一种无人机及其地面通信系统

1.本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机及其地面通信系统。


背景技术：

2.无人机通常是指无人驾驶的飞机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，无人机的应用广泛，通常是用于人们通过无人机的飞行来实现一些信息的采集和传输。
3.经检索，中国专利号为cn113225121a的发明专利，公开了一种无人机地面站及其信息传输方法和装置，包括：接收来自于无人机或/和地面设备的数据；采用udp组播模式，传输所述数据到网络；从所述网络读取所述数据，基于所述数据进行无人机控制，基于所述数据产生遥控信号，采用udp组播模式发送所述遥控信号到所述网络；从所述网络读取并发送所述遥控信号到所述地面设备或/和无人机，进行无人机控制，通过所述udp组播模式接收所述数据或发送所述遥控信号。
4.与现有技术相比，该中国专利号为cn113225121a的发明专利能当无人机机载载荷设备发生变化时，如更换性能更好的另一厂家的产品，只需提供相应上行下行数据对应的端口号，厂家提供相应的地面站应用软件，或根据厂家提供的协议，自行编写软件，而地面站与飞机原有设备软件方面并无很多更改工作，使无人机系统具有更好的通用性与互换性。而且在不减少地面站安全余度的前提下使大中型无人机地面站的成本大大降低，简化结构，易于制造，设备易于安装、故障时易于更换故障单元，方便地面站运输并节省运输成本，可随时调整地面站的位置。
5.但上述专利在实际的使用过程中其无人机对与信号的接收缺乏有效的设计，从而使得无人机在恶劣的环境下巡航的范围降低，并且地面站对于接收到的数据信息缺乏自适应的解密与识别，同时接收到数据中包含大量的信息，对于信息操作人员难以进行快速的应对，从而降低了地面站与无人机之间信息传输的效率与质量，因此需要一种无人机及其地面通信系统。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种无人机及其地面通信系统。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一种无人机及其地面通信系统，包括无人机以及对其进行数据传输控制的地面控制站，且所述无人机的外部的四个支架安装有驱动组件，所述无人机的底部安装有用于降落的起落架，且两个起落架之间设置有安装箱，所述安装箱的内部设置有传动机构，所述安装箱的内部活动设置有传动杆，所述传动杆的端部安装有信号接收板；
9.所述驱动机构包括四个支架上的驱动电机，且所述驱动电机的输出端通过联轴器安装有桨叶。
10.上述技术方案进一步包括：
11.所述驱动机构包括安装在安装箱内部的伺服电机，所述伺服电机的输出末端通过联轴器安装有螺纹杆，所述螺纹杆的外部螺纹连接有升降板，所述升降板的端部与安装箱的内部相贴近，且传动杆远离信号接收板的一端与升降板的外部相连接。
12.所述安装箱的外部对称活动连接有开合板，所述开合板的截面呈半圆形，所述安装箱的内部对称安装有弧形杆，所述弧形杆的内部滑动连接有驱动杆，所述驱动杆远离弧形杆的一端与开合板的外部相连接，且驱动杆与弧形杆的内部之间安装有弹簧。
13.一种无人机的地面通信系统，所述无人机的内部系统包括数据信息汇总模块、数据加密模块、接受处理模块和驱动单元，且所述无人机内部系统对接收到图像、信息以及数据进行汇总，同时对数据进行加密，对地面控制站传输到的信息进行接收处理，并对接收到的数据进行驱动。
14.所述地面控制站的内部包括数据系统、中央处理系统、输出单元和数据存储模块，所述地面控制站对无人机中传输的数据进行接收与处理，并且根据接收到的信息进行识别，并且对数据进行整合存储，同时根据接收到的数据进行处理与输出。
15.所述数据信息汇总模块与图像信息采集器之间通信连接，所述数据信息汇总模块对图像信息采集器中采集到图像与数据进行获取，所述数据信息汇总模块对数据进行汇总，并将汇总的数据传输到数据加密模块，所述数据加密模块对接收到的数据进行加密，同时所述接受处理模块对地面控制站中传输的信号数据进行接收与处理，同时所述接受处理模块将处理后的信息传输到驱动单元中，所述驱动单元与驱动电机、信号接收板、伺服电机以及图像信息采集器之间通信连接。
16.所述数据系统的内部包括数据接受模块、数据处理模块和数据解密模块，所述数据接受模块对无人机中传输的加密数据进行接收，所述数据接受模块将接收到的数据传输到所述数据处理模块中，所述数据处理模块对接收到的数据进行预处理，检查数据的完整性与安全性，并将检测完成的数据传输到所述数据解密模块中，所述数据解密模块对加密数据信息进行解密，并且将解密后的数据信息传输到中央处理系统中。
17.所述中央处理系统的内部包括数据链收发模块、负载监控模块、深度学习模块、事物调度模块、中央处理系统和反馈降噪模块，所述数据链收发模块对传输到中央处理系统中的数据进行接收，并且将相同数据打包成数据链，同时负载监控模块对地面控制站内部的系统负载进行实时监控，所述负载监控模块将负载信息传输到深度学习模块中，所述深度学习模块对接收到的数据进行深度学习，建立出负载调控模型。
18.所述反馈降噪模块对数据链收发模块中数据信息进行降噪，所述事物调度模块对反馈降噪模块中降噪后的数据链信息进行读取，并且根据信息进行事物调度，所述事物调度模块将调度的数据传输到优先级判断模块中，所述优先级判断模块根据优先顺序对调度信息进行重新排列，同时数据链收发模块对优先级判断模块中制定后的信息进行打包传输到无人机中。
19.本发明具备以下有益效果：
20.1、本发明中，使用时，无人机在进行飞行时，处于恶劣环境下无人机对于信号接收到的范围大大减小，此时通过信号接收板和传动杆能够增加无人机对于信号的接收到范围，并且在起降的过程中传动机构能够使得信号接收板与传动杆进入到无人机的内部，实
现对信号接收板与传动杆的保护，同时也避免信号接收板和传动杆向外伸出影响起降。
21.2、本发明中，使用时，数据处理模块对接收到的数据进行预处理，检查数据的完整性与安全性，数据解密模块对加密数据信息进行解密，由于对传输的信息进行加密传输，从而使得数据在传输过程中保持稳定，同时对接收到数据进行解密分析，从而增加了对后续数据信息分析识别的速度与准确性。
22.3、本发明中，使用时，事物调度模块对数据链收发模块中的数据链信息进行读取，并且根据信息进行事物调度，优先级判断模块根据优先顺序对调度信息进行重新排列，数据链收发模块会对优先级判断模块中调整后的数据进行打包与传输，实现无人机与地面控制站之间的数据传输。
附图说明
23.图1为本发明提出的一种无人机及其地面通信系统的第一立体结构示意图；
24.图2为本发明中的第二立体结构示意图；
25.图3为本发明中的第一部分结构示意图；
26.图4为本发明中的第二部分结构示意图；
27.图5为本发明中的无人机与地面控制站之间的系统框图；
28.图6为本发明中数据系统与中央处理系统之间的系统框图。
29.图中：1、无人机；2、驱动电机；3、桨叶；4、起落架；5、安装箱；6、信号接收板；7、传动杆；8、伺服电机；9、螺纹杆；10、升降板；11、开合板；12、弧形杆；13、驱动杆；14、弹簧；15、地面控制站；16、数据信息汇总模块；17、数据加密模块；18、接受处理模块；19、驱动单元；20、数据系统；21、中央处理系统；22、输出单元；23、数据存储模块；24、数据接受模块；25、数据处理模块；26、数据解密模块；27、数据链收发模块；28、负载监控模块；29、深度学习模块；30、事物调度模块；31、优先级判断模块；32、反馈降噪模块；33、图像信息采集器。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例一
32.如图1-4所示，本发明提出的一种无人机及其地面通信系统，包括无人机1以及对其进行数据传输控制的地面控制站15，且无人机1的外部的四个支架安装有驱动组件，无人机1的底部安装有用于降落的起落架4，且两个起落架4之间设置有安装箱5，安装箱5的内部设置有传动机构，安装箱5的内部活动设置有传动杆7，传动杆7的端部安装有信号接收板6；
33.驱动机构包括四个支架上的驱动电机2，且驱动电机2的输出端通过联轴器安装有桨叶3。
34.本实施例中，使用时，无人机1在进行飞行时，处于恶劣环境下无人机1对于信号接收到的范围大大减小，伺服电机8开始工作，伺服电机8带动螺纹杆9开始转动，螺纹杆9在转动的过程中使得升降板10朝着安装箱5的外部移动，在升降板10的带动下使得传动杆7带着
信号接收板6移动到安装箱5的外部，此时通过信号接收板6和传动杆7能够增加无人机1对于信号的接收到范围；
35.并且信号接收板6在向外移动的过程中与驱动杆13的外部相接触，从而使得驱动杆13带动开合板11开始转动，实现对安装箱5的开启；
36.并且在起降的过程中传动机构中伺服电机8的反向转动，能够使得信号接收板6与传动杆7进入到无人机1的内部，实现对信号接收板6与传动杆7的保护，同时也避免信号接收板6和传动杆7向外伸出影响起降；
37.此时信号接收板6与开合板11的外部相接触，在信号接收板6的挤压作用下使得开合板11带动驱动杆13开始转动，使得驱动杆13转动到弧形杆12的内部，并且当信号接收板6完全进入到安装箱5的内部后，弹簧14的弹力使得驱动杆13带动开合板11反向转动，实现对安装箱5的闭合。
38.实施例二
39.如图1-6所示，基于实施例一的基础上，驱动机构包括安装在安装箱5内部的伺服电机8，伺服电机8的输出末端通过联轴器安装有螺纹杆9，螺纹杆9的外部螺纹连接有升降板10，升降板10的端部与安装箱5的内部相贴近，且传动杆7远离信号接收板6的一端与升降板10的外部相连接；
40.安装箱5的外部对称活动连接有开合板11，开合板11的截面呈半圆形，安装箱5的内部对称安装有弧形杆12，弧形杆12的内部滑动连接有驱动杆13，驱动杆13远离弧形杆12的一端与开合板11的外部相连接，且驱动杆13与弧形杆12的内部之间安装有弹簧14；
41.无人机1的内部系统包括数据信息汇总模块16、数据加密模块17、接受处理模块18和驱动单元19，且无人机1内部系统对接收到图像、信息以及数据进行汇总，同时对数据进行加密，对地面控制站15传输到的信息进行接收处理，并对接收到的数据进行驱动；
42.地面控制站15的内部包括数据系统20、中央处理系统21、输出单元22和数据存储模块23，地面控制站15对无人机1中传输的数据进行接收与处理，并且根据接收到的信息进行识别，并且对数据进行整合存储，同时根据接收到的数据进行处理与输出；
43.数据信息汇总模块16与图像信息采集器33之间通信连接，数据信息汇总模块16对图像信息采集器33中采集到图像与数据进行获取，数据信息汇总模块16对数据进行汇总，并将汇总的数据传输到数据加密模块17，数据加密模块17对接收到的数据进行加密，同时接受处理模块18对地面控制站15中传输的信号数据进行接收与处理，同时接受处理模块18将处理后的信息传输到驱动单元19中，驱动单元19与驱动电机2、信号接收板6、伺服电机8以及图像信息采集器33之间通信连接；
44.数据系统20的内部包括数据接受模块24、数据处理模块25和数据解密模块26，数据接受模块24对无人机1中传输的加密数据进行接收，数据接受模块24将接收到的数据传输到数据处理模块25中，数据处理模块25对接收到的数据进行预处理，检查数据的完整性与安全性，并将检测完成的数据传输到数据解密模块26中，数据解密模块26对加密数据信息进行解密，并且将解密后的数据信息传输到中央处理系统21中；
45.中央处理系统21的内部包括数据链收发模块27、负载监控模块28、深度学习模块29、事物调度模块30、中央处理系统21和反馈降噪模块32，数据链收发模块27对传输到中央处理系统21中的数据进行接收，并且将相同数据打包成数据链，同时负载监控模块28对地
面控制站15内部的系统负载进行实时监控，负载监控模块28将负载信息传输到深度学习模块29中，深度学习模块29对接收到的数据进行深度学习，建立出负载调控模型；
46.反馈降噪模块32对数据链收发模块27中数据信息进行降噪，事物调度模块30对数据链收发模块27中的数据链信息进行读取，并且根据信息进行事物调度，事物调度模块30将调度的数据传输到优先级判断模块31中，优先级判断模块31根据优先顺序对调度信息进行重新排列，同时数据链收发模块27对优先级判断模块31中制定后的信息进行打包传输到无人机1中。
47.本实施例中，使用时，数据信息汇总模块16与图像信息采集器33之间通信连接，数据信息汇总模块16对图像信息采集器33中采集到图像与数据进行获取并进行汇总，然后将汇总的数据传输到数据加密模块17，数据加密模块17对接收到的数据进行加密，接受处理模块18对地面控制站15中传输的信号数据进行接收与处理，同时接受处理模块18将处理后的信息传输到驱动单元19中；
48.驱动单元19中接收到的信息包括对无人机1整体高度位置速度的调控参数、图像信息采集器33的拍摄方向、数据采集方向以及对于信号接收板6位置的调整，增加无人机1与地面控制站15之间信号传输的质量；
49.数据接受模块24对无人机1中传输的加密数据进行接收，数据处理模块25对接收到的数据进行预处理，检查数据的完整性与安全性，并将检测完成的数据传输到数据解密模块26中，数据解密模块26对加密数据信息进行解密，并且将解密后的数据信息传输到中央处理系统21中；
50.数据链收发模块27对传输到中央处理系统21中的数据进行接收，并且将相同数据打包成数据链，负载监控模块28对地面控制站15内部的系统负载进行实时监控，负载监控模块28将负载信息传输到深度学习模块29中，深度学习模块29对接收到的数据进行深度学习，建立出负载调控模型，通过负载调控模型实现对地面控制站15内部系统的调度，保证无人机1与地面控制站15之间信号传输的正常；
51.反馈降噪模块32对数据链收发模块27中数据信息进行降噪，事物调度模块30对反馈降噪模块32中降噪后的数据链信息进行读取，并且根据信息进行事物调度，事物调度模块30将调度的数据传输到优先级判断模块31中，优先级判断模块31根据优先顺序对调度信息进行重新排列，同时数据链收发模块27对优先级判断模块31中制定后的信息进行打包传输到无人机1中，实现无人机1与地面控制站15之间的数据传输。
52.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种无人机，包括无人机(1)以及对其进行数据传输控制的地面控制站(15)，且所述无人机(1)的外部的四个支架安装有驱动组件，其特征在于，所述无人机(1)的底部安装有用于降落的起落架(4)，且两个起落架(4)之间设置有安装箱(5)，所述安装箱(5)的内部设置有传动机构，所述安装箱(5)的内部活动设置有传动杆(7)，所述传动杆(7)的端部安装有信号接收板(6)；所述驱动机构包括四个支架上的驱动电机(2)，且所述驱动电机(2)的输出端通过联轴器安装有桨叶(3)。2.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述驱动机构包括安装在安装箱(5)内部的伺服电机(8)，所述伺服电机(8)的输出末端通过联轴器安装有螺纹杆(9)，所述螺纹杆(9)的外部螺纹连接有升降板(10)，所述升降板(10)的端部与安装箱(5)的内部相贴近，且传动杆(7)远离信号接收板(6)的一端与升降板(10)的外部相连接。3.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于，所述安装箱(5)的外部对称活动连接有开合板(11)，所述开合板(11)的截面呈半圆形，所述安装箱(5)的内部对称安装有弧形杆(12)，所述弧形杆(12)的内部滑动连接有驱动杆(13)，所述驱动杆(13)远离弧形杆(12)的一端与开合板(11)的外部相连接，且驱动杆(13)与弧形杆(12)的内部之间安装有弹簧(14)。4.一种无人机的地面通信系统，其特征在于，所述无人机(1)的内部系统包括数据信息汇总模块(16)、数据加密模块(17)、接受处理模块(18)和驱动单元(19)，且所述无人机(1)内部系统对接收到图像、信息以及数据进行汇总，同时对数据进行加密，对地面控制站(15)传输到的信息进行接收处理，并对接收到的数据进行驱动。5.根据权利要求4所述的一种无人机的地面通信系统，其特征在于，所述地面控制站(15)的内部包括数据系统(20)、中央处理系统(21)、输出单元(22)和数据存储模块(23)，所述地面控制站(15)对无人机(1)中传输的数据进行接收与处理，并且根据接收到的信息进行识别，并且对数据进行整合存储，同时根据接收到的数据进行处理与输出。6.根据权利要求5所述的一种无人机的地面通信系统，其特征在于，所述数据信息汇总模块(16)与图像信息采集器(33)之间通信连接，所述数据信息汇总模块(16)对图像信息采集器(33)中采集到图像与数据进行获取，所述数据信息汇总模块(16)对数据进行汇总，并将汇总的数据传输到数据加密模块(17)，所述数据加密模块(17)对接收到的数据进行加密，同时所述接受处理模块(18)对地面控制站(15)中传输的信号数据进行接收与处理，同时所述接受处理模块(18)将处理后的信息传输到驱动单元(19)中，所述驱动单元(19)与驱动电机(2)、信号接收板(6)、伺服电机(8)以及图像信息采集器(33)之间通信连接。7.根据权利要求6所述的一种无人机的地面通信系统，其特征在于，所述数据系统(20)的内部包括数据接受模块(24)、数据处理模块(25)和数据解密模块(26)，所述数据接受模块(24)对无人机(1)中传输的加密数据进行接收，所述数据接受模块(24)将接收到的数据传输到所述数据处理模块(25)中，所述数据处理模块(25)对接收到的数据进行预处理，检查数据的完整性与安全性，并将检测完成的数据传输到所述数据解密模块(26)中，所述数据解密模块(26)对加密数据信息进行解密，并且将解密后的数据信息传输到中央处理系统(21)中。8.根据权利要求7所述的一种无人机的地面通信系统，其特征在于，所述中央处理系统
(21)的内部包括数据链收发模块(27)、负载监控模块(28)、深度学习模块(29)、事物调度模块(30)、中央处理系统(21)和反馈降噪模块(32)，所述数据链收发模块(27)对传输到中央处理系统(21)中的数据进行接收，并且将相同数据打包成数据链，同时负载监控模块(28)对地面控制站(15)内部的系统负载进行实时监控，所述负载监控模块(28)将负载信息传输到深度学习模块(29)中，所述深度学习模块(29)对接收到的数据进行深度学习，建立出负载调控模型。9.根据权利要求8所述的一种无人机的地面通信系统，其特征在于，所述反馈降噪模块(32)对数据链收发模块(27)中数据信息进行降噪，所述事物调度模块(30)对反馈降噪模块(32)中降噪后的数据链信息进行读取，并且根据信息进行事物调度，所述事物调度模块(30)将调度的数据传输到优先级判断模块(31)中，所述优先级判断模块(31)根据优先顺序对调度信息进行重新排列，同时数据链收发模块(27)对优先级判断模块(31)中制定后的信息进行打包传输到无人机(1)中。

技术总结
本发明公开了一种无人机及其地面通信系统，包括无人机以及对其进行数据传输控制的地面控制站，且无人机的外部的四个支架安装有驱动组件，无人机的底部安装有用于降落的起落架，且两个起落架之间设置有安装箱，安装箱的内部设置有传动机构，安装箱的内部活动设置有传动杆，传动杆的端部安装有信号接收板；驱动机构包括四个支架上的驱动电机，且驱动电机的输出端通过联轴器安装有桨叶，事物调度模块对数据链收发模块中的数据链信息进行读取，并且根据信息进行事物调度，优先级判断模块根据优先顺序对调度信息进行重新排列，数据链收发模块会对优先级判断模块中调整后的数据进行打包与传输，实现无人机与地面控制站之间的数据传输。传输。传输。


技术研发人员：房梦旭 刘莹 刘明鑫 王雷涛 朱静 赵雨雷
受保护的技术使用者：成都航空职业技术学院
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/6/28