一种车载系留多旋翼无人机控制系统及车辆技术方案

本发明专利技术涉及通信技术领域，公开了一种车载系留多旋翼无人机控制系统,包括：无人机，无人机通过系留电缆与车辆的发电机耦接；无人机机舱，无人机机舱用于放置和固定无人机，无人机机舱内部设置有自动收放线装置和机舱开关；与无人机有线通信连接的地面控制站，地面控制站还分别与自动收放线装置和机舱开关通信连接，用于通过自动收放线装置控制系留电缆的放出和回收，以及通过机舱开关控制无人机机舱开启或关闭；地面控制站用于采集无人机的工作状态，并控制无人机的启动、停止、起飞和降落，地面控制站设置在车辆驾驶室内。实现了无人机的持续续航和闭环管理的无人机起降模式，提高了无人机的续航时间和安全系数。

A Vehicle-borne Multi-Rotor Unmanned Aerial Vehicle Control System and Vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种车载系留多旋翼无人机控制系统及车辆
本专利技术涉及系留多旋翼无人机
，特别涉及到一种车载系留多多旋翼无人机控制系统及其车辆。
技术介绍
随着我国汽车行业的发展，汽车不仅作为各行各业交通工具，同时在一些特殊应用场合，它还可以作为一个搭载平台。无人机是目前被广泛使用的一种飞行设备，其主要用于航拍、资源探测、救灾、军事、社会治安等领域。其在特殊场合可能要求具有长续航时间能力，这样如何解决其电力来源问题就成为了一个棘手的问题，这样系留无人机就应运而生。当系留无人机与汽车相结合，搭配适当的能源解决方案，可以实现系留无人机的长航时和机动布置，来解决监控、救灾、观测等领域的一些问题。(比如CN201620919257.1、CN201521023147.9、CN201610489544.8等等)，但它们都是一个比较独立的装置，并没有和无人机上自驾形成闭环的自动控制反馈系统，而只是在无人机升高或降低后被动的靠张力检测控制线缆收放，因此在自主起飞和降落时很容易造成收放不够或过度的弊端；这就迫切需要一个能总体协调各传感器及执行机构，综合统一的进行闭环控制的自动控制系统。而且车载系留无人机系统需要在汽车上搭载一个适合飞机起降的平台，即大家通俗理解的汽车上安装“飞机场”，为了实现无人机的自动化起降，需要设计一套自动化的线缆收放装置、飞机起降平台及系统收纳装置、地面站控制装置等等。为了实现机构的自动化操作以及各个控制器模块之间协调工作，这就需要一套机构控制模块与网络管理。
技术实现思路
本说明书目的在于提供一种车载系留多旋翼无人机控制系统和车辆，实现了无人机的持续续航和闭环管理的无人机起降模式，提高了无人机的续航时间和安全系数。第一方面本说明书实施例提供了一种车载系留多旋翼无人机控制系统，所述系统包括：无人机、无人机机舱、地面控制站；所述无人机通过系留电缆与车辆的发电机耦接；所述无人机机舱设置于车辆顶部或后部，所述无人机机舱用于放置和固定所述无人机，所述无人机机舱内部设置有自动收放线装置和机舱开关，所述自动收放线装置用于控制所述系留电缆的放出和回收，所述机舱开关用于开启或关闭所述无人机机舱；所述地面控制站与所述无人机有线通信连接，所述地面控制站还分别与所述自动收放线装置和所述机舱开关通信连接，用于通过所述自动收放线装置控制所述系留电缆的放出和回收，以及通过所述机舱开关控制所述无人机机舱开启或关闭；所述地面控制站用于采集所述无人机的工作状态，并控制所述无人机的启动、停止、起飞和降落，所述地面控制站设置在车辆驾驶室内。。进一步地，所述地面控制站包括：主控制器，所述主控制器包括：电源模块，所述电源模块与车辆的电气系统耦接，用于给主控制器供电；通信模块，所述通信模块分别与所述发电机、所述无人机、所述自动收放线装置和所述机舱开关通信连接；微控制模块，所述微控制模块用于控制所述机舱开关的开启或关闭，以及控制所述自动收放线装置的；所述电源模块分别于所述通信模块和所述微控制模块耦接，所述通信模块与所述微控制模块耦接。进一步地，所述主控制器还包括：分别于所述微控制模块耦接的数字信号处理模块和模拟信号处理模块，所述数字信号处理模块和所述模拟信号处理模块用于将输入信号转换成微控制模块识别的信号。进一步地，所述系留电缆设置有风力传感器，用于检测外界的风力等级，所述风力传感器与所述模拟信号处理模块通信连接，用于将检测的风力等级信号处理成所述微控制模块识别的信号，所述主控制器用于根据所述模拟信号处理模块处理后风力等级信号的控制所述自动收放线装置的转动速率。进一步地，所述地面控制站还包括：人机互动模块，所述人机互动模块分别与所述数字信号处理模块和所述模拟信号处理模块耦接，所述人机互动模块用于显示所述无人机的工作状态，并发送控制无人机、无人机机舱和发电机的开启或关闭的指令至所述数字信号处理模块和/或所述模拟信号处理模块。进一步地，所述无人机机舱底部设置有重力传感器，所述重力传感器用于检测所述无人机是否在所述无人机机舱内部。进一步地，所述系留电缆与车辆的发电机耦接的一端设置有绝缘检测装置，所述绝缘检测装置与所述主控制器通信连接，用于检测所述系留电缆的绝缘状态。进一步地，所述系留电缆还设置有红外线传感器，所述红外线传感器用于检测系留电缆放出的长度。进一步地，所述车辆的发电机与所述主控制器通信连接，所述主控制器用于根据所述系留电缆的绝缘状态控制所述车辆的发电机的开启或关闭。另一方面，本说明书还提供了一种车辆，所示车辆具有上述所述的车载系留多旋翼无人机控制系统。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：1)通过集成在驾驶室内的地面控制站上的人机互动模块收集无人机的工作信息，并发送操作指令以实现无人机的启动、停止、紧急停止、起飞、降落等信号，自动化的完成车载系留无人机的自主起降工作。2)通过主控制器的控制能力，来完成无人机机舱的开启或关闭、自动收放线装置的加紧固定的控制。3)通过绝缘检测装置，实时的检测高压系统绝缘状态，实现绝缘故障自动切断高压供电、无人机自动切换到备用电源，保证系统的人员用电安全。4)具有多传感器输入安全冗余控制策略，主要通过检测无人机机舱的重量信号、线缆收放位置信号、驱动结构限位信号、及主控制器之间通讯确认来保证系统安全稳定工作。附图说明为了更清楚地说明本专利技术所述的汽车开放系统的一致性测试方法，下面将对实施例所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本说明书实施例系统结构的示意图；图2为本说明书实施例微控制模块供电电路图；图3为本说明书实施例通信模块供电电路图；图4为本说明书实施例高有效输入检测电路图；图5为本说明书实施例低有效输入检测电路图；图6为本说明书实施例模拟输入检测电路图；图7为本说明书实施例PWM输入检测电路图；图8为本说明书实施例100mA高低边输出驱动电路图；图9为本说明书实施例3A/5A电机驱动电路图；图10为该系统一种通信方式图；其中，1-无人机，2-主控制器，3-人机互动模块，201-微控制模块，202-通信模块，203-电源模块，204-数字信号处理模块，205-模拟信号处理模块。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。本专利技术为了解决现有技术存在的地面站没有和无人机1上自驾形成闭环的自动控制反馈系统，而只是在无人机1升高或降低后被动的靠张力检测控制线缆收放，并且无人机1也不能够保证长时间的续航，因此在自主起飞和降落时很容易造成收放不够或过度的弊端的问题，提供一种车载系留多旋翼无人机1控制系统，可以总体协调各传感器及执行机构，综合统一的进行闭环控制的自动控制系统。为了实现上述目的，本专利技术提供的车载系留多旋翼无人机控制系统技术方案如下：一方面，本专利技术提供了车载系留多旋翼无人机控制系统，所述系统包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载系留多旋翼无人机控制系统，其特征在于，所述系统包括：无人机、无人机机舱、地面控制站所述无人机通过系留电缆与车辆的发电机耦接；所述无人机机舱设置于车辆顶部或后部，所述无人机机舱用于放置和固定所述无人机，所述无人机机舱内部设置有自动收放线装置和机舱开关，所述自动收放线装置用于控制所述系留电缆的放出和回收，所述机舱开关用于开启或关闭所述无人机机舱；所述地面控制站与所述无人机有线通信连接，所述地面控制站还分别与所述自动收放线装置和所述机舱开关通信连接，用于通过所述自动收放线装置控制所述系留电缆的放出和回收，以及通过所述机舱开关控制所述无人机机舱开启或关闭；所述地面控制站用于采集所述无人机的工作状态，并控制所述无人机的启动、停止、起飞和降落，所述地面控制站设置在车辆驾驶室内。

【技术特征摘要】
1.一种车载系留多旋翼无人机控制系统，其特征在于，所述系统包括：无人机、无人机机舱、地面控制站所述无人机通过系留电缆与车辆的发电机耦接；所述无人机机舱设置于车辆顶部或后部，所述无人机机舱用于放置和固定所述无人机，所述无人机机舱内部设置有自动收放线装置和机舱开关，所述自动收放线装置用于控制所述系留电缆的放出和回收，所述机舱开关用于开启或关闭所述无人机机舱；所述地面控制站与所述无人机有线通信连接，所述地面控制站还分别与所述自动收放线装置和所述机舱开关通信连接，用于通过所述自动收放线装置控制所述系留电缆的放出和回收，以及通过所述机舱开关控制所述无人机机舱开启或关闭；所述地面控制站用于采集所述无人机的工作状态，并控制所述无人机的启动、停止、起飞和降落，所述地面控制站设置在车辆驾驶室内。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地面控制站包括：主控制器，所述主控制器包括：电源模块，所述电源模块与车辆的电气系统耦接，用于给主控制器供电；通信模块，所述通信模块分别与所述发电机、所述无人机、所述自动收放线装置和所述机舱开关通信连接；微控制模块，所述微控制模块用于控制所述机舱开关的开启或关闭，以及控制所述自动收放线装置的；所述电源模块分别于所述通信模块和所述微控制模块耦接，所述通信模块与所述微控制模块耦接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控制器还包括：分别于所述微控制模块耦接的数字信号处理模块和模拟信号处理模块，所述数字信号处理模块和所述模拟信号处理模块用于将输入信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立明，于健秋，张小兵，许俊，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，上海华普汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33