[发明专利]一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统和方法

权利要求书

1.一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统，其特征在于，包括采集装置、无人机、飞控装置、无线数传装置、无线图传装置、PC端地面站，所述采集装置连接所述无人机，所述飞控装置设置于所述无人机上，所述无线数传装置和所述无线图传装置分别与所述飞控装置和所述PC端地面站连接；所述采集装置设置于所述无人机上，用于采集无人机周围的大面积全景图图像，并将全景图图像数据发送至所述飞控装置；所述飞控装置设置于所述无人机上，用于控制无人机的飞行轨迹且将全景图图像数据发送至所述PC端地面站；

所述PC端地面站用于显示采集装置采集的全景图图像，用户在PC端地面站上对全景图图像手动标记感兴趣区域的范围，并在全景图图像上设置多个飞行点，以划定的飞行点围成的区域作为无人机飞行路线覆盖的区域，即划定的区域作为无人机飞行路线的整体区域，然后设定无人机的飞行参数，并调用PC机上的函数库，用于规划无人机航线；其中，飞行参数包括GPS信息、航线密集率、飞行速度以及飞行高度；

所述PC端地面站还用于根据用户标记的感兴趣区域位置，以数个标记点将所有感兴趣区域划分出来，将无人机的飞行区域划分为感兴趣区域和不感兴趣区域，并将感兴趣区域内标记点的GPS信息、区域内飞行速度、高度的参数上传至飞控装置，其中，在无人机经过不感兴趣区域的时候，提高无人机的飞行速度，在无人机经过感兴趣区域的时候，降低无人机的飞行速度；

所述无线数传装置用于传输所述PC端地面站与所述飞控装置之间的飞行参数；所述无线图传装置用于传输所述PC端地面站与所述飞控装置之间的全景图图像数据。

2.如权利要求1所述的一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统，其特征在于，所述飞控装置包括微处理器、处理器载板以及电源模块。

3.如权利要求2所述的一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统，其特征在于，所述微处理器为NvidiaJetsonTK1处理器，其内嵌操作系统为开源Ubuntu系统。

4.如权利要求1所述的一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统，其特征在于，所述采集装置包括相机云台和遥感相机，所述相机云台用于固定遥感相机和调整遥感相机的采集图像角度，所述遥感相机用于采集无人机周围的大面积全景图图像。

5.如权利要求4所述的一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统，其特征在于，所述遥感相机采用可见光相机或多光谱相机或高光谱相机。

6.如权利要求1所述的一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统，其特征在于，所述无线数传装置包括无线串口收发模块与USB转TTL模块，所述无线串口收发模块用于无线连接所述PC端地面站，所述USB转TTL模块用于电连接所述飞控装置。

7.如权利要求1所述的一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统，其特征在于，所述无线图传装置包括依次连接的编码器、图传发射天线、图传接收天线以及解码器，所述编码器与所述飞控装置连接，所述解码器与所述PC端地面站连接。

8.如权利要求1所述的一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统，其特征在于，所述PC端地面站包括无线数传装置和安装有Ubuntu系统的PC机；所述PC机通过所述无线数传装置发送指令给飞控装置，使得接收到相应指令的飞控装置对无人机进行相应的操控。

9.如权利要求1至8任一所述的一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制系统，其特征在于，所述无人机采用M100无人机。

10.一种基于Ubuntu的提高无人机飞行效率的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、启动无人机，接通处理器载板的电源开关，向飞控装置供电；此时，微处理器启动Ubuntu系统，进入待机状态，等待PC端地面站发送指令；

S2、PC端地面站依次对飞控装置发送指令，初始化无人机通信串口和通信频率，获取无人机的控制权；

S3、无人机处于待起飞状态，PC端地面站对飞控装置发送起飞指令，飞控装置在接收到起飞指令后，无人机起飞上升至一定高度，此时无人机处于等待指令状态；

S4、PC端地面站继续发送升空指令至飞控装置，此时无人机再升高至设定的某一高度，并对大面积区域采集全景图图像，然后把全景图图像数据传送至编码器编码后通过图传发射天线发送至PC端地面站的图传接收天线；

S5、PC端地面站的图传接收天线接收图像后通过解码器解码，在PC机上显示采集的全景图图像，用户可手动标记感兴趣区域的范围；

S6、用户在全景图图像上输入并设置多个飞行点，以划定的飞行点围成的区域作为无人机飞行路线覆盖的区域，即划定的区域作为无人机飞行路线的整体区域，然后设定无人机的飞行参数，并调用PC机上的函数库，用于规划无人机航线；其中，飞行参数包括GPS信息、航线密集率、飞行速度以及飞行高度；

S7、PC端地面站根据步骤S5中标记的感兴趣区域位置，以数个标记点将所有感兴趣区域划分出来，将无人机的飞行区域划分为感兴趣区域和不感兴趣区域，并将感兴趣区域内标记点的GPS信息、区域内飞行速度、高度的参数上传至飞控装置；其中，在无人机经过不感兴趣区域的时候，提高无人机的飞行速度，在无人机经过感兴趣区域的时候，降低无人机的飞行速度；

S8、继续操作PC端地面站用于设置无人机在完成航线任务后的动作，包括悬停半空、原点降落或返回起点；

S9、继续操作PC端地面站使其对无人机发送开始任务指令，此时无人机初始化任务，开始执行航线任务。