[发明专利]一种基于无人机空中管理平台的无人机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及到一种基于无人机空中管理平台的无人机控制系统，具体涉及无人机飞行控制与管理领域。

背景技术

随着无人机硬件研制和生产技术的不断提高，使得设计高精度、高性能的无人机控制系统的门槛逐渐降低。而随着无人机领域本身的不断发展，在航拍、表演、测绘、电力巡线等领域无人机得到了越来越多的应用，随之而来的无人机飞行安全的重要性也日益凸显。由于在飞行过程中没有人的直接操纵，所以要求无人机能自动调整其姿态、速度、航迹，甚至还要求无人机在飞行过程中能根据任务需求自主进行飞行调度和航迹规划，在保障飞行安全的前提下尽量多地执行任务。

目前，大部分的无人机自主飞行都是根据和地面操作人员的不断沟通实现的，当无人机数量不断增加时，会造成地面操作人员很大的工作负荷，而人员疲劳是引发无人机飞行事故的一个重要因素。

因此，目前亟需提供一种统一的管理系统，以减轻地面操作人员的工作负荷，增强无人机的飞行安全性，继而有效克服上述现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供了一种基于无人机空中管理平台的无人机控制系统，该系统通过一个统一的无人机空中管理平台和无人机控制系统建立联系，利用平台对无人机的自主飞行进行统一管理，能够进一步增加现有无人机的自主性，同时可减轻地面操作人员的工作负荷，增强无人机的飞行安全性。无人机在飞行过程中的航路规划、自主飞行控制、紧急情况处理等都可以通过和本发明的无人机空中管理平台的沟通形成解决方案，继而有效克服了上述现有技术中存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段如下所述。

一种无人机控制系统，包括：无人机空中管理平台；无线通讯系统，其与所述无人机空中管理平台实时进行通讯，并将至少包括位置和速度的无人机状态参数发送给所述无人机空中管理平台，同时接收所述无人机空中管理平台发送的航点指令；飞行控制系统，其接收所述无线通讯系统传输的航点指令，并结合无人机自身的传感器信息，控制所述无人机按照预定的航线飞行；监管系统，其用于监测所述无人机执行所述无人机空中管理平台发送的航点指令的情况，当所述无人机出现失控或者偏离航线时，所述监管系统向所述飞行控制系统发送紧急处理指令，并通过所述无线通讯系统向无人机空中管理平台报警。

其中，所述无线通讯系统支持4G网络和WiFi通讯协议，其能够和所述无人机空中管理平台建立紧密的联系，确保执行任务的过程中所述无人机始终服从所述无人机空中管理平台的统一调度和规划，保证无人机飞行任务的顺利完成。

其中，所述无人机起飞之前，利用所述无线通讯系统和所述无人机空中管理平台建立连接，所述无人机空中管理平台为所述无人机分配一个ID，并根据分配的ID对所述无人机进行管理；地面操作人员根据需要执行的任务，通过所述无人机空中管理平台选择所述无人机的飞行目的地，所述无人机空中管理平台即可不断向所述无人机发送下一个航点指令，直到所述无人机到达目的地。

其中，所述无人机分配的ID号可通过所述无人机空中管理平台自动识别；当采用4G网络和所述无人机空中管理平台建立连接时，所述无人机空中管理平台可通过手机号对所述无人机进行识别；当采用Wifi通讯协议和无人机空中管理平台建立连接时，所述无人机空中管理平台可通过Mac地址对所述无人机进行识别。

其中，所述无人机飞行过程中，所述监管系统不断监测所述无人机执行所述无人机空中管理平台发送的航点指令的情况；在正常飞行时利用所述无线通讯系统定期向所述无人机空中管理平台反馈所述无人机当前的位置和速度信息；当所述无人机出现紧急状况时，所述监管系统向所述飞行控制系统发送紧急处理指令，并向无人机空中管理平台报警，等待救援。

其中，所述飞行控制系统配有距离传感器和惯性传感器，所述飞行控制系统利用所述距离传感器探测离四周障碍物的距离，并利用所述惯性传感器计算的飞行姿态并对所述距离传感器的信息进行校正，在飞行过程中根据正确的距离信息来避开障碍物，保证飞行安全。

本发明所产生的有益效果如下所述。

第一，本发明将无线通讯、嵌入式系统方面的技术融入到飞行控制系统，将飞行任务分为上下两层，上层的决策任务由无人机空中管理平台负责，而下层的执行任务则由无人机控制系统负责，并由监管系统进行实时监测，减轻了飞行控制系统的负担，增加飞行安全性。