本發(fā)明涉及到一種無人機(jī)智能地面站，特別涉及到帶有雙cpu的無人機(jī)智能地面站以及利用帶有雙cpu的無人機(jī)智能地面站控制無人機(jī)的方法。

背景技術(shù)：

無人機(jī)作為一種性能優(yōu)越的空中平臺，最早用于軍事領(lǐng)域。但隨著技術(shù)的發(fā)展和變革，無人機(jī)開始在民用領(lǐng)域迅速發(fā)展。

無人機(jī)主要是通過地面遙控或gps飛控來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)作業(yè)。無人機(jī)作業(yè)與傳統(tǒng)作業(yè)相比，具有作業(yè)精準(zhǔn)、高效環(huán)保等特點(diǎn)，可以節(jié)省大量的人力成本。

目前國內(nèi)無人機(jī)作業(yè)普遍采用航模遙控器手動控制，其方式是由無人機(jī)操作人員（飛手）通過遙控器控制無人機(jī)的起降以及一系列動作，這要求飛手必須經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練，且在操控飛機(jī)時(shí)需要精力高度集中，實(shí)時(shí)關(guān)注周圍環(huán)境以及無人機(jī)的狀態(tài)，不能有半點(diǎn)懈怠。而且無人機(jī)飛行一旦超出視線范圍，操控就難以進(jìn)行，很容易導(dǎo)致無人機(jī)墜毀或，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全問題。

無人機(jī)墜毀或失聯(lián)責(zé)任認(rèn)證問題。這是為無人機(jī)減少損失迫切需要解決的問題，也是行業(yè)安全飛行的需求?，F(xiàn)有的無人機(jī)地面站，只是采集無人機(jī)的飛行軌跡，無法獲知飛手的操作動作，這樣一旦無人機(jī)墜毀或失聯(lián)時(shí)，責(zé)任無法確定是否是飛手操作失誤還是其它問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

所要解決的技術(shù)問題：

現(xiàn)有的無人機(jī)智能地面站不能得知飛手的控制動作，在無人機(jī)出問題時(shí)，無法確定責(zé)任。同時(shí)1個(gè)cpu要同時(shí)接收數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，發(fā)送指令給無人機(jī)等工作，使無人機(jī)遙控器通過cpu控制無人機(jī)時(shí)，指令上有延遲。

技術(shù)方案：

為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種帶有雙cpu的無人機(jī)智能地面站，包括第一cpu，還包括第二cpu、分路復(fù)用器，所述的分路復(fù)用器一端連接第一cpu和第二cpu，另一端連接數(shù)傳模塊，無人機(jī)遙控器連接到第二cpu上，無人機(jī)通過數(shù)傳模塊和第一cpu連接。

所述的第一cpu為非實(shí)時(shí)系統(tǒng)，所述第二cpu為實(shí)時(shí)系統(tǒng)。

在無人機(jī)遙控器和第二cpu之間設(shè)置有教練口，無人機(jī)遙控器的操作指令信息通過教練口傳輸?shù)降诙pu。

所述教練接口通過ppm協(xié)議或sbus協(xié)議接收無人機(jī)操作指令信息。

所述無人機(jī)的行為數(shù)據(jù)包括實(shí)際運(yùn)行軌跡、飛行速度、高度、姿態(tài)等信息。

本發(fā)明還提供了帶有雙cpu的無人機(jī)智能地面站控制無人機(jī)的方法，包括三種模式，自動模式、半自動模式、手動模式。

所述自動模式為：無人機(jī)智能地面站將預(yù)先設(shè)置好的任務(wù)路線、飛行速度由第一cpu通過數(shù)傳模塊發(fā)給無人機(jī)，無人機(jī)上通過數(shù)傳模塊接收后執(zhí)行任務(wù)，同時(shí)無人機(jī)將實(shí)際運(yùn)行軌跡、飛行速度、高度、姿態(tài)、噴幅、流量等信息又通過數(shù)傳據(jù)模塊傳輸?shù)降谝籧pu第一cpu記錄保存。

在所述的半自動模式下，無人機(jī)智能地面站的第一cpu對接收到的無人機(jī)遙控器的操作指令預(yù)先設(shè)置，飛手操縱無人機(jī)遙控器，第二cpu采集到所有的操作指令信息傳輸?shù)降谝籧pu，第一cpu根據(jù)無人機(jī)遙控器的行為對應(yīng)的預(yù)先設(shè)置，通過數(shù)傳模塊發(fā)送指令給無人機(jī)，同時(shí)無人機(jī)將實(shí)際運(yùn)行軌跡、飛行速度、高度、姿態(tài)等信息通過數(shù)傳模塊傳輸?shù)綗o人機(jī)智能地面站的第一cpu。

在所述的手動模式下，飛手操縱無人機(jī)遙控器，所有的操作指令信息傳輸?shù)降诙pu，第二cpu將操作指令通過數(shù)傳模塊發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)按照操作指令飛行，同時(shí)第二cpu將無人機(jī)遙控器的所有操作指令發(fā)送到第一cpu，第一cpu將所有操作指令記錄保存，無人機(jī)將實(shí)際運(yùn)行軌跡、飛行速度、高度、姿態(tài)、噴幅、流量等信息通過數(shù)傳模塊傳輸?shù)降谝籧pu，第一cpu記錄保存。

有益效果

本發(fā)明提供的帶有雙cpu的無人機(jī)智能地面站可以將飛手的操作實(shí)時(shí)記錄下來，或者在某些緊急情況屏蔽飛手的錯(cuò)誤操作，來保證無人機(jī)和人的安全，本發(fā)明提供的帶有雙cpu的無人機(jī)智能地面站提供的采用雙cpu架構(gòu)來最大限度的減少信號延遲。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖和實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，一種帶有雙cpu的無人機(jī)智能地面站，包括第一cpu，還包括第二cpu、分路復(fù)用器，所述的分路復(fù)用器一端連接第一cpu和第二cpu，另一端連接數(shù)傳模塊，無人機(jī)遙控器連接到第二cpu上，無人機(jī)通過數(shù)傳模塊和第一cpu連接。

從圖中可以看出，有兩個(gè)cpu，第一cpu和第二cpu，通過分路復(fù)用器，第一cpu和第二cpu都可以通過數(shù)傳模塊和無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中第二cpu是單向通過數(shù)傳模塊向無人機(jī)，第一cpu和無人機(jī)之間通過數(shù)傳模塊進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。

第一cpu采用非實(shí)時(shí)系統(tǒng)，而第一cpu要同時(shí)接收數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)等工作，在第一cpu的工作狀態(tài)下，從無人機(jī)遙控器做出控制行為到第一cpu發(fā)送行為數(shù)據(jù)到無人機(jī)就存在一個(gè)延時(shí)，由于這個(gè)延時(shí)的存在，會導(dǎo)致突發(fā)情況下，飛手雖然及時(shí)反應(yīng)，作為緊急措施，但指令到達(dá)無人機(jī)時(shí)，已經(jīng)導(dǎo)致事故，所以盡管延時(shí)無法避免，但縮小延時(shí)有著很重要的意義。

增設(shè)了分路復(fù)用器。在這種結(jié)構(gòu)下，第二cpu在收到無人機(jī)遙控器行為數(shù)據(jù)的情況下通過分時(shí)復(fù)用器直接通過數(shù)傳模塊傳輸?shù)綗o人機(jī)，這樣不需要再通過第一cpu通過數(shù)傳模塊到無人機(jī)，減少了延時(shí)，信號轉(zhuǎn)發(fā)的延遲可以控制在5ms以內(nèi)，完全不會影響到飛手的操控體驗(yàn)。

第二cpu的任務(wù)簡單，因此不需要操作系統(tǒng)層，處理代碼直接訪問硬件，從而保證響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。在本專利中第二cpu采用實(shí)時(shí)系統(tǒng)。只負(fù)責(zé)傳送數(shù)據(jù)到第一cpu和發(fā)送行為數(shù)據(jù)信號到無人機(jī)。

進(jìn)一步的優(yōu)化，在無人機(jī)地面站上增設(shè)了教練口，教練口和無人機(jī)遙控器連接，采集無人機(jī)遙控器的行為數(shù)據(jù)發(fā)送到第二cpu。

所述教練接口在通過來ppm協(xié)議或sbus協(xié)議接收無人機(jī)遙控器行為數(shù)據(jù)。

ppm即脈沖位置調(diào)劑，在上個(gè)世紀(jì)，航模鄰域中主要使用這種信號作為遙控器的主要無線通信協(xié)議，后來被用于教練線和模擬器。該信號使用多個(gè)脈沖作為一組，并以組為單位周期性發(fā)送，通過組內(nèi)各個(gè)脈沖之間的寬度來傳輸相應(yīng)通道的舵機(jī)控制信息。每個(gè)通道信號脈寬0~2ms，變化范圍為1~2ms之間。1幀ppm信號長度為20ms，理論上最多可以有10個(gè)通道，但是同步脈沖也需要時(shí)間，模型遙控器最多9個(gè)通道。

sbus即智能總線，該協(xié)議有兩個(gè)特點(diǎn)：一個(gè)是數(shù)字化，一個(gè)是總線化。數(shù)字化是指協(xié)議使用現(xiàn)有數(shù)字通信接口作為通信的硬件協(xié)議，使用專用的軟件協(xié)議，這使得該設(shè)備非常適合在單片機(jī)系統(tǒng)中使用，也就是說適合與飛控鏈接。另外在其硬件協(xié)議中使用了數(shù)據(jù)校驗(yàn)增加抗干擾能力?？偩€化指的是一個(gè)數(shù)字接口可以鏈接多個(gè)設(shè)備，這些設(shè)備通過hub與一個(gè)s.bus總線連接，并能夠得到各自的控制信息。

本發(fā)明還提供了帶有雙cpu的無人機(jī)智能地面站控制無人機(jī)的方法，有三種模式，分別為自動模式、半自動模式和手動模式。

在自動模式下，由于無人機(jī)智能地面站將預(yù)先設(shè)置好的任務(wù)路線、飛行速度，所以通過第一cpu直接將操作指令通過數(shù)傳模塊發(fā)送到無人機(jī)，無人機(jī)將實(shí)際運(yùn)行軌跡、飛行速度、高度、姿態(tài)、噴幅、流量等信息通過數(shù)傳模塊發(fā)送到第一cpu，由第一cpu記錄保存和分析。在自動模式下，只是第一cpu工作。

在半自動模式下，無人機(jī)智能地面站的第一cpu對接收到的無人機(jī)遙控器的操作指令預(yù)先設(shè)置，所以半自動模式還是由第一cpu發(fā)送從第二cpu處接收到操作指令，按照對應(yīng)的預(yù)先設(shè)置的指令通過數(shù)傳模塊傳送到無人機(jī)，無人機(jī)按照對應(yīng)的預(yù)先設(shè)置的指令進(jìn)行飛行，無人機(jī)將實(shí)際運(yùn)行軌跡、飛行速度、高度、姿態(tài)、噴幅、流量等信息通過數(shù)傳模塊發(fā)送到第一cpu，由第一cpu記錄保存和分析。

半自動模式和其它模式相比不同的是，無人機(jī)智能地面站對無人機(jī)遙控器的操作動作進(jìn)行預(yù)設(shè)，比如，操作手柄控制飛機(jī)向左飛一定距離，操作手柄，到達(dá)一定距離后，松開，這樣存在一問題，不能精確的操作，智能地面站通過|cpu對左飛的動作進(jìn)行預(yù)設(shè)，手柄向左動一下，無人機(jī)向左移動確定的距離，這樣就能夠精確的控制。

無人機(jī)的半自動模式主要是由飛機(jī)上的飛控和遙控器聯(lián)合控制，事先將一些預(yù)設(shè)參數(shù)包括地塊測繪信息、無人機(jī)飛行速度、高度、流量、噴幅等，這些預(yù)設(shè)參數(shù)發(fā)送到飛控，由飛手去控制。無人機(jī)遙控器在作業(yè)過程中只需要向前推桿噴灑，向右推桿一下即可。期間飛控會回傳無人機(jī)植保的狀態(tài)信息。

在手動模式下，手動模式下，飛手操縱無人機(jī)遙控器，所有的操作指令信息傳輸?shù)降诙pu，第二cpu將操作指令通過數(shù)傳模塊發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)按照操作指令飛行，同時(shí)第二cpu將無人機(jī)遙控器的所有操作指令發(fā)送到第一cpu，第一cpu將所有操作指令記錄保存，無人機(jī)將實(shí)際運(yùn)行軌跡、飛行速度、高度、姿態(tài)信息通過數(shù)傳模塊傳輸?shù)降谝籧pu，第一cpu記錄保存。

在手動模式下，是由第二cpu通過分路復(fù)用器和數(shù)傳模塊向無人機(jī)發(fā)送操作指令。這樣不需要再通過第一cpu通過數(shù)傳模塊到無人機(jī)，減少了延時(shí)，信號轉(zhuǎn)發(fā)的延遲可以控制在5ms以內(nèi)。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明的，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。