一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及无人机控制技术领域，具体提供了一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统及控制方法，旨在解决无人机在自主控制与手动遥控之间安全切换的技术问题。包括：无人机、飞控计算机、任务计算机和手动遥控单元；该系统能够实现无人机在自主控制与手动遥控之间安全切换，从而安全便捷地实现将任务计算机自主控制的无人机切换为操控人员手动遥控状态，也能将操控人员手动遥控的无人机切换为任务计算机自主控制状态。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统及控制方法
本专利技术涉及无人机控制
，具体涉及一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统及控制方法。
技术介绍
随着无人机技术的快速发展，无人机的应用领域越来越广泛。由于手动远程遥控对操控人员要求较高等原因，对无人机远程遥控使其完成任务的控制方式已经逐渐不能满足很多应用场合。无人机的飞控计算机主要实现对动力系统、伺服系统的控制，其性能有限，因此，在无人机上加装性能更高的任务计算机，通过任务计算机中的软件程序自主控制无人机，是实现无人机自主控制的一种方式。目前，任务计算机上的软件程序多种多样、功能各异，可能因为运行错误或自身漏洞对无人机发出错误的控制指令，对无人机或人员安全带来巨大危险。因此，在任务计算机发出错误控制指令或其他需要手动遥控的情况下，需要采用一种无人机自主控制与手动遥控安全切换的方法，停止任务计算机继续发出控制指令，将无人机切换为手动遥控。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，提出了本专利技术，以提供解决或至少部分地解决无人机在自主控制与手动遥控之间安全切换的技术问题的一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统及控制方法。第一方面，提供一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统，所述无人机自主控制与手动遥控安全切换系统包括：所述系统包括：无人机、飞控计算机、任务计算机和手动遥控单元；所述飞控计算机，用于基于接收的控制指令控制无人机的飞行模式，以及在接收到手动遥控单元发送的手动遥控信号时将手动遥控信号转发至任务计算机；所述任务计算机，用于执行自主控制无人机执行任务的程序，当执行自主控制无人机执行任务的程序未检测到手动遥控信号时，基于无人机的状态数据生成无人机的控制指令，并将该控制指令发送至飞控计算机，当执行自主控制无人机执行任务的程序检测到手动遥控信号时，停止生成无人机的控制指令；所述手动遥控单元，用于生成手动遥控信号，以及在将手动遥控信号发送至飞控计算机后,通过遥控操作面板生成控制指令，并将控制指令发送至飞控计算机。优选的，所述飞行模式由动力、方向和/或姿态组成。优选的，所述飞控计算机包括：第一无线通信设备、驱动接口、第一有线通信接口和第一微处理器；所述驱动接口连接无人机的动力系统和伺服系统；所述第一有线通信接口连接第一无线通信设备；所述第一微处理器分别连接驱动接口和有线通信接口，用于运行飞控计算机的软件模块。进一步的，所述飞控计算机的软件模块，包括：手动遥控信号接收模块、状态数据发送模块和控制指令接收模块；所述手动遥控信号接收模块，用于通过第一无线通信设备接收手动遥控单元发送的手动遥控信号，并将手动遥控信号转发至状态数据发送模块；所述状态数据发送模块，用于将所述手动遥控信号和无人机的状态数据发送至所述任务计算机；所述控制指令接收模块，用于基于接收的控制指令控制无人机的动力系统和伺服系统，调节无人机的飞行模式。进一步的，所述状态数据包括：位置数据和姿态数据，其中，所述位置数据包括：经度、纬度和高度，所述姿态数据包括：偏航角、姿态角和滚转角。优选的，所述手动遥控信号为字节数大于等于1的指定字段。优选的，所述任务计算机，包括：第二有线通信接口和第二微处理器；所述第二有线通信接口分别连接第二微处理器和所述飞控计算机；所述第二微处理器，用于运行任务计算机的软件模块。进一步的，所述任务计算机的软件模块，包括：状态数据接收模块和控制指令生成发送模块；所述状态数据接收模块，用于接收飞控计算机发送的手动遥控信号和无人机的状态数据，并将其转发至控制指令生成发送模块；所述控制指令生成发送模块，用于执行自主控制无人机执行任务的程序，当执行自主控制无人机执行任务的程序未检测到手动遥控信号时，基于无人机的状态数据生成无人机的控制指令，并将该控制指令发送至飞控计算机，当执行自主控制无人机执行任务的程序检测到手动遥控信号时，停止生成无人机的控制指令。优选的，所述手动遥控单元，包括：无人机控制模式切换开关、遥控操作面板、第二无线通信设备和第三微处理器；所述无人机控制模式切换开关包括自主控制和手动遥控两个档位；所述无人机控制模式切换开关和遥控操作面板分别连接所述第三微处理器；所述第三微处理器连接第二无线通信设备，用于运行手动遥控单元的软件模块。优选的，所述手动遥控单元的软件模块，包括：手动遥控指令发送模块和控制模式切换指令发送模块；所述手动遥控指令发送模块，用于根据操控人员对控制模式切换开关和遥控操作面板的操作，通过无线通信设备向无人机飞控计算机发送控制指令；所述控制模式切换指令发送模块，用于根据操控人员对控制模式切换开关的操作，通过无线通信设备向无人机飞控计算机发送手动遥控信号。第二方面，提供一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统的控制方法，所述无人机自主控制与手动遥控安全切换系统的控制方法包括：飞控计算机基于接收的控制指令控制无人机的飞行模式，以及在接收到手动遥控单元发送的手动遥控信号时将手动遥控信号转发至任务计算机；任务计算机执行自主控制无人机执行任务的程序，当执行自主控制无人机执行任务的程序未检测到手动遥控信号时，基于无人机的状态数据生成无人机的控制指令，并将该控制指令发送至飞控计算机，当执行自主控制无人机执行任务的程序检测到手动遥控信号时，停止生成无人机的控制指令；手动遥控单元生成手动遥控信号，以及在将手动遥控信号发送至飞控计算机后，通过遥控操作面板生成控制指令，并将控制指令发送至飞控计算机。本专利技术上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：本专利技术提供的一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统及控制方法，包括：无人机、飞控计算机、任务计算机和手动遥控单元；所述飞控计算机，用于基于接收的控制指令控制无人机的飞行模式，以及在接收到手动遥控单元发送的手动遥控信号时将手动遥控信号转发至任务计算机；所述任务计算机，用于执行自主控制无人机执行任务的程序，当执行自主控制无人机执行任务的程序未检测到手动遥控信号时，基于无人机的状态数据生成无人机的控制指令，并将该控制指令发送至飞控计算机，当执行自主控制无人机执行任务的程序检测到手动遥控信号时，停止生成无人机的控制指令；所述手动遥控单元，用于生成手动遥控信号，以及在将手动遥控信号发送至飞控计算机后,通过遥控操作面板生成控制指令，并将控制指令发送至飞控计算机。该技术方案通过在手动遥控单元上采用无人机控制模式切换开关，根据操控人员对该无人机控制模式切换开关的操作，将无人机控制模式切换指令发送给无人机飞控计算机；通过在无人机飞控计算机发送给任务计算机的无人机状态数据中设置一个控制模式字段，通知任务计算机是否生成并向飞控计算机发出无人机的控制指令，实现了无人机在自主控制与手动遥控之间的切换。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的无人机自主控制与手动遥控安全切换系统的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统，其特征在于，所述系统包括：无人机、飞控计算机、任务计算机和手动遥控单元；/n所述飞控计算机，用于基于接收的控制指令控制无人机的飞行模式，以及在接收到手动遥控单元发送的手动遥控信号时将手动遥控信号转发至任务计算机；/n所述任务计算机，用于执行自主控制无人机执行任务的程序，当执行自主控制无人机执行任务的程序未检测到手动遥控信号时，基于无人机的状态数据生成无人机的控制指令，并将该控制指令发送至飞控计算机，当执行自主控制无人机执行任务的程序检测到手动遥控信号时，停止生成无人机的控制指令；/n所述手动遥控单元，用于生成手动遥控信号，以及在将手动遥控信号发送至飞控计算机后,通过遥控操作面板生成控制指令，并将控制指令发送至飞控计算机。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机自主控制与手动遥控安全切换系统，其特征在于，所述系统包括：无人机、飞控计算机、任务计算机和手动遥控单元；
所述飞控计算机，用于基于接收的控制指令控制无人机的飞行模式，以及在接收到手动遥控单元发送的手动遥控信号时将手动遥控信号转发至任务计算机；
所述任务计算机，用于执行自主控制无人机执行任务的程序，当执行自主控制无人机执行任务的程序未检测到手动遥控信号时，基于无人机的状态数据生成无人机的控制指令，并将该控制指令发送至飞控计算机，当执行自主控制无人机执行任务的程序检测到手动遥控信号时，停止生成无人机的控制指令；
所述手动遥控单元，用于生成手动遥控信号，以及在将手动遥控信号发送至飞控计算机后,通过遥控操作面板生成控制指令，并将控制指令发送至飞控计算机。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述飞行模式由动力、方向和/或姿态组成。


3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述飞控计算机包括：第一无线通信设备、驱动接口、第一有线通信接口和第一微处理器；
所述驱动接口连接无人机的动力系统和伺服系统；
所述第一有线通信接口连接第一无线通信设备；
所述第一微处理器分别连接驱动接口和有线通信接口，用于运行飞控计算机的软件模块。


4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述飞控计算机的软件模块，包括：手动遥控信号接收模块、状态数据发送模块和控制指令接收模块；
所述手动遥控信号接收模块，用于通过第一无线通信设备接收手动遥控单元发送的手动遥控信号，并将手动遥控信号转发至状态数据发送模块；
所述状态数据发送模块，用于将所述手动遥控信号和无人机的状态数据发送至所述任务计算机；
所述控制指令接收模块，用于基于接收的控制指令控制无人机的动力系统和伺服系统，调节无人机的飞行模式。


5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述状态数据包括：位置数据和姿态数据，其中，所述位置数据包括：经度、纬度和高度，所述姿态数据包括：偏航角、姿态角和滚转角。


6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手动遥控信号为字节数大于等于1的指定字段。


7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述任务计算机，包括：第二有线通信接口和第二微处理器；
所述第二有线通信接口分别连接第二微处理器和所述飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏杰，王彦臻，任小广，赵名扬，赵林，杜静，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11