[發明專利]一種基于蜂窩網絡的無人機控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202211116632.5
• 申請日: 2022-09-14
• 公開（公告）號: CN115480509A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 羅晶晶;趙鵬;鄭福春;高林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 深圳市添源創鑫知識產權代理有限公司 44855
• 代理人: 覃迎峰

本發明公開了一種基于蜂窩網絡的無人機控制系統及控制方法，系統包括移動終端、無人機處理系統以及通信模塊，其中，移動終端和無人機處理系統利用通信模塊通信進行可視化數傳和可視化圖傳；移動終端通過六路指令通道建立控制連接、將虛擬搖桿狀態進行用戶意圖解析、將用戶意圖加工為數據報文編碼傳輸并實現輕量協議數據通信；無人機處理系統解碼校驗數據指令控制無人機全向飛行；可視化數傳過程中通過移動終端將解析后的數據渲染繪制用于實現可視化與用戶交互；可視化圖傳過程中通過移動終端解析編碼數據實現視頻流播放。系統基于蜂窩網絡通信，增強了通用控制的便捷性與拓展性，提升了無人機數據傳輸的效率與吞吐量。

技術領域

本申請涉及無人機通訊技術領域，特別是涉及一種基于蜂窩網絡的無人機控制系統及控制方法。

背景技術

隨著無人機技術的不斷發展和成熟，無人機在各行各業得以應用和普及，現有的無人機控制系統大多采用遙控手柄進行控制，遙控手柄與無人機之間的控制方式為射頻信號連接和控制，而射頻信號傳輸距離有限，這就造成遙控手柄對無人機的飛行控制距離較短，導致無人機的有效飛行范圍較小，難以滿足現有的使用需求。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種基于蜂窩網絡的無人機控制系統及控制方法，利用了移動蜂窩網絡信號覆蓋廣，傳輸帶寬大等特點，擴大了無人機的飛行控制范圍，增大了無人機數據回傳的吞吐量，提高了無人機部署的便攜性。

本發明的第一方面，一種基于蜂窩網絡的無人機控制系統，包括移動終端、無人機處理系統以及通信模塊，其中，所述移動終端和所述無人機處理系統利用所述通信模塊通信進行可視化數傳和可視化圖傳；

所述移動終端通過使用虛擬搖桿解析無人機控制意圖，用于對無人機進行控制；

所述無人機處理系統通過軟件程序監聽數據端口獲取所述移動終端發送的數據指令并將所述數據指令進行自定義程序解析校驗和協議轉換，用于實現對無人機的全向控制；

在可視化數傳過程中，通過機載傳感器組獲取信息并調用原生接口，所述原生接口通過標簽化實現數據解析并將解析后的數據傳輸至移動終端，所述移動終端通過GUI窗口將解析后的數據渲染繪制用于實現可視化與用戶交互；

在可視化圖傳過程中，通過機載鏡頭獲取視頻圖像，所述無人機處理系統將所述視頻圖像分組解壓編碼成編碼數據并進行流式傳輸給所述移動終端，所述移動終端通過解析編碼數據實現視頻流播放。

進一步的，所述虛擬搖桿通過建立六路通道進行控制數據指令映射通信，所述控制數據指令映射通信通過自定義協議幀完成雙向數據傳輸。

進一步的，所述移動終端通過使用虛擬搖桿解析無人機控制意圖，用于對無人機進行控制，具體包括：

所述移動終端的控制程序通過監聽線程獲取虛擬搖桿位置變化從而獲得用戶操縱意圖；

所述移動終端的控制程序將捕獲的操作意圖通過方向角度映射成六路指令通道數據，并將所述指令通道數據根據定義的傳輸報文格式編碼打包，發送給所述無人機處理系統；

所述無人機處理系統通過網絡接口接收所述指令通道數據，解析所述指令通道數據的相應指令并下發給機上飛行控制模塊；

所述飛行控制模塊根據不同指令對應調整動力實現全向飛行控制。

進一步的，所述移動終端的監聽線程包括有：

虛擬搖桿監聽線程，用于獲取用戶操作方向，角度，位移距離并量化計算為動力數據大??；

用戶界面主線程，用于實現用戶選取交互，控件加載，更改設置，窗口渲染等；

數據發送線程，用于處理所述用戶數據，建立網絡通信并實現編碼發送；

數據接收線程，用于處理數據反饋，解析姿態數；