一种适用于特殊场景的升空平台制造技术

本发明专利技术涉及民用无人驾驶飞行器领域，具体涉及一种适用于特殊场景的升空平台。本发明专利技术提供了一种适用于特殊场景的升空平台，通过“超视距飞控”方式、飞行与车行的空陆两用设计并结合环境自适应机制、动作设计等功能，可以更好地满足城区环境、应急情形等特殊场景下的使用需求。所述“超视距飞控”方式，是依托移动通信网（公网，主网）或无线局域网（WLAN自组网，副网）来实现无线通信，涉及两个层面内容：一为“曲线通讯”，即飞机与控制台在视距和非视距（NLOS）两种传播环境下都可以进行正常通信；二为远程控制，飞手通过网络（公网或自组网）连通飞机并进行控制，即在现场近距离和异地远距离两种条件下都可以实现操控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及民用无人驾驶飞行器领域，具体涉及一种适用于特殊场景的升空平台。

技术介绍

1、无人驾驶飞行器，简称无人机，是利用无线电遥控装置和自备程序进行操纵控制的不载人飞行器。无人机因其独特的优势，在航拍、救灾等领域发挥着不可替代的作用。

2、飞控（飞行控制）是无人机的核心部分，涉及飞机、遥控器(控制设备)、飞手三要素，即飞手的意图通过遥控器与飞机之间的无线通信来传输并进一步得到体现或实现。在民用方面，这种无线通信一般所具有的特点是：“点对点”通信，遥控器与飞机配对互动；视距（los，line of sight）通信，飞机与遥控器之间的通信内容，包括遥控信号的接收、图像数据的回传等，涉及了直射波传播、反射波传播等方式。也就是说，民用无人机一般采用的是“视距飞控”方式，具象化为：飞手在现场遥控，飞行在视线范围，飞控在有限距离等，即飞机与控制设备（飞手操作以控制飞机）之间互相“看得见”（直线可达），进一步实现“控得住”。

3、以“视距飞控”为主导方式的无人机，在城区环境、应急情形等特殊场景下往往会应用受限，如何克服遮挡物影响并实现远距本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于特殊场景的升空平台，主要由飞机、地面控制设备和远程控制模块组成。其特征在于，设计上采用了“超视距飞控”方式、飞行与车行的空陆两用、环境自适应机制并结合了动作设计等应用功能。所述“超视距飞控”方式，是依托移动通信网（公网，主网）或无线局域网（WLAN自组网，副网）来实现无线通信，涉及两个层面内容：一为“曲线通讯”，即飞机与控制设备在视距和非视距（NLOS）两种传播环境下都可以进行正常通信；二为远程控制，飞手通过网络（公网或自组网）连通飞机并进行控制，即在现场近距离和异地远距离两种条件下都可以实现操控。所述飞机，工作状态以飞行为主、车行为辅，主要组成部分包括：通讯子系统、运载子...

【技术特征摘要】

1.一种适用于特殊场景的升空平台，主要由飞机、地面控制设备和远程控制模块组成。其特征在于，设计上采用了“超视距飞控”方式、飞行与车行的空陆两用、环境自适应机制并结合了动作设计等应用功能。所述“超视距飞控”方式，是依托移动通信网（公网，主网）或无线局域网（wlan自组网，副网）来实现无线通信，涉及两个层面内容：一为“曲线通讯”，即飞机与控制设备在视距和非视距（nlos）两种传播环境下都可以进行正常通信；二为远程控制，飞手通过网络（公网或自组网）连通飞机并进行控制，即在现场近距离和异地远距离两种条件下都可以实现操控。所述飞机，工作状态以飞行为主、车行为辅，主要组成部分包括：通讯子系统、运载子系统、控制子系统、机载应用软件；所述地面控制设备，主要组成部分包括：直放站、电脑、地面防护栏；所述远程控制模块，是飞手在地面通过所述电脑连通所述飞机的软件模块，主要组成部分包括：远程控制-服务器端、远程控制-客户端，所述远程控制-服务器端运行在所述飞机上，所述远程控制-客户端运行在所述电脑上。实际应用中，飞手通过网络远程登录到所述飞机，利用所述机载应用软件实现对所述飞机的实时监控。

2.根据权利要求1所述的升空平台，其特征在于，所述通讯子系统，工作频率覆盖移动通信4g/5g、wlan等频段，包含通讯天线、rf收发通道、处理模块等部分，具备移动通信网、无线局域网（所述直放站的wlan自组网）的无线自动接入能力，通过客户身份识别卡（sim卡）获取移动通信入网服务。所述通讯天线，数量≥3，并同时存在两种形态，一为通讯天线-独立形态，二为通讯天线-组合形态（即与其他部件组合存在）。

3.根据权利要求1所述的升空平台，其特征在于，所述运载子系统，提供运载支撑和飞行动力，包含机架、电机、电池、落地装置、螺旋桨等部件。所述机架，主要用于承载安装各功能部件，其支撑臂一端固定在机身上而另一端为安装槽，所述安装槽上下部均凹陷配双安装位，并设计预留备用安装位；所述电机，包括多个飞行电机和1个车行电机，所述飞行电机配装在所述安装槽上部，所述车行电机配装在所述机身内部；所述电池，采用高能电芯，并具备管理功能；所述落地装置，主要针对地面应用，包括落地天线轮、落地驱动轮、传动机构、转向机构、制动机构等组成部分。所述落地天线轮，一端配装在所述安装槽下部，另一端为"h"形双轮，中端部分则以所述通讯天线-组合形态为纵向支撑结构。所述"h"形双轮，其使用一根横轴连接2个车轮，整体呈"h"形状；所述落地驱动轮，一端配装在所述机身腹部并连接所述车行电机，另一端为"h"形双轮，中端部分则以所述传动机构为纵向支撑结构。

4.根据权利要求1所述的升空平台，其特征在于，所述控制子系统，包含传感单元、主控单元、卫星导航定位模块等部分。所述传感单元，主要由视觉模块、参数传感器等组成。所述视觉模块，是指嵌入式分布在所述飞机六面的两主（前、下）四副（上、后、左、右）摄像头，所述摄像头均可进行开关操作，所述前摄像头所在位置为机头，向所述机头正前方以水平直线的路径行进为前进，反之为后退。所述参数传感器，测量并输出高度、速度、温度、风力、电机状态等参数数据；所述主控单元，实时采集所述传感单元等功能器件的状态信息，并从所述机载应用软件接收控制指令，由处理器运算飞控/车控算法后输出给执行机构，以实现所述飞机的自主平稳飞行或车行。同时，将各功能器件的状态信息实时传输到所述机载应用软件进行处理并呈现，然后，通过所述通讯子系统接入移动通信网并即时上传云端备份。所述主控单元，包括飞控模块和车控模块。所述飞控模块基于所述飞控算法应用于所述飞机的飞行状态，所述飞控算法基于环境自适应机制，包括自动归网、告警机制、安全机制、自动避障、限制机制等强制性规则。所述自动归网，是指所述飞机在行进过程中，详细记录并关联对应所述通讯子系统接收到的网络信号强度与所述卫星导航定位模块的轨迹点，当网络信号强度低于门限值时则自动回归到上一轨迹点，并启动所述告警机制，原地等待下一步指令。所述告警机制，是指当出现电量小于20%、风力等级≥3时、网络信号强度低于门限值等情形中的一种时，向所述机载应用软件上报黄色告警；当出现电量小于10%、风力等级≥5、丢失网络信号等情形中的一种时，向所述机载应用软件上报红色告警。所述安全机制，是指当出现红色告警时，所述飞机自行启动自主式降落，落地后关闭所述飞行电机并启动所述车行电机进行主动寻巢。所述自主式降落，是指所述飞机利用所述下摄像头等传感器不间断地采集数据，寻找出下方无人、无物区域并自主控制完成平稳降落的过程。所述主动寻巢，是指所述飞机主动行驶至有公共安全摄像头等设施的地方停驻，并向所述机载应用软件、云端即时发送位置坐标等信息。所述自动避障，是指所述飞机利用所述摄像头等传感器检测出障碍物，自行通过升降、变向等动作绕开障碍物。所述限制机制，是指所述飞机的飞行高度（距离地面高度值）不超过75米，飞行速度不超过60 km/h，车行速度不超过10 km/h，距离地面高度值>0时不能关闭所述飞行电机等。所述车控模块基于所述车控算法应用于所述飞机的车行状态，所述车控算...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚碧琛，姚辰熙，姚泽玺，
申请(专利权)人：姚辰熙，
类型：发明
国别省市：