CN113014289A - 一种无人机数据链备份方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机数据链备份方法，包括飞控、任务计算机、地面站、地面分发板和便携式地面站；飞控和任务计算机设置在飞机上，任务计算机和飞控之间通过透明传输连接，飞控用于控制飞机飞行；地面站和地面分发板部署在地面，地面站和地面分发板连接，地面站向地面分发板发送控制和查询命令，地面分发板将数据转发后发送给任务计算机和飞控，地面站和地面分发板与飞控、任务计算机之间的通信为主数据链；所便携式地面站具备遥控器的全部功能以及地面站部分功能，便携式地面站直接与飞控通信，便携式地面站与飞控之间的通信为备用数据链；便携式地面站和地面站互相通信。本发明采用备用数据链规避了单一数据链出现问题而产生的风险。

Description

一种无人机数据链备份方法

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种无人机数据链备份方法。

背景技术

随着无人机技术的不断成熟，其应用也越来越多，航拍、植保、快递运输、救援、巡检等。为了实现无人机的正常飞行，无人机控制基本上都在地面端。地面操作人员通过遥控器或者地面站的控制可以发送各种控制命令以及获取无人机上的各种飞行信息。

现有的无人机技术大多是通过遥控器和地面站来控制无人机的飞行。一般的无人机分成手动模式和自动模式，手动模式指的是通过遥控器的改变无人机的舵机来控制无人机的产生不同姿态来控制无人机的飞行，自动模式指的是使用地面站给无人机中的飞控发送指令，飞控根据地面站发送的命令来控制无人机自动飞行。在近场飞行时，遥控器和地面站均可对无人机进行控制，在远场飞行时，一般是依靠地面站来控制。

受遥控器的接收机的距离限制，遥控器控制无人机的距离仅为1公里左右，而地面站可以通过专业的数传天线与无人机进行通信，控制距离可达上百公里。大部分无人机应用需要的控制距离远大于遥控器的控制距离，并且有的任务还需要发送一批复杂的指令，所以，执行任务时，基本上使用地面站来控制无人机。在近场飞行时，遥控器和地面站都可以对无人机进行控制，超过遥控器的遥控距离后，无人机只能依靠地面站通过数传来控制。

现有技术中，在数传出现异常或者受到干扰后，无人机就有可能失控。

发明内容

基于背景技术所存在的问题，本发明公开了一种无人机数据链备份方法，采用备用数据链规避了单一数据链出现问题而产生的风险。

本发明公开了一种无人机数据链备份方法，包括飞控、任务计算机、地面站、地面分发板和便携式地面站；飞控和任务计算机设置在飞机上，任务计算机和飞控之间通过透明传输连接，飞控用于控制飞机飞行；地面站和地面分发板部署在地面，地面站和地面分发板连接，地面站向地面分发板发送控制和查询命令，地面分发板将数据转发后发送给任务计算机和飞控，地面站和地面分发板与飞控、任务计算机之间的通信为主数据链；所便携式地面站具备遥控器的全部功能以及地面站部分功能，便携式地面站直接与飞控通信，便携式地面站与飞控之间的通信为备用数据链；便携式地面站和地面站互相通信。

进一步地，主数据链正常通信时，地面站不向便携式地面站进行数据请求；主数据链通信异常时，地面站通过便携式地面站使用备用数据链与飞控进行通信，从而实现获取飞行信息和控制无人机的目的。在主数据链通信异常时，地面站可通过便携式地面站使用备用数据链控制无人机，规避了单一数据链出现问题而产生的风险。

进一步地，备用数据链通信异常时，便携式地面站通过地面站使用主数据链与飞控进行通信，便携式地面站可以通过主数据链向飞控发送查询命令，便携式地面站需要软件解锁控制权限才可通过主数据链向飞控发送控制命令。在备用数据链通信异常时，便携式地面站可通过地面站使用主数据链与飞控进行通信，便携式地面站默认无法发送控制命令，需要使用软件解锁控制权限，避免了误操作的几率。

进一步地，地面站和地面分发板，通过专业数传天线与任务计算机、飞控进行通信，控制距离可达几百公里。

进一步地，便携式地面站通过数传直接与任务计算机、飞控进行通信；在有限的距离内，所述便携式地面站可以作为遥控器向无人机发送部分控制命令。

进一步地，地面站和便携式地面站分别向飞控请求飞行信息数据，地面站和便携式地面站收到有效数据后保存在内存中。

进一步地，地面站和便携式地面站之间通过以太网进行通信。

进一步地，地面站和便携式地面站分别运行特制的软件。

进一步地，便携式地面站同样具备地面站显示飞行信息数据的功能。通过便携式地面站显示飞行信息数据，可以减少飞手在近场飞行时误判的几率。

进一步地，便携式地面站同样具备地面站显示飞行信息数据的功能。

本发明公开了一种无人机数据链备份方法：本发明设计巧妙，通过设置地面站和便携式地面站与无人机进行通信，若地面站与无人机之间的通信异常，则地面站可通过便携式地面站使用备用数据链与无人机进行通信，规避了单一数据链出现问题而产生的风险；通过设置便携式地面站可以让飞手获得无人机的飞行信息，在近场飞行时可以减少误判的几率。

附图说明

图1为本发明的***架构图；

图2为地面站发送查询飞行信息命令流程图；

图3为便携式地面站收到飞行信息数据查询流程图；

图4为地面站发送控制命令流程图；

图5为便携式地面站接收数据流程图；

其中，10、飞控，20、任务计算机，30、地面站，40、地面分发板，50、便携式地面站。

具体实施方式

如图1所示，图1为发明公开的一种无人机数据链备份方法，采用了备用数据链规避了单一数据链出现问题而产生的风险。

参照图1，一种无人机数据链备份方法，其特征在于，包括飞控10、任务计算机20、地面站30、地面分发板40和便携式地面站50；所述飞控10和任务计算机20设置在飞机上，任务计算机20和飞控10之间通过透明传输连接，所述飞控10用于控制飞机飞行；所述地面站30和地面分发板40部署在地面，地面站30和地面分发板40连接，地面站30向地面分发板40发送控制和查询命令，地面分发板40将数据转发后发送给任务计算机20和飞控10，地面站30和地面分发板40与飞控10、任务计算机20之间的通信为主数据链；所便携式地面站50具备遥控器的全部功能以及地面站30部分功能，便携式地面站50直接与飞控10通信，便携式地面站50与飞控10之间的通信为备用数据链；所述便携式地面站50和地面站30互相通信。

参照图2、图4和图5，主数据链正常通信时，所述地面站30不向便携式地面站50进行数据请求；主数据链通信异常时，所述地面站30通过便携式地面站50使用备用数据链与飞控10进行通信，从而实现获取飞行信息和控制无人机的目的。地面站30通过主数据链向飞控10请求飞行信息数据包，若地面站30收到数据包，地面站30将飞行信息数据包进行解析，地面站30置位当前的连接状态，地面站30将收到的数据保存，并记录日志；若地面站30通过主数据链向飞控10请求飞行信息数据包失败时，地面站30向便携式地面站50请求飞行数据包，便携式地面站50向飞控10请求飞行信息数据，便携式地面站50将获取的飞行信息数据进行解析，便携式地面站50将解析后的飞行信息数据包发送给地面站30；主数据链异常时，地面站30将检查与便携式地面站50之间的连接，连接正常时，地面站30将编码待发送的控制命令数据包，地面站30将控制命令发送给便携式地面站50，便携式地面站50通过备用数据链将控制命令发送给飞控10。

参照图2、图3、图4和图5，备用数据链通信正常时，便携式地面战50不向地面站30进行数据请求；备用数据链通信异常时，所述便携式地面站50通过地面站30使用主数据链与飞控10进行通信，便携式地面站50可以通过主数据链向飞控10发送查询命令，便携式地面站50需要软件解锁控制权限才可通过主数据链向飞控10发送控制命令。所述便携式地面站50直接向飞控10请求飞行信息数据包，便携式地面站50未接收到有效数据，便携式地面站50通过地面站30使用主数据链向飞控10请求飞行信息数据包；便携式地面站50默认无法发送控制命令，使用软件将便携式地面站的控制权限解锁，便携式地面站50将获取发送控制命令的功能。

参照图1，所述地面站30和地面分发板40，通过专业数传天线与任务计算机20、飞控10进行通信，控制距离可达几百公里。

参照图1，所述便携式地面站50通过数传直接与任务计算机20、飞控10进行通信；在有限的距离内，所述便携式地面站50可以作为遥控器向无人机发送部分控制命令。

参照图1、图2和图3，所述地面站30和便携式地面站50分别向飞控10请求飞行信息数据，地面站30和便携式地面站50收到有效数据后保存在内存中，地面站30保存收到的数据后记录日志，并将飞行信息数据显示到界面。地面站通过主数据链将查询命令数据包发送给飞控10，便携式地面站50通过备用数据链将查询命令数据包发送给飞控10，飞控10返回飞行信息数据，地面站30获取飞控10返回的飞行信息数据，便携式地面站50获取飞控10返回的飞行信息数据，便携式地面站50将获取的飞行信息数据存入内存中，地面站30将获取的飞行信息数据存入内存中，并记录日志，最后，地面站将飞行信息数据显示到界面。

参照图1，所述地面站30和便携式地面站50之间通过以太网进行通信。

参照图1，所述地面站30和便携式地面站50分别运行特制的软件。

参照图1，所述便携式地面站50同样具备地面站30显示飞行信息数据的功能。便携式地面站50将飞控10返回的飞行信息数据显示，使飞手在近场控制时可以减少误判的几率。

工作过程：地面站30通过主数据链向飞控10发送查询命令请求飞行信息数据包，若地面站30成功收取到飞控10返回的飞行信息数据包，地面站30将飞行信息数据进行解析，地面站30检查与便携式地面站50的连接状态，地面站30将收到的飞行信息数据保存，并记录日志，地面站30将飞行信息数据显示到界面；若地面站30未收取到飞控10返回的飞行信息数据包，地面站30向便携式地面站50发送飞行信息查询数据包，便携式地面站50检查与飞控10的连接状态，便携式地面站50获取飞控10返回的有效飞行信息数据，并将有效飞行信息数据包返回给地面站30；地面站30通过主数据链向飞控10发送控制命令数据包时，地面站30将判断当前串口是否连接，若连接正常，地面站30编码待发送控制命令数据包，地面站30通过串口将数据包发送给飞控10，若地面站30判断当前串口连接失败，地面站30将检测与便携式地面站50的连接状态，若连接异常，则命令发送失败，若连接正常，地面站30将编码待发送控制命令数据包，地面站30通过以太网将控制命令数据包发送给便携式地面站50，便携式地面站50将控制命令数据包发送给飞控10；便携式地面站50通过备用数据链与飞控10进行通信，若备用数据链通信异常，便携式地面站50将通过地面站30使用主数据链与飞控10进行通信，便携式地面站50默认无法发送控制命令，便携式地面站50需使用软件解锁控制权限才可发送控制命令。

综上所述，本发明公开的一种无人机数据链备份方法，通过地面站和便携式地面站与飞控进行通信，规避了单一数据链出现问题而产生的风险；地面站通过主数据链向飞控发送查询命令数据包，若地面站成功收到飞控返回的飞行信息数据包，地面站将飞行信息数据包进行解析，地面站置位当前的连接状态，地面站将收到的数据保存，并记录日志，地面站将飞行信息数据显示到界面；若地面站未成功收到飞控返回的飞行信息数据包，地面站通过以太网与便携式地面站进行通信，地面站将控制命令数据包发送给便携式地面站，便携式地面站向飞控请求飞行信息数据包，便携式地面站将飞控返回的飞行信息数据包进行解析，便携式地面站通过以太网将解析后的数据发送给地面站；地面站通过主数据链向飞控发送控制命令数据包，地面站首先判断当前的串口是否连接，若地面站判断连接正常，地面站将待发送控制命令数据包进行编码，地面站通过串口将数据包发送给飞控；若地面站判断串口连接失败，地面站将待发送控制命令进行编码，地面站通过以太网将编码后的控制命令数据包发送给便携式地面站，便携式地面站通过备用数据链将控制命令数据包发送给飞控；若备用数据链通信异常，便携式地面站将通过以太网与地面站进行通信，便携式地面站借助地面站使用主数据链与飞控进行通信；便携式地面站默认无法向飞控发送控制命令数据包，便携式地面站需通过软件解锁控制权限才可向飞控发送控制命令数据包。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无人机数据链备份方法，其特征在于，包括飞控（10）、任务计算机（20）、地面站（30）、地面分发板（40）和便携式地面站（50）；所述飞控（10）和任务计算机（20）设置在飞机上，任务计算机和飞控之间通过透明传输连接，所述飞控（10）用于控制飞机飞行；所述地面站（30）和地面分发板（40）部署在地面，地面站（30）和地面分发板（40）连接，地面站（30）向地面分发板（40）发送控制和查询命令，地面分发板（40）将数据转发后发送给任务计算机（20）和飞控（10），地面站（30）和地面分发板（40）与飞控（10）、任务计算机（20）之间的通信为主数据链；所便携式地面站（50）具备遥控器的全部功能以及地面站（30）部分功能，便携式地面站（50）直接与飞控（10）通信，便携式地面站（50）与飞控（10）之间的通信为备用数据链；所述便携式地面站（50）和地面站（30）可以互相通信。

2.根据权利要求1所述的一种无人机数据链备份方法，其特征在于，主数据链正常通信时，所述地面站（30）不向便携式地面站（50）进行数据请求；主数据链通信异常时，所述地面站（30）通过便携式地面站（50）使用备用数据链与飞控（10）进行通信，从而实现获取飞行信息和控制无人机的目的。

3.根据权利要求2所述的一种无人机数据链备份方法，其特征在于，备用数据链通信正常时，便携式地面站（50）不向地面站（30）进行数据请求；备用数据链通信异常时，所述便携式地面站（50）通过地面站（30）使用主数据链与飞控（10）进行通信，便携式地面站（50）可以无障碍的通过主数据链向飞控（10）发送查询命令，便携式地面站（50）需要软件解锁控制权限才可通过主数据链向飞控（10）发送控制命令。

4.根据权利要求3所述的一种无人机数据链备份方法，其特征在于，所述地面站（30）和地面分发板（40），通过专业数传天线与任务计算机（20）、飞控（10）进行通信，控制距离可达几百公里。

5.根据权利要求4所述的一种无人机数据链备份方法，其特征在于，所述便携式地面站（50）通过数传直接与任务计算机（20）、飞控（10）进行通信；在有限的距离内，所述便携式地面站（50）可以作为遥控器向无人机发送部分控制命令。

6.根据权利要求5所述的一种无人机数据链备份方法，其特征在于，所述地面站（30）和便携式地面站（50）分别向飞控（10）请求飞行信息数据，地面站（30）和便携式地面站（50）收到有效数据后保存在内存中。

7.根据权利要求6所述的一种无人机数据链备份方法，其特征在于，所述地面站（30）和便携式地面站（50）之间通过以太网进行通信。

8.根据权利要求7所述的一种无人机数据链备份方法，其特征在于，所述地面站（30）和便携式地面站（50）分别运行特制的软件。

9.根据权利要求8所述的一种无人机数据链备份方法，其特征在于，所述便携式地面站（50）同样具备地面站（30）显示飞行信息数据的功能。

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