一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)，其包括無人機(jī)、地面站以及遙控器三部分，地面站包括通信裝置、信號(hào)產(chǎn)生電路、數(shù)據(jù)緩存電路、數(shù)據(jù)處理裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置，數(shù)據(jù)顯示接口、電子地圖顯示器、儀表盤、無人機(jī)狀態(tài)顯示器，無人機(jī)的狀態(tài)信號(hào)通過通信裝置和數(shù)據(jù)緩存電路進(jìn)入數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處理裝置產(chǎn)生控制信號(hào)，通過信號(hào)產(chǎn)生電路和通信裝置發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)的狀態(tài)信號(hào)經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置的處理。
【專利說明】
一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無人機(jī)系統(tǒng)，尤其是一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子技術(shù)、信息技術(shù)、智能技術(shù)和航空技術(shù)的不斷進(jìn)步，小型無人機(jī)向著任務(wù)自主化、飛行靈活化、外型小巧化、運(yùn)行長時(shí)化和控制遠(yuǎn)程化方向發(fā)展。典型的無人機(jī)系統(tǒng)通常包括無人機(jī)(又稱自駕儀)及其飛行控制系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)、發(fā)射與回收系統(tǒng)、有效載荷及數(shù)據(jù)鏈路等部分。但是現(xiàn)有的地面站缺少對(duì)無人機(jī)狀態(tài)信息多維顯示。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)，其包括無人機(jī)、地面站以及遙控器三部分，其中，
[0005]無人機(jī)包括信號(hào)采集部分、信號(hào)處理部分、遙控導(dǎo)航部分、動(dòng)作執(zhí)行部分，
[0006]信號(hào)采集部分包括三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、圖像采集裝置、氣壓高度計(jì)、超聲波傳感器、光流傳感器、藥量檢測模塊、噴頭壓力傳感器；
[0007]信號(hào)處理部分包括信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、主控計(jì)算機(jī)、信號(hào)輸入電路；
[0008]遙控導(dǎo)航部分包括磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)；
[0009 ] 動(dòng)作執(zhí)行部分包括旋翼、電機(jī)、電子調(diào)速器、PffM驅(qū)動(dòng)器；
[0010]無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)通過CAN總線與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸；
[0011]遙控器通過遙控接收機(jī)控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊將無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給地面站，并將地面站的控制信號(hào)發(fā)送給無人機(jī)；
[0012]地面站包括通信裝置、信號(hào)產(chǎn)生電路、數(shù)據(jù)緩存電路、數(shù)據(jù)處理裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置，數(shù)據(jù)顯示接口、電子地圖顯示器、儀表盤、無人機(jī)狀態(tài)顯示器，無人機(jī)的狀態(tài)信號(hào)通過通信裝置和數(shù)據(jù)緩存電路進(jìn)入數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處理裝置產(chǎn)生控制信號(hào)通過信號(hào)產(chǎn)生電路和通信裝置發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)的狀態(tài)信號(hào)經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置的處理，獲取無人機(jī)飛行曲線以及回放文件，電子地圖顯示器、儀表盤、無人機(jī)狀態(tài)顯示器通過數(shù)據(jù)顯示接口與數(shù)據(jù)處理裝置連接，電子地圖顯示器顯示無人機(jī)飛行曲線，儀表盤顯示當(dāng)前無人機(jī)的飛行參數(shù)，無人機(jī)狀態(tài)顯示器顯示回放文件并顯示GPS衛(wèi)星狀狀態(tài)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置處理分析過的數(shù)據(jù)。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人機(jī)狀態(tài)信息的分析處理，為無人機(jī)的路徑規(guī)劃提供了支持，并且使用戶實(shí)時(shí)了解無人機(jī)的飛行狀態(tài)，從多個(gè)角度提供信息。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的地面站框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0017]本實(shí)用新型的實(shí)施例參考圖1、2所示，一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)，其包括無人機(jī)、地面站以及遙控器三部分，其中，
[0018]無人機(jī)包括信號(hào)采集部分、信號(hào)處理部分、遙控導(dǎo)航部分、動(dòng)作執(zhí)行部分，
[0019]信號(hào)采集部分包括三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、圖像采集裝置、氣壓高度計(jì)、超聲波傳感器、光流傳感器；
[0020]信號(hào)處理部分包括信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、主控計(jì)算機(jī)、信號(hào)輸入電路；
[0021]遙控導(dǎo)航部分包括磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)；
[0022]動(dòng)作執(zhí)行部分包括旋翼、電機(jī)、電子調(diào)速器、PffM驅(qū)動(dòng)器；
[0023]無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)通過CAN總線與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸；
[0024]遙控器通過遙控接收機(jī)控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊將無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給地面站，并將地面站的控制信號(hào)發(fā)送給無人機(jī)；
[0025]地面站包括通信裝置、信號(hào)產(chǎn)生電路、數(shù)據(jù)緩存電路、數(shù)據(jù)處理裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置，數(shù)據(jù)顯示接口、電子地圖顯示器、儀表盤、無人機(jī)狀態(tài)顯示器，無人機(jī)的狀態(tài)信號(hào)通過通信裝置和數(shù)據(jù)緩存電路進(jìn)入數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處理裝置產(chǎn)生控制信號(hào)通過信號(hào)產(chǎn)生電路和通信裝置發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)的狀態(tài)信號(hào)經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置的處理，獲取無人機(jī)飛行曲線以及回放文件，電子地圖顯示器、儀表盤、無人機(jī)狀態(tài)顯示器通過數(shù)據(jù)顯示接口與數(shù)據(jù)處理裝置連接，電子地圖顯示器顯示無人機(jī)飛行曲線，儀表盤顯示當(dāng)前無人機(jī)的飛行參數(shù)，無人機(jī)狀態(tài)顯示器顯示回放文件并顯示GPS衛(wèi)星狀狀態(tài)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置處理分析過的數(shù)據(jù)。
[0026]進(jìn)一步的說，磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、氣壓高度計(jì)、超聲波傳感器、光流傳感器的模擬信號(hào)通過信號(hào)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)提供給主控計(jì)算機(jī)，進(jìn)而得出無人機(jī)的姿態(tài)、位置、方位以及速度，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后向PWM驅(qū)動(dòng)器提供調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電子調(diào)速器，電子調(diào)速器與安裝有旋翼的電機(jī)機(jī)械連接，從而控制旋翼的轉(zhuǎn)速。
[0027]進(jìn)一步的說，磁航向儀測量無人機(jī)的絕對(duì)方位;GPS天線獲取GPS衛(wèi)星定位信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為位置坐標(biāo)；多普勒雷達(dá)測量無人機(jī)的飛行速度;三軸陀螺儀測量無人機(jī)的三軸角加速度;三軸加速度計(jì)測量無人機(jī)的三軸線加速度;氣壓高度計(jì)測量無人機(jī)的絕對(duì)海拔高度；超聲波傳感器用于測量無人機(jī)與前方物體之間的相對(duì)距離;光流傳感器測量無人機(jī)與地面間的相對(duì)距離。
[0028]進(jìn)一步的說，主控計(jì)算機(jī)通過信號(hào)轉(zhuǎn)換電路接收來自圖像采集裝置的實(shí)時(shí)圖像的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行圖像處理；圖像采集裝置由云臺(tái)、CCD攝像頭和圖像采集卡構(gòu)成，云臺(tái)固定在無人機(jī)的前端，CCD攝像頭固定在云臺(tái)上，云臺(tái)調(diào)節(jié)CCD攝像頭的角度使CCD攝像頭的鏡頭光軸與地面保持平行。
[0029]進(jìn)一步的說，旋翼為四個(gè)、六個(gè)或者八個(gè)。
[0030]以上所述實(shí)施方式僅表達(dá)了本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)，其包括無人機(jī)、地面站以及遙控器三部分，其特征在于: 無人機(jī)包括信號(hào)采集部分、信號(hào)處理部分、遙控導(dǎo)航部分、動(dòng)作執(zhí)行部分， 信號(hào)采集部分包括三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、圖像采集裝置、氣壓高度計(jì)、超聲波傳感器、光流傳感器； 信號(hào)處理部分包括信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、主控計(jì)算機(jī)、信號(hào)輸入電路； 遙控導(dǎo)航部分包括磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)； 動(dòng)作執(zhí)行部分包括旋翼、電機(jī)、電子調(diào)速器、PWM驅(qū)動(dòng)器； 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)通過CAN總線與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸； 遙控器通過遙控接收機(jī)控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊將無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給地面站，并將地面站的控制信號(hào)發(fā)送給無人機(jī)； 地面站包括通信裝置、信號(hào)產(chǎn)生電路、數(shù)據(jù)緩存電路、數(shù)據(jù)處理裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置，數(shù)據(jù)顯示接口、電子地圖顯示器、儀表盤、無人機(jī)狀態(tài)顯示器，無人機(jī)的狀態(tài)信號(hào)通過通信裝置和數(shù)據(jù)緩存電路進(jìn)入數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處理裝置產(chǎn)生控制信號(hào)，通過信號(hào)產(chǎn)生電路和通信裝置發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)的狀態(tài)信號(hào)經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置的處理，獲取無人機(jī)飛行曲線以及回放文件，電子地圖顯示器、儀表盤、無人機(jī)狀態(tài)顯示器通過數(shù)據(jù)顯示接口與數(shù)據(jù)處理裝置連接，電子地圖顯示器顯示無人機(jī)飛行曲線，儀表盤顯示當(dāng)前無人機(jī)的飛行參數(shù)，無人機(jī)狀態(tài)顯示器顯示回放文件并顯示GPS衛(wèi)星狀狀態(tài)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析裝置處理分析過的數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、氣壓高度計(jì)、超聲波傳感器、光流傳感器的模擬信號(hào)通過信號(hào)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)提供給主控計(jì)算機(jī)，進(jìn)而得出無人機(jī)的姿態(tài)、位置、方位以及速度，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后向PWM驅(qū)動(dòng)器提供調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電子調(diào)速器，電子調(diào)速器與安裝有旋翼的電機(jī)機(jī)械連接，從而控制旋翼的轉(zhuǎn)速。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:磁航向儀測量無人機(jī)的絕對(duì)方位;GPS天線獲取GPS衛(wèi)星定位信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為位置坐標(biāo);多普勒雷達(dá)測量無人機(jī)的飛行速度;三軸陀螺儀測量無人機(jī)的三軸角加速度;三軸加速度計(jì)測量無人機(jī)的三軸線加速度;氣壓高度計(jì)測量無人機(jī)的絕對(duì)海拔高度;超聲波傳感器用于測量無人機(jī)與前方物體之間的相對(duì)距離;光流傳感器測量無人機(jī)與地面間的相對(duì)距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:主控計(jì)算機(jī)通過信號(hào)轉(zhuǎn)換電路接收來自圖像采集裝置的實(shí)時(shí)圖像的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行圖像處理；圖像采集裝置由云臺(tái)、CCD攝像頭和圖像采集卡構(gòu)成，云臺(tái)固定在無人機(jī)的前端，CCD攝像頭固定在Ζ5Γ臺(tái)上，Ζ5Γ臺(tái)調(diào)節(jié)CCD攝像頭的角度使CCD攝像頭的鏡頭光軸與地面保持平I丁。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多功能地面站的無人機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:旋翼為四個(gè)、六個(gè)或者八個(gè)。
【文檔編號(hào)】G05D1/10GK205540288SQ201620283196
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】王飛, 耿東亮, 王繼成, 章敏
【申請(qǐng)人】北京博鷹通航科技有限公司