[發明專利]基于姿態同步的超視距無人機遙控系統

有效

• 申請號: 202210053243.6
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114489100B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 潘德斯;曾衛華;侯勝利;錢榮毅;馬振寧
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 北京君莫知識產權代理事務所(普通合伙) 11715
• 代理人: 崔云鶴

本發明公開了一種基于姿態同步的超視距無人機遙控系統，包括無人機遠程集控系統(1)、超視距通信系統(2)、無人機系統(3)和異常處理模塊(4)；所述無人機遠程集控系統(1)通過所述超視距通信系統(2)和無人機(3)數據通信連接。本發明的采用所述系統自主智能控制為主，減少了由于信號傳送的控制的延時性，利用所述無人機系統自主控制為主，保證無人機的自主安全飛行，同時，實時接收所述無人機遠程集控系統發出控制信號，以便去執行指令完成相應的任務和執行相應的飛行動作，以便更好的實現姿態同步，減少時延。

技術領域

本發明涉及無人機遙控技術領域，具體為一種基于姿態同步的超視距無人機遙控系統。

背景技術

人的視力范圍有一定限度，在空中看到一架戰斗機的平均距離是8千米左右，這是天氣晴朗時的平均值。如果有霧、雨天、黃昏時候，由于霧燈水汽導致能見度很差，同時光線不足，導致看見的距離要大為減小。而且每個人的視力差別很大，有的飛行員可在20千米以外看到飛機，有的近到8千米也看不見。此外，人的肉眼還有一個特點，如果已看到飛機，一直盯住讓飛機逐漸飛遠則可在10多千米后才看不見。相反，在天空中找飛機，有時已飛到5千米距離還找不到，8千米是一個一般公認的數值。兩架飛機在這一距離內空戰稱為目視格斗空戰。而為了觀察的更加遠，或者操縱視距之外的設備，通常會突破視距范圍以內，實現視距之外的操縱控制，即超視距通信或超視距控制。

而在石油勘探中，由于石油資源通常分別范圍廣泛，而且多半分別在荒野等地段，受限于地理和地質條件，通常不容易直接進入相關區域進行投送震源設備，或者探測震源設備引發的地震數據，為此通常會利用無人機設備進行地震震源設備的投遞，而為了實現遠程的控制無人機投遞地震震源設備，需要實現超視距的通信和操縱控制；但是，由于石油勘探的過程中，通常缺乏基礎通信設施，為此，在進行石油勘探時，通常會利用自身的通信設備進行遠程控制和操縱，這就是涉及到超視距的無人機控制的技術問題，在超視距的無人機控制中，一方面，因此，通常需要超視距的無人機控制，另外一方面，需要實現姿態同步的無人機的遙控；在現有技術中，也存在相應的超視距無人機的姿態控制；如

專利申請CN11650594A公開了一種基于無人機的超視距目標定位系統及方法，將無人機光電載荷的操控及視頻顯示都集成在綜合頭戴設備中，操控光電載荷的搜索、變焦等動作，并且能夠自動識別目標，然后對選擇的目標自動進行位置解算。無人機的觀測視頻以畫中畫的形式在綜合頭戴設備的顯示器中顯示，測得目標相對的方位和距離等信息顯示在顯示器的上部，同時透過顯示器能夠觀察真實的世界，保持較好的環境觀察能力。該發明減少了使用無人機觀測、定位的操作步驟，簡化了交互過程，降低了操作員的負荷，強化了對重點目標和遠距離目標的探測能力，也能保持較好的近距離環境觀察能力，形成縱深感知。

專利申請CN?109901603A公開了一種輸入時延下多空間飛行器姿態協同控制方法，其基于模糊理論的多空間飛行器分布式姿態協同控制，并考慮控制器中存在輸入時延；利用T–S模糊理論將多飛行器姿態動力學系統構建為由一系列模糊邏輯組成的模糊系統；針對構建出的模糊系統設計分布式控制器，得到閉環系統，并將該閉環系統進行等價轉化；針對轉化后的等價系統，利用時延依賴李雅普諾夫穩定性理論給出保證系統穩定的充分條件，并利用線性矩陣不等式方法設計控制器參數。與傳統的非線性補償控制方法相比，該發明設計的基于模糊理論的控制方法結構更加簡單、針對輸入時延的魯棒性更強、保守性更低。

專利申請CN107589738A公開了一種應用于無人機網絡運行及操作管理的手段，其提出了網絡傳輸控制的基本方法，即以無線網絡或蜂窩系統建立替代傳統點對點的遙控通道，由此可以大大延長無人機的操作距離。該發明重點解決了將傳統遙控指令轉換為數據包的形式以通過網絡進行傳輸。其次，發明將機載傳感器采集的飛行姿態數據傳送到地面控制臺，以圖形化顯示出飛行高度、位置、速度、加速度、偏航角等信息，并以前庭感知，人在回路的方式再現飛行狀態，使操作員身體直接感受到駕駛的效果。其方法有助于操控手準確把握駕駛情況，使飛行操控更準確，尤其適用于完成無人機各種任務的精準操作，克服了傳統基于位置操作的盲目性，對未來發展大型飛機無人化駕駛具有重要的基礎作用。