[發明專利]一種基于北斗差分定位的無人機跟瞄通信系統及方法

在審

• 申請號: 202110990182.1
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113687398A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 宋昌林;茍科磊;鄭雅文
• 申請（專利權）人: 四川匯源光通信有限公司
• 主分類號: G01S19/41
• 分類號: G01S19/41;G01S19/42;H04B7/185
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種基于北斗差分定位的無人機跟瞄通信系統，包括主機單元、電源系統和云臺單元；主機單元分別與電源系統和云臺單元相連接；主機單元包括主控模塊、光纖通信單元、數傳電臺和RF模塊，光纖通信單元通過網口與主控模塊相連接，數傳電臺和RF模塊分別通過串口與主控模塊相連接；電源系統包括充電控制器、太陽能板和蓄電池，太陽能板和蓄電池分別與充電控制器相連接；云臺單元包括云臺系統、北斗差分定位模塊和微波基站，微波基站通過網線與云臺系統連接，北斗差分定位模塊通過串口與云臺系統連接。本發明解決無人機巡檢高清視頻實時回傳問題，1套跟瞄系統可以實現半徑20公里的信號定向區域覆蓋，經濟效益高。

技術領域

本發明涉及無人機巡檢技術領域，具體涉及一種基于北斗差分定位的無人機跟瞄通信系統及方法。

背景技術

隨著經濟和技術發展，無人機飛行平臺得到越來越多的應用，在無人機巡檢技術領域主要是利用高分辨CCD相機系統獲取遙感影像，并通過空中和地面控制系統實現影像的自動拍攝和獲取，實現航跡的規劃和監控、信息數據的壓縮和自動傳輸、影像預處理等功能，可廣泛應用于國家生態環境保護、航空攝影、測繪、礦產資源勘探、災情監視、路橋施工、交通巡邏、電力巡線、治安監控、應急減災、應急指揮、人工降雨、國防安全、國土資源勘探、城鎮規劃、地震調查、環境監測、森林防火、農作物估產、保護區野生動物監測、大氣取樣、海事偵察、邊境巡視、禁毒偵察、消防偵察、生態環境保護、海洋環境監測、土地利用調查、水資源開發、農作物長勢監測與估產、農業作業、自然災害監測與評估、城市規劃與市政管理、森林病蟲害防護與監測、數字城市等領域。

在電網架空輸電線路巡檢中，無人機巡檢極大的提高了巡視效率，直觀、準確的反應了線路運行情況，已成為輸電線路的重要巡檢手段。但也面臨著高清視頻實時回傳的通信問題。如專利（申請號為CN201410792210.9）涉及一種自主飛行四旋翼無人機路橋施工巡檢系統，它包括自主飛行四旋翼無人機和處理器，自主飛行四旋翼無人機上設置有飛行控制器，飛行控制器的主體由處理器、若干無刷電機、北斗模塊、數傳電臺、氣壓高度計、AHRS模塊、避障傳感器、圖傳模塊、攝像機組成，處理器連接有若干無刷電機、電源、云臺、北斗模塊、數傳電臺、氣壓高度計、AHRS模塊、避障傳感器、圖傳模塊，云臺連接有攝像機，AHRS模塊為飛行控制器的航向姿態參考系統，AHRS模塊內設置有三軸陀螺儀、三軸加速度計和三軸磁阻計；北斗模塊無線連接有衛星導航系統。該專利定位精度有待提高，并且回傳的視頻清晰度不夠。

目前行業主要采用錄像回來分析或在有無線運營商網絡的地方采用無線公網的通信傳輸方案（視頻畫質不高，延時較大，且輸電線路大多分布在地廣人稀的地方，存在無線網絡信號不穩定的問題）。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，本發明提供一種基于北斗差分定位的無人機跟瞄通信系統及方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種基于北斗差分定位的無人機跟瞄通信系統，包括主機單元、電源系統和云臺單元；所述主機單元分別與所述電源系統和所述云臺單元相連接；所述主機單元包括主控模塊、光纖通信單元、數傳電臺和RF模塊，光纖通信單元通過網口與主控模塊相連接，數傳電臺和RF模塊分別通過串口與主控模塊相連接；所述電源系統包括充電控制器、太陽能板和蓄電池，太陽能板和蓄電池分別與充電控制器相連接；所述云臺單元包括云臺系統、北斗差分定位模塊和微波基站，微波基站通過網線與云臺系統連接，北斗差分定位模塊通過串口與云臺系統連接。

所述主機單元還包括5G通信單元，5G通信單元通過USB 接口與主控模塊連接。

一種基于北斗差分定位的無人機跟瞄通信方法，包括以下具體步驟：

步驟一：建立跟瞄系統工作坐標系；

步驟二：基于北斗差分定位原理，計算云臺單元精確位置坐標，再由主控模塊計算出云臺單元地理位置信息到工作坐標系的轉換矩陣；

步驟三：將無人機實時地理位置信息轉換為跟瞄系統工作坐標系中的工作坐標信息；