[發明專利]一種無人機控制系統及無人機控制方法

在審

• 申請號: 201810517860.0
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108572661A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 張勇;宋飛宇;郗小鵬;張志軍;張冬;趙坤;張雪峰;魏坤嶺
• 申請（專利權）人: 天津航天中為數據系統科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01S19/42;G05B19/04;H04L29/08;B64F1/00;B60P3/11
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

1.一種無人機控制系統，其特征在于：包括多旋翼無人機、智能停機坪、移動通信站和地面工作站，所述的地面工作站通過移動通信站分別與智能停機坪、多旋翼無人機通信連接；多旋翼無人機與智能停機坪通信連接；所述的多旋翼無人機上設有多旋翼平臺、任務載荷、可見光傳感器和控制器，多旋翼平臺、任務載荷、可見光傳感器均固定連接于機身，可見光傳感器、任務載荷、多旋翼平臺均與無人機內部的控制器連接。

2.根據權利要求1所述的一種無人機控制系統，其特征在于：所述的智能停機坪包括停機坪主體及環境監測模塊、定位模塊、遠程控制模塊、伺服機構和自動充電模塊，所述的環境監測模塊、定位模塊、伺服機構、自動充電模塊分別通過遠程控制模塊與移動通信站連接；所述的環境檢測模塊包括環境傳感器和監測儀，環境傳感器與監測儀耦接；所述的定位模塊為GPS差分基站。

3.根據權利要求2所述的一種無人機控制系統，其特征在于：所述的停機坪主體包括用于承載無人機的收納箱，收納箱的頂部設有可以自動開合的密封蓋，密封蓋與收納箱滑動連接；收納箱的內部底側設有推動無人機水平位移的推桿，密封蓋及推桿均與所述的伺服機構驅動連接。

4.根據權利要求2所述的一種無人機控制系統，其特征在于：所述的自動充電模塊包括電池平衡保護器和充電端子，充電端子、平衡保護單元均與遠程控制模塊耦接；充電端子與無人機上的充電端口相匹配。

5.根據權利要求1所述的一種無人機控制系統，其特征在于：所述的無人機控制系統還包括應急指揮車，應急指揮車通過移動通信站與地面工作站通信連接；所述的應急指揮車包括車體、起降平臺、數據服務器、通信模塊和充電裝置；其中，起降平臺安裝于車體的尾部，用于無人機起降，數據服務器和充電裝置均安裝于車體的內部，通信模塊安裝于車體頂部。

6.根據權利要求5所述的一種無人機控制系統，其特征在于：所述的起降平臺后端設有伸縮機構，與車體固定連接；起降平臺上設有引導傳感器和差分GPS基站，均用于多旋翼無人機的高精度起降。

7.根據權利要求5所述的一種無人機控制系統，其特征在于：所述的通信模塊包括用于與無人機通信連接的動中通通信模塊，以及用于與移動通信站通信連接的4G通信模塊。

8.一種應用如權利要求1～7所述的一種無人機控制系統的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)無人機通過移動通信站與地面工作站連接，實現遠程上電，多旋翼無人機完成自檢后將起飛狀態信息、外部環境信息上傳至地面工作站；

(2)地面工作站通過固定巡視航跡或新建航跡上傳，實現無人機作業航跡規劃；

(3)地面工作站給出多旋翼無人機系統遠程任務執行命令，起點處智能停機坪收到信號后自動打開，隨后多旋翼無人機開始起飛并執行任務；

(4)多旋翼無人機機載圖像信息通過移動通訊站回傳至地面工作站，并通過其后端軟件調用進行實時監控；

(5)操控人員根據現場情況選用自主或手動模式進行單架或多架無人機的操控；

(6)任務完成后，多旋翼無人機返回至起點處智能停機坪或終點處智能停機坪進行降落，降落后智能停機坪密封蓋自動關閉，無人機自動斷電，并通過充電端子進行自主充電，并將無人機狀態反饋至地面工作站；

(7)無人機充電完成后，設備將狀態信息反饋至地面工作站，顯示具備作業狀態，等待下一次任務指令。

9.根據權利要求8所述的一種無人機控制方法，其特征在于：

步驟(6)所述的多旋翼無人機自主充電方法，包括如下步驟：

(61)多旋翼無人機降落在智能停機坪體內，無人機螺旋槳停轉后多旋翼無人機自動斷電；

(62)伺服機構驅動前后推桿使無人機向智能停機坪中間運動，將無人機推到智能停機坪前后居中位置；然后驅動左右推桿，將無人機推到智能停機坪左右居中位置；

(63)停機坪的充電端子與無人機上的充電端口對接匹配，進行自動充電；當電池平衡保護器檢測到無人機電池電量已經充滿時，充電系統自動停止充電。

10.根據權利要求8所述的一種無人機控制方法，其特征在于，還包括以下步驟：

(8)當移動通信站的信號無法覆蓋任務區域，應急指揮車到達任務區域附近，啟動無人機飛行至區域內監測。

(9)任務完成后返回至車輛上空，精準降落至應急指揮車的起降平臺并進行充電。