一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及无人机控制技术领域，公开了一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统及方法，包括中控模块，以及分别与中控模块连接的数据采集模块、数据分析模块和飞行策略模块；通过实时采集无人机周围的环境数据以及飞行数据后进行综合分析，得到无人机的飞行环境允许度以及综合飞行状态，并将之反馈至飞行策略模块；再根据分析结果控制无人机的飞行状态和制定无人机的飞行策略；同时通过中控模块对系统中的各模块的运行状态进行综合管理控制。本发明专利技术具有提高无人机在户外执行飞行任务的效率、以及提高无人机户外飞行灵活度和适应性的有益效果。的有益效果。的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及无人机控制
，具体涉及一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着无人机技术的发展，无人机在社会面已经基本形成了全面普及，不管是用于普通的试飞还是搭载摄像头进行拍摄还是搭载灭火器材用作无人机灭火，都展现出了不俗的优秀性能。而在无人机执行飞行任务过程中，最重要的是无人机飞行状态的控制稳定性，从而来确保飞行任务的顺利完成以及无人机本身的安全性。
[0003]目前对于无人机的控制，一般均是设置一个统一的控制基站，无人机在基站完成日常维护，并通过预定的飞行路线完成飞行任务，而一旦无人机在执行任务过程中离基站太远，一方面会影响到无人机的控制，另一方面对无人机的续航能力也是一个极大的挑战。因此，目前市场上也逐渐出现了许多专门为无人机设置的移动式地面控制站，从而使无人机能够在户外进行电能补充和中途停机，因此也使无人机的应用有了更多的可能性。
[0004]而基于无人机的地面站，无人机的飞行控制方法也需要进行相应的改变，从而应对更复杂多变的飞行环境。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在提供一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统及方法，以提高无人机执行户外飞行任务的适应性。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统，包括中控模块，以及分别与中控模块连接的数据采集模块、数据分析模块和飞行策略模块；
[0007]所述数据采集模块，用于实时采集无人机周围的环境数据以及飞行数据，并形成数据集合后发送至数据分析模块；
[0008]所述数据分析模块，对接收到的数据集合进行综合分析，得到无人机的飞行环境允许度以及综合飞行状态，并将之反馈至飞行策略模块；
[0009]所述飞行策略模块，用于根据所述数据分析模块得到的分析结果控制无人机的飞行状态和制定无人机的飞行策略；
[0010]所述中控模块，包括存储单元和控制单元，所述存储单元用于存储系统中的各项数据；所述控制单元用于对系统中的各模块的运行状态进行综合管理控制。
[0011]本方案的原理及优点是：实际应用时，将无人机地面站作为无人机的户外控制基站，通过无人机地面站与无人机双重采集数据从而提供全面、真实的飞行数据，便于制定更详尽的飞行任务计划，使无人机的飞行任务执行地更顺利，同时，无人机地面站可随意移动，便于在户外执行多处位置的飞行任务，另一方面将无人机地面站作为中转站，可供无人机停飞休息且为无人机进行电能补充，从而提高无人机的续航能力。相较于现有技术，本方
案的优点在于在无人机地面站的基础上，实现了将无人机基站从固定点到户外多点随意设置的重大突破，可基于无人机地面站进行更广域面积的无人机飞行任务，且通过无人机地面站与无人机进行信息通讯，能够确保无人机控制信号的连续性和稳定性，从而提高无人机飞行任务的安全性，更重要的是，能够通过无人机地面站同时进行多个无人机的控制飞行，从而实现多机循环运行，适合长时间巡航任务，且一定程度上提高了自动控制能力，减少了人工干预。
[0012]优选的，作为一种改进，数据采集模块包括安装在无人机上的速度传感器、高度传感器和风向传感器，以及安装在无人机地面站的角速度传感器、光照传感器、风速传感器和温湿度传感器。
[0013]优选的，作为一种改进，数据采集模块还包括用于检测无人机的上方障碍物情况以及检测当前白天和黑夜情况的Openmv模块。
[0014]优选的，作为一种改进，还包括用于在紧急情况下控制无人机完成应急避险的应急模块，当检测到无人机在飞行区域内无法继续完成飞行任务的紧急情况时，所述应急模块直接介入控制无人机直接返航降落至无人机地面站。
[0015]优选的，作为一种改进，紧急情况包括风速超过最大安全等级、暴雨天气和冰雹天气。
[0016]优选的，作为一种改进，应急模块还包括用于实时监测无人机剩余电量的电量监测单元，当检测到当前无人机的剩余电量即将低于安全电量时，则控制当前无人机按照直线路径返航至无人机地面站，同时控制替补无人机飞行至当前无人机最后执行飞行任务的位置开始继续执行飞行任务。
[0017]优选的，作为一种改进，当同时存在多个无人机执行任务时，通过所述飞行策略模块智能规划所有无人机执行飞行任务的飞行顺序和飞行区域进行多无人机的协同配合飞行。
[0018]优选的，作为一种改进，无人机在接收到飞行任务后从无人机地面站起飞时，先检测起飞条件是否满足，若是则打开无人机地面站舱门，无人机在预定时间后起飞；若不满足起飞条件，则继续等待，并将当前环境情况上报。
[0019]优选的，作为一种改进，还包括远程控制模块，所述远程控制模块与移动设备端连接，用于操作员远程实时接收无人机的飞行信息以及对无人机进行远程操控。
[0020]本方案还提供了一种基于无人机地面站的无人机飞行控制方法，包括以下步骤：
[0021]步骤S1，采集无人机周围的环境数据以及飞行数据，并对采集到的数据进行综合分析处理；
[0022]步骤S2，通过对采集到的数据进行分析后，对无人机执行的飞行任务进行综合评估和规划，并通过无人机地面站向无人机发送飞行任务指令；
[0023]步骤S3，通过无人机地面站与无人机完成信息通讯，并以无人机地面站为中心控制无人机执行飞行任务，并在任务空档时间控制无人机返回至无人机地面站进行休息补给。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统实施例一的结构示意
图。
[0025]图2为本专利技术一种基于无人机地面站的无人机飞行控制方法实施例一的流程示意图。
具体实施方式
[0026]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0027]说明书附图中的标记包括：中控模块1、数据采集模块2、数据分析模块3、飞行策略模块4、存储单元5、控制单元6、远程控制模块7。
[0028]实施例一：
[0029]本实施例基本如附图1所示：一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统，包括中控模块，以及分别与中控模块连接的数据采集模块、数据分析模块和飞行策略模块；
[0030]数据采集模块，用于实时采集无人机周围的环境数据以及飞行数据，并形成数据集合后发送至数据分析模块；
[0031]数据分析模块，对接收到的数据集合进行综合分析，得到无人机的飞行环境允许度以及综合飞行状态，并将之反馈至飞行策略模块。
[0032]飞行策略模块，用于根据所述数据分析模块得到的分析结果控制无人机的飞行状态和制定无人机的飞行策略。
[0033]中控模块，包括存储单元和控制单元，所述存储单元用于存储系统中的各项数据；所述控制单元用于对系统中的各模块的运行状态进行综合管理控制；具体的，中控模块起到控制中枢的作用，对系统中各功能模块的运转进行综合调控，从而保证其功能的正常运转。
[0034]具体的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统，其特征在于：包括中控模块，以及分别与中控模块连接的数据采集模块、数据分析模块和飞行策略模块；所述数据采集模块，用于实时采集无人机周围的环境数据以及飞行数据，并形成数据集合后发送至数据分析模块；所述数据分析模块，对接收到的数据集合进行综合分析，得到无人机的飞行环境允许度以及综合飞行状态，并将之反馈至飞行策略模块；所述飞行策略模块，用于根据所述数据分析模块得到的分析结果控制无人机的飞行状态和制定无人机的飞行策略；所述中控模块，包括存储单元和控制单元，所述存储单元用于存储系统中的各项数据；所述控制单元用于对系统中的各模块的运行状态进行综合管理控制。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统，其特征在于：所述数据采集模块包括安装在无人机上的速度传感器、高度传感器和风向传感器，以及安装在无人机地面站的角速度传感器、光照传感器、风速传感器和温湿度传感器。3.根据权利要求2所述的一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统，其特征在于：所述数据采集模块还包括用于检测无人机的上方障碍物情况以及检测当前白天和黑夜情况的Openmv模块。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统，其特征在于：还包括用于在紧急情况下控制无人机完成应急避险的应急模块，当检测到无人机在飞行区域内无法继续完成飞行任务的紧急情况时，所述应急模块直接介入控制无人机直接返航降落至无人机地面站。5.根据权利要求4所述的一种基于无人机地面站的无人机飞行控制系统，其特征在于：所述紧急情况包括风速超过最大安全等级、暴雨天气和冰雹天气。6.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世江，陈宽，陈泽辉，陈鑫，胡坤华，刘鑫鑫，牟荣涛，张宏伟，李晓东，万琪鑫，张艺馨，易成，
申请(专利权)人：重庆电子工程职业学院，
类型：发明
国别省市：