[发明专利]一种无人机多模态通讯控制系统和方法

说明书

本发明公布了无人机多模态通讯控制系统和方法，该控制系统包括无人机端、控制端、中心服务器及后方控制中心，具备私有微波COFDM和公共运营商网络两种数据传输模式，亦具备前方控制站和后方远程控制中心两种控制源，由此能够组合出多种不同的通讯与控制模式，可在不进行任何硬件和软件适配改动的情况下实现多个模式的通讯，达成现有无人机通讯技术无法全部适配的应用模式，不需要用户进行任何手动转换即可适配多种应用场景，实现无缝切换，有助于提高无人机在远距离飞行时操控的便捷性和实时性，拓展控制距离和应用场景。当微波链路和4G链路同时可工作时，两者处于互为备份的状态，由系统自动根据通讯质量选择，提升通讯性能和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种无人机多模态通讯控制系统和方法；属于无人机飞控技术领域。

背景技术

通讯功能无人机的一项必备技术，现有技术包括单微波数据链、Wifi/蓝牙等短距离数据链和4G/5G等公网数据链。其中，wifi/蓝牙数据链的作用距离极短，只能应用在玩具无人机上，无法应用在远距离飞行的无人机上；微波数据链具有较长的通讯距离（通常为公里级），但是在山地、城市环境下容易受到地形遮挡，导致通讯中断；4G/5G数据链要求无人机飞行的环境必须有完整成熟的运营商网络覆盖，在城市使用效果较好，而无人机在野外作业时信号质量常常较差，导致其控制实时性效果不好、时延长、稳定性较差。

鉴于上述原因，有必要开发一种适用于远距离飞行的无人机通讯与控制技术，实现无人机在远距离飞行时操控的便捷性和实时性。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种同时支持微波数据链和运营商数据链的无人机及控制站硬件及其控制方式，可实现多个模式的通讯，不需要用户进行任何手动转换即可适配多种应用场景，实现无缝切换。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

本发明首先公布了一种无人机多模态通讯控制系统，包括：

无人机端：包括微波数据链天空端、4G/5G接入模块、主控模块天空端、飞控模块和执行器模块，微波数据链天空端和4G/5G接入模块均与主控模块天空端连接，主控模块天空端接收微波数据链与4G/5G模块天空端两种输入，根据消息的发送和到达时间判别后再传输给飞控模块；飞控模块接收指令，控制执行器模块按照指令进行动作；

控制端：包括摇杆模块、显示屏模块、主控模块地面端、微波数据链地面端和4G/5G接入模块；所述微波数据链地面端与微波数据链天空端通过私有的微波信号保持连接，并通过以太网连接至主控模块地面端；4G/5G接入模块与主控模块地面端相连接；所述摇杆模块和显示屏模块均与所述主控模块地面端连接，用于接收用户的指令，并显示无人机拍摄的画面和飞行数据；

中心服务器：协调各个节点进行通讯；

后方控制中心：与所述无人机端或控制端进行通讯，发送控制指令和显示数据。

优选地，前述中心服务器通过运营商网络与无人机端和控制端进行通讯，通讯节点均通过NTP协议与中心服务器进行对时。

更优选地，前述后方控制中心为一台PC，通过以太网接入公共网络。

再优选地，前述控制端为一遥控器。

本发明还公布了利用前述的通讯控制系统实现多模态通讯控制的方法，该方法包括：

S1.系统通电，启动底层硬件、设备驱动；

S2.读取设备/人员标识符，凭借标识符和安全校验码向中心服务器进行上线注册；

S3.发送数据；

S4.接收数据。

优选地，前述步骤S3包括以下子步骤：