CN208781072U - 一种便携式无人机地面站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种便携式无人机地面站，包括无线连接的手持操控端和地面箱；所述手持操控端包括控制单元及分别与该控制单元连接的输入单元、显示单元和用于连接所述地面箱的通信单元；连接所述显示单元的无线接收单元；所述地面箱包括与无人机的通信单元远程交互连接的图传单元及分别与该图传单元连接的视频接口模块和通信单元；与所述视频接口模块连接的无线发送单元，用于发送无人机采集的图像数据至所述无线接收单元。本实用新型将显示端、操作端与控制端进行分离，采用无线连接的方式，实现了更为便携的无人机操控方式。

Description

一种便携式无人机地面站

技术领域

本实用新型涉及无人机指挥控制领域，特别涉及一种便携式无人机地面站。

背景技术

无人机地面站是无人机***的重要组成部分，其控制内容包括:无人机的飞行过程，飞行航迹，有效载荷的任务功能，通讯链路的正常工作，以及无人机的发射和回收。地面站设备组成一般都是由遥控器、电脑、视频显示器、电源***、电台等设备组成，一般简单的来说就是一台电脑(手机、平板)，一个电台，一个遥控，电脑(手机、平板)上装有控制无人机的软件，通过航线规划工具规划无人机飞行的线路，并设定飞行高度，飞行速度，飞行地点，飞行任务等通过数据口连接的数传电台将任务数据编译传送至飞控中。

整套无人机飞控工作原理就是地面站开机，规划航线，给飞控开机，上传航线至飞控，再设置自动起飞及降落参数，如起飞时离地速度，抬头角度(起飞攻角，也称迎角)，爬升高度，结束高度，盘旋半径或直径，清空空速计等，然后检查飞控中的错误、报警，一切正常，开始起飞，盘旋几周后在开始飞向任务点，执行任务，最后降落。

目前，无人机地面站主要有几种形式：如、车式地面站、手持手柄式地面站、和箱体式地面站。其中，箱体式地面站适用于小型无人机的地面指挥控制，其集成度高，成本低，便携性强，转场方便，广泛应用于无人机领域。但是，现有的箱体式地面站多为一体式，即视频显示器，电源***，电台等设备都安装于一个容纳箱内，对于工作人员来说，容纳箱体积仍然较大，重量大，不易携带，并且这种地面站通常只适合一个工作人员在容纳箱旁边进行监控与操作，若出现多个工作人员需要同时对无人机进行多方监控和操作，以实现多任务配合工作的情况下，此种地面站无法满足这种工作需求，因此，需要一种更为便携的无人机地面站，将显示端、操作端与控制端进行分离，采用无线连接的方式，以满足多个工作人员各司其职，配合完成无人机的多项工作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种便携式无人机地面站，通过将显示屏及操作部集成在一便携的手持操控端上，使其与地面箱通过近距离无线连接，传输图像数据及控制命令，使操作更为便捷，携带更为方便，且地面箱可连接不同的控制部，满足多个工作人员同步监控及操作的目的。

本实用新型采用的技术方案为，一种便携式无人机地面站，包括无线连接的手持操控端和地面箱；

所述手持操控端包括控制单元及分别与该控制单元连接的输入单元、显示单元和用于连接所述地面箱的通信单元；连接所述显示单元的无线接收单元；

所述地面箱包括与无人机的通信单元远程交互连接的图传单元及分别与该图传单元连接的视频接口模块和通信单元；与所述视频接口模块连接的无线发送单元，用于发送无人机采集的图像数据至所述无线接收单元。

由上，本实用新型提供的地面站在工作时，将地面箱放置于一平整地面，与无人机、计算机和手持操控端建立通信连接，工作人员通过计算机对无人机的飞行航线进行规划并设置相关飞行参数，使无人机飞行至任务地点，并利用手持操控端对无人机进行拍照摄像等工作任务，并可配合采集的图像进行飞行角度或速度的相关调整，以使无人机顺利完成飞行任务，该地面站的体积更小，便携性更好，且工作人员可分别控制计算机和手持操控端对无人机进行操控，在实现地面站便携性能的同时还可满足多个工作人员同步工作的需求。

其中，所述输入单元包括分别与所述控制单元连接的方向杆、控制按钮及编码器旋钮。

由上，利用3轴+1键方向摇杆可控制无人机上的摄像组件进行朝向调整和拍照，利用控制按钮和编码器旋钮可进行工作模式的选择和设定。

其中，所述显示单元包括与所述控制单元依次连接的高亮屏驱动模块和高亮显示屏，并接收所述无线接收单元传输的图像数据进行显示。

由上，可实现图像数据或航线数据的高速传输，并通过高亮显示屏进行显示，即便在室外环境下也可清晰观测无人机的任务执行情况。

进一步改进，所述手持操控端还包括依次与所述控制单元连接的触摸屏驱动模块和触摸屏。

由上，触摸屏可用于显示无人机实时拍摄画面，在可控触摸屏上实时触控调节显示画面以控制无人机的改变飞行方向。

进一步改进，所述手持操控端还包括一为各组成部件提供工作电压的电源模块，包括一电源芯片及分别连接该电源芯片的电池组和外部供电接口。

由上，电源模块为各组成部件提供工作电压，采用可更换的充电电池，环保节能，便于长时间野外工作。

进一步改进，所述手持操控端还包括一连接所述控制单元的USB接口模块，用于为手持操控端的操控软件进行升级。

由上，可通过USB数据线连接计算机对操控软件进行升级，以保持操控软件新版本的更新。

进一步改进，所述地面箱还包括与视频接口模块连接的4G模块，通过插接4G sim卡提供直播信号。

由上，通过插接4G卡，可实现4G直播功能，便于总控制室的工作人员实时监控无人机的工作状态与任务执行情况，同时也为无人机的民用化提供了更多的选择方向。

进一步改进，所述地面箱的通信单元包括用于连接所述手持操控端的蓝牙模块和用于连接计算机的蓝牙模块，其分别通过一串口模块连接所述图传单元。

由上，采用蓝牙连接方式替代原有的线缆连接方式，节省线缆成本，携带方便，且便于工作人员自由控制，且该蓝牙模块分别通过一串口模块接受计算机和手持操控端发送的控制命令，保证控制命令传输准确不受干扰。

进一步改进，所述地面箱还包括一为各组成部件提供工作电压的电源模块，包括一电源芯片及分别连接该电源芯片的电池组和外部供电接口。

由上，电源模块为各组成部件提供工作电压，采用可更换的充电电池，环保节能，便于长时间野外工作。

附图说明

图1为本实用新型便携式无人机地面站的原理示意图；

图2为本实用新型手持操控端的模块示意图；

图3为本实用新型地面箱的模块示意图。

具体实施方式

本实用新型的主要目的在于提供一种便携式无人机地面站，通过将显示屏及操作部集成在一便携的手持操控端上，使其与地面箱通过近距离无线连接，传输图像数据及控制命令，使操作更为便捷，携带更为方便，且地面箱可连接不同的控制部，满足多个工作人员同步监控及操作的目的。

下面参照如图1～图3所示，对本实用新型的工作原理进行详细解释。

如图1所示，本实用新型提供的便携式无人机地面站包括无线连接的手持操控端100和地面箱200，所述手持操控端100为工作人员手持操作，所述地面箱200置于平整开阔的地面上，与无人机300建立远程无线连接，实现数据和控制命令的交互传输；

如图2所示，所述手持操控端100包括：

控制单元120，该控制单元120采用型号STM32F405控制芯片构建，该型号芯片具有高性能、低功耗的优点，高达1MB闪存、具有先进互联功能和加密功能，能够完成多数据多命令的处理；

输入单元，连接所述控制单元120，由开关111、3轴1按钮摇杆112、按钮113和编码器旋钮114组成，其中开关111为四个，分别用于控制不同功能组件的开启或闭合，3轴1按钮摇杆用于调整无人机的摄像组件的朝向及拍摄命令，按钮113为四个，可根据具体的实际情况进行按键功能的设定，编码器旋钮114为两个，可通过手动旋转将机械旋转量转化为脉冲信号传输至控制芯片，从而控制无人机的转向速度或位移；

触摸屏131，通过触屏驱动模块132连接所述控制单元120，采用I2C接口的形式为触摸屏131进行供电，该触摸屏131用于显示无人机实时拍摄画面，在可控触摸屏上实时触控调节显示画面以控制无人机的改变飞行方向；

高亮显示屏141，通过高亮屏驱动模块142连接所述控制单元120，该高亮显示屏141通过无线接收模块160连接地面箱200，接收其传输的图像数据，进行高亮显示，满足户外强光下工作要求；

蓝牙模块150，连接所述控制单元120，该手持控制端100通过蓝牙模块150与所述地面箱200建立近距离蓝牙连接，摆脱了传统线缆连接或插件连接的方式，便于工作人员在蓝牙覆盖范围内对无人机进行远程操控；

电源芯片171，采用可充电电池组172进行供电，由电源芯片171进行电压调整，为上述各部件进行供电，还包括一外部供电接口173，可为电池组172进行充电，还可直接为各部件进行供电；

USB接口180，连接所述控制单元120，可连接计算机对操控软件进行升级，以保持软件为最新版本；

电源开关190；

如图3所示，所述地面箱200包括：

图传单元210，包括数传模块和图传模块，数传模块用于将计算机或手持操控端100的控制命令传输至无人机，以执行载荷任务，图传模块用于回传图像视频信号；

视频接口模块220，与图传单元210连接，包括VGA、DVI或HDMI等视频接口，本实施例中选用HDMI 1分4接口模块，将无人机回传的图像视频信号转换成4路HDMI信号，分别传输至各监控端；

无线发送模块240，接收视频接口模块220转换的图像视频信号，传输至手持操控端100的显示屏端进行显示；

通信单元，包括分别通过一个串口模块与图传单元210连接的蓝牙模块251和蓝牙模块252，分别用于连接手持操控端100和计算机，其中计算机用于控制无人机的飞行航迹和GPS导航等任务，手持操控端用于控制无人机的转向及拍摄任务，同时支持无人机的飞行控制；

电源芯片261，采用可充电电池组262进行供电，由电源芯片261进行电压调整，为上述各部件进行供电，还包括一外部供电接口263，可为电池组262进行充电，还可直接为各部件进行供电；

电源开关264。

本实用新型提供的地面站，在控制无人机进行野外工作时，其工作步骤如下：

S01：将地面箱200放置于一平整开阔的地面上，分别与无人机300、飞控计算机、手持操控端100建立通信连接；

S02：飞控计算机将预先设置好的任务路线、飞行速度由地面箱上行传输至无人机300，无人机300根据任务路线飞行至任务地点；

S03：工作人员根据任务要求操作手持操控端100，控制无人机300的摄像组件执行拍摄任务，并实时调整无人机300的朝向及飞行角度；

S04：无人机300将拍摄的图像数据及飞行状态下行传输至地面箱200的图传单元210，图传单元210将图像数据由无线发送模块240传输至手持操控端100的显示屏端进行显示，将飞行状态传输至飞控计算机；

S05：无人机300执行完拍摄任务之后，进行回收。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种便携式无人机地面站，其特征在于，包括无线连接的手持操控端和地面箱；

所述手持操控端包括控制单元及分别与该控制单元连接的输入单元、显示单元和用于连接所述地面箱的通信单元；连接所述显示单元的无线接收单元；

所述地面箱包括与无人机的通信单元远程交互连接的图传单元及分别与该图传单元连接的视频接口模块和通信单元；与所述视频接口模块连接的无线发送单元，用于发送无人机采集的图像数据至所述无线接收单元。

2.根据权利要求1所述的地面站，其特征在于，所述输入单元包括分别与所述控制单元连接的方向杆、控制按钮及编码器旋钮。

3.根据权利要求1所述的地面站，其特征在于，所述显示单元包括与所述控制单元依次连接的高亮屏驱动模块和高亮显示屏，并接收所述无线接收单元传输的图像数据进行显示。

4.根据权利要求1所述的地面站，其特征在于，所述手持操控端还包括依次与所述控制单元连接的触摸屏驱动模块和触摸屏。

5.根据权利要求4所述的地面站，其特征在于，所述手持操控端还包括一为各组成部件提供工作电压的电源模块，包括一电源芯片及分别连接该电源芯片的电池组和外部供电接口。

6.根据权利要求5所述的地面站，其特征在于，所述手持操控端还包括一连接所述控制单元的USB接口模块，用于为手持操控端的操控软件进行升级。

7.根据权利要求1所述的地面站，其特征在于，所述地面箱还包括与视频接口模块连接的4G模块，通过插接4G sim卡提供直播信号。

8.根据权利要求7所述的地面站，其特征在于，所述地面箱的通信单元包括用于连接所述手持操控端的蓝牙模块和用于连接计算机的蓝牙模块，其分别通过一串口模块连接所述图传单元。

9.根据权利要求8所述的地面站，其特征在于，所述地面箱还包括一为各组成部件提供工作电压的电源模块，包括一电源芯片及分别连接该电源芯片的电池组和外部供电接口。