一种无人机遥控系统

技术领域

本申请属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机遥控系统。

背景技术

随着无人机技术的迅速发展，无人机被广泛应用到农业、气象、电力、测绘、遥测等行业。无人机在执行任务时，会携带挂载设备，例如：照相机、雷达成像仪和超声波探测仪等。因此，需要同时控制无人机飞行和操控挂载设备完成任务。

在相关技术中，可以通过设置一个主遥控装置和多个从遥控装置。操作人员通过主遥控装置控制无人机的飞行，专业的技术人员通过从遥控装置可以直接控制无人机飞行和操控挂载设备。

但是，从遥控装置既控制无人机飞行又操控挂载设备，会增大从遥控装置处理器运行的负载。同时，从遥控装置单独控制无人机，容易出现多个挂载设备超负荷运行或控制无人机的飞行路线冲突的情况，从而增大安全隐患，提高无人机发生飞行故障的风险。

发明内容

本申请提供了一种无人机遥控系统，以解决现有的遥控系统中，从遥控装置单独控制无人机和挂载设备，会提高无人机出现飞行故障风险的问题。

本申请提供一种无人机遥控系统，包括：主遥控装置、至少一个副遥控装置、无人机和设置在所述无人机上的挂载设备；

其中，所述主遥控装置与所述无人机和所述挂载设备无线连接，所述副遥控装置与所述主遥控装置无线认证连接；

所述主遥控装置用于控制所述无人机飞行；

所述副遥控装置用于生成挂载设备操控指令，并发送至所述主遥控装置；

所述主遥控装置还用于根据所述挂载设备操控指令操控所述挂载设备。

可选的，所述主遥控装置包括：第一主通讯模块、第一主处理模块、第二主通讯模块和第二主处理模块；

其中，所述第一主通讯模块被配置为：将所述主遥控装置与所述无人机、所述挂载设备建立通讯连接；

所述第一主处理模块被配置为：生成无人机飞行指令，以及将所述飞行指令和接收到的所述挂载设备操控指令通过所述第一主通讯模块发送至所述无人机和所述挂载设备；

所述第二主通讯模块被配置为：将所述主遥控装置与所述副遥控装置建立通讯连接；

所述第二主处理模块被配置为：通过所述第二主通讯模块获取所述挂载设备操控指令，并将所述挂载设备操控指令发送至所述第一主处理模块。

可选的，所述副遥控装置包括：第一副通讯模块和第一副处理模块；其中，所述第一副通讯模块被配置为：将所述副遥控装置与所述主遥控装置建立通讯连接；所述第一副处理模块被配置为：生成所述挂载设备操控指令，并将所述挂载设备操控指令通过所述第一副通讯模块发送至所述主遥控装置。

可选的，所述副遥控装置还包括：第二副通讯模块和第二副处理模块；其中，所述第二副通讯模块被配置为：将所述副遥控装置与其它所述副遥控装置建立通讯连接；所述第二副处理模块被配置为：通过所述第二副通讯模块获取其它所述副遥控装置的数据，并发送至所述第一副处理模块。

可选的，所述副遥控装置还包括：数据分析处理模块；其中，所述第一主处理模块还被配置为：通过所述第一主通讯模块获取所述挂载设备采集的数据，并发送至所述第二主处理模块；所述第二主处理模块还被配置为：将接收的所述挂载设备采集的数据通过所述第二主通讯模块发送至所述数据分析处理模块；所述数据分析处理模块被配置为：对接收的所述挂载设备采集的数据进行数据分析处理。

可选的，所述系统还包括：中枢遥控装置，所述中枢遥控装置分别与所述主遥控装置和所述副遥控装置无线连接，所述中枢遥控装置用于综合分析处理所述主遥控装置和所述副遥控装置的数据。

可选的，所述中枢遥控装置包括：中枢通讯模块、中枢处理模块和综合分析模块；

其中，所述中枢通讯模块被配置为：将所述中枢遥控装置与所述主遥控装置、所述副遥控装置建立通讯连接；

所述中枢处理模块被配置为：通过所述中枢通讯模块获取所述主遥控装置和所述副遥控装置的数据，并发送至所述综合分析模块；

所述综合分析模块被配置为：综合分析处理所述主遥控装置和所述副遥控装置的数据，并将数据综合分析结果通过所述中枢通讯模块发送至所述主遥控装置和所述副遥控装置。

可选的，所述中枢遥控装置还包括：任务分配模块，所述任务分配模块被配置为：分配执行任务，并将任务分配结果通过所述中枢通讯模块发送至所述主遥控装置和所述副遥控装置。

可选的，所述中枢遥控装置还包括：预警模块，所述预警模块被配置为：监测所述无人机和所述挂载设备的运行数据，如果所述运行数据超过预设预警阈值，则生成预警信号，通过所述中枢通讯模块发送至所述主遥控装置。

可选的，所述认证连接的方法包括：所述主遥控装置向所述副遥控装置发送连接开启指令；

所述副遥控装置接收所述连接开启指令，并发送连接请求信息，所述连接请求信息包括：所述副遥控装置编号和待控制挂载设备编号；

所述主遥控装置接收所述连接请求信息，根据所述副遥控装置编号查找预设控制挂载设备编号；

如果所述待控制挂载设备编号与所述预设控制挂载设备编号相同，则通过验证，所述主遥控装置和所述副遥控装置建立无线连接。

由以上技术方案可知，本申请提供一种无人机遥控系统，包括：主遥控装置、至少一个副遥控装置、无人机和设置在所述无人机上的挂载设备；其中，所述主遥控装置与所述无人机和所述挂载设备无线连接，所述副遥控装置与所述主遥控装置无线认证连接；所述主遥控装置用于控制所述无人机飞行；所述副遥控装置用于生成挂载设备操控指令，并发送至所述主遥控装置；所述主遥控装置还用于根据所述挂载设备操控指令操控所述挂载设备。

本申请提供的无人机遥控系统，副遥控装置与主遥控装置认证连接后，将挂载设备操控指令发送至主遥控装置，通过主遥控装置操控挂载设备。副遥控装置不直接操控挂载设备，通过主遥控装置控制无人机的飞行和挂载设备，可以在保证挂载设备与无人机配合完成任务的同时，提高无人机飞行的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的无人机遥控系统的一个实施例的场景结构示意图；

图2为本申请提供的无人机遥控系统的一个实施例的装置结构示意图；

图3为本申请提供的无人机遥控系统中主遥控装置的一个实施例的结构示意图；

图4为本申请提供的无人机遥控系统中副遥控装置的一个实施例的结构示意图；

图5为本申请提供的无人机遥控系统中中枢遥控装置的一个实施例的结构示意图；

图6为本申请提供的无人机遥控系统中认证连接方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

为使本申请示例性实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

随着无人机技术的迅速发展，无人机被广泛应用到农业、气象、电力、测绘、遥测等行业。在执行任务时，无人机处于非常复杂的地形环境中，无人机操控者，独立完成无人机的基本飞行状态任务就已经很艰难，无法在去完成无人机上面的航拍等其他任务。这种情况下就需要其他专业的操作员来完成。例如，无人机飞行过程中需要对目标跟踪拍照等操作，无人机操控者专心操作无人机的飞行，由专业的摄影师操作照相机对目标进行拍照。

目前无人机飞行时间有限，短时间内执行多个不同的任务，需要多个飞行架次。如果在无人机挂载能力允许的情况下，挂载多种功能设备。一个飞行架次不同工种相互协同操作，大大提高了无人机作业效率。

在相关技术中，可以通过设置一个主遥控装置和多个从遥控装置。操作人员通过主遥控装置控制无人机的飞行，专业的技术人员通过从遥控装置可以直接控制无人机飞行和操控挂载设备。

但是，从遥控装置既控制无人机飞行又操控挂载设备，会增大从遥控装置处理器运行的负载。同时，从遥控装置单独控制无人机，容易出现多个挂载设备超负荷运行或控制无人机的飞行路线冲突的情况，从而增大安全隐患，提高无人机发生飞行故障的风险。

以下对本申请所提供的无人机遥控系统的实施例进行说明。请参阅图1和图2，图1为本申请提供的无人机遥控系统的一个实施例的场景结构示意图，图2为本申请提供的无人机遥控系统的一个实施例的装置结构示意图。

本申请提供一种无人机遥控系统，包括：主遥控装置、至少一个副遥控装置、无人机和设置在所述无人机上的挂载设备；在本实施例中，所述挂载设备包括但不限于：照相机、超声波探测仪、雷达成像仪、抛投装置和喷洒作业装置等。

其中，所述主遥控装置与所述无人机和所述挂载设备无线连接，所述副遥控装置与所述主遥控装置无线认证连接，副遥控装置与主遥控装置的连接需要安全认证过程，主遥控装置通过识别请求加入的副遥控装置是否与执行任务的挂载设备相对应，如果匹配成功，则与所述副遥控装置建立无线连接。通过在连接过程中设置安全认证，可以保证连接的副遥控装置的安全性，进一步提高无人机飞行的安全性。

所述主遥控装置用于控制所述无人机飞行，主遥控装置具有对无人机的决定控制权限，可以保证无人机的飞行安全。

所述副遥控装置用于生成挂载设备操控指令，并发送至所述主遥控装置；所述主遥控装置还用于根据所述挂载设备操控指令操控所述挂载设备。副遥控装置不能控制无人机的飞行，只能操控挂载设备。

具体的副遥控装置不直接与挂载设备连接进行操控，而是通过主遥控装置操控挂载设备。不仅可以降低副遥控装置的处理器负载，提高对挂载设备操作的流畅性。而且可以避免副遥控装置对主遥控装置控制无人机飞行的干扰，提高无人机飞行的安全性。

下面结合附图3对前述实施例中主遥控装置的结构进行进一步的说明。请参阅图3，图3为本申请提供的无人机遥控系统中主遥控装置的一个实施例的结构示意图。

可选的，所述主遥控装置包括：第一主通讯模块、第一主处理模块、第二主通讯模块和第二主处理模块。

其中，所述第一主通讯模块被配置为：将所述主遥控装置与所述无人机、所述挂载设备建立通讯连接。第一主通讯模块可以使用传输距离远的大功率传输通讯技术，具体可以采用5.8G射频和2.4G射频的传输通信技术。可以增大无人机飞行作业的范围，提高主要控装置与无人机通讯连接的稳定性。

所述第一主处理模块被配置为：生成无人机飞行指令，以及将所述飞行指令和接收到的所述挂载设备操控指令通过所述第一主通讯模块发送至所述无人机和所述挂载设备。

第一主处理模块可以根据操作人员的具体操作生成无人机的飞行指令，并通过第一主通讯模块发送至无人机，无人机根据飞行指令飞行。第一主处理模块还可以接收挂载设备的操控指令，并通过第一主通讯模块发送至挂载设备，挂载设备根据操控指令完成指定任务。

所述第二主通讯模块被配置为：将所述主遥控装置与所述副遥控装置建立通讯连接；第二主通讯模块可以使用传输距离较近的无线传输通讯技术，包括但不限于WIFI无线通讯技术。

近距离的传输技术可选择性较多，第二主通讯模块与所述第一主通讯模块采用的技术不同。两个通讯模块工作时不会相互干扰。同时，在保证无人机遥控系统通讯稳定性的前提下，也能降低系统的造价成本。

所述第二主处理模块被配置为：通过所述第二主通讯模块获取所述挂载设备操控指令，并将所述挂载设备操控指令发送至所述第一主处理模块，第一主处理模块再将挂载设备操控指令通过第一主通讯模块发送至被控制的挂载设备。

下面结合附图4对前述实施例中副遥控装置的结构进行进一步的说明。请参阅图4，图4为本申请提供的无人机遥控系统中副遥控装置的一个实施例的结构示意图。

可选的，所述副遥控装置包括：第一副通讯模块和第一副处理模块；其中，所述第一副通讯模块被配置为：将所述副遥控装置与所述主遥控装置建立通讯连接；具体的，第一副通讯模块与所述第二主通讯模块建立双向无线通讯连接。同样第一副通讯模块可以使用传输距离较近的无线传输通讯技术，例如WIFI无线通讯技术。

所述第一副处理模块被配置为：生成所述挂载设备操控指令，并将所述挂载设备操控指令通过所述第一副通讯模块发送至所述主遥控装置。第一副处理模块根据操作人员的具体操作，生成对应的挂载设备操控指令，并通过第一副通讯模块发送至主遥控装置。

可选的，所述副遥控装置还包括：第二副通讯模块和第二副处理模块；其中，所述第二副通讯模块被配置为：将所述副遥控装置与其它所述副遥控装置建立通讯连接；所述第二副处理模块被配置为：通过所述第二副通讯模块获取其它所述副遥控装置的数据，并发送至所述第一副处理模块。

在本实施例中，无人机遥控系统包括多个副遥控装置，通过所述第二副通讯模块和所述第二副处理模块可以在多个副遥控装置之间建立连接及数据交换。通过多个副遥控装置，不同的专业技术人员可以分别操作不用的挂载设备协同作业，以提高无人机作业的效率。

目前，无人机执行任务时，只能做到对目标的数据采集，对采集的数据不能做到实时分析处理。为进一步提高副遥控装置的实用性，可选的，所述副遥控装置还包括：数据分析处理模块。

其中，所述第一主处理模块还被配置为：通过所述第一主通讯模块获取所述挂载设备采集的数据，并发送至所述第二主处理模块；所述第二主处理模块还被配置为：将接收的所述挂载设备采集的数据通过所述第二主通讯模块发送至所述数据分析处理模块；所述数据分析处理模块被配置为：对接收的所述挂载设备采集的数据进行数据分析处理。

在本实施例中，通过主遥控装置的第一主处理模块可以获取挂载设备采集的数据，例如拍摄设备拍摄的照片，雷达成像仪扫描的数据等，通过第二主处理模块将获取的挂载设备采集的数据通过第二主通讯模块发送至副遥控装置的数据分析处理模块。

所述数据分析处理模块对数据进行进一步的处理。副遥控装置通过设置数据分析处理模块，使其具备数据处理的功能，对挂载设备采集的数据进行实时分析处理，以便于及时根据处理结果安排下一步作业计划，进一步提高作业效率。

下面结合附图5对前述实施例中副遥控装置的结构进行进一步的说明。请参阅图5，图5为本申请提供的无人机遥控系统中中枢遥控装置的一个实施例的结构示意图。

可选的，所述系统还包括：中枢遥控装置，所述中枢遥控装置分别与所述主遥控装置和所述副遥控装置无线连接，所述中枢遥控装置用于综合分析处理所述主遥控装置和所述副遥控装置的数据。中枢遥控装置具有强大的数据处理功能，可以获取汇总主遥控装置和多个副遥控装置的数据，对数据进行综合分析处理，以提高无人机多个挂载设备协同作业的效率和准确性。

可选的，所述中枢遥控装置包括：中枢通讯模块、中枢处理模块和综合分析模块；其中，所述中枢通讯模块被配置为：将所述中枢遥控装置与所述主遥控装置、所述副遥控装置建立通讯连接。具体的，中枢通讯模块与所述第二主通讯模块和所述第二副通讯模块连接。中枢通讯模块同样可以使用传输距离较近的无线传输通讯技术，以提高遥控系统的稳定性。

所述中枢处理模块被配置为：通过所述中枢通讯模块获取所述主遥控装置和所述副遥控装置的数据，并发送至所述综合分析模块。所述数据包括：无人机的飞行数据、挂载设备采集的数据和经过副遥控装置处理过的数据等。根据实际执行的任务需求，获取相应的必要数据。

所述综合分析模块被配置为：综合分析处理所述主遥控装置和所述副遥控装置的数据，并将数据综合分析结果通过所述中枢通讯模块发送至所述主遥控装置和所述副遥控装置。综合分析模块可以采用高处理能力的处理器，根据任务需求，快速对数据进行处理分析，并生成分析结构，反馈给主遥控装置和副遥控装置，进行下一步工作，无需采集数据后，人工进行数据分析，可以提高无人机作业效率。

为进一步提高无人机飞行作业的协同性。可选的，所述中枢遥控装置还包括：任务分配模块，所述任务分配模块被配置为：分配执行任务，并将任务分配结果通过所述中枢通讯模块发送至所述主遥控装置和所述副遥控装置。中枢遥控装置可存储作业任务明细和作业重点，任务分配模块可以对任务进行分析分解，把具体执行任务发送到所述主遥控装置和所述副遥控装置，提示操作员工作具体工作内容和工作重点。

为进一步保障无人机飞行作业的安全性。可选的，所述中枢遥控装置还包括：预警模块，所述预警模块被配置为：监测所述无人机和所述挂载设备的运行数据，如果所述运行数据超过预设预警阈值，则生成预警信号，通过所述中枢通讯模块发送至所述主遥控装置。所述主遥控装置具有无人机控制的决定权，如果挂载设备出现故障影响无人机正常飞行，预警模块监测到故障，生成预警信号。主遥控装置根据预警信号可以主动断开出现故障的挂载设备对应的副遥控装置，以保障无人机的正常飞行，提高无人机作业的安全性。

在本申请提供的又一实施例中，无人机遥控系统包括：一个主遥控装置、三个副遥控装置和一个中枢遥控装置。

下面以无人机执行在电力杆塔巡检任务为例，介绍无人机遥控系统协同作业的具体方法。在电力杆塔无人机巡检任务中，挂载设备包括摄像机、雷达成像仪和绝缘子电场检测仪，主要任务包括：对电力杆塔全身、杆塔标牌、地线挂载点、上相挂载点、绝缘子等进行拍照，飞行任务配置一位无人机飞行员操作主遥控装置；一位摄像机操作员、一位雷达成像仪控制员和一位绝缘子电场测试员分别操作一个副遥控装置；一位中枢遥控装置操作员操作中枢遥控装置。

无人机装载挂载设备后，飞行操控飞行员操控主遥控装置使无人机起飞到指定作业空域。中枢遥控装置操作员操作中枢遥控装置对任务进行分解，分别将具体分解任务发送至副遥控装置。雷达成像仪控制员对准绝缘子方向空域，对电力杆塔进行实时3D模型构建，并发数据发给主遥控装置和副遥控装置，摄像机操作员将摄像机对准绝缘子，主遥控装置的无人机飞行员，根据摄像机图像和实时电力杆塔3D模型将无人机控制到与绝缘子最佳检测空域。

绝缘子电场测试员调整绝缘子电场检测仪参数进行实时检测，无人机控制员保持安全检测距离的情况下，调整高度无人机的高度和角度对绝缘子360度全方位的立体检测，摄像机操作员操控副遥控装置对绝缘子外观进行数据分析，判断外观是否有破损。雷达成像仪控制员操控副遥控装置对采集的绝缘子3D模型进行分析，判断绝缘子的结构是否完善。绝缘子电场测试员操控副遥控装置，分析数据判断绝缘子内部是否有损坏。三种技术人员和无人机飞行员同时协调工作，共同配合完成作业任务。

在执行单一特定的任务中，一位摄像机操作员、一位雷达成像仪控制员和一位绝缘子电场测试员，其中任意两位可以把副遥控装置设置为跟随模式，例如拍摄员操控相机拍照角度和其他设备都根据此拍摄角度下进行其他操作。

中枢遥控装置可以获取其他副遥控装置的数据，并对数据进行综合分析，可以提高作业任务整体数据分析的准确性。

请参阅图6，图6为本申请提供的无人机遥控系统中认证连接方法的一个实施例的流程图。

可选的，所述认证连接的方法包括：

S1：所述主遥控装置向所述副遥控装置发送连接开启指令；

S2：所述副遥控装置接收所述连接开启指令，并发送连接请求信息，所述连接请求信息包括：所述副遥控装置编号和待控制挂载设备编号；

S3：所述主遥控装置接收所述连接请求信息，根据所述副遥控装置编号查找预设控制挂载设备编号；

S4：如果所述待控制挂载设备编号与所述预设控制挂载设备编号相同，则通过验证，所述主遥控装置和所述副遥控装置建立无线连接。

通过主遥控装置和副遥控装置连接时设置安全认证，防止其他非作业的副遥控装置连接进行干扰，可以进一步保障无人机的安全飞行。

由以上技术方案可知，本申请提供一种无人机遥控系统，包括：主遥控装置、至少一个副遥控装置、无人机和设置在所述无人机上的挂载设备；其中，所述主遥控装置与所述无人机和所述挂载设备无线连接，所述副遥控装置与所述主遥控装置无线认证连接；所述主遥控装置用于控制所述无人机飞行；所述副遥控装置用于生成挂载设备操控指令，并发送至所述主遥控装置；所述主遥控装置还用于根据所述挂载设备操控指令操控所述挂载设备。

本申请提供的无人机遥控系统，副遥控装置与主遥控装置认证连接后，将挂载设备操控指令发送至主遥控装置，通过主遥控装置操控挂载设备。副遥控装置不直接操控挂载设备，通过主遥控装置控制无人机的飞行和挂载设备，可以在保证挂载设备与无人机配合完成任务的同时，提高无人机飞行的安全性。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。