[发明专利]一种多旋翼多功能空中机器人远程控制装置

权利要求书

1.一种多旋翼多功能空中机器人远程控制装置，其特征在于：所述的远程控制装置包括无线数据传输组件、机器人操作控制平台、机器人监控软件、地面控制计算机和外围设备，其中无线数据传输组件分别和机器人、地面控制计算机连接，机器人操作控制平台、外围设备和地面控制计算机连接，机器人监控软件安装于地面控制计算机。

2.根据权利要求1所述的一种多旋翼多功能空中机器人远程控制装置，其特征在于：所述的无线数据传输组件包括电平转换模块、无线数据传输模块、高增益天线A、高增益天线B和无线数据传输电台，其中无线数据传输模块安装高增益天线A，与电平转换模块一起构成机载部分设置在机器人上，所述电平转换模块与机器人上安装的机载控制系统连接，电平转换模块通过LED显示无线数据传输模块的工作状态；无线数据传输电台安装高增益天线B，构成地面部分设置在地面，无线数据传输电台通过电缆与地面控制计算机连接；机器人上的机载控制系统和地面控制计算机之间通过无线数据传输组件进行无线通信、数据传输。

3.根据权利要求1所述的一种多旋翼多功能空中机器人远程控制装置，其特征在于：所述的机器人操作控制平台包括通用遥控器、键盘和鼠标，均通过USB接口和地面控制计算连接，操纵手通过遥控器手动控制机器人的飞行姿态和双腿运动，通过键盘和鼠标对地面控制计算机上安装的机器人监控软件进行操作。

4.根据权利要求1所述的一种多旋翼多功能空中机器人远程控制装置，其特征在于：所述的外围设备包括显示屏、移动电源和便携式控制柜，显示屏与地面控制计算机连接，显示机器人监控软件，移动电源为无线数据传输组件和地面控制计算机供电，显示屏、地面控制计算机、移动电源均安装在便携式控制柜中。

5.根据权利要求1所述的一种多旋翼多功能空中机器人远程控制装置，其特征在于：所述的机器人监控软件基于VC++的MFC框架程序实现，采用模块化设计方法，包括信息模块、通信模块、数据模块、控制模块、任务规划模块、参数配置模块、三维模拟模块和模式选择模块；其中，信息模块包括用于显示姿态、高度、空速信息的仪表控件，用于显示位置信息的地图控件，用于显示当前机器人和系统工作状态、进行危险告警的图标控件，用于显示数据信息数值的对话框和图形控件；通信模块通过串口控件经由无线数据传输组件建立机载控制系统和地面控制计算机之间的通信数据链；数据模块解析和存储通信模块接收到的机载控制系统传输的数据，更新信息模块数据，数据回放时调用存储的数据；控制模块接收操纵手通过机器人操作控制平台输入的操作和指令，对机器人进行手动控制；任务规划模块将采集操纵手在地图控件上设置的任务起点、任务节点、任务终点、威胁区域信息，采用规划算法生成任务执行指令和航迹指令，通过通信模块发送至机器人；参数配置模块采集操纵手通过机器人操作控制平台输入的机载控制系统参数，通过通信模块发送至机器人，设置或修改机载控制系统参数；三维模拟模块在OpenGL环境中导入机器人三维模型，由数据模块得到的数据驱动模型模拟机器人姿态变化和双腿关节转动；模式选择模块包括手动模式、自主模式，根据操纵手通过机器人操作控制平台的选择进行切换。

6.根据权利要求1所述的一种多旋翼多功能空中机器人远程控制装置，其特征在于：所述的机器人监控软件中的规划算法基于多旋翼多功能空中机器人模型给出航迹代价函数，将机器人的最小航迹长度、最大拐弯角、最大爬升/下滑角、航迹距离约束、飞行高度限制、最高/最低飞行速度、固定目标位置进入方向这些约束条件加入航迹搜索算法中，得到最小代价的三维飞行航迹。