一种中小型无人机多源数据机载记录仪制造技术

本实用新型专利技术一种中小型无人机多源数据机载记录仪包括主控单元、数据接口单元、视频采集单元和存储单元；数据接口单元和视频采集单元均与主控单元连接；主控单元对接收到的飞行数据进行编辑并输出至存储单元记录成文件格式进行保存。本实用新型专利技术采用可编程扩展的数据接口电路和可随需扩展存储容量的芯片式存储装置，有效地消除了飞行时存在记录数据种类不全、时长不够、存储可靠性不高等缺陷，使用可编程的数据接口电路后，可根据所需数据接口对接口电路实现功能扩展；存储装置采用全芯片式的存储介质，对外接口为通用接口且无任何机械结构，使得数据存储的可扩展性和可靠性得到了保证，为无人机的飞行状态分析和故障、事故排查提供了更充分而详细的依据。

A Multi-Source Data Airborne Recorder for Small and Medium-sized UAV

【技术实现步骤摘要】
一种中小型无人机多源数据机载记录仪
本专利技术属于数据传输和存储领域，具体涉及一种中小型无人机多源数据机载记录仪。
技术介绍
在无人机领域，飞行过程中通常会产生各种飞行数据，诸如遥控遥测数据、任务传感数据、图像数据等，一般都会对这些数据进行记录保存，用于后续的飞行状态和周边环境态势分析，或者当发生飞行故障或事故时，基于数据记录的结果来分析故障或事故的原因,并进行设备维修。对于无人机机载数据记录装置，已经开发了一些用于记录飞行数据的记录装置，但其一般仅支持特定的数据接口类型，并且存储装置的容量十分有限，存在记录数据种类不全、时长不够等问题，无法满足大量多源飞行数据的记录要求。另外，在飞行过程中，无人机所处环境条件比较恶略，时常会有振动、冲击、电磁干扰等情况发生，数据存储装置的工作状态存在隐患，进而影响记录数据的可靠性和安全性。
技术实现思路
要解决的技术问题：为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种中小型无人机多源数据机载记录仪，适用于多源输入数据、可靠性高的整体式无人机机载数据记录仪。有效地消除了传统机载数据记录装置在飞行时所存在的记录数据种类不全、时长不够、存储可靠性不高等缺陷。本专利技术的技术方案是：一种中小型无人机多源数据机载记录仪，其特征在于：包括主控单元、数据接口单元、视频采集单元和存储单元；所述记录仪的数据包括飞行数据和系统交互数据；所述数据接口单元、视频采集单元和存储单元均与主控单元连接，飞行数据通过数据接口单元和视频采集单元输入至主控单元，系统交互数据通过数据接口单元与主控单元进行传输；主控单元对接收到的飞行数据进行编辑并输出至存储单元记录成文件格式进行保存，所述存储单元设置有数据保护功能；所述系统交互数据包括输入到主控单元的控制指令和主控单元对外发送的导出数据、自身工作状态数据；所述飞行数据包括第一飞行数据和第二飞行数据；第一飞行数据包括遥控遥测数据和任务传感数据；第二飞行数据为图像数据；第一飞行数据输入所述数据接口单元，所述数据接口单元包括第一接口电路和第二接口电路，第一接口电路直接与主控单元相连，第二接口电路通过可编程逻辑器件与主控单元相连，实现多类型数据接口的随需扩展；第二飞行数据输入视频采集单元，视频采集单元包括视频解码器和视频编码器，第二飞行数据通过视频解码器和视频编码器进入主控单元；第一飞行数据和第二飞行数据构成各自独立的数据通道；所述主控单元采用嵌入式高性能处理芯片，搭载多任务实时调度系统，实现数据的采集和存储控制功能；存储单元包括固态存储盘和接口转换电路，固态存储盘采用全芯片式的存储介质，并设置有数据保护功能。本专利技术的进一步技术方案是：所述视频采集单元为单路或多路视频通道。本专利技术的进一步技术方案是：所述存储单元其存储介质为芯片颗粒。本专利技术的进一步技术方案是：所述可编程逻辑器件选用复杂可编程逻辑器件CPLD或现场可编程门阵列FPGA。本专利技术的进一步技术方案是：所述固态存储盘采用通用的数据传输接口，便于根据需求增加存储容量从而增加记录时长。有益效果本专利技术的有益效果在于：本专利技术机载数据记录仪，采用可编程扩展的数据接口电路和可随需扩展存储容量的芯片式存储装置，有效地消除了传统机载数据记录装置在飞行时所存在记录数据种类不全、时长不够、存储可靠性不高等缺陷，使用可编程的数据接口电路后，可方便地根据所需数据接口对接口电路实现功能扩展，此外，存储装置采用全芯片式的存储介质，对外接口为通用接口且无任何机械结构，使得数据存储的可扩展性和可靠性得到了保证，为无人机的飞行状态分析和故障、事故排查提供了更充分而详细的依据。附图说明图1为本专利技术机载记录仪的组成结构示意图；图2为数据接口单元的组成结构和连接关系示意图；图3为本专利技术视频采集单元的组成示意图；图4为专利技术存储单元的组成示意图。具体实施方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术一种中小型无人机多源数据机载记录仪包括数据接口单元11、视频采集单元12、主控单元13和存储单元14。第一飞行数据21、系统交互数据22通过数据接口单元11进行传输。其中，第一飞行数据21为单向传输，通过接口电路23和可编程逻辑器件25进入主控单元13，或者通过接口电路24进入主控单元13；系统交互数据22包括输入到主控单元的控制指令和主控单元对外发送的导出数据、自身工作状态数据，系统交互数据22的传输通道为接口电路23和可编程逻辑器件25的组合或者为接口电路24。第二飞行数据31通过视频解码器32、视频编码器33进入主控单元13。机载记录仪系统可分为三种工作模式，待机模式下，主控单元13实时接收飞行数据和系统交互数据并作判断，当从系统交互数据中解析到开始记录的控制指令后，主控单元进入数据记录工作模式，对接收到的飞行数据进行分类、添加时间标志等操作，并输出保存至存储单元14，同时实时回传自身的工作状态信息，包括目前的记录状态、存储状态等，当收到停止记录的控制指令后，停止数据记录，关闭记录文件并回到待机模式；当从系统交互数据中解析到开始导出的控制指令后，主控单元进入数据导出工作模式，根据具体收到的指令码提供记录数据的回放或者记录数据的下载功能，附加地，同时实时回传当前的数据导出工作状态信息，包括回放/下载记录文件名称、进度、速度等信息，当接收到停止导出的控制指令，停止数据导出操作并回到待机模式。存储单元14包括固态存储盘41和接口转换电路42，固态存储盘41采用全芯片式的存储介质，并设置有数据保护功能。上述的多源数据机载记录仪，所述主控单元采用嵌入式高性能处理芯片，搭载多任务实时调度系统，通过相应的接口电路与外部进行数据交互，实现数据的采集、存储控制和导出等功能，完成用户需求功能的实现。上述的多源数据机载记录仪，所述视频采集单元为单路或多路视频通道，所述视频通道独立并行工作，可以适应实际接入的第二飞行数据的路数。第一飞行数据21包括遥控遥测数据和任务传感数据；具体为当前无人机的飞行姿态、速度、高度、航向、定位位置、任务传感数据以及自定义的扩展数据等，飞行数据的来源可以是飞行控制设备或者任务控制设备。第一飞行数据21、系统交互数据22与主控单元13之间常用的数据端口包括控制器区域网络(CAN)、串行RS232/RS485/RS422或者以太网连接等。首选地，第一飞行数据21、系统交互数据22与主控单元13之间采用接口电路24，但接口电路24只能提供对主控单元13中CPU芯片内置通信接口的电路匹配，当CPU芯片内置的通信接口的种类和数量不能满足实际所需时，第一飞行数据21、系统交互数据22可以通过接口电路23和可编程逻辑器件25进行传输，依靠可编程逻辑器件25强大的可编程能力，实现通信接口类型和数量的扩展。所述可编程逻辑器件25是相对于专用集成电路(ASIC)而言的，二维的逻辑块阵列构成了可编程器件的核心，在具体实施上，可编程逻辑器件的选用可以包括，但不限于，CPLD(复杂可编程逻辑器件)和FPGA(现场可编程门阵列)，可以根据具体的实施例进行选择，可编程逻辑器件25可以进行反复地编程、擦除，在很短的时间内根据所需功能完成不同的接口电路设计，而且其与ASIC相比，运算速度更快，执行效率更高。可编程逻辑器件可以扩展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中小型无人机多源数据机载记录仪，其特征在于：包括主控单元、数据接口单元、视频采集单元和存储单元；所述记录仪的数据包括飞行数据和系统交互数据；所述数据接口单元、视频采集单元、存储单元均与主控单元连接，飞行数据通过数据接口单元和视频采集单元输入至主控单元，系统交互数据通过数据接口单元与主控单元进行传输；主控单元对接收到的飞行数据进行编辑并输出至存储单元记录成文件格式进行保存，所述存储单元设置有数据保护功能；所述系统交互数据包括输入到主控单元的控制指令和主控单元对外发送的导出数据、自身工作状态数据；所述飞行数据包括第一飞行数据和第二飞行数据；第一飞行数据包括遥控遥测数据和任务传感数据；第二飞行数据为图像数据；第一飞行数据输入所述数据接口单元，所述数据接口单元包括第一接口电路和第二接口电路，第一接口电路直接与主控单元相连，第二接口电路通过可编程逻辑器件与主控单元相连，实现多类型数据接口的随需扩展；第二飞行数据输入视频采集单元，视频采集单元包括视频解码器和视频编码器，第二飞行数据通过视频解码器和视频编码器进入主控单元；第一飞行数据和第二飞行数据构成各自独立的数据通道；所述主控单元采用嵌入式高性能处理芯片，搭载多任务实时调度系统，实现数据的采集和存储控制功能；存储单元包括固态存储盘和接口转换电路，固态存储盘采用全芯片式的存储介质，并设置有数据保护功能。...

【技术特征摘要】
1.一种中小型无人机多源数据机载记录仪，其特征在于：包括主控单元、数据接口单元、视频采集单元和存储单元；所述记录仪的数据包括飞行数据和系统交互数据；所述数据接口单元、视频采集单元、存储单元均与主控单元连接，飞行数据通过数据接口单元和视频采集单元输入至主控单元，系统交互数据通过数据接口单元与主控单元进行传输；主控单元对接收到的飞行数据进行编辑并输出至存储单元记录成文件格式进行保存，所述存储单元设置有数据保护功能；所述系统交互数据包括输入到主控单元的控制指令和主控单元对外发送的导出数据、自身工作状态数据；所述飞行数据包括第一飞行数据和第二飞行数据；第一飞行数据包括遥控遥测数据和任务传感数据；第二飞行数据为图像数据；第一飞行数据输入所述数据接口单元，所述数据接口单元包括第一接口电路和第二接口电路，第一接口电路直接与主控单元相连，第二接口电路通过可编程逻辑器件与主控单元相连，实现多类型数据接口的随需扩展；第二飞行数据输入视频...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冀，吕慧，冷月香，田雪涛，
申请(专利权)人：西安爱生技术集团公司，西北工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61