[發明專利]基于民用手機網絡的超遠程無人機控制系統

無效

• 申請號: 201110143923.9
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102183941A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 劉東輝;魏旭峰;孫曉云;孟賓
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 董金國

技術領域

本發明涉及一種基于民用手機網絡的超遠程無人機控制系統，適用于森林防火、測繪、勘探、航空攝影攝像、減災救災、執法監察等領域。

背景技術

目前，林業部門目前采用的森林火警巡視手段分別有如下特點：有人值守瞭望塔多在深山老林，值守人員的工作條件惡劣，觀測距離較??；衛星觀測使用費用較高，受天氣影響大，時效性一般；有人駕駛巡邏飛機使用成本高，難以實現全天不間斷巡視?？傮w而言，空間/航空火警巡視已經被證明為最有效的預防和發現方式，我國的風云系列靜止軌道氣象衛星即具備此項功能。

國內外開始使用無人機完成巡視任務?，F有無人機使用的遠程控制手段主要有衛星鏈路、大功率遙控器和數據電臺，造價高昂。另外其耗電量大，電磁輻射功率大，對天線的布置有特殊要求，機上設備電磁兼容難度大。

現有長航時無人機由于普遍翼載較高，機上起降設備不完善，造成飛機的起降速度過高。由此對起降場地和周邊凈空條件要求較高，同時對操作手的操縱技術和心理素質要求幾近嚴酷。這些對于日常普遍性使用航空手段進行工作都是非常不利的。

無人駕駛飛行器受各種復雜條件的影響，失事率遠高于現有的有人駕駛飛行器。一方面，體現了無人駕駛飛行器的使用價值，但從日常普遍使用的角度評價，現有無人駕駛飛行器的全壽命成本比較高，存在著用不起和不敢用的問題。

現有航空遙感、遙測以及監控，普遍采用的是控制中心（車）的控制或使用方式。雖然系統集成度高，但是單節點的控制模式使得全系統的可靠性變差，一旦關鍵節點出問題，必將造成全系統的癱瘓。在日常工作中必然造成出勤率和完好率低的印象。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種成本較低、可靠性較高的基于民用手機網絡的超遠程無人機控制系統。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種基于民用手機網絡的超遠程無人機控制系統，由機載系統和地面系統構成；所述機載系統由通訊導航子系統和姿態控制子系統構成；

所述通訊導航子系統包括裝有導航程序的第一單片機、導航模塊、第一舵機控制模塊、存儲器模塊、裝有任務程序的第二單片機、第二舵機控制模塊、手機模塊、連接插座和傳感器模塊；所述存儲器模塊分別與所述第一單片機、所述第二單片機雙向連接；所述導航模塊的輸出端接第一單片機的相應輸入端，所述第一單片機的相應輸出端接第一舵機控制模塊的輸入端；所述傳感器模塊的輸出端接第二單片機的相應輸入端，所述第二單片機的相應輸出端接第二舵機控制模塊的輸入端；所述手機模塊和連接插座分別與所述第二單片機雙向連接；

所述姿態控制子系統包括第三單片機、第三舵機控制模塊、第一無線數據傳輸模塊、高度傳感器、速度傳感器和連接插頭；所述第三單片機分別與所述第一無線數據傳輸模塊、所述連接插頭雙向連接，所述高度傳感器和速度傳感器的輸出端分別接所述第三單片機的相應輸入端；

所述地面系統包括計算機、第二無線數據傳輸模塊和游戲控制器，所述計算機與第二無線數據傳輸模塊雙向連接，所述游戲控制器的輸出端接所述計算機的相應輸入端。

優選的，所述通訊導航子系統中的所述傳感器模塊為開關量輸出或串行總線數字輸出的溫度傳感器、火焰探測器、濕度傳感器或風向傳感器。

所述姿態控制子系統還包括無人機狀態傳感器模塊，所述無人機狀態傳感器模塊的輸出端接所述第三單片機的相應輸入端。所述無人機狀態傳感器為開關量輸出或串行總線數字輸出的溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器或轉速傳感器。

所述傳感器模塊或無人機狀態傳感器設有一個以上。

所述地面系統還包括一個以上攝像頭，所述攝像頭的輸出端接計算機的相應輸入端。

所述地面系統還包括無人機自動跟蹤地面站，所述無人機自動跟蹤地面站的輸出端接所述計算機的相應輸入端。

所述第一至第三單片機的型號為STC89C52/54；所述第一至第三舵機控制模塊由單片機及其外圍電路組成，所述單片機的型號為STC89C52/54，所述外圍電路包括復位電路和晶振電路；所述第一、第二無線數據傳輸模塊的型號為FC-201/SA；

所述通訊導航子系統中的存儲器模塊的型號為AT24C16；所述導航模塊為GPS?、GLONESS、伽利略或北斗；所述手機模塊的型號為JB35GM；

所述姿態控制子系統中的高度傳感器的型號為MPS3128?或者老鷹樹氣壓高度計；所述速度傳感器的型號為老鷹樹空速儀。

所述機載系統通過裝有電雷管的繩環吊裝在無人機上，所述電雷管的控制線接所述連接插頭。