[發明專利]一種基于5G和視覺定位的無人機飛行控制系統

在審

• 申請號: 202210195630.3
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114564041A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 劉良福;羅躍輝;郭黎明;謝雪軍
• 申請（專利權）人: 深圳市天空汽車網絡有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 成都魚爪智云知識產權代理有限公司 51308
• 代理人: 衡小璐

1.一種基于5G和視覺定位的無人機飛行控制系統，其特征在于，包括無人機、云服務器、5G網關和地面控制站，所述無人機包括飛控模塊、5G模塊和GPS模塊，所述無人機上設置有TOF傳感器和攝像頭，所述5G模塊、所述GPS模塊、所述攝像頭和所述TOF傳感器分別與所述飛控模塊連接，所述5G模塊經由所述5G網關與所述云服務器通信連接，所述云服務器與所述地面控制站連接；

所述地面控制站用于發送起飛指令和航線數據至所述云服務器；

所述云服務器用于接收所述起飛指令和所述航線數據，并將所述起飛指令和所述航線數據經由所述5G網關透傳至所述飛控模塊；

所述飛控模塊用于根據所述起飛指令和所述航線數據控制所述TOF傳感器和所述GPS模塊進入工作狀態；

所述TOF傳感器用于測量所述無人機的飛行高度，并將所述飛行高度傳輸至所述飛控模塊；

所述GPS模塊用于實時獲取所述無人機的飛行信息，并將所述飛行信息傳輸至所述飛控模塊，所述飛行信息包括位置信息、高度信息和地速信息；

所述飛控模塊用于當所述飛行高度達到預設高度后，根據所述航線數據進行對所述無人機進行調整，以使所述無人機按照所述航線數據進行巡航；

所述5G網關用于當所述GPS模塊檢測到所述無人機到達航線終點時，啟動所述TOF傳感器和所述攝像頭，以獲取地面上的終點標識，并將所述終點標識經由所述5G模塊傳輸至所述飛控模塊；

所述飛控模塊用于控制所述無人機飛行至所述終點標識的正上方，若所述無人機的飛行高度處于第一預設范圍內，則控制所述無人機以第一預設速度下降，并根據所述TOF傳感器獲取的飛行高度和所述攝像頭獲取的視覺圖像信息，基于PID算法，采用第一PID參數控制所述無人機的水平移動速度，以將所述無人機的飛行位置控制在距離所述終點標識的第一距離范圍內，若所述無人機的飛行高度處于第二預設范圍內，則控制所述無人機以第二預設速度下降，并根據所述TOF傳感器獲取的飛行高度和所述攝像頭獲取的視覺圖像信息，采用第二PID參數控制所述無人機的水平移動速度，以將所述無人機的飛行位置控制在距離所述終點標識的第二距離范圍內，若所述無人機的飛行高度處于第三預設范圍內，則根據所述TOF傳感器獲取的飛行高度和所述攝像頭獲取的視覺圖像信息，采用第三PID參數控制所述無人機的水平移動速度和下降速度，以將所述無人機的飛行位置控制在距離所述終點標識的第三距離范圍內，并控制所述無人機降落。

2.根據權利要求1所述的基于5G和視覺定位的無人機飛行控制系統，其特征在于，所述地面控制站還用于發送航線數據下載指令和航線數據，所述航線數據下載指令和所述航線數據經由所述云服務器發送至所述5G網關；

所述5G網關用于根據所述航線數據下載指令接收所述航線數據，并在所述航線數據接收完成后，檢測所述航線數據的是否完整，以及所述航線數據與無人機是否匹配，若兩者中任一項存在問題，則發送航線下載失敗信息至所述云服務器，同時發送重新下載請求至所述云服務器，若兩者均不存在問題，則保存所述航線數據，并將所述航線數據傳輸至飛控模塊。

3.根據權利要求1所述的基于5G和視覺定位的無人機飛行控制系統，其特征在于，所述飛控模塊還用于正常上電后，進行內存自檢、flash自檢、SSD硬盤自檢和IO口自檢，并在自檢通過后，通過所述5G模塊與所述云服務器連接。

4.根據權利要求1所述的基于5G和視覺定位的無人機飛行控制系統，其特征在于，所述5G網關用于將所述攝像頭獲取的視覺圖像信息回傳至所述云服務器，并將所述飛控模塊發出的狀態信息透傳至所述云服務器；

所述5G網關還用于將所述云服務器的命令信息透傳至所述飛控模塊。

5.根據權利要求4所述的基于5G和視覺定位的無人機飛行控制系統，其特征在于，所述5G網關用于根據所述飛控模塊發出的狀態信息，判斷實時航向與所述航線數據是否有偏差，若存在偏差，則計算偏差量，并將所述偏差量經由所述5G模塊傳輸至所述飛控模塊，以使所述無人機進行航向修正。