本發(fā)明涉及無人機控制領(lǐng)域，具體涉及一種無人機、基于白頻譜的無人機操控方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無人機遠(yuǎn)程控制技術(shù)目前主要集中在兩種無線控制方式：1、wifi技術(shù)；2、無線移動通訊技術(shù)。

這兩種無線技術(shù)均是有限資源，而且，一般一架無人機需要配置一套操控設(shè)備。并且，這兩種無線技術(shù)的覆蓋范圍相對來說比小的。并且，在使用無線移動通訊技術(shù)的時候，會出現(xiàn)小區(qū)切換等必要技術(shù)操作，此時可能會導(dǎo)致控制間斷。在沒有無線基站信號或者wifi信號覆蓋的情況下，則無法實現(xiàn)對無人機的操控。

無線控制器基于以上兩種無線控制方式，進(jìn)行無人機控制。但是，這兩個無線技術(shù)覆蓋范圍是有限的，一旦無人機飛出覆蓋范圍，無線控制器將無法對其進(jìn)行控制。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┮环N無人機、基于白頻譜的無人機操控方法和系統(tǒng)，以提高無人機的無線控制覆蓋的范圍。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種基于白頻譜的無人機操控系統(tǒng),包括：

控制器，用于發(fā)出控制一架或多架無人機的控制指令；

系統(tǒng)控制臺，用于對無人機和控制器進(jìn)行匹配；以及接收控制器發(fā)出的控制指令，并將控制指令進(jìn)行加密和/或調(diào)制后輸出，并通過第一信號收發(fā)單元以無線電波的形式發(fā)送給無人機；以及接收無人機通過無線電波經(jīng)第一信號收發(fā)單元向系統(tǒng)控制臺發(fā)出的信號；其中所述無線電波的頻段在白頻譜頻段內(nèi)；

其中，所述無人機包括用于白頻譜頻段的無線信號收發(fā)的信號收發(fā)模塊。

所述的基于白頻譜的無人機操控系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)控制臺對無人機和控制器進(jìn)行匹配，包括：

通過第一信號收發(fā)單元與搜尋無線資源的無人機建立基于白頻譜頻段的無線通訊連接；

將建立無線通訊連接的無人機加入操控系統(tǒng)；

對加入到操控系統(tǒng)的無人機進(jìn)行設(shè)備編號；

啟動控制器，并分配無人機給控制器，完成無人機和控制器的匹配。

所述的基于白頻譜的無人機操控系統(tǒng)，其中，所述無人機操控系統(tǒng)還包括所述第一信號收發(fā)單元，所述第一信號收發(fā)單元包括廣播電視信號接收發(fā)射塔。

所述的基于白頻譜的無人機操控系統(tǒng)，其中，所述加密為跳頻加密。

所述的基于白頻譜的無人機操控系統(tǒng)，其中，控制器與無人機的匹配為一對一匹配、一對多匹配、多對一匹配中的一種。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供一種無人機，包括：

信號收發(fā)模塊，用于搜尋白頻譜頻段的無線資源，并與無人機操控系統(tǒng)建立基于白頻譜頻段的無線通訊連接；接收無人機操控系統(tǒng)發(fā)出的無線信號并解調(diào)出控制指令，將控制指令輸出給功能執(zhí)行單元；接收功能執(zhí)行單元輸出的數(shù)據(jù)信號，并將所述數(shù)據(jù)信號調(diào)制后回傳給無人機操控系統(tǒng)；

功能執(zhí)行單元，用于執(zhí)行所述控制指令，并將無人機的數(shù)據(jù)信號輸出給信號收發(fā)模塊；所述數(shù)據(jù)信號包括無人機的位置信息。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供一種基于白頻譜的無人機操控方法，包括如下步驟：

控制器發(fā)出控制一架或多架無人機的控制指令；

系統(tǒng)控制臺對無人機和控制器進(jìn)行匹配；接收控制器發(fā)出的控制指令，并將控制指令進(jìn)行加密和/或調(diào)制后輸出給第一信號收發(fā)單元，以使得第一信號收發(fā)單元將系統(tǒng)控制臺發(fā)出的信號以無線電波的形式發(fā)送給無人機；

所述系統(tǒng)控制臺接收無人機通過無線電波經(jīng)第一信號收發(fā)單元向系統(tǒng)控制臺發(fā)出的信號；其中所述無線電波的頻段在白頻譜頻段內(nèi)。

所述的基于白頻譜的無人機操控方法，其中，在步驟“控制器發(fā)出控制一架或多架無人機的控制指令”之前，還包括步驟：

系統(tǒng)控制臺通過第一信號收發(fā)單元與搜尋無線資源的無人機建立基于白頻譜頻段的無線通訊連接；

系統(tǒng)控制臺將建立無線通訊連接的無人機加入操控系統(tǒng)；

系統(tǒng)控制臺對加入到操控系統(tǒng)的無人機進(jìn)行設(shè)備編號；

系統(tǒng)控制臺啟動控制器，并分配無人機給控制器，完成無人機和控制器的匹配。

所述的基于白頻譜的無人機操控方法，其中，所述第一信號收發(fā)單元包括廣播電視信號接收發(fā)射塔。

所述的基于白頻譜的無人機操控方法，其中，所述加密為跳頻加密。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的無人機、基于白頻譜的無人機操控方法和系統(tǒng)中，所述操控系統(tǒng)包括控制器和系統(tǒng)控制臺。通過系統(tǒng)控制臺對無人機和控制器進(jìn)行匹配；接收控制器發(fā)出的控制指令，并將控制指令進(jìn)行加密和/或調(diào)制后輸出，并通過第一信號收發(fā)單元以無線電波的形式發(fā)送給無人機，以及接收無人機通過無線電波經(jīng)第一信號收發(fā)單元向系統(tǒng)控制臺發(fā)出的信號；其中無線電波的頻段在白頻譜頻段內(nèi)。操控系統(tǒng)與無人機采用白頻譜頻段的無線信號進(jìn)行通信，信號傳輸距離相對于現(xiàn)有無線產(chǎn)品要遠(yuǎn)幾公里甚至十幾公里或者以上，而且，帶寬資源較豐富，提高了無人機的無線控制覆蓋的范圍。且不易與現(xiàn)有wifi、無線頻率相互干擾。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的基于白頻譜的無人機操控系統(tǒng)一實施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明提供的基于白頻譜的無人機操控方法一實施例的流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的基于白頻譜的無人機操控方法中，步驟s10之前的步驟流程圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明中用到的術(shù)語定義：

白頻譜資源為廣播電視的頻段資源，包含分配給廣播電視使用但事實上沒有被使用或沒有被充分使用的頻段、相鄰頻道間的保護(hù)頻段以及廣電業(yè)模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)換后空閑出來的頻段。

本發(fā)明的操控系統(tǒng)與無人機之間的無線通信的頻段采用白頻譜頻段，以提高無人機的無線控制覆蓋的范圍。

具體的，在實施例一中，本發(fā)明給出一種基于白頻譜的無人機操控系統(tǒng)，請參考圖1，所述操控系統(tǒng)包括：控制器10和系統(tǒng)控制臺210?？刂破?0與系統(tǒng)控制臺210有線或無線通訊連接，當(dāng)然，控制器10也可以集成在系統(tǒng)控制臺210中。

控制器10，用于發(fā)出控制一架或多架無人機30的控制指令。本實施例中，控制器10為無線控制器，即控制器10與系統(tǒng)控制臺210無線通訊連接，其與系統(tǒng)控制臺210可通過wifi網(wǎng)絡(luò)、無線移動通訊網(wǎng)絡(luò)或者白頻譜頻段內(nèi)的無線通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)控制臺210通訊連接。

系統(tǒng)控制臺210，用于對無人機30和控制器10進(jìn)行匹配；接收控制器10發(fā)出的控制指令，并將控制指令進(jìn)行加密和/或調(diào)制后輸出，并通過第一信號收發(fā)單元220以無線電波的形式發(fā)送給無人機30；以及接收無人機30通過無線電波經(jīng)第一信號收發(fā)單元220向系統(tǒng)控制臺210發(fā)出的信號；其中無線電波的頻段在白頻譜頻段內(nèi)。本實施例中，加密為跳頻加密，避免信號干擾。當(dāng)然，在其它實施例中，也可采用同頻異碼或同頻同碼異ip等方式，來解決同頻可能帶來的信號干擾問題。即使同頻，加密碼不一樣也可以獨立控制，還可以在同頻情況下，采用時分復(fù)用，同樣可避免干擾。本實施例中，無人機30經(jīng)第一信號收發(fā)單元220回傳的信號包含無人機30的位置信息，便于系統(tǒng)控制臺210實時獲取無人機30的位置。系統(tǒng)控制臺210與無人機30之間通過白頻譜頻段內(nèi)的無線電波傳輸控制指令和無人機30的位置，信號傳輸距離相對于現(xiàn)有無線產(chǎn)品要遠(yuǎn)幾公里甚至十幾公里或者以上，而且，帶寬資源較豐富，提高了無人機的無線控制覆蓋的范圍。且不易與現(xiàn)有wifi、無線頻率相互干擾。

第一信號收發(fā)單元220，用于將系統(tǒng)控制臺210發(fā)出的信號以無線電波的形式發(fā)送給無人機30，并接收無人機30發(fā)出的信號，將無人機30發(fā)出的信號回傳給系統(tǒng)控制臺210。第一信號收發(fā)單元220與系統(tǒng)控制臺210連接。

系統(tǒng)控制臺210對無人機30和控制器10進(jìn)行匹配，具體包括：系統(tǒng)控制臺210啟動后進(jìn)行初始化；通過第一信號收發(fā)單元220與搜尋無線資源的無人機30建立基于白頻譜頻段的無線通訊連接；在接收到確認(rèn)指令后，將建立無線通訊連接的無人機加入操控系統(tǒng)；對加入到操控系統(tǒng)的無人機30進(jìn)行設(shè)備編號，具體采用ip格式進(jìn)行編號；啟動控制器10，并分配無人機30給控制器10，完成無人機30和控制器10的匹配。第一信號收發(fā)單元220與無人機30建立連接后，可由操作人員輸入確認(rèn)指令將無人機納入操控系統(tǒng)，也可以直接默認(rèn)加入。

系統(tǒng)控制臺210可與一個或多個控制器10連接，第一信號收發(fā)單元220可與一個或多個無人機30連接。控制器10與無人機30的匹配為一對一匹配、一對多匹配、多對一匹配中的一種。即，通過系統(tǒng)控制臺210和第一信號收發(fā)單元220，可實現(xiàn)多個控制器10同時控制多個無人機30，控制器10與無人機30采用一對一控制。當(dāng)然，系統(tǒng)控制臺210也可以將多架無人機30與一個控制器10匹配，則一個控制器10即可對多架無人機30進(jìn)行控制，實現(xiàn)無人機群的集群控制。當(dāng)然，系統(tǒng)控制臺210還可以將一架無人機30與多個控制器10匹配，可滿足不同使用條件下的無人機操控。本發(fā)明非常適合無人機的遠(yuǎn)程集群管理。

系統(tǒng)控制臺210還設(shè)置有一個或多個顯示器接口，通過顯示器接口可與顯示器連接，以方便通過顯示器顯示無人機實時或非實時回傳的視頻，還可進(jìn)行無人機位置的顯示。

本實施例中，無人機操控系統(tǒng)包括所述第一信號收發(fā)單元220，第一信號收發(fā)單元220包括廣播電視信號接收發(fā)射塔等現(xiàn)有廣電設(shè)備。采用現(xiàn)有的廣播電視信號接收發(fā)射塔與無人機30進(jìn)行信號傳輸，極大的節(jié)約了資源和成本，覆蓋面廣。

本實施例中，第一信號收發(fā)單元220與無人機30之間通信的無線信號頻段，可采用空閑電視廣播頻段，即在470mhz與790mhz之間，可避免現(xiàn)有電視廣播之間的干擾。

操控系統(tǒng)還可以包括無人機30，無人機30支持白頻譜頻段信號的收發(fā)。

具體的，無人機30包括信號收發(fā)模塊和功能執(zhí)行單元。

信號收發(fā)模塊，用于搜尋白頻譜頻段的無線資源，并與無人機操控系統(tǒng)建立基于白頻譜頻段的無線通訊連接；接收無人機操控系統(tǒng)發(fā)出的無線信號并解調(diào)出控制指令，將控制指令輸出給功能執(zhí)行單元；接收功能執(zhí)行單元輸出的數(shù)據(jù)信號，并將所述數(shù)據(jù)信號調(diào)制后回傳給無人機操控系統(tǒng)。同樣的，信號收發(fā)模塊也對應(yīng)采用跳頻加密技術(shù)進(jìn)行信號傳輸，降低信號間的干擾。

功能執(zhí)行單元，用于執(zhí)行所述控制指令，并將無人機的數(shù)據(jù)信號輸出給信號收發(fā)模塊。無人機的數(shù)據(jù)信號包括無人機的位置信息。

本實施例中，白頻譜通道用來進(jìn)行位置信息的回傳，而無人機拍攝的圖像、視頻則通過wifi、或無線移動通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行回傳。具體的，無人機還可包括通訊模塊，用于通過無線移動通訊網(wǎng)絡(luò)或者wifi網(wǎng)絡(luò)將無人機拍攝的圖像、視頻等數(shù)據(jù)回傳給系統(tǒng)控制臺。所述無線移動通訊網(wǎng)絡(luò)可以是：5g、4g、3g等通訊網(wǎng)絡(luò)，無人機內(nèi)設(shè)置5g、4g、3g數(shù)據(jù)卡，即可通過無線基站進(jìn)行圖像、視頻的回傳。由于圖像、視頻等數(shù)據(jù)沒有位置信息對無人機的操控影響大，且不一定需要實時回傳，故可采用與位置信息不同的無線傳輸方式進(jìn)行信號傳輸。

當(dāng)然，在其它實施例中，無人機拍攝的圖像、視頻等數(shù)據(jù)也可以通過信號收發(fā)模塊經(jīng)第一信號收發(fā)單元回傳給系統(tǒng)控制臺，換而言之，所述數(shù)據(jù)信號包括無人機拍攝的視頻、照片、位置信息、無人機狀態(tài)中的一種或多種；無需使用兩套無線傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像、視頻數(shù)據(jù)的實時回傳。

信號收發(fā)模塊包括基帶處理單元和射頻單元，基帶處理單元、射頻單元均支持白頻譜頻段信號，且均與功能執(zhí)行單元連接。

射頻單元，用于進(jìn)行白頻譜頻段內(nèi)的無線信號的收發(fā)。

基帶處理單元，用于通過射頻單元搜尋白頻譜頻段的無線資源，并與第一信號收發(fā)單元建立基于白頻譜頻段的無線通訊連接；對射頻單元接收的無線信號進(jìn)行解調(diào)；將功能執(zhí)行單元輸出的數(shù)據(jù)信號調(diào)制后，通過射頻單元回傳給第一信號收發(fā)單元220。

信號收發(fā)模塊還可以包括中頻單元，中頻單元負(fù)責(zé)基帶處理單元與射頻單元之間的連接，用于對基帶處理單元與射頻單元之間的信號進(jìn)行上下變頻、波峰因子衰減和數(shù)字預(yù)失真等處理。

綜上所述，本發(fā)明提供的操控系統(tǒng)，有效的利用已經(jīng)廢棄的電視廣播資源。同時，可以很好的對無人機進(jìn)行控制和管理。白頻譜具有強的穿透能力，以及超廣的覆蓋覆蓋范圍，利用此技術(shù)可以完成控制無人機在建筑中或者建筑物內(nèi)飛行任務(wù)，同時可以超遠(yuǎn)距離控制，以及數(shù)據(jù)傳輸。

本發(fā)明第二實施例中，基于上述操控系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種基于白頻譜的無人機操控方法，請參閱圖2，所述方法包括如下步驟：

s10、控制器10發(fā)出控制一架或多架無人機30的控制指令。

s20、系統(tǒng)控制臺210接收控制器10發(fā)出的控制指令，并將控制指令進(jìn)行加密和/或調(diào)制后輸出給第一信號收發(fā)單元220，以使得第一信號收發(fā)單元220將系統(tǒng)控制臺210發(fā)出的信號以無線電波的形式發(fā)送給無人機30。第一信號收發(fā)單元220包括廣播電視信號接收發(fā)射塔。加密為跳頻加密。

s30、系統(tǒng)控制臺210接收無人機30通過無線電波經(jīng)第一信號收發(fā)單元220向系統(tǒng)控制臺210發(fā)出的信號；其中所述無線電波的頻段在白頻譜頻段內(nèi)。

請參閱圖3，在步驟s10之前，還包括步驟：

s01、系統(tǒng)控制臺210啟動并初始化。

s02、無人機30啟動。

s03、無人機30搜尋無線資源(無線信號)。

s04、無人機30判斷搜尋到的無線資源的頻率是否在白頻譜頻段內(nèi)，若是則進(jìn)入步驟s05；若否，則返回步驟s03。

s05、系統(tǒng)控制臺210通過第一信號收發(fā)單元220與搜尋無線資源的無人機30建立基于白頻譜頻段的無線通訊連接。

s06、系統(tǒng)控制臺210將建立無線通訊連接的無人機30加入操控系統(tǒng)；對加入到操控系統(tǒng)的無人機30進(jìn)行設(shè)備編號，對控制器進(jìn)行設(shè)備編號。

s07、系統(tǒng)控制臺210啟動控制器10，并分配無人機30給對應(yīng)的控制器10，完成無人機30和控制器10的匹配。

由于所述操控方法的原理和特點在上一實施例中已詳細(xì)闡述，在此不再贅述。

以上應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明進(jìn)行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。