一種無人機地面控制工作站的製作方法

2023-06-21 22:28:56 1

本實用新型涉及一種無人機控制技術領域，具體地說，特別涉及一種無人機地面控制工作站。

背景技術：

近年來，無人機的研究和應用在世界範圍內得到了廣泛的認知和關注，我國相關研究單位也投入了相當大的精力在無人機的研究和發展中。而無人機地面控制站系統是整個無人機系統的指揮控制中心，一套功能完善的無人機地面控制站系統能夠很好的輔助地面操作人員對無人機進行飛行狀況監視和實時控制，並完成相應的任務系統功能。

無人機的地面控制站作為整個無人機系統的指揮中心，在無人機飛行過程中，起著絕對的核心作用。為了能夠更好的完善無人機的指揮系統，人們設計了各種類型的地面站系統，來輔助操作員對無人機的各種飛行數據和任務系統設備狀況進行實時地監控，以確保無人機飛行的安全同時以便在應急情況發生時能夠及時地採取相應措施來保證無人機的安全。由於地面控制站能在飛行過程中根據實際的地理環境、氣象環境或其他非人為因素、人為因素等變化，控制改變預定的任務計劃，從而可以有效地提高無人機執行實際任務的能力。

目前市場上的地面控制站多以手持可攜式為主，其測控距離與無線數據鏈路的回傳距離都較短，無法滿足遠距離航線規劃任務中的全程信息傳輸以及突發情況下切換手動飛行的需求，更加無法滿足現代對多功能融合技術的需求。車載式地面控制站系統由於置於車輛內部，其相關配套裝置可與移動車相結合(如發射端與接收端)，一方面可以解決攜帶飛行器的便攜性問題，另一方面由於車載地面控制站的主控系統更加先進，其主機可佔空間更大，其可以提供更多手持可攜式地面站所不具有的功能，其中最重要的一點是與後方指揮中心進行實時的在線會商功能，這樣可以更方便地提供後方對前方的戰況分析與作戰部署，包括歷史視頻查看、文件回傳、文字會商等。同時該地面控制站系統可對兩臺無人機平臺進行航線規劃，實現雙飛單控功能。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，公開了 一種無人機地面控制工作站，其能夠有效解決當前各型無人機和載荷平臺的測控協議不統一的問題。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：一種無人機地面控制工作站，包括任務控制櫃、支腿、鏈路控制櫃、CPCI計算機組、交換機、配電箱、油門杆、飛行控制櫃、右觸控螢幕顯示器、右液晶顯示屏、語音對講設備、UPS裝置、左液晶顯示器、左觸控螢幕顯示器、控制杆、中液晶顯示器、中觸控螢幕顯示器和KVM切換器；所述鏈路控制櫃安裝在任務控制櫃的右側，所述飛行控制櫃安裝在鏈路控制櫃的右側，所述任務控制櫃、鏈路控制櫃和飛行控制櫃的底部都安裝有支腿，所述任務控制櫃和飛行控制櫃內都安裝有交換機和配電箱，兩個所述左液晶顯示器安裝在任務控制櫃內，兩個所述左觸控螢幕顯示器安裝在任務控制櫃內且左觸控螢幕顯示器位於左液晶顯示器的下方，所述任務控制櫃、鏈路控制櫃和飛行控制櫃的檯面上都安裝有油門杆、控制杆和KVM切換器，所述CPCI計算機組安裝在鏈路控制櫃內且CPCI計算機組靠近鏈路控制櫃的底面，所述中觸控螢幕顯示器安裝在鏈路控制櫃內，所述中液晶顯示器安裝在鏈路控制櫃內且中液晶顯示器位於中觸控螢幕顯示器的上方，所述語音對講設備安裝在鏈路控制櫃內且語音對講設備位於中液晶顯示器的上方，所述UPS裝置安裝在鏈路控制櫃內且UPS裝置位於語音對講設備的上方，兩個所述右液晶顯示器安裝在飛行控制櫃內，兩個所述右觸控螢幕顯示器安裝在飛行控制櫃內且右觸控螢幕顯示器位於右液晶顯示器的下方。

作為本實用新型的一種優選實施方式，所述CPCI計算機組由飛行控制計算機、任務控制計算機、鏈路監控計算機、任務規劃計算機、記錄快視計算機和信息處理計算機組成。

作為本實用新型的一種優選實施方式，所述左觸控螢幕顯示器和右觸控螢幕顯示器四周都設置有硬按鍵。

作為本實用新型的一種優選實施方式，所述任務控制櫃、鏈路控制櫃和飛行控制柜上都安裝有帶軌跡球的金屬鍵盤。

本實用新型中：針對飛行監控櫃、任務監控櫃、鏈路監控櫃進行了組合化設計，通過一組三連櫃及相應的操控席位，即可實現對一架無人機的控制。

地面控制站的軟體組成包括飛行控制軟體、飛行狀態顯示軟體、載荷控制軟體、載荷狀態顯示軟體、記錄快視軟體、任務規劃軟體、航跡顯示軟體、鏈路監控軟體和協議轉換軟體，共計9個軟體配置項，如圖3所示。

飛行控制軟體的主要功能是實現對飛機平臺的實時控制，具有航跡數據管理功能，能夠實現航點信息的查詢、更改和注入。遙控指令支持軟指令、硬指 令和車外控制三種生成方式。

飛行狀態顯示軟體的主要功能是通過解析飛機平臺狀態的遙測數據，得到無人機的飛行狀態信息，然後以表格、圖形等方式進行顯示，從而實現飛行狀態信息的實時監視功能。

載荷控制軟體的主要功能是實現對載荷平臺的實時控制，支持光電載荷、數位相機和SAR等多種載荷。

載荷狀態顯示軟體的主要功能是通過接收並解析載荷平臺狀態的遙測數據，得到載荷平臺的狀態信息，然後以表格、圖形等方式進行顯示，從而實現載荷狀態信息的實時監視功能。

記錄快視軟體的主要功能是接收和記錄無人機下傳的原始數據，包括遙測、遙控和圖像數據，對圖像數據進行解壓縮處理後進行實時顯示，並且具有數據回放的功能。

任務規劃軟體的主要功能是根據飛行任務的要求，快速生成可執行的任務航線，使無人機可以按照預定的航線飛行，保證無人機執行任務的有效性和安全性。

航跡顯示軟體的主要功能是接收無人機飛行姿態的遙測參數和預設航線信息，在二/三維可視化環境中進行無人機的實時飛行仿真模擬，預設航線和實際飛行航跡可疊加在數字地圖背景上顯示。

鏈路監控軟體的主要功能是實現對數據鏈設備和地面跟蹤設備的實時監視和控制。

協議轉換軟體的主要功能是實現無人機及載荷的專用測控協議和通用測控協議之間的幀格式轉換，使得地面控制站的軟體不再依賴於各型號無人機的測控協議，而是使用通用測控協議進行編程和實現。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

本實用新型公開的一種無人機地面控制工作站，該地面控制站與地面數據終端車、機載數據終端配合，實現了對多型無人機及載荷的指揮與控制功能；採用通用化設計，能夠有效解決當前各型無人機和載荷平臺的測控協議不統一的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種具體實施方式的結構主視圖；

圖2為本實用新型的一種具體實施方式的結構左視圖；

圖3為本實用新型的一種具體實施方式地面控制工作站的軟體組成示意圖；

圖4為本實用新型的一種具體實施方式地面控制工作站的軟體信息流示意圖。

附圖標記說明：

1：任務控制櫃，2：支腿，3：鏈路控制櫃，4：CPCI計算機組，5：交換機，6：配電箱，7：油門杆，8：飛行控制櫃，9：右觸控螢幕顯示器，10：右液晶顯示屏，11：語音對講設備，12：UPS裝置，13：左液晶顯示器，14：左觸控螢幕顯示器，15：控制杆，16：中液晶顯示器，17：中觸控螢幕顯示器，18：KVM切換器。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例描述本實用新型具體實施方式：

需要說明的是，本說明書所附圖中示意的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。

同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。

如圖1～圖4所示，其示出了本實用新型的具體實施方式；如圖所示，本實用新型公開的一種無人機地面控制工作站，包括任務控制櫃1、支腿2、鏈路控制櫃3、CPCI計算機組4、交換機5、配電箱6、油門杆7、飛行控制櫃8、右觸控螢幕顯示器9、右液晶顯示屏10、語音對講設備11、UPS裝置12、左液晶顯示器13、左觸控螢幕顯示器14、控制杆15、中液晶顯示器16、中觸控螢幕顯示器17和KVM切換器18；所述鏈路控制櫃3安裝在任務控制櫃1的右側，所述飛行控制櫃8安裝在鏈路控制櫃3的右側，所述任務控制櫃1、鏈路控制櫃3和飛行控制櫃4的底部都安裝有支腿2，所述任務控制櫃1和飛行控制櫃8內都安裝有交換機5和配電箱6，兩個所述左液晶顯示器13安裝在任務控制櫃1內，兩個所述左觸控螢幕顯示器14安裝在任務控制櫃1內且左觸控螢幕顯示器14位於左液晶顯示器13的下方，所述任務控制櫃1、鏈路控制櫃3和飛行控制櫃8的檯面上都安裝有油門杆7、控制杆15和KVM切換器18，所述CPCI計算機組4安裝在鏈路控制櫃3內且CPCI計算機組4靠近鏈路控制櫃3的底面，所述中觸控螢幕顯示器17安裝在鏈路控制櫃3內，所述中液晶顯示器16安裝在鏈 路控制櫃3內且中液晶顯示器16位於中觸控螢幕顯示器17的上方，所述語音對講設備11安裝在鏈路控制櫃3內且語音對講設備11位於中液晶顯示器16的上方，所述UPS裝置12安裝在鏈路控制櫃3內且UPS裝置12位於語音對講設備11的上方，兩個所述右液晶顯示器10安裝在飛行控制櫃8內，兩個所述右觸控螢幕顯示器9安裝在飛行控制櫃8內且右觸控螢幕顯示器9位於右液晶顯示器10的下方。

優選的，所述CPCI計算機組4由飛行控制計算機、任務控制計算機、鏈路監控計算機、任務規劃計算機、記錄快視計算機和信息處理計算機組成。

優選的，所述左觸控螢幕顯示器14和右觸控螢幕顯示器9四周都設置有硬按鍵。

本實用新型中，地面控制站採用TCP/IP協議實現信息傳輸的全網絡化，遙測、遙控和圖像均以網絡數據幀進行傳輸，其中，遙測和遙控採用UDP組播協議傳輸，圖像採用TCP協議傳輸。圖4給出了遙測、遙控和圖像數據的信息流示意圖。其中，數據鏈遙控數據和數據鏈遙測數據適用於數據鏈設備，其它數據幀均適用於飛機平臺和載荷平臺，通用遙控數據和通用遙測數據指面向通用測控協議的數據幀，專用遙控數據和專用遙測數據指面向無人機和載荷的專用測控協議的數據幀。

上面結合附圖對本實用新型優選實施方式作了詳細說明，但是本實用新型不限於上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。

不脫離本實用新型的構思和範圍可以做出許多其他改變和改型。應當理解，本實用新型不限於特定的實施方式，本實用新型的範圍由所附權利要求限定。