控制台210发出的信号；其中无线电波的频段在白频谱频段内。本实施例中，加密为跳频加密，避免信号干扰。当然，在其它实施例中，也可采用同频异码或同频同码异IP等方式，来解决同频可能带来的信号干扰问题。即使同频，加密码不一样也可以独立控制，还可以在同频情况下，采用时分复用，同样可避免干扰。本实施例中，无人机30经第一信号收发单元220回传的信号包含无人机30的位置信息，便于系统控制台210实时获取无人机30的位置。

系统控制台210与控制器10无线通讯连接，系统控制台210还与第一信号收发单元220连接。当然，在其它实施例中，控制器10也可以集成在系统控制台210中。

系统控制模块20还可以包括第一信号收发单元220，第一信号收发单元220用于将系统控制台210发出的信号以无线电波的形式发送给无人机30，并接收无人机30发出的信号，将无人机30发出的信号回传给系统控制台210。

系统控制台210对无人机30和控制器10进行匹配，具体包括：系统控制台210启动后进行初始化；通过第一信号收发单元220与搜寻无线资源的无人机30建立基于白频谱频段的无线通讯连接；在接收到确认指令后，将建立无线通讯连接的无人机加入操控系统；对加入到操控系统的无人机30进行设备编号，具体采用IP格式进行编号；启动控制器10，并分配无人机30给控制器10，完成无人机30和控制器10的匹配。第一信号收发单元220与无人机30建立连接后，可由操作人员输入确认指令将无人机纳入操控系统，也可以直接默认加入。

系统控制台210可与一个或多个控制器10连接，第一信号收发单元220可与一个或多个无人机30连接。控制器10与无人机30的匹配为一对一匹配、一对多匹配、多对一匹配中的一种。即，通过系统控制模块，可实现多个控制器10同时控制多个无人机30，控制器10与无人机30采用一对一控制。当然，系统控制台210也可以将多架无人机30与一个控制器10匹配，则一个控制器10即可对多架无人机30进行控制，实现无人机群的集群控制。当然，系统控制台210还可以将一架无人机30与多个控制器10匹配，可满足不同使用条件下的无人机操控。本发明非常适合无人机的远程集群管理。

系统控制台210还设置有一个或多个显示器接口，通过显示器接口可与显示器连接，以方便通过显示器显示无人机实时或非实时回传的视频，还可进行无人机位置的显示。

本实施例中，第一信号收发单元220包括广播电视信号接收发射塔等现有广电设备。采用现有的广播电视信号接收发射塔与无人机30进行信号传输，极大的节约了资源和成本，覆盖面广。

本实施例中，第一信号收发单元220与无人机30之间通信的无线信号频段，可采用空闲电视广播频段，即在470MHz与790MHz之间，可避免现有电视广播之间的干扰。

操控系统还可以包括无人机30，无人机30支持白频谱频段信号的收发。

具体的，无人机30包括信号收发模块和功能执行单元。

信号收发模块，用于搜寻白频谱频段的无线资源，并与无人机操控系统建立基于白频谱频段的无线通讯连接；接收无人机操控系统发出的无线信号并解调出控制指令，将控制指令输出给功能执行单元；接收功能执行单元输出的数据信号，并将所述数据信号调制后回传给无人机操控系统。同样的，信号收发模块也对应采用跳频加密技术进行信号传输，降低信号间的干扰。

功能执行单元，用于执行所述控制指令，并将无人机的数据信号输出给信号收发模块。无人机的数据信号包括无人机的位置信息。

本实施例中，白频谱通道用来进行位置信息的回传，而无人机拍摄的图像、视频则通过WIFI、或无线移动通讯网络进行回传。具体的，无人机还可包括通讯模块，用于通过无线移动通讯网络或者WIFI网络将无人机拍摄的图像、视频等数据回传给系统控制台。所述无线移动通讯网络可以是：5G、4G、3G等通讯网络，无人机内设置5G、4G、3G数据卡，即可通过无线基站进行图像、视频的回传。由于图像、视频等数据没有位置信息对无人机的操控影响大，且不一定需要实时回传，故可采用与位置信息不同的无线传输方式进行信号传输。

当然，在其它实施例中，无人机拍摄的图像、视频等数据也可以通过信号收发模块经第一信号收发单元回传给系统控制台，换而言之，所述数据信号包括无人机拍摄的视频、照片、位置信息、无人机状态中的一种或多种；无需使用两套无线传输系统，实现图像、视频数据的实时回传。

信号收发模块包括基带处理单元和射频单元，基带处理单元、射频单元均支持白频谱频段信号，且均与功能执行单元连接。

射频单元，用于进行白频谱频段内的无线信号的收发。

基带处理单元，用于通过射频单元搜寻白频谱频段的无线资源，并与第一信号收发单元建立基于白频谱频段的无线通讯连接；对射频单元接收的无线信号进行解调；将功能执行单元输出的数据信号调制后，通过射频单元回传给第一信号收发单元220。

信号收发模块还可以包括中频单元，中频单元负责基带处理单元与射频单元之间的连接，用于对基带处理单元与射频单元之间的信号进行上下变频、波峰因子衰减和数字预失真等处理。

综上所述，本发明提供的操控系统，有效的利用已经废弃的电视广播资源。同时，可以很好的对无人机进行控制和管理。白频谱具有强的穿透能力，以及超广的覆盖覆盖范围，利用此技术可以完成控制无人机在建筑中或者建筑物内飞行任务，同时可以超远距离控制，以及数据传输。

本发明第二实施例中，基于上述操控系统，本发明还提供一种基于白频谱的无人机操控方法，请参阅图2，所述方法包括如下步骤：

S10、控制器10发出控制无人机30的控制指令。

S20、系统控制台210接收控制器10发出的控制指令，并将控制指令进行加密和/或调制后输出给第一信号收发单元220，以使得第一信号收发单元220将系统控制台210发出的信号以无线电波的形式发送给无人机30。第一信号收发单元220包括广播电视信号接收发射塔。加密为跳频加密。

S30、系统控制台210接收无人机30通过无线电波经第一信号收发单元220向系统控制台210发出的信号；其中所述无线电波的频段在白频谱频段内。

请参阅图3，在步骤S10之前，还包括步骤：

S01、系统控制台210启动并初始化。

S02、无人机30启动。

S03、无人机30搜寻无线资源(无线信号)。

S04、无人机30判断搜寻到的无线资源的频率是否在白频谱频段内，若是则进入步骤S05；若否，则返回步骤S03。

S05、系统控制台210通过第一信号收发单元220与搜寻无线资源的无人机30建立基于白频谱频段的无线通讯连接。

S06、系统控制台210将建立无线通讯连接的无人机30加入操控系统；对加入到操控系统的无人机30进行设备编号，对控制器进行设备编号。

S07、系统控制台210启动控制器10，并分配无人机30给对应的控制器10，完成无人机30和控制器10的匹配。

由于所述操控方法的原理和特点在上一实施例中已详细阐述，在此不再赘述。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。