[發明專利]一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統和方法

有效

• 申請號: 201810252801.5
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108469835B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 蘭玉彬;鄧宇森;鐘兆基;鄧繼忠;黃華盛;蔣統統;王小龍
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

1.一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統，其特征在于，包括采集裝置、無人機、飛控裝置、無線數傳裝置、無線圖傳裝置、PC端地面站，所述采集裝置連接所述無人機，所述飛控裝置設置于所述無人機上，所述無線數傳裝置和所述無線圖傳裝置分別與所述飛控裝置和所述PC端地面站連接；所述采集裝置設置于所述無人機上，用于采集無人機周圍的大面積全景圖圖像，并將全景圖圖像數據發送至所述飛控裝置；所述飛控裝置設置于所述無人機上，用于控制無人機的飛行軌跡且將全景圖圖像數據發送至所述PC端地面站；

所述PC端地面站用于顯示采集裝置采集的全景圖圖像，用戶在PC端地面站上對全景圖圖像手動標記感興趣區域的范圍，并在全景圖圖像上設置多個飛行點，以劃定的飛行點圍成的區域作為無人機飛行路線覆蓋的區域，即劃定的區域作為無人機飛行路線的整體區域，然后設定無人機的飛行參數，并調用PC機上的函數庫，用于規劃無人機航線；其中，飛行參數包括GPS信息、航線密集率、飛行速度以及飛行高度；

所述PC端地面站還用于根據用戶標記的感興趣區域位置，以數個標記點將所有感興趣區域劃分出來，將無人機的飛行區域劃分為感興趣區域和不感興趣區域，并將感興趣區域內標記點的GPS信息、區域內飛行速度、高度的參數上傳至飛控裝置，其中，在無人機經過不感興趣區域的時候，提高無人機的飛行速度，在無人機經過感興趣區域的時候，降低無人機的飛行速度；

所述無線數傳裝置用于傳輸所述PC端地面站與所述飛控裝置之間的飛行參數；所述無線圖傳裝置用于傳輸所述PC端地面站與所述飛控裝置之間的全景圖圖像數據。

2.如權利要求1所述的一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統，其特征在于，所述飛控裝置包括微處理器、處理器載板以及電源模塊。

3.如權利要求2所述的一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統，其特征在于，所述微處理器為NvidiaJetsonTK1處理器，其內嵌操作系統為開源Ubuntu系統。

4.如權利要求1所述的一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統，其特征在于，所述采集裝置包括相機云臺和遙感相機，所述相機云臺用于固定遙感相機和調整遙感相機的采集圖像角度，所述遙感相機用于采集無人機周圍的大面積全景圖圖像。

5.如權利要求4所述的一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統，其特征在于，所述遙感相機采用可見光相機或多光譜相機或高光譜相機。

6.如權利要求1所述的一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統，其特征在于，所述無線數傳裝置包括無線串口收發模塊與USB轉TTL模塊，所述無線串口收發模塊用于無線連接所述PC端地面站，所述USB轉TTL模塊用于電連接所述飛控裝置。

7.如權利要求1所述的一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統，其特征在于，所述無線圖傳裝置包括依次連接的編碼器、圖傳發射天線、圖傳接收天線以及解碼器，所述編碼器與所述飛控裝置連接，所述解碼器與所述PC端地面站連接。

8.如權利要求1所述的一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統，其特征在于，所述PC端地面站包括無線數傳裝置和安裝有Ubuntu系統的PC機；所述PC機通過所述無線數傳裝置發送指令給飛控裝置，使得接收到相應指令的飛控裝置對無人機進行相應的操控。

9.如權利要求1至8任一所述的一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制系統，其特征在于，所述無人機采用M100無人機。

10.一種基于Ubuntu的提高無人機飛行效率的控制方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1、啟動無人機，接通處理器載板的電源開關，向飛控裝置供電；此時，微處理器啟動Ubuntu系統，進入待機狀態，等待PC端地面站發送指令；

S2、PC端地面站依次對飛控裝置發送指令，初始化無人機通信串口和通信頻率，獲取無人機的控制權；

S3、無人機處于待起飛狀態，PC端地面站對飛控裝置發送起飛指令，飛控裝置在接收到起飛指令后，無人機起飛上升至一定高度，此時無人機處于等待指令狀態；

S4、PC端地面站繼續發送升空指令至飛控裝置，此時無人機再升高至設定的某一高度，并對大面積區域采集全景圖圖像，然后把全景圖圖像數據傳送至編碼器編碼后通過圖傳發射天線發送至PC端地面站的圖傳接收天線；

S5、PC端地面站的圖傳接收天線接收圖像后通過解碼器解碼，在PC機上顯示采集的全景圖圖像，用戶可手動標記感興趣區域的范圍；

S6、用戶在全景圖圖像上輸入并設置多個飛行點，以劃定的飛行點圍成的區域作為無人機飛行路線覆蓋的區域，即劃定的區域作為無人機飛行路線的整體區域，然后設定無人機的飛行參數，并調用PC機上的函數庫，用于規劃無人機航線；其中，飛行參數包括GPS信息、航線密集率、飛行速度以及飛行高度；

S7、PC端地面站根據步驟S5中標記的感興趣區域位置，以數個標記點將所有感興趣區域劃分出來，將無人機的飛行區域劃分為感興趣區域和不感興趣區域，并將感興趣區域內標記點的GPS信息、區域內飛行速度、高度的參數上傳至飛控裝置；其中，在無人機經過不感興趣區域的時候，提高無人機的飛行速度，在無人機經過感興趣區域的時候，降低無人機的飛行速度；

S8、繼續操作PC端地面站用于設置無人機在完成航線任務后的動作，包括懸停半空、原點降落或返回起點；

S9、繼續操作PC端地面站使其對無人機發送開始任務指令，此時無人機初始化任務，開始執行航線任務。