[發明專利]一種通用化可配置無人機地面站

有效

• 申請號: 201210245610.9
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN102774505A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 蔡志浩;林清;陳濛;孔令帥;王英勛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64F1/00
• 分類號: B64F1/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.一種通用化可配置無人機地面站，其特征在于：所述的地面站包括飛行器適配模塊、訓練通信模塊、飛行通信模塊、HOTAS及腳蹬操縱數據采集模塊、語音識別與告警模塊、語音和視頻采集模塊、3D視景顯示模塊、任務規劃模塊、電子飛行信息模塊、多點觸摸模塊、內部通信模塊和數據庫模塊，其中任務規劃模塊、HOTAS及腳蹬操縱數據采集模塊、語音識別與告警模塊、電子飛行信息模塊、多點觸摸模塊部署在計算機A上，飛行通信模塊、訓練通信模塊、飛行器適配模塊、數據庫模塊、語音和視頻采集模塊、3D視景顯示模塊部署在計算機B上，內部通信模塊同時部署在兩臺計算機上，以保證兩臺計算機的通信；計算機A和計算機B通過STP雙絞網線連接到路由器，計算機A通過3個mini?display?port驅動多點觸摸模塊，并通過對三個多點觸摸顯示器的形式實現與用戶的溝通；HOTAS操縱握桿及腳蹬、音箱和麥克通過USB接口接入計算機A，并分別對應計算機A中的HOTAS及腳蹬操縱數據采集模塊、語音識別與告警模塊；計算機B通過HDMI口驅動3D顯示器，所述的3D顯示器對應計算機B內部的3D視景顯示模塊，語音和視頻采集模塊使用的監控攝像頭和麥克通過USB接入計算機B；鍵盤和鼠標連接到KVM切換器上，通過快捷鍵在計算機A和計算機B之間隨時切換。

2.根據權利要求1所述的一種通用化可配置無人機地面站，其特征在于：所述的飛行器適配模塊用于進行數據鏈路的選擇，數據鏈路包括虛擬鏈路和真實鏈路；模擬訓練時選擇虛擬鏈路，通過訓練通信模塊實現地面站對數字飛機的遙控遙測；真實飛行時選擇真實鏈路，通過飛行通信模塊實現地面站對真實飛機的遙控遙測。

3.根據權利要求1或2所述的一種通用化可配置無人機地面站，其特征在于：地面站選擇模擬訓練模式時，訓練通信模塊實現地面站與數字飛機之間的通信，此時，地面站的兩臺計算機通過交換機與一個或多個數字飛機進行物理連接，數字飛機通過UDP單播的方式將無人機仿真數據分發到地面站的接收端中，地面站將接收到的操縱指令再通過UDP單播的通信方式發送到相應的數字飛機中；當飛機適配模塊選擇真實鏈路時，飛行通信模塊用于地面站與真實無人機進行通信，此時，地空數據鏈的地面終端與機載終端的所有數據通信都是通過串口通信經由無線電數傳電臺實現的。

4.根據權利要求1所述的一種通用化可配置無人機地面站，其特征在于：HOTAS及腳蹬操縱數據采集模塊采用DirectX和微軟的多媒體微系統技術，將HOTAS及腳蹬的油門、縱向桿量、橫向桿量、腳蹬位移、自定義任務苦力帽搖桿指令信號采集到計算機A內存中，并經過計算機量到物理量的轉換后，通過內部通信模塊發送給飛行器適配模塊，并通過訓練通信模塊發送給數字飛機，或通過飛行通信模塊發送給真實無人機，以實現對無人機的姿態、位置以及任務載荷的遙控。

5.根據權利要求1所述的一種通用化可配置無人機地面站，其特征在于：所述的語音識別與告警模塊包括語音識別子模塊和語音告警子模塊；所述的語音識別子模塊通過麥克采集操縱手語音指令，通過與本模塊內預置的語音庫中的預存指令比較，識別并響應操縱手的指令；所述的語音告警子模塊實時地對仿真遙測數據或實際飛行遙測數據進行檢測，當檢測到需要操縱手注意或立即處置的數據時，通過音箱發出警報信號，點亮警示燈，并在電子飛行儀表模塊相應位置顯示警報信息及相應的處置建議。

6.根據權利要求1所述的一種通用化可配置無人機地面站，其特征在于：所述的語音和視頻采集模塊用于對無人機操作手的訓練或執行任務的全過程進行監控，將采集到的音頻和視頻存儲到計算機B硬盤中，供訓練或執行任務之后分析與評估。

7.根據權利要求1所述的一種通用化可配置無人機地面站，其特征在于：所述的3D視景顯示模塊將由訓練通信模塊得到的數字飛機的姿態和位置數據驅動vega?prime生成立體視景仿真程序，并支持多個視角的切換，包括第三方視角和前視攝像頭視角；實際飛行時將通過飛行通信模塊獲得的真實視景數據經過處理同時輸出在3D視景顯示器上；實時飛行或模擬訓練時，直接通過內部通信模塊接收飛機的位置和姿態等數據；回放訓練時，直接從數據庫模塊通過內部通信模塊將飛機的位置和姿態等數據傳遞給3D視景顯示模塊，通過3D顯示器進行顯示。

8.根據權利要求1所述的一種通用化可配置無人機地面站，其特征在于：所述的電子飛行信息模塊包括主飛行顯示單元、發動機/警告顯示單元和系統信息顯示單元；其中主飛行顯示單元用于顯示的主要信息有：姿態、空速、高度和垂直速度，發動機/警告顯示單元包括上部區域和下部區域兩部分，上部區域用于指示發動機的參數、滑油、燃油和襟翼/縫翼位置，下部區域用于顯示記憶信息；系統信息顯示器單元提供飛機的當前狀態，可分為兩個主要部分：上半區顯示各系統頁面，飛機系統的簡圖；下半區顯示常用參數。