[发明专利]一种无人机遥控方式的选择方法

说明书

技术领域

本发明属于无人机遥控系统领域，具体涉及一种无人机遥控方式的选择方法。

背景技术

无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种作战任务并能重复使用的无人机战术飞行器。无人机在飞行中存在地面遥控飞行和自主飞行两种形式，当执行地面遥控飞行时，需要地面操纵人员的参与，一般利用指挥控制车的车内遥控(包括软件面板和硬件面板)和车外遥控器协同的方式。在中高空飞行阶段，无人机飞行环境和飞行速度相对稳定因而一般使用车内的硬件面板和软件面板进行遥控；而起飞和降落阶段对遥控系统的实时性和可靠性要求较高，因此一般地面操纵人员通过观察无人机的状态利用车外遥控器来遥控无人机。无论采取何种遥控方式，地面站都需在各种操纵状态处理成有效的遥控指令后，再经指令编码器形成规定格式的遥控帧上传至无人机。

遥控指令是地面站控制无人机及其有效载荷运作的一种命令。它是一种即时指令，即机载的指令译码器译出指令后立即送至机载各设备执行。遥控指令包括开关和比例指令两种，开关指令是为了改变无人机状态而设置，如开车、关车、自主/遥控切换等，在遥控帧中某一路开关指令通常以离散化单比特数字0和1表示；而比例指令则用于精确地控制无人机姿态，如俯仰、横滚和航向等，在遥控帧中某一路比例指令通常以量化的单字节范围在0x00至0xFF之间的数字表示。

图1为兼容多种遥控方式的无人机遥控系统简化硬件构架。如图1所示，在实际飞行时操纵人员可以选择通过车内遥控模块1、车外遥控模块2或运行于遥控处理计算机3之上的软件遥控模块4这三种方式来实现对无人机的遥控。遥控处理计算机3实现对三种遥控指令的统一处理和遥控方式的统一管理，其中车内遥控模块1和车外遥控模块2为机械电子设备，产生的比例指令和开关指令首先以数字信号的形式被信号处理计算机5采集，信号处理计算机5将一定格式的车内和车外指令帧以特定周期分别上传至遥控处理计算机3，其接口方式一般为异步串行接口；软件遥控模块4由于其实现方式的局限，只能以软件按钮的方式实现开关指令，被遥控处理计算机3的相关模块采集和处理。遥控处理计算机3根据需要选择一种或两种遥控方式的比例指令和开关指令，发送至指令编码器6形成遥控帧经测控收发装置7发送至无人机8。

实现无人机控制的软件遥控模块、车内遥控模块和车外遥控模块一般由三个不同的地面人员操纵，并且三种遥控方式适用的情况略有不同。车内遥控模块以软件按钮方式实现开关指令，操纵简便，因而通常作为产生开关指令的主要方式；车内遥控模块通常为固定于指挥控制车上的机柜硬件面板，稳定性较好，产生的比例指令零点和变化范围稳定且线性度好，因而作为发送比例指令的主要方式。另外车内遥控模块由于采用硬件方式，产生的开关指令可以作为突发情况，例如遥控处理计算机鼠标由于震动而断开连接时开关指令的备份；车外遥控采用便携式的小型机电设备实现，机动性好，可由操纵人员携带并作用于车外一定范围，因而适用于车内遥控和软件遥控的操纵人员视野受限的情况，一般为无人机起飞降落地点不在指挥控制车视野范围之内、起飞降落地点路面不平整或雨雾天气等。

在无人机实际遥控飞行中，外界突发情况难以避免，三种遥控方式之间的配合和切换对于安全的遥控飞行非常重要，这就涉及遥控方式选择方法的设计问题。而现有的遥控方式的选择方法存在如下缺陷：

1、遥控方式切换过于死板，部分系统采取初始飞行时的遥控方式即为全飞行的遥控方式的策略，飞行过程中不能切换，遥控系统适应能力弱；

2、三种遥控方式兼容性差，即虽然遥控方式可以进行随时切换，但遥控处理计算机的判断策略混乱，造成“切换有效而遥控无效”的情况，易引发重大责任事故；

3、车内、车外和软件遥控的比例和开关指令不能组合，当前宜采用的遥控方式比例或开关指令的一种发生故障时，不能由其他遥控方式的比例或开关指令代替；

4、遥控模块的防误操作设计差，尤其对于部分关键开关指令而言，当两种需要互相切换的遥控方式的开关指令相反时，一旦切换即造成误操作，而且系统在遥控方式发生故障时无提示。

发明内容

本发明公开了一种无人机遥控方式的选择方法，该方法在不改变无人机地面指挥控制车硬件构架的前提下，设计一种能够兼容多种遥控方式的遥控信号处理系统，针对不同的飞行环境提出三种应用模式：自动模式、固定模式和复合模式，并在各应用模式中制定了遥控方式优先级的选择策略，实现了遥控方式的有效切换和指令的有效组合，避免了多种遥控方式共存时潜在的冲突。

一种无人机遥控方式的选择方法，包括以下几个步骤：

步骤一、构建遥控信号处理系统；