[發明專利]支持PC控制的多旋翼無人飛行器控制系統

在審

• 申請號: 201610108342.4
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105549497A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 洪瑩;林楠;方俊彬;黃銳;陳澤晗;姚梓杰;謝家璐;陸潮東
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05D1/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

1.一種支持PC控制的多旋翼無人飛行器控制系統，其特征在于，該控制系統包括：多旋翼無人飛行器平臺、PC端地面控制平臺和支持PC控制的多旋翼無人飛行器通信系統，其中，

所述多旋翼無人飛行器平臺，通過搭建多旋翼無人飛行器，進行視頻信息的采集，通過燒入飛控代碼，使得飛行器受控于所述PC端地面控制平臺的指令，完成具體飛行姿態調整，執行飛行任務；

所述PC端地面控制平臺，通過編程設計在PC端搭建地面控制平臺，作為人機交互界面，向多旋翼無人飛行器傳送控制指令，同時集成多旋翼無人飛行器的地理位置信息，并通過可視化的地圖界面顯示，并且接收來自多旋翼無人飛行器的各類飛行狀態信息、圖像視頻信息，通過可視化監測界面展示給用戶；所述PC端地面控制平臺包括View視圖層、Control控制層、Data數據層，其中，

所述View視圖層包括地圖設置選項卡、實時視頻選項卡、數據顯示選項卡和飛控視圖，所述地圖設置選項卡用于選擇相應的地圖類型；所述實時視頻選項卡用于接收來自飛行器回傳的視頻，并進行實時顯示；所述數據顯示選項卡用于默認界面，接收并處理飛行器采集的環境信息、地理位置坐標信息，進行可視化展示，該選項卡運用百度地圖的API進行坐標換算與地圖顯示，并可進行縮放、放大、移動、標點；所述飛控視圖提供若干個按鈕，實現對飛行器的控制，控制內容包含飛行姿態控制、圖像接收與停止、傳感器數據采集與停止；

所述Control控制層包括Control.java模塊、Direction.java模塊和Mysql.java模塊，其中，所述Control.java模塊的控制層代碼中采用套接字通訊模式，建立IP與端口號的連接，并創建輸入輸出通信信道；所述Direction.java模塊采用多線程通信，實現飛控無阻塞指令傳輸，每次若通訊指令發送成功，則在后臺檢測到發送的成功指令；所述Mysql.java模塊編譯有連接數據庫的方法以及建立數據庫鏈接、查詢、增加、刪除、修改的功能應用，當啟動程序后，主板的構造器就會啟動這個控制層程序，連接數據庫；

所述Data數據層存儲有PC端地面控制平臺運行過程中需要調用的數據，包含若干個數據庫表，通過建立數據層，實現PC端地面控制平臺對各類地圖數據的實時調用；

所述支持PC控制的多旋翼無人飛行器通信系統，通過在多旋翼無人飛行器上搭載ARM主控板，所述ARM主控板包括無線通信模塊與串口通信模塊，通過所述無線通信模塊與所述PC端地面控制平臺通信，同時通過所述串口通信模塊與所述多旋翼無人飛行器通信，所述多旋翼無人飛行器平臺和所述PC端地面控制平臺依靠該通信系統傳輸飛行控制指令、飛行狀態數據、視頻回傳數據；

所述PC端地面控制平臺還包括PC控制面板和回傳視頻顯示模塊，其中，

所述PC控制面板是所述PC端地面控制平臺對飛行器的穩定有效控制的可視窗口，該控制面板實現的內容包括：提供支持鼠標和鍵盤控制的可視化界面方便進行飛行器控制、控制信號轉換為報文輸出、接收下位機反饋顯示以供用戶了解飛行器對控制指令的響應是否正常；

所述回傳視頻顯示模塊采用開源mjpg-streamer方案；

所述報文的格式如下：

報頭+同步字節+報文長度+功能號+數據字節+校驗位+結束位。

2.根據權利要求1所述的支持PC控制的多旋翼無人飛行器控制系統，其特征在于，所述支持PC控制的多旋翼無人飛行器通信系統還包括APM飛行姿態從處理器和Arduino信息采集從處理器，

其中，所述APM飛行姿態從處理器，用于控制飛行姿態；所述Arduino信息采集從處理器，用于驅動相應傳感器采集環境數據。

3.根據權利要求2所述的支持PC控制的多旋翼無人飛行器控制系統，其特征在于，所述串口通信模塊包括UART串口，所述無線通信模塊包括WiFi、3G或4G單元，

其中，所述ARM主控板與所述APM飛行姿態從處理器和所述Arduino信息采集從處理器分別通過UART串口進行通信，同時所述ARM主控板還通過WiFi、3G或4G單元與所述PC端地面控制平臺進行無線通信，實現多旋翼無人飛行器與PC端地面控制平臺之間良好的協調。