本發(fā)明涉及無人機(jī)配套設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于地面轉(zhuǎn)發(fā)的無人機(jī)中短距離遙控遙測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。從技術(shù)角度定義可以分為：無人固定翼機(jī)、無人垂直起降機(jī) 、無人飛艇、無人直升機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人傘翼機(jī)等。

無人機(jī)按應(yīng)用領(lǐng)域，可分為軍用與民用。軍用方面，無人機(jī)分為偵察機(jī)和靶機(jī)。民用方面，無人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用，是無人機(jī)真正的剛需；目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、自拍、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動(dòng)物、監(jiān)控傳染病、測繪、新聞報(bào)道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝、制造浪漫等等領(lǐng)域的應(yīng)用，大大的拓展了無人機(jī)本身的用途，發(fā)達(dá)國家也在積極擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展無人機(jī)技術(shù)。

民用無人機(jī)在重量上由嚴(yán)格限制，但是為了與地面進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，傳統(tǒng)無人機(jī)不得不攜帶大量通信設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備，導(dǎo)致其續(xù)航能力受到限制，飛手通過無人機(jī)遙控器短距離操控?zé)o人機(jī)的飛行，而傳統(tǒng)的無人機(jī)通過機(jī)載設(shè)備與與遙控器直接通信并不穩(wěn)定，信號(hào)傳遞距離短，無人機(jī)不能做長遠(yuǎn)距離飛行，這就限制了其應(yīng)用范圍。

有鑒于此，本發(fā)明人特別研制出一種實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與地面進(jìn)行長遠(yuǎn)距離交互的基于地面轉(zhuǎn)發(fā)的無人機(jī)中短距離遙控遙測系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供基于地面轉(zhuǎn)發(fā)的無人機(jī)中短距離遙控遙測系統(tǒng)，其通過部署在地面的中繼系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與指揮中心、遙控器等設(shè)備的長遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信，減輕了無人機(jī)的重量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

基于地面轉(zhuǎn)發(fā)的無人機(jī)中短距離遙控遙測系統(tǒng)，包括飛行系統(tǒng)、中繼系統(tǒng)、遙控器和指揮中心；

所述飛行系統(tǒng)包括飛行控制器、動(dòng)力模塊、云臺(tái)、圖像采集模塊、導(dǎo)航模塊和機(jī)載通信系統(tǒng)，其中機(jī)載通信系統(tǒng)由2.4GHz接收模塊、1.2GHz圖傳發(fā)射模塊以及900MHz數(shù)傳模塊組成；導(dǎo)航模塊、飛行控制器、云臺(tái)、圖像采集模塊和1.2GHz圖傳發(fā)射模塊依次連接，動(dòng)力模塊、2.4GHz接收模塊及900MHz數(shù)傳模塊分別與飛行控制器連接；

所述中繼系統(tǒng)部署于地面，其由1.2GHz圖傳接收模塊、視頻疊加模塊、900MHz數(shù)傳模塊以及5.8GHz圖傳發(fā)送模塊組成，其中中繼系統(tǒng)的1.2GHz圖傳接收模塊與機(jī)載通信系統(tǒng)的1.2GHz圖傳發(fā)射模塊通信，中繼系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊與機(jī)載通信系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊通信，視頻疊加模塊分別與1.2GHz圖傳接收模塊、900MHz數(shù)傳模塊和5.8GHz圖傳發(fā)送模塊連接；

所述遙控器包括通信模塊、顯示模塊、MCU、存儲(chǔ)模塊和控制模塊；其中通信模塊由5.8GHz圖傳接收模塊、2.4GHz傳輸模塊及信號(hào)增益模塊組成，顯示模塊由視頻驅(qū)動(dòng)優(yōu)化模塊、視頻播放模塊及系統(tǒng)參數(shù)顯示模塊組成，控制模塊由按鍵指令輸入模塊與遙感指令輸入模塊組成；所述5.8GHz圖傳接收模塊與中繼系統(tǒng)的5.8GHz圖傳發(fā)送模塊通信，5.8GHz圖傳接收模塊還與顯示模塊的視頻驅(qū)動(dòng)優(yōu)化模塊及視頻播放模塊連接；2.4GHz傳輸模塊與機(jī)載通信系統(tǒng)的2.4GHz接收模塊通信，且2.4GHz傳輸模塊、信號(hào)增益模塊及MCU依次連接，系統(tǒng)參數(shù)顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、按鍵指令輸入模塊和遙感指令輸入模塊分別與MCU連接；所述存儲(chǔ)模塊上存儲(chǔ)了多種自定義飛行模型和參數(shù)；

所述指揮中心包括900MHz數(shù)傳模塊、視頻疊加模塊、1.2GHz圖傳接收模塊和指揮中心大屏幕，所述900MHz數(shù)傳模塊、1.2GHz圖傳接收模塊和指揮中心大屏幕分別與視頻疊加模塊連接，指揮中心的900MHz數(shù)傳模塊與機(jī)載通信系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊通信，1.2GHz圖傳接收模塊與機(jī)載通信系統(tǒng)的1.2GHz圖傳發(fā)射模塊通信。

所述飛行系統(tǒng)、遙控器、中繼系統(tǒng)和指揮中心均還包括一電源模塊，其中中繼系統(tǒng)的電源模塊為穩(wěn)壓電源模塊，飛行系統(tǒng)的電源模塊分別與飛行系統(tǒng)的其他模塊或控制器連接，遙控器的電源模塊分別與遙控器中的其他模塊連接，穩(wěn)壓電源模塊分別中繼系統(tǒng)的其他模塊連接，指揮中心的電源模塊分別與指揮中心的其他模塊連接。

所述無人機(jī)中短距離遙控遙測系統(tǒng)還包括連接有900MHz數(shù)傳模塊的PC機(jī)，該P(yáng)C機(jī)通過900MHz數(shù)傳模塊與機(jī)載通信系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊通信。

所述視頻播放播放模塊采用8寸的液晶屏，系統(tǒng)參數(shù)顯示模塊采用LCD屏。

所述電源模塊采用2S的鋰電池。

所述導(dǎo)航模塊為CNSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的工作原理如下：

首先，遙控器中，由搖桿指令輸入模塊和按鍵指令輸入模塊組成的控制模塊給單片微型計(jì)算機(jī)（MCU）發(fā)送電信號(hào)，并通過信號(hào)增益模塊進(jìn)行信號(hào)放大后，傳輸?shù)?.4GHz傳輸模塊，再轉(zhuǎn)化為電磁波信號(hào)遠(yuǎn)距離向無人機(jī)發(fā)送對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息，

在無人機(jī)的飛行系統(tǒng)中，機(jī)載通信系統(tǒng)的2.4GHz接收模塊接收上述參數(shù)信息來實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的無人機(jī)飛行動(dòng)作，主要是飛行控制器接收該參數(shù)，結(jié)合導(dǎo)航模塊的導(dǎo)航信息控制動(dòng)力模塊進(jìn)行無人機(jī)飛行控制（控制方向、高度等），以及控制云臺(tái)和圖像采集模塊進(jìn)行圖像采集，而且飛行控制器還將實(shí)際飛行參數(shù)通過機(jī)載通信系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊發(fā)送到中繼系統(tǒng)和指揮中心，同時(shí)圖像采集模塊從云臺(tái)采集到圖像信息，再由1.2GHz圖傳發(fā)射模塊發(fā)送到中繼系統(tǒng)、和指揮中心；

飛行參數(shù)和圖像從飛行系統(tǒng)發(fā)送具體是：機(jī)載通信系統(tǒng)的1.2GHz圖傳發(fā)射模塊發(fā)出視頻電磁波信號(hào)由中繼系統(tǒng)和指揮中心的1.2GHz圖傳接收模塊接收并轉(zhuǎn)化為視頻流信號(hào)流向視頻疊加模塊（OSD）中，機(jī)載通信系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊發(fā)送出導(dǎo)航和數(shù)據(jù)參數(shù)的電磁波信號(hào)由中繼系統(tǒng)和指揮中心的900MHz數(shù)傳模塊接收流向OSD中，在中繼系統(tǒng)和指揮中心的OSD中進(jìn)行視頻信號(hào)與無人機(jī)飛行參數(shù)進(jìn)行疊加，將數(shù)據(jù)參數(shù)顯示在視頻圖像上；

在中繼系統(tǒng)疊加處理后，其5.8GHz圖傳模塊進(jìn)行推送，遙控器的通信模塊下的5.8GHz圖傳模塊下進(jìn)行接收，并轉(zhuǎn)化為視頻流信號(hào)，流向視頻驅(qū)動(dòng)優(yōu)化模塊上，進(jìn)行優(yōu)化后，視頻流信號(hào)流向視頻播放模塊進(jìn)行播放，視頻播放播放模塊采用的是8寸的液晶屏；在存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的多種自定義飛行模型和參數(shù)，可利用按鍵指令輸入模塊進(jìn)行輸入電信號(hào)，MCU從存儲(chǔ)模塊調(diào)取自定義飛行模型和參數(shù)，并顯示在系統(tǒng)參數(shù)顯示模塊的LCD屏中；

在指揮中心疊加處理后直接通過指揮中心大屏幕將帶有飛行參數(shù)的視頻圖像顯示出來。

本發(fā)明有益效果是：通過中繼系統(tǒng)加強(qiáng)了地面遙控器與無人機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互距離，可是無人機(jī)飛行距離更遠(yuǎn)，信號(hào)傳輸?shù)母臃€(wěn)定，將OSD設(shè)計(jì)在地面也減輕了無人機(jī)的重量，減少部件也使得無人機(jī)內(nèi)部的電磁兼容更佳良好，也有利于對(duì)無數(shù)據(jù)的純圖像進(jìn)行二次轉(zhuǎn)發(fā)，通過指揮中心能夠快速的將無人機(jī)飛行參數(shù)和圖像信息顯示出來，快速獲知無人機(jī)飛行狀態(tài)，其作用還在于飛手從遙控器和指揮中心可以看到所有所有的飛行參數(shù)，而進(jìn)行二次轉(zhuǎn)發(fā)的純圖像的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選依據(jù)客戶需求進(jìn)行設(shè)定，轉(zhuǎn)發(fā)至客戶所指定的指揮中心，進(jìn)行觀看疊加篩選過數(shù)據(jù)的空中實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

標(biāo)號(hào)說明書

飛行系統(tǒng)1，飛行控制器11，動(dòng)力模塊12，云臺(tái)13，圖像采集模塊14，導(dǎo)航模塊15，機(jī)載通信系統(tǒng)16，2.4GHz接收模塊161，1.2GHz圖傳發(fā)射模162，900MHz數(shù)傳模塊163，電源模塊17，中繼系統(tǒng)2，1.2GHz圖傳接收模塊21，視頻疊加模22，900MHz數(shù)傳模塊23，5.8GHz圖傳發(fā)送模塊24，穩(wěn)壓電源模塊25，遙控器3，通信模塊31，5.8GHz圖傳接收模塊311，2.4GHz傳輸模塊312，信號(hào)增益模塊313，顯示模塊32，視頻驅(qū)動(dòng)優(yōu)化模塊321，視頻播放模塊322，系統(tǒng)參數(shù)顯示模塊323，MCU33，存儲(chǔ)模塊34，控制模塊35，按鍵指令輸入模塊351，遙感指令輸入模塊352，電源模塊36，指揮中心4，900MHz數(shù)傳模塊41，視頻疊加模塊42，1.2GHz圖傳接收模塊43，指揮中心大屏44，電源模塊45，PC機(jī)5，900MHz數(shù)傳模塊51。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施例一揭示的基于地面轉(zhuǎn)發(fā)的無人機(jī)中短距離遙控遙測系統(tǒng)，包括飛行系統(tǒng)1、中繼系統(tǒng)2、遙控器3和指揮中心4；

飛行系統(tǒng)1包括飛行控制器11、動(dòng)力模塊12、云臺(tái)13、圖像采集模塊14、導(dǎo)航模塊15和機(jī)載通信系統(tǒng)16，其中機(jī)載通信系統(tǒng)16由2.4GHz接收模塊161、1.2GHz圖傳發(fā)射模塊162以及900MHz數(shù)傳模塊163組成；導(dǎo)航模塊15、飛行控制器11、云臺(tái)13、圖像采集模塊14和1.2GHz圖傳發(fā)射模塊162依次連接，動(dòng)力模塊12、2.4GHz接收模塊161及900MHz數(shù)傳模塊163分別與飛行控制器11連接；

中繼系統(tǒng)2部署于地面，其由1.2GHz圖傳接收模塊21、視頻疊加模塊22、900MHz數(shù)傳模塊23以及5.8GHz圖傳發(fā)送模塊24組成，其中中繼系統(tǒng)的1.2GHz圖傳接收模塊21與機(jī)載通信系統(tǒng)的1.2GHz圖傳發(fā)射模塊162通信，中繼系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊23與機(jī)載通信系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊163通信，視頻疊加模塊22分別與1.2GHz圖傳接收模塊21、900MHz數(shù)傳模塊23和5.8GHz圖傳發(fā)送模塊24連接；

遙控器包括通信模塊31、顯示模塊32、MCU33、存儲(chǔ)模塊34和控制模塊35；其中通信模塊31由5.8GHz圖傳接收模塊311、2.4GHz傳輸模塊312及信號(hào)增益模塊313組成，顯示模塊32由視頻驅(qū)動(dòng)優(yōu)化模塊321、視頻播放模塊322及系統(tǒng)參數(shù)顯示模塊323組成，控制模塊35由按鍵指令輸入模塊351與遙感指令輸入模塊352組成；5.8GHz圖傳接收模塊311與中繼系統(tǒng)的5.8GHz圖傳發(fā)送模塊24通信，5.8GHz圖傳接收模塊311還與顯示模塊的視頻驅(qū)動(dòng)優(yōu)化模塊321及視頻播放模塊連接322；2.4GHz傳輸模塊312與機(jī)載通信系統(tǒng)的2.4GHz接收模塊161通信，且2.4GHz傳輸模塊312、信號(hào)增益模塊313及MCU33依次連接，系統(tǒng)參數(shù)顯示模塊323、存儲(chǔ)模塊34、按鍵指令輸入模塊351和遙感指令輸入模塊352分別與MCU33連接；存儲(chǔ)模塊34上存儲(chǔ)了多種自定義飛行模型和參數(shù)；

指揮中心4包括900MHz數(shù)傳模塊41、視頻疊加模塊42、1.2GHz圖傳接收模塊43和指揮中心大屏幕44，900MHz數(shù)傳模塊41、1.2GHz圖傳接收模塊43和指揮中心大屏幕44分別與視頻疊加模塊42連接，指揮中心的900MHz數(shù)傳模塊43與機(jī)載通信系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊163通信，1.2GHz圖傳接收模塊43與機(jī)載通信系統(tǒng)的1.2GHz圖傳發(fā)射模塊162通信。

飛行系統(tǒng)1、遙控器3、中繼系統(tǒng)2和指揮中心4均還包括一電源模塊，其中中繼系統(tǒng)的電源模塊為穩(wěn)壓電源模塊25，穩(wěn)壓電源模塊與中繼系統(tǒng)的其他模塊分別連接，飛行系統(tǒng)1的電源模塊17分別與飛行系統(tǒng)的其他模塊或控制器連接，遙控器的電源模塊36分別與遙控器中的其他模塊連接，指揮中心的電源模塊45分別與指揮中心的其他模塊連接。

無人機(jī)中短距離遙控遙測系統(tǒng)還包括連接有900MHz數(shù)傳模塊51的PC機(jī)5，該P(yáng)C機(jī)5通過900MHz數(shù)傳模塊51與機(jī)載通信系統(tǒng)11的900MHz數(shù)傳模塊通信163，通過該機(jī)動(dòng)性較高的PC機(jī)能夠像飛行系統(tǒng)發(fā)送無人機(jī)飛行路徑的規(guī)劃指令數(shù)據(jù)，以及接收無人機(jī)飛行參數(shù)等數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，遙控器3的視頻播放播放模塊322采用8寸的液晶屏，系統(tǒng)參數(shù)顯示模塊323采用LCD屏。上述各電源模塊均采用2S的鋰電池。

飛行系統(tǒng)中采用的導(dǎo)航模塊為CNSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，GNSS包含了GPS、GLONASS、Compass(北斗)、Galileo系統(tǒng)。

本實(shí)施例所揭示無人機(jī)中短距離遙控遙測系統(tǒng)的工作原理如下：

首先，遙控器3中，由搖桿指令輸入模塊352和按鍵指令輸入模塊351組成的控制模塊35給單片微型計(jì)算機(jī)（MCU33）發(fā)送電信號(hào)，并通過信號(hào)增益模塊313進(jìn)行信號(hào)放大后，傳輸?shù)?.4GHz傳輸模塊312，再轉(zhuǎn)化為電磁波信號(hào)遠(yuǎn)距離向無人機(jī)發(fā)送對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息，

在無人機(jī)的飛行系統(tǒng)中，機(jī)載通信系統(tǒng)的2.4GHz接收模塊161接收上述參數(shù)信息來實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的無人機(jī)飛行動(dòng)作，主要是飛行控制器11接收該參數(shù)，結(jié)合導(dǎo)航模塊15的導(dǎo)航信息控制動(dòng)力模塊12進(jìn)行無人機(jī)飛行控制（控制方向、高度等），以及控制云臺(tái)13和圖像采集模塊14進(jìn)行圖像采集，而且飛行控制器11還將實(shí)際飛行參數(shù)通過機(jī)載通信系統(tǒng)16的900MHz數(shù)傳模塊163發(fā)送到中繼系統(tǒng)2和指揮中心4，同時(shí)圖像采集模塊14從云臺(tái)13采集到圖像信息，再由1.2GHz圖傳發(fā)射模塊162發(fā)送到中繼系統(tǒng)2和指揮中心4；

飛行參數(shù)和圖像從飛行系統(tǒng)發(fā)送具體是：機(jī)載通信系統(tǒng)的1.2GHz圖傳發(fā)射模塊162發(fā)出視頻電磁波信號(hào)由中繼系統(tǒng)2和指揮中心4的1.2GHz圖傳接收模塊21、43接收并轉(zhuǎn)化為視頻流信號(hào)流向視頻疊加模塊22、43（OSD）中，機(jī)載通信系統(tǒng)的900MHz數(shù)傳模塊163發(fā)送出導(dǎo)航和數(shù)據(jù)參數(shù)的電磁波信號(hào)由中繼系統(tǒng)和指揮中心的900MHz數(shù)傳模塊23、41接收流向OSD中，在中繼系統(tǒng)和指揮中心的OSD22、43中進(jìn)行視頻信號(hào)與無人機(jī)飛行參數(shù)進(jìn)行疊加，將數(shù)據(jù)參數(shù)顯示在視頻圖像上；

在中繼系統(tǒng)2疊加處理后，其5.8GHz圖傳模塊24進(jìn)行推送，遙控器3的通信模塊下的5.8GHz圖傳模塊311下進(jìn)行接收，并轉(zhuǎn)化為視頻流信號(hào)，流向視頻驅(qū)動(dòng)優(yōu)化模塊322上，進(jìn)行優(yōu)化后，視頻流信號(hào)流向視頻播放模塊321進(jìn)行播放，視頻播放播放模塊321采用的是8寸的液晶屏；在存儲(chǔ)模塊34存儲(chǔ)的多種自定義飛行模型和參數(shù)，可利用按鍵指令輸入模塊進(jìn)行輸入電信號(hào)，MCU33從存儲(chǔ)模塊34調(diào)取自定義飛行模型和參數(shù)，并顯示在系統(tǒng)參數(shù)顯示模塊323的LCD屏中；

在指揮中心4疊加處理后直接通過指揮中心大屏幕44將帶有飛行參數(shù)的視頻圖像顯示出來。

以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。

凡依本案的設(shè)計(jì)思路所做的等同變化，均落入本案的保護(hù)范圍。