一种无人机的多通道数据传输调度系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机的多通道数据传输调度系统，其包括用以完成姿态解析的传感器模块、GPS模块、电机驱动模块、用以实现数据的无线传输的无线传输模块和用以与地面站无线通讯的地面站交互系统模块；所述的无线传输模块由多个无线通讯模块组成，用以实现并发的数据的无线传输；还包括数据采集模块，用于采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据；通讯调度模块，用以进行数据传输的派发控制；信号检测模块，用于检测各个无线通讯模块的通讯质量，并反馈给通讯调度模块。本发明专利技术为一种较高远程数据通讯可靠性的无人机的多通道数据传输调度系统。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机的多通道数据传输调度系统
本专利技术涉及远程通讯
，具体涉及一种无人机的多通道数据传输调度系统。
技术介绍
由于无人机/多轴飞行器具备较高的灵活性/可编程等特性，已经在普通的个人玩家，如摄影、竞技等多个领域得到了广泛的应用，并获得一些极端场景下的应用：如军用、警用等。在一般使用者的模型中，操作者在近距离进行无线操控即可满足飞行需求，但在远距离飞行场景下则难以满足需求。因为在远距离的通讯上，目前的通讯控制方式无法继续适用，需要引入基于4G或特定频段的无线通讯机制，而受制于飞行区域的信号强度以及无线固有的网络延迟，使得飞行控制链路非常脆弱，容易出现通讯中断；而且在远距离通讯中要么使用单一的无线模块，要么使用多个无线模块均发，无线通讯模块受到信号干扰的影响很大，简单地将数据分发到各个无线传输模块会因为个别模块信号质量不好而导致数据的丢失，进而导致飞机失控。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提供了一种较高远程数据通讯可靠性的无人机的多通道数据传输调度系统。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：一种无人机的多通道数据传输调度系统，其包括用以完成姿态解析的传感器模块、GPS模块、电机驱动模块、用以实现数据的无线传输的无线传输模块和用以与地面站无线通讯的地面站交互系统模块；所述的无线传输模块由多个无线通讯模块组成，用以实现并发的数据的无线传输；还包括数据采集模块，用于采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据；通讯调度模块，用以进行数据传输的派发控制；信号检测模块，用于检测各个无线通讯模块的通讯质量，并反馈给通讯调度模块。进一步地，所述的传感器模块包括速度/加速度传感器和角速度/加速度传感器。进一步地，所述的速度/加速度传感器用于检测当前三维速度、加速度信息，用以完成姿态解析。进一步地，所述的角速度/加速度传感器用于检测当前三维角速度、加速度信息，用以完成姿态解析。进一步地，所述的无线通讯模块采用工作在不同频段的通讯模块，所述的工作在不同频段的通讯模块为工作在电信、移动、联通和/或专有频段上的通讯模块。进一步地，所述的数据采集模块实时采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据，并将采集号的数据封装成不同的封包。进一步地，所述的通讯调度模块根据信号检测模块检测得到的各个无线通讯模块的通讯质量信号，动态调整封包派发方式，实时调节各个无线通讯模块的通讯负载。本专利技术针对一些特殊场景下的可靠通讯的应用需求，提出了一种基于多个无线模块的数据传输调度系统，通过实时监控无人机上多个无线通讯模块的通讯质量，实时调节各个模块的通讯负载，动态调节数据传输通道与速率，大大提高了数据远程传输的可靠性，进而提升了无人机的安全性。附图说明图1为多通道数据传输的无人机模块图；图2为无人机的多通道数据传输系统原理图；图3为本专利技术的实时调度多通道数据传输模块图；图4为无人机的实时调度多通道数据传输系统原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的的说明。如图1所示的采用多通道数据传输的无人机，其包括速度/加速度传感器：用于检测当前三维速度、加速度信息，用以完成姿态解析；角速度/加速度传感器：检测当前三维角速度、加速度信息，用以完成姿态解析；GPS模块：用于与卫星通信，获得当前地理位置信息；电机驱动模块：包括驱动电机，用于完成位移或者姿态调整；由多个无线通讯模块组成的无线传输模块：用以实现并发的数据的无线传输；数据采集模块，用于采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据；通讯调度模块：用以进行数据传输的派发控制；地面站交互系统：用以与地面站无线通讯，实现任务的接收，飞行状态查询等交互。如图2所示的无人机的多通道数据传输系统，无人机数据采集模块实时采集各个传感器以及无人机内部运行状态的数据，将采集好的数据封装成一个个封包：封包1、封包2、封包3….所述通讯调度模块根据无线模块数量，依次将封包派发给各个无线通讯模块，各个无线通讯模块以各自低速完成数据传输，该模式下，如果某个或者部分无线通讯模块发生问题，如此单一的派发模型会导致数据的丢失，从而影响地面站的信息获取以及无人机的飞行控制。如图3所示，本专利技术中为实时调度多通道数据传输，模块设置如下：速度/加速度传感器：用于检测当前三维速度、加速度信息，用以完成姿态解析；角速度/加速度传感器：检测当前三维角速度、加速度信息，用以完成姿态解析；GPS模块：用于与卫星通信，获得当前地理位置信息；电机驱动模块：包括驱动电机，用于完成位移或者姿态调整；由多个无线通讯模块组成的无线传输模块：用以实现并发的数据的无线传输；数据采集模块，用于采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据；信号检测模块：根据无线通讯模块的信号质量，数据丢包率等状况，检测各个无线模块的通讯质量，并反馈给通讯调度模块；通讯调度模块，用以进行数据传输的派发控制；地面站交互系统：用以与地面站无线通讯，实现任务的接收，飞行状态查询等交互。在本专利技术所引入的多通道数据传输动态调度系统运行过程中，无人机信号检测模块周期性检测各个无线通讯模块的信号强度，并根据数据封包的丢包状况，评估各个通道的通讯质量。如图4所示，某一时刻，信号检测模块发现模块2掉线，而且模块3的信号质量不好，将该信息输出给通讯调度模块。通讯调度模块接受到该信息后，动态调整封包派发方式：停止无线模块2的封包派发；降低无线模块3的封包派发量；增加无线模块1/4的封包派发量；采用本专利技术的无人机的多通道数据传输调度系统，通过实时检测各个无线通讯模块的通讯质量，并动态调节封包的派发测试，有效地保证了数据传输的可靠性，进而提升了无人机的安全性。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机的多通道数据传输调度系统，其特征在于：包括用以完成姿态解析的传感器模块、GPS模块、电机驱动模块、用以实现数据的无线传输的无线传输模块和用以与地面站无线通讯的地面站交互系统模块；所述的无线传输模块由多个无线通讯模块组成，用以实现并发的数据的无线传输；还包括数据采集模块，用于采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据；通讯调度模块，用以进行数据传输的派发控制；信号检测模块，用于检测各个无线通讯模块的通讯质量，并反馈给通讯调度模块。

【技术特征摘要】
1.一种无人机的多通道数据传输调度系统，其特征在于：包括用以完成姿态解析的传感器模块、GPS模块、电机驱动模块、用以实现数据的无线传输的无线传输模块和用以与地面站无线通讯的地面站交互系统模块；所述的无线传输模块由多个无线通讯模块组成，用以实现并发的数据的无线传输；还包括数据采集模块，用于采集传感器模块以及无人机内部运行状态的数据；通讯调度模块，用以进行数据传输的派发控制；信号检测模块，用于检测各个无线通讯模块的通讯质量，并反馈给通讯调度模块。2.根据权利要求1所述的一种无人机的多通道数据传输调度系统，其特征在于：所述的传感器模块包括速度/加速度传感器和角速度/加速度传感器。3.根据权利要求2所述的一种无人机的多通道数据传输调度系统，其特征在于：所述的速度/加速度传感器用于检测当前三维速度、加速度信息，用以完成姿态解析。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐为甲，冯翼，董耀华，王猛，
申请(专利权)人：苏州光之翼智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32